[发明专利]一种液态流体混合器及其于直接液体燃料电池中的应用

说明书

本发明提供一种液态流体混合器及其于直接液体燃料电池中的应用,所述液态流体混合器，按流体流动方向，流体流道依次包括流体预混区、强制混流区和混合流体收敛区；所述流体预混区左侧设置有第一液态流体进口和第二液态流体进口；所述流体预混区设置利于第一液态流体和第二液态流体混合的阻流部件；所述强制混流区的流道截面积小于流体预混区流道截面积，所述强制混流区设置利于混合后的第一液态流体和第二液态流体充分混合的流体扰动部件；所述混合流体收敛区流道截面积大于强制混流区的流道截面积，于远离强制混流区的所述混合流体收敛区右侧设置有一混合流体出口。

技术领域

本发明属于流体技术领域，具体的说涉及一种应用于直接液体燃料电池的液态流体混流部件。

背景技术

目前，质子交换膜燃料电池以其能量转换效率高、无污染、低噪音等诸多优点成为新型能源研究热点。其中低功率质子交换膜燃料电池因其可对笔记本、手机等移动电器充电的便携式电源更是市场前景相当可观。

缩小体积始终是便携式质子交换膜燃料电池系统优化的目标，除有效利用空间外，系统内部部件的小型化是便携式燃料电池“瘦身”的根本解决途径。目前，便携式质子交换膜燃料电池缓冲燃料的混合在一个相对系统体积较大的腔室内进行，在该腔室中补充纯甲醇燃料，甲醇溶液浓度提升慢，暴露出燃料供给响应速度慢和系统运行不稳定的问题；如果缩小缓冲溶液腔室的空间，易导致甲醇浓度不均匀，从而限制了缓冲溶液腔室以及便携式燃料电池系统进一步压缩体积的可能性。本发明不仅体积小，同时取代了缓冲溶液腔室的混合功能，进一步缩小缓冲溶液腔室和便携式燃料电池系统的体积。

发明内容

本发明的目的在于提供一种液态流体混合器，该混合器体积小，混合效率高。用于直接液体燃料电池，尤其是微型或便携式直接甲醇燃料电池中取代了缓冲溶液腔室的混合功能，进一步缩小缓冲溶液腔室和便携式燃料电池的体积，混合效果较好，有效提高燃料供给响应速度使系统运行更稳定。

一种液态流体混合器，按流体流动方向，流体流道依次包括流体预混区、强制混流区和混合流体收敛区；

所述流体预混区左侧设置有第一液态流体进口和第二液态流体进口；所述流体预混区设置利于第一液态流体和第二液态流体混合的阻流部件；使中心流域受到较大阻力，第一液态流体和第二液态流体沿缝隙呈放射状均匀分配至整个流通截面。

所述强制混流区的流道截面积小于流体预混区流道截面积，所述强制混流区设置利于混合后的第一液态流体和第二液态流体充分混合的流体扰动部件；所述截面积是指垂直于流体流动方向的流道截面积。

所述混合流体收敛区流道截面积大于强制混流区的流道截面积，所述混合流体收敛区设置有一混合流体出口。

沿流体流动方向，从流体入口至流体预混区流道截面积逐渐增大；所述混合流体收敛区沿流道方向呈梭型变窄。

经第一液态流体进口的第一液态流体与经第二液态流体进口的第二液态流体呈错流或对流进入流体流道内；所述流体出口方向与所述流体混合器的主流道方向一致。

所述流体预混区流道截面积为所述强制混流区的流道截面积的1.2-5倍；所述混合流体收敛区流道截面积为所述强制混流区的流道截面积的的1.2-5倍。

所述强制混流区的流道长度为沿流体流动方向所述流体预混区流道长度的1.2-10倍；所述强制混流区的流道长度为所述混合流体收敛区流道长度的1.2-10倍。

所述设置于流体预混区的阻流部件为沿流体流动方向排布的2排以上柱体；每排具有2个以上的柱体，所述相邻2排中的柱体沿流道方向相互交错排列，于流体预混区与强制混流区交接处的中部设有隔挡。