CN110289435A - 一种氢燃料电池气水分离装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种氢燃料电池气水分离装置，包括气水分离器主体和设在气水分离器主体上的混合气进口、回氢口和排水口以及废气出口，还包括内筒，所述回氢口设在气水分离器主体的顶部，所述排水口设在气水分离器主体的底部，所述混合气进口设在气水分离器主体的侧壁上，混合气进口的进气方向与气水分离器主体的内壁相切，所述内筒通过设在内筒上内法兰设在气水分离器主体内部，内筒中设有上下相通的通道。该氢燃料电池气水分离装置设计合理，工作稳定，负荷范围宽，无需额外电能驱动，运行成本低；且车辆运行过程中即使发生剧烈颠簸或上下大坡度也不会出现分离水倒灌进入回氢管路，分离稳定可靠。

Description

一种氢燃料电池气水分离装置

技术领域

本发明涉及氢燃料电池技术领域，尤其是涉及一种氢燃料电池气水分离装置。

背景技术

氢燃料电池是将化学能通过电化学反应直接转换为电能的发电装置，具有效率高、功率大、供电时间长、寿命长、可靠性高、噪声低及不产生有害排放物等特点，在交通运输领域有着巨大应用潜力。氢燃料电池在工作时，空气中的氧气和氢气进入燃料电池发生电化学反应生成水，同时有反应不完全的氢气排出，为提高氢气利用效率，把反应不完全的氢气通过氢循环泵或引射装置再次导入氢燃料电池燃料入口。

现有技术中氢气循环装置不能将水和反应不完全的氢气很好地分离，高湿度循环燃料气体进入燃料电池后会造成阳极易出现水淹现象，导致氢燃料电池输出功率下降。目前氢燃料电池循环燃料气体常通过主动离心式或重力式或膜分离式三种气水分离装置，主动离心式气水分离装置需额外电能驱动叶轮，重力式分离效率低且体积大，膜分离方式分离负荷范围极窄，且易发生液阻现象，工作不稳定，三种方式均存在一定的不足。

发明内容

针对现有技术不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种氢燃料电池气水分离装置，以达到工作稳定，负荷范围宽以及运行成本低的目的。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：

该氢燃料电池气水分离装置，包括气水分离器主体和设在气水分离器主体上的混合气进口、回氢口和排水口以及废气出口，还包括内筒，所述回氢口设在气水分离器主体的顶部，所述排水口设在气水分离器主体的底部，所述混合气进口设在气水分离器主体的侧壁上，混合气进口的进气方向与气水分离器主体的内壁相切，所述内筒通过设在内筒上内法兰设在气水分离器主体内部，内筒中设有上下相通的通道。

进一步的，所述混合气进口位于内法兰的下部。

所述内法兰为倾斜设置的斜法兰。

所述废气出口设在气水分离器主体的侧壁上，位于内法兰的上方。

所述气水分离器主体上设有锥形的上盖，所述回氢口设在锥形上盖的顶部，所述上盖与气水分离器主体之间通过可拆卸的法兰结构相连。

还包括排水管和废水废气管，所述排水管的一端与排水口相连，排水管的另一端与废水废气管相连，并在排水管或排水口上设有排水电磁阀。

所述内法兰将气水分离器主体分成上下两个腔体，内筒中并排设置一组通道，通道相通上下两个腔体。

还包括废气管，所述废气管的一端与废气口相连，废气管的另一端与废水废气管相连。

还包括排放总管，所述废水废气管的中心线与排放总管的中心线呈锐角。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

该氢燃料电池气水分离装置设计合理，工作稳定，负荷范围宽，无需额外电能驱动，运行成本低；且车辆运行过程中即使发生剧烈颠簸或上下大坡度也不会出现分离水倒灌进入回氢管路，分离稳定可靠。

附图说明

下面对本说明书各幅附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为本发明气水分离装置结构示意图。

图2为本发明气水分离装置内部及管路示意图。

图中：

1-气水分离器主体；2-混合气进气口；3-主体法兰；4-上盖法兰；5-紧固螺栓；6-上盖；7-回氢口；8-废气出口；9-废气管I；10-排氢电磁阀；11-废气管II；12-排水口；13-排水电磁阀；14-废水废气管；15-排放总管；16-内筒；17-通道；18-内筒斜法兰；19-排水管I；20-排水管II。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

如图1和图2所示，该氢燃料电池气水分离装置，包括气水分离器主体、内筒、和设在气水分离器主体上的混合气进口、回氢口和排水口以及废气出口；回氢口设在气水分离器主体的顶部，排水口设在气水分离器主体的底部，混合气进口设在气水分离器主体的侧壁上，混合气进口的进气方向与气水分离器主体的内壁相切，内筒设有内法兰，内法兰设在气水分离器主体内部，内筒中设有上下相通的通道，内筒中设有上下相通的通道。

内筒的外壁与气水分离器主体的内壁之间具有间隙，内法兰为倾斜设置的斜法兰，可提高分离效果。

混合气进口位于内法兰的下部。废气出口设在气水分离器主体的侧壁上，位于内法兰的上方。

该装置设计工作稳定，负荷范围宽，且车辆运行过程中即使发生剧烈颠簸或上下大坡度也不会出现分离水倒灌进入回氢管路，具有较好的应用便利性和成本优势。

气水分离器主体上设有锥形的上盖，回氢口设在锥形上盖的顶部，所述上盖与气水分离器主体之间通过可拆卸的法兰结构相连。

内法兰将气水分离器主体分成上下两个腔体，内筒中并排设置一组通道，通道上下两个腔体相通。

排水管的一端与排水口相连，排水管的另一端与废水废气管相连，并在排水管或排水口上设有排水电磁阀。废气管的一端与废气口相连，废气管的另一端与废水废气管相连。废水废气管的中心线与排放总管的中心线呈锐角。

优选具体实例为：

氢燃料电池气水分离装置主要由气水分离器主体1、混合气进气口2、主体法兰3、上盖法兰4、紧固螺栓5、上盖6、回氢出口7、废气出口8、废气管I9、排氢电磁阀10、废气管II11、排水口12、排水电磁阀13、内筒16、通孔17、内筒法兰18组成。

气水分离器主体1选用壁厚为2.0～5.0mm的不锈钢、HDPE、PA6、PTFE、GFRP、CFRP等材料，优选壁厚2.0～5.0mm的不锈钢材料、HDPE、PA6和PTFE材料，最优选壁厚壁厚2.5～4.0mm的HDPE和PTFE材料。

气水分离器主体1底部为半球形，用于收集从混合气中分离出来的液态水，同时在半球形底端开设有半径为3.0～5.0mm的排水口12，用于排放所收集到的液态水；上半部为圆柱形，且所述圆球形底部至圆柱形上半部上边缘的高度为120～300mm。

气水分离器主体1上部开设有废气出口8，该废气出口8贯通气水分离器主体1内外壁，直径为5.0～10.0mm，且出气口孔中心距离气水分离器主体上边缘18～30mm，该出气口用于排放部分经过气水分离后的杂质含量较高的燃料气。

气水分离器主体1中间还设有一个内筒，其中内筒16顶端为一斜面内筒法兰18，该内筒法兰18面与气水分离器主体1呈一定角度，该角度范围为10～45°；内筒法兰18与气水分离器主体1内壁通过焊接、卡接、熔接或胶接连接，连接后所述内筒16与所述气水分离器主体1保持同心。

内筒(16)选用不锈钢、HDPE、PA6、PTFE、GFRP、CFRP等材料，优选HDPE、PA6、PTFE、CFRP材料，壁厚1.0～3.0mm。

气水分离器主体1内壁与所述内筒16外壁间距10～30mm，便于混合气进入气水分离器主体1；

气水分离器主体上部、内筒法兰18最高侧下方设有混合气进气口2，混合气进气口气流方向与气水分离器主体内壁相切，氢燃料电池工作时，阳极排放出来的反应不完全的湿热混合气从所述混合气进气口高速进入气水分离器主体，在惯性作用下，具有一定质量的湿热混合气沿气水分离器主体内壁高速螺旋运动，产生离心力，比重比较大的液滴被分离出来，比重较轻的气体在中心负压作用下抬升，从所述内筒16的通道17排出，因通道孔径远小于气水分离器主体1内径，因此气体在通过通道后进入一个相对大的腔室中，此时气体中残留的微小液滴因气流总体动能锐减而再次聚集分离；仍具有一定湿度的燃料气体通过回氢口7进入回氢装置；经过一定循环的燃料气体因杂质含量增加，通过控制排氢电磁阀10打开来实现废气管I 9和废气管II 11连通，从而可使杂质含量较高的废燃料气从废气出口8排放。

圆球形底部收集到的液态水在排水电磁阀13打开时，通过排水口12、进入废水废气管14；排氢电磁阀10和排水电磁阀13具有在低温环境下防结冰功能；且所述排氢电磁阀10采用非触点式继电器。

废水废气管14用于汇集氢燃料电池所排放的废燃料气体和废水，因此废水废气管14管径设计为废气管I9、废气管II11和排水管I19、排水管II20管径的1.1～3.0倍。

从废气出口8排放的废燃料气，通过废气管I9和废气管II11进入，为确保安全性，经过废水废气管14汇合的废水和废燃料气进入排放总管15，通过氢燃料电池阴极连续排放出的大量反应不完全的空气进行稀释；所述废水废气管14末端伸入排放总管15中心，且在气体流动方向，废水废气管14中心线与排放总管15中心线所呈锐角为45°。

气水分离器主体1与上盖6分别通过主体法兰3、上盖法兰4和紧固螺栓5进行紧固连接，确保从氢燃料电池中排出的湿热反应不完全的燃料气体能够在一个相对密闭的环境中进行气液分离。气水分离器主体1与上盖6分别通过主体法兰3、上盖法兰4和紧固螺栓5进行紧固连接后形成的相对密闭环境，具有一定的耐压能力，耐压2.5～5bar。

氢燃料电池气水分离装置车载连接方法，具体如下：

将气水分离器主体1和上盖6分别通过主体法兰3、上盖法兰4和紧固螺栓5进行紧固连接后，形成气水分离装置，将该装置垂直固定于氢燃料电池发动机集成框架中，或在临近氢燃料电池出气口位置单独固定。所述固定形式可根据氢燃料电池发动机集成框架具体结构设计或车身支架的设计形式而采用直接卡箍固定或做绝缘处理的螺栓紧固固定。

从氢燃料电池燃料气体出气口出来的湿热气体通过耐氢脆的不锈钢管道从气水分离器主体1上的混合气进气口2进入由气水分离器主体1与上盖6分别通过主体法兰3、上盖法兰4和紧固螺栓5进行紧固连接后形成的相对密闭环境中；在惯性作用下，具有一定质量的湿热混合气沿气水分离器主体1内壁高速螺旋运动，产生离心力，比重比较大的液滴被分离出来，比重较轻的气体在中心负压作用下抬升，从所述内筒16的通孔17排出，在通过通孔17后进入一个相对大的腔室中，此时气体中残留的微小液滴因气流总体动能锐减而再次聚集分离；仍具有一定湿度的燃料气体通过回氢口7进入回氢装置；经过一定循环的燃料气体因杂质含量增加，通过控制排氢电磁阀(10)打开来实现废气管I9和废气管II11连通，通过废气出口8排放，进入废水废气管14；分离出的水在气水分离器主体1圆球形底部聚集，在排水电磁阀13打开时，通过排水口12、排水管I19和排水管II20进入废水废气管14；废水废气管14末端伸入排放总管15中心，且在气体流动方向，废水废气管14中心线与排放总管15中心线所呈锐角为45°，便于从氢燃料电池阴极连续排放出的大量反应不完全的空气进行稀释；排放总管15通过法兰和紧固件固定，然后将排放总管15通过管道与车辆上安装的消声装置连接实现废水废气安全、低噪排放。

实施例1：本实施例提供一种氢燃料电池气水分离装置，气水分离器主体1选用壁厚为2.0mm的不锈钢材料制作，底部为半球形，用于收集从混合气中分离出来的液态水，同时在半球形底端开设有半径为4.0mm的排水口12，用于排放所收集到的液态水；上半部为圆柱形，且圆球形底部至圆柱形上半部上边缘的高度为120mm。

气水分离器主体1中间还设有一个采用壁厚为1.0mm的不锈钢材料制作的内筒，内筒顶端为一斜面内筒法兰，该内筒法兰面与气水分离器主体1呈10°角；内筒法兰18与气水分离器主体1内壁通过焊接连接，连接后所述内筒16与所述气水分离器主体1保持同心；在气水分离器主体上部开设有废气出口，废气出气口孔中心距离气水分离器主体上边缘18mm，该废气出口8贯通气水分离器主体内外壁，直径为10.0mm；气水分离器主体内壁与所述内筒外壁间距10mm，便于混合气进入气水分离器主体；所述上部、内筒法兰最高侧下方设有混合气进气口，混合气进气口气流方向与气水分离器主体内壁相切，氢燃料电池工作时，阳极排放出来的反应不完全的湿热混合气从所述混合气进气口高速进入气水分离器主体，在惯性作用下，具有一定质量的湿热混合气沿气水分离器主体内壁高速螺旋运动，产生离心力，比重比较大的液滴被分离出来，比重较轻的气体在中心负压作用下抬升，从所述内筒的通孔排出，因通孔孔径远小于气水分离器主体内径，因此气体在通过通孔后进入一个相对大的腔室中，此时气体中残留的微小液滴因气流总体动能锐减而再次聚集分离；仍具有一定湿度的燃料气体通过回氢口进入回氢装置；经过一定循环的燃料气体因杂质含量增加，通过控制排氢电磁阀打开来实现废气管I和废气管II连通，从而可使杂质含量较高的废燃料气从废气出口排放；圆球形底部收集到的液态水在排水电磁阀打开时，通过排水口、进入废水废气管；排氢电磁阀和排水电磁阀具有在低温环境下防结冰功能；且所述排氢电磁阀采用非触点式继电器；废水废气管用于汇集氢燃料电池所排放的废燃料气体和废水，因此废水废气管管径设计为废气管I、废气管II和排水管I、排水管II管径的1.1倍；从废气出口排放的废燃料气，通过废气管I和废气管II进入，为确保安全性，经过废水废气管汇合的废水和废燃料气进入排放总管，通过氢燃料电池阴极连续排放出的大量反应不完全的空气进行稀释；废水废气管末端伸入排放总管中心，且在气体流动方向，废水废气管中心线与排放总管中心线所呈锐角为45°。

气水分离器主体1与上盖6分别通过主体法兰3、上盖法兰4和8个紧固螺栓进行紧固连接，确保从氢燃料电池中排出的湿热反应不完全的燃料气体能够在一个相对密闭的环境中进行气液分离，该相对密闭的环境耐压2.5bar。

实施例2：本实施例提供一种氢燃料电池气水分离装置，气水分离器主体1选用壁厚为5.0mm的HDPE材料制作，底部为半球形，用于收集从混合气中分离出来的液态水，同时在半球形底端开设有半径为3.0mm的排水口12，用于排放所收集到的液态水；上半部为圆柱形，且圆球形底部至圆柱形上半部上边缘的高度为300mm；气水分离器主体1中间还设有一个采用壁厚为2.0mm的HDPE材料制作的内筒16，内筒16顶端为一斜面内筒法兰18，该内筒法兰18面与气水分离器主体1呈45°角；内筒法兰18与气水分离器主体1内壁通过熔接连接，连接后所述内筒16与所述气水分离器主体1保持同心；在气水分离器主体1上部开设有废气出口8，出气口8孔中心距离气水分离器主体1上边缘24mm，该废气出口8贯通气水分离器主体1内外壁，直径为5.0mm；气水分离器主体1内壁与所述内筒16外壁间距20mm，便于混合气进入气水分离器主体1；所述上部、内筒法兰18最高侧下方设有混合气进气口2，混合气进气口2气流方向与气水分离器主体1内壁相切，氢燃料电池工作时，阳极排放出来的反应不完全的湿热混合气从所述混合气进气口2高速进入气水分离器主体1，在惯性作用下，具有一定质量的湿热混合气沿气水分离器主体1内壁高速螺旋运动，产生离心力，比重比较大的液滴被分离出来，比重较轻的气体在中心负压作用下抬升，从所述内筒16的通孔17排出，因通孔17孔径远小于气水分离器主体1内径，因此气体在通过通孔17后进入一个相对大的腔室中，此时气体中残留的微小液滴因气流总体动能锐减而再次聚集分离；仍具有一定湿度的燃料气体通过回氢口7进入回氢装置；经过一定循环的燃料气体因杂质含量增加，通过控制排氢电磁阀10打开来实现废气管I9和废气管II11连通，从而可使杂质含量较高的废燃料气从废气出口8排放；圆球形底部收集到的液态水在排水电磁阀13打开时，通过排水口12、进入废水废气管14；排氢电磁阀10和排水电磁阀13具有在低温环境下防结冰功能；且所述排氢电磁阀10采用非触点式继电器；废水废气管14用于汇集氢燃料电池所排放的废燃料气体和废水，因此废水废气管14管径设计为废气管I9、废气管II11和排水管I19、排水管II20管径的1.5倍；从废气出口8排放的废燃料气，通过废气管I9和废气管II11进入，为确保安全性，经过废水废气管14汇合的废水和废燃料气进入排放总管15，通过氢燃料电池阴极连续排放出的大量反应不完全的空气进行稀释；废水废气管14末端伸入排放总管15中心，且在气体流动方向，废水废气管14中心线与排放总管15中心线所呈锐角为45°。

气水分离器主体1与上盖6分别通过主体法兰3、上盖法兰4和8个紧固螺栓5进行紧固连接，确保从氢燃料电池中排出的湿热反应不完全的燃料气体能够在一个相对密闭的环境中进行气液分离，该相对密闭的环境耐压5.0bar。

实施例3：本实施例提供一种氢燃料电池气水分离装置，气水分离器主体1选用壁厚为4.0mm的PTFE材料制作，底部为半球形，用于收集从混合气中分离出来的液态水，同时在半球形底端开设有半径为5.0mm的排水口12，用于排放所收集到的液态水；上半部为圆柱形，且圆球形底部至圆柱形上半部上边缘的高度为250mm；气水分离器主体1中间还设有一个采用壁厚为1.5mm的PTFE材料制作的内筒16，内筒16顶端为一斜面内筒法兰18，该内筒法兰18面与气水分离器主体1呈20°角；内筒法兰18与气水分离器主体1内壁通过卡接连接，连接后所述内筒16与所述气水分离器主体1保持同心；在气水分离器主体1上部开设有废气出口8，出气口8孔中心距离气水分离器主体1上边缘30mm，该废气出口8贯通气水分离器主体1内外壁，直径为8.0mm；气水分离器主体1内壁与所述内筒16外壁间距30mm，便于混合气进入气水分离器主体1；上部、内筒法兰18最高侧下方设有混合气进气口2，混合气进气口2气流方向与气水分离器主体1内壁相切，氢燃料电池工作时，阳极排放出来的反应不完全的湿热混合气从所述混合气进气口2高速进入气水分离器主体1，在惯性作用下，具有一定质量的湿热混合气沿气水分离器主体1内壁高速螺旋运动，产生离心力，比重比较大的液滴被分离出来，比重较轻的气体在中心负压作用下抬升，从所述内筒16的通孔排出，因通孔17孔径远小于气水分离器主体内径，因此气体在通过通孔后进入一个相对大的腔室中，此时气体中残留的微小液滴因气流总体动能锐减而再次聚集分离；仍具有一定湿度的燃料气体通过回氢口进入回氢装置；经过一定循环的燃料气体因杂质含量增加，通过控制排氢电磁阀打开来实现废气管I和废气管II连通，从而可使杂质含量较高的废燃料气从废气出口排放；圆球形底部收集到的液态水在排水电磁阀打开时，通过排水口、进入废水废气管；排氢电磁阀和排水电磁阀具有在低温环境下防结冰功能；且排氢电磁阀采用非触点式继电器；废水废气管用于汇集氢燃料电池所排放的废燃料气体和废水，因此废水废气管管径设计为废气管I、废气管II和排水管I、排水管II管径的3.0倍；从废气出口排放的废燃料气，通过废气管I和废气管II进入，为确保安全性，经过废水废气管汇合的废水和废燃料气进入排放总管，通过氢燃料电池阴极连续排放出的大量反应不完全的空气进行稀释；废水废气管末端伸入排放总管中心，且在气体流动方向，废水废气管中心线与排放总管中心线所呈锐角为45°；

气水分离器主体与上盖分别通过主体法兰、上盖法兰和8个紧固螺栓进行紧固连接，确保从氢燃料电池中排出的湿热反应不完全的燃料气体能够在一个相对密闭的环境中进行气液分离，该相对密闭的环境耐压4.0bar。

实施例4：本实施例提供一种氢燃料电池气水分离装置，气水分离器主体选用壁厚为2.5mm的不锈钢材料制作，底部为半球形，用于收集从混合气中分离出来的液态水，同时在半球形底端开设有半径为4.0mm的排水口，用于排放所收集到的液态水；上半部为圆柱形，且圆球形底部至圆柱形上半部上边缘的高度为200mm；气水分离器主体中间还设有一个采用壁厚为1.6mm的PA6材料制作的内筒，内筒顶端为一斜面内筒法兰，该内筒法兰面与气水分离器主体呈30°角；所述内筒法兰18与气水分离器主体1内壁通过胶接连接，连接后所述内筒16与所述气水分离器主体1保持同心；在气水分离器主体1上部开设有废气出口8，出气口8孔中心距离气水分离器主体1上边缘30mm，该废气出口贯通气水分离器主体1内外壁，直径为6.0mm；所述气水分离器主体内壁与所述内筒16外壁间距20mm，便于混合气进入气水分离器主体；上部、内筒法兰最高侧下方设有混合气进气口，混合气进气口2气流方向与气水分离器主体1内壁相切，氢燃料电池工作时，阳极排放出来的反应不完全的湿热混合气从所述混合气进气口高速进入气水分离器主体，在惯性作用下，具有一定质量的湿热混合气沿气水分离器主体内壁高速螺旋运动，产生离心力，比重比较大的液滴被分离出来，比重较轻的气体在中心负压作用下抬升，从所述内筒的通孔排出，因通孔孔径远小于气水分离器主体内径，因此气体在通过通孔后进入一个相对大的腔室中，此时气体中残留的微小液滴因气流总体动能锐减而再次聚集分离；仍具有一定湿度的燃料气体通过回氢口进入回氢装置；经过一定循环的燃料气体因杂质含量增加，通过控制排氢电磁阀打开来实现废气管I和废气管II连通，从而可使杂质含量较高的废燃料气从废气出口排放；圆球形底部收集到的液态水在排水电磁阀打开时，通过排水口、进入废水废气管；排氢电磁阀和排水电磁阀具有在低温环境下防结冰功能；且所述排氢电磁阀采用非触点式继电器；废水废气管用于汇集氢燃料电池所排放的废燃料气体和废水，因此废水废气管管径设计为废气管I、废气管II和排水管I、排水管II管径的2.5倍；从废气出口排放的废燃料气，通过废气管I和废气管II进入，为确保安全性，经过废水废气管汇合的废水和废燃料气进入排放总管，通过氢燃料电池阴极连续排放出的大量反应不完全的空气进行稀释；所述废水废气管末端伸入排放总管中心，且在气体流动方向，废水废气管中心线与排放总管中心线所呈锐角为45°；

气水分离器主体1与上盖6分别通过主体法兰3、上盖法兰4和8个紧固螺栓进行紧固连接，确保从氢燃料电池中排出的湿热反应不完全的燃料气体能够在一个相对密闭的环境中进行气液分离，该相对密闭的环境耐压4bar。

实施例5：本实施例提供一种氢燃料电池气水分离装置连接方法，具体包括：将气水分离器主体1和上盖6分别通过主体法兰3、上盖法兰4和8个紧固螺栓进行紧固连接后，形成气水分离装置，将该装置通过两个抱箍垂直固定于氢燃料电池发动机集成框架中。从氢燃料电池燃料气体出气口出来的湿热气体通过耐氢脆的不锈钢管道从气水分离器主体1上的混合气进气口2进入由气水分离器主体1与上盖6分别通过主体法兰3、上盖法兰4和8个紧固螺栓5进行紧固连接后形成的相对密闭环境中，在惯性作用下，具有一定质量的湿热混合气沿气水分离器主体内壁高速螺旋运动，产生离心力，比重比较大的液滴被分离出来，比重较轻的气体在中心负压作用下抬升，从所述内筒的通孔排出，在通过通孔后进入一个相对大的腔室中，此时气体中残留的微小液滴因气流总体动能锐减而再次聚集分离；仍具有一定湿度的燃料气体通过回氢口进入回氢装置；经过一定循环的燃料气体因杂质含量增加，通过控制排氢电磁阀打开来实现废气管I和废气管II连通，通过废气出口排放，进入废水废气管；分离出的水在气水分离器主体圆球形底部聚集，在排水电磁阀打开时，通过排水口、排水管I和排水管II进入废水废气管；废水废气管末端伸入排放总管中心，且在气体流动方向，废水废气管中心线与排放总管中心线所呈锐角为45°，便于从氢燃料电池阴极连续排放出的大量反应不完全的空气进行稀释；排放总管通过法兰和紧固件固定，然后将排放总管通过管道与车辆上安装的消声装置连接实现废水废气安全、低噪排放。

实施例6：本实施例提供一种氢燃料电池气水分离装置连接方法，具体包括：将气水分离器主体1和上盖6分别通过主体法兰3、上盖法兰4和紧固螺栓5进行紧固连接后，形成气水分离装置，将该装置通过临近氢燃料电池出气口位置的车身支架、法兰和经过绝缘处理的螺栓在Z向紧固固定。从氢燃料电池燃料气体出气口出来的湿热气体通过耐氢脆的不锈钢管道从气水分离器主体上的混合气进气口进入由气水分离器主体与上盖分别通过主体法兰、上盖法兰和紧固螺栓进行紧固连接后形成的相对密闭环境中，在惯性作用下，具有一定质量的湿热混合气沿气水分离器主体内壁高速螺旋运动，产生离心力，比重比较大的液滴被分离出来，比重较轻的气体在中心负压作用下抬升，从内筒的通孔排出，在通过通孔后进入一个相对大的腔室中，此时气体中残留的微小液滴因气流总体动能锐减而再次聚集分离；仍具有一定湿度的燃料气体通过回氢口进入回氢装置；经过一定循环的燃料气体因杂质含量增加，通过控制排氢电磁阀打开来实现废气管I和废气管II连通，通过废气出口排放，进入废水废气管；分离出的水在气水分离器主体圆球形底部聚集，在排水电磁阀打开时，通过排水口、排水管I和排水管II进入废水废气管；废水废气管末端伸入排放总管中心，且在气体流动方向，废水废气管中心线与排放总管中心线所呈锐角为45°，便于从氢燃料电池阴极连续排放出的大量反应不完全的空气进行稀释；排放总管通过法兰和紧固件固定，然后将排放总管通过管道与车辆上安装的消声装置连接实现废水废气安全、低噪排放。

上述仅为对本发明较佳的实施例说明，上述技术特征可以任意组合形成多个本发明的实施例方案。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种氢燃料电池气水分离装置，包括气水分离器主体和设在气水分离器主体上的混合气进口、回氢口和排水口以及废气出口，其特征在于：还包括内筒，所述回氢口设在气水分离器主体的顶部，所述排水口设在气水分离器主体的底部，所述混合气进口设在气水分离器主体的侧壁上，混合气进口的进气方向与气水分离器主体的内壁相切，所述内筒通过设在内筒上内法兰设在气水分离器主体内部，内筒中设有上下相通的通道。

2.如权利要求1所述氢燃料电池气水分离装置，其特征在于：所述混合气进口位于内法兰的下部。

3.如权利要求1所述氢燃料电池气水分离装置，其特征在于：所述内法兰为倾斜设置的斜法兰。

4.如权利要求1所述氢燃料电池气水分离装置，其特征在于：所述废气出口设在气水分离器主体的侧壁上，位于内法兰的上方。

5.如权利要求1所述氢燃料电池气水分离装置，其特征在于：所述气水分离器主体上设有锥形的上盖，所述回氢口设在锥形上盖的顶部，所述上盖与气水分离器主体之间通过可拆卸的法兰结构相连。

6.如权利要求1或4所述氢燃料电池气水分离装置，其特征在于：还包括排水管和废水废气管，所述排水管的一端与排水口相连，排水管的另一端与废水废气管相连，并在排水管或排水口上设有排水电磁阀。

7.如权利要求1所述氢燃料电池气水分离装置，其特征在于：所述内法兰将气水分离器主体分成上下两个腔体，内筒中并排设置一组通道，通道相通上下两个腔体。

8.如权利要求6所述氢燃料电池气水分离装置，其特征在于：还包括废气管，所述废气管的一端与废气口相连，废气管的另一端与废水废气管相连。

9.如权利要求8所述氢燃料电池气水分离装置，其特征在于：还包括排放总管，所述废水废气管的中心线与排放总管的中心线呈锐角。