CN112023531A - 一种燃料电池用气水分离器 - Google Patents

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董江峰
孙淑慧
徐广辉
陈晋兵
牛海杰
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Abstract

本发明提供了一种燃料电池用气水分离器，包括上下两端均未敞口的柱筒，所述柱筒内部从上至下依次分为第一空腔、排气层、第二空腔、集水层和集水腔，所述排气层的底部通过设置锥形结构隔离排气层与第二空腔，所述第二空腔通过锥形结构中心设置的小孔连通排气层，所述集水层位置处的柱筒内侧设有若干竖直设置的突起；所述柱筒外侧面上对应排气层的位置设有氢气泵排气口和排气阀连接口，对应第二空腔的位置处设有氢气入口，对应集水腔的位置处设有排水口。本发明解决了燃料电池氢气侧的气水分离及去杂质问题，且结构简单，容易实现。

Description

一种燃料电池用气水分离器
技术领域
本发明属于新能源燃料电池技术领域，尤其是涉及一种燃料电池用气水分离器。
背景技术
燃料电池系统在工作一段时间以后,会在氢气侧混入水蒸气,与此同时,由于空气中只有氧气为有效反应物,反应后大量的氮气也会通过质子膜进入氢气侧,掺杂着水蒸气和氮气的氢气需要定期处理,以保障氢气的纯度。本发明是针对燃料电池氢气侧的气水分离及去杂质问题发明的一种气水分离装置。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种燃料电池用气水分离器，以解决燃料电池氢气侧的气水分离及去杂质问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种燃料电池用气水分离器，包括上下两端均未敞口的柱筒，所述柱筒内部从上至下依次分为第一空腔、排气层、第二空腔、集水层和集水腔，所述排气层的底部通过设置锥形结构隔离排气层与第二空腔，所述第二空腔通过锥形结构中心设置的小孔连通排气层，所述集水层位置处的柱筒内侧设有若干竖直设置的突起；所述柱筒外侧面上对应排气层的位置设有氢气泵排气口和排气阀连接口，对应第二空腔的位置处设有氢气入口，对应集水腔的位置处设有排水口。
进一步的，所述第一空腔、第二空腔处的柱筒内壁为光滑壁面，无突起及凹陷。
进一步的，所述集水层的突起是通过若干竖直设置的截面为花瓣形的凹陷构成的。
进一步的，所述锥形结构为倒锥形。
相对于现有技术，本发明具有以下优势：
本发明解决了燃料电池氢气侧的气水分离及去杂质问题，且结构简单，容易实现。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1中(a)至(e)分别为本发明实施例所述气水分离器的剖视图及其A-A、B-B、C-C、D-D面剖视图；
图2为本发明实施例所述的气水分离器的外形图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
一种燃料电池用气水分离器，如图1、图2所示，包括上下两端均未敞口的柱筒，所述柱筒内部从上至下依次分为第一空腔、排气层、第二空腔、集水层和集水腔，所述排气层的底部通过设置锥形结构隔离排气层与第二空腔，所述第二空腔通过锥形结构中心设置的小孔连通排气层，所述集水层位置处的柱筒内侧设有若干竖直设置的突起；
所述柱筒外侧面上对应排气层的位置设有氢气泵排气口3和排气阀连接口2，对应第二空腔的位置处设有氢气入口1，对应集水腔的位置处设有排水口4。
所述第一空腔、第二空腔处的柱筒内壁为光滑壁面，无突起及凹陷。
所述集水层的突起是通过若干竖直设置的截面为花瓣形的凹陷构成的。
所述锥形结构为倒锥形。
工作过程为：
氢气电堆来气通过氢气入口2斜向进入柱型的分离器内部，氢气在进入到分离器的下端时，在分离器内壁突起的作用下实现气水分离，水由最下端排水口4排出，气体通过锥形结构的小孔进入上部的空腔，空腔有两个氢气出口，分别为氢气泵排气口3和排气阀连接口2，分别通向氢气循环泵及排氢阀，排氢阀定期向大气排放气体，以降低进入氢气泵再循环的氢气中的氮气浓度。排水口的位置在分离器最下端，方便排水。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种燃料电池用气水分离器，其特征在于，包括上下两端均未敞口的柱筒，所述柱筒内部从上至下依次分为第一空腔、排气层、第二空腔、集水层和集水腔，所述排气层的底部通过设置锥形结构隔离排气层与第二空腔，所述第二空腔通过锥形结构中心设置的小孔连通排气层，所述集水层位置处的柱筒内侧设有若干竖直设置的突起；
所述柱筒外侧面上对应排气层的位置设有氢气泵排气口和排气阀连接口，对应第二空腔的位置处设有氢气入口，对应集水腔的位置处设有排水口。
2.根据权利要求1所述的一种燃料电池用气水分离器，其特征在于：所述第一空腔、第二空腔处的柱筒内壁为光滑壁面，无突起及凹陷。
3.根据权利要求1所述的一种燃料电池用气水分离器，其特征在于：所述集水层的突起是通过若干竖直设置的截面为花瓣形的凹陷构成的。
4.根据权利要求1所述的一种燃料电池用气水分离器，其特征在于：所述锥形结构为倒锥形。
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