CN112736265A - 气液分离器及包含其的燃料电池系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气液分离器及包含其的燃料电池系统，该气液分离器包括内部中空的壳体和与壳体连接的第一换向板。壳体上设有进气口和出气口；第一换向板位于壳体内并设于进气口和出气口之间，第一换向板和壳体的内壁之间形成一流通通道，流通通道的两端分别与进气口和出气口连通，在流通通道朝向进气口的一端，流通通道的通径的大小通过第一换向板的移动进行调节。通过将第一换向板设置成位置可调节的形式，使得流通通道的入口端的横截面的大小可调节。这样就可以根据需要改变气体入口处的气体的流通量，从而实现同一型号的气液分离器可适用于不同效率等级的燃料电池系统，降低了燃料电池系统的选型和开发成本。

Description

气液分离器及包含其的燃料电池系统

技术领域

本发明涉及燃料电池领域，特别涉及一种气液分离器及包含其的燃料电池系统。

背景技术

燃料电池是通过燃料和氧化剂之间的电化学反应来产生电能。许多燃料电池使用气态燃料(如氢气)和气态氧化剂(如氧气)，空气通常被用作氧化剂的来源，氢气和氧气反应生成水。在燃料电池工作时，为了提高反应效率也为了能够将电化学反应中产生的水顺利排出，通常会供给过量的氢气。为了提高燃料利用率，一般燃料电池中会设置氢气回流装置，将排出电堆的氢气又回流至电堆中参与反应。而流入氢气回流装置中的氢气是带有液态水、水蒸气和氢气的混合气体，如果不对混合气体进行水汽分离，并将液态水排出，许多液态水会随着氢气进入电堆中，造成阳极水淹；另外阳极循环中累计的水也会加重氢循环泵或者引射器的工作负荷，从而降低氢循环泵或者引射器的性能甚至导致故障；也会影响回流效果，并且使得进入电堆的氢气超出湿度要求，增加电堆的排水难度。因此，气液分离器是燃料电池中非常重要的一个部件。

现有技术中的气液分离器气体流入的通径固定不变，其气体流通量一定，只能适用于特定功率等级的燃料电池。例如，在中国发明专利申请公开说明书CN110812875A中公开了一种分离效率可控式气液分离器及燃料电池组件，这种分离效率可控式气液分离器包括一个内部具有气液分离腔体的外壳以及设置在气液分离腔体内的多个换向板。该分离效率可控式气液分离器通过如下两种方式来实现分离效率的可调节：一是，在靠近气体混合物入口处的第一分离换向板的内部设置冷却液流道，通过调节进入第一分离换向板的冷却液流量来调节第一分离换向板的冷却能力，从而调整气液分离效率；另外一个是，将位于气体出口与第一分离换向板之间的第三换向板设置成角度可调节的形式，通过调节第三换向板相对于竖直方向的夹角来实现改变流通截面的功能，进而实现分离效率的控制。

在上述的结构中，气液分离器的气体流入的通径还是固定不变的，也就是说同一型号的气液分离器只适用于同一功率等级的燃料电池。由于现有技术中，气液分离器的气体流入的通径是根据不同的燃料电池产品的进气量进行定制的，例如，电堆功率较大的燃料电池系统，在气液分离器的入口的通径就要大一些，否则流阻太大，实际进入腔体内的气体流量小于从电堆排出的气体的流量，这样不仅不能满足氢气回收装置的回收需求，对于电堆的排气也不利。不同功率等级的燃料电池需要设置不同型号的气液分离器来与燃料电池相匹配。

对于特定功率等级的燃料电池，其气液分离器的气体流入量是固定不变的，安装后无需改变气体流入的通径。而将气液分离器的气体流入的通径设置成固定不变的形式，同一型号的气液分离器，无法满足更多类型及更多功率等级的燃料电池，增加了选型和发开成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中的气液分离器内的气体流入通径固定不变导致气液分离器无法满足更多类型及功率等级的燃料电池的缺陷，提供一种气液分离器及包含其的燃料电池系统。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种气液分离器，其包括：

内部中空的壳体，所述壳体上设有进气口和出气口；

与所述壳体连接的第一换向板，所述第一换向板位于所述壳体内并设于所述进气口和出气口之间，所述第一换向板和所述壳体的内壁之间形成一流通通道，所述流通通道的两端分别与所述进气口和出气口连通，其特征在于，

在所述流通通道朝向所述进气口的一端，所述流通通道的通径的大小通过所述第一换向板的移动进行调节。

本发明通过将第一换向板设置成位置可调节的形式，使得流通通道的入口端的横截面的大小可调节，以改变流通通道入口处的气体通径的大小。这样就可以根据需要改变气体入口处的气体的流通量，从而实现同一型号的气液分离器可适用于不同效率等级的燃料电池，降低了燃料电池的选型和开发成本。

较佳地，所述第一换向板具有相互连接的连接部和换向部，所述连接部可拆卸地固定于所述壳体的顶部，所述换向部背离所述连接部的一端向靠近所述壳体的底部的方向延伸，所述换向部的底部与所述壳体的底部之间具有间隙。

在本方案中，连接部用于实现第一换向板与壳体的连接；换向部一方面用于改变流入流通通道的混合气体的方向，另一方面用于附着和汇集液态水。换向部的两侧与壳体的内侧壁贴合，用于防止没有被分离的混合气体从换向部与壳体之间的间隙处流向换向部的另一侧，以提高气液分离器的分离效果。换向部的底部与壳体的底部设置间隙，用于供被分离后的液态水流通。

较佳地，所述连接部上设置有至少一个第一位置调节孔，第一紧固件穿过所述第一位置调节孔将所述第一换向板与所述壳体固定，所述第一紧固件与所述第一位置调节孔之间的相对位置可调节。

在本方案中，通过调节第一位置调节孔与第一紧固件之间的位置来调节第一换向板与壳体的侧壁之间的距离。根据不同的燃料电池的功率等级，确定好第一换向板与壳体的侧壁之间的距离后通过第一紧固件将第一换向板与壳体固定。既实现了气液分离器的流通通道的进气入口处的流通量与燃料电池的功率等级的匹配，同时也具有提高气液分离器运行的稳定性的优点。

较佳地，所述气液分离器还包括第二换向板，所述第二换向板设于所述第一换向板背离所述进气口的一侧，所述壳体的底部设置有排水口，所述排水口位于第二换向板背离所述进气口的一侧，所述第二换向板的上、下两端与所述壳体的顶壁和底壁之间具有间隙。

在本方案中，设置第二换向板用于增长流通通道的路径，进而提高气液分离装置的分离效率。对于第二换向板的两侧与壳体的内壁之间的位置不做严格的限制，两者之间可以具有间隙，作为一种优选的方案，第二换向板的两侧与壳体的内侧壁贴合，用于防止进入第一换向板与第二换向板之间的流通通道的混合气体自第二换向板与壳体的侧壁之间的间隙处泄露，以进一步提高分离效果。第二换向板的下端与壳体的底壁之间的间隙用于供被分离后的液态水流向排水口处；第二换向板的上端与壳体的顶壁之间的间隙用于供待继续分离的混合气体流通。

较佳地，所述排水口的外部设置有电磁阀，通过所述电磁阀的切换频率来控制排水口的打开和关闭频率。通过控制排水口的打开和关闭频率来控制分离后的液态水的排出速率。

较佳地，所述第二换向板的下端与所述壳体的底壁之间的间隙的大小可调节。

在本方案中，通过调节第二换向板与壳体的底壁之间的间隙，以防止由于间隙过大导致混合气体从第二换向板与壳体的底壁之间的间隙处漏出；同时也用于防止由于间隙过小导致被分离后的液态水无法顺利排出，从而防止氢气在流动过程中携带走部分被分离后的液态水，以进一步提高分离效率。

较佳地，所述第二换向板上设置有至少一个第二位置调节孔，第二紧固件穿过所述第二位置调节孔将所述第二换向板与所述壳体或者是与另一所述换向档板连接，所述第二紧固件与所述第二位置调节孔之间的相对位置可调节。

在本方案中，通过第二位置调节孔与第二紧固件之间的相对位置可调节来实现第二换向板的下端与壳体的底壁之间的间隙可调节。

较佳地，所述气液分离器还包括第三换向板，所述第三换向板与所述壳体固定，所述第三换向板与所述壳体的底壁间隔设置，所述出气口位于所述第三换向板的上方。

在本方案中，通过第三换向板对混合气体再次换向，使得气体流向出气口的方向，而混合气体中的液态水由于重力的作用被附着和汇集在第三换向板上，水蒸气遇到第三换向板后冷凝成液态水。采用这种结构，以进一步提高气液分离器的分离效率。

较佳地，所述气液分离器包括第二换向板，所述第二换向板设于所述第一换向板背离所述进气口的一侧，所述第二换向板的上、下两端与所述壳体的顶壁和底壁之间具有间隙，所述第三换向板朝向所述第一换向板的端部与所述第二换向板固定，所述第三换向板在宽度方向上的两个端面与所述壳体的侧壁贴合，所述第三换向板在长度方向上的一个端面与所述第二换向板厚度方向的侧面贴合，所述第三换向板上设置有一通水孔。

在本方案中，将第三换向板的侧面与壳体及第二换向板之间贴合，以防止混合气体自第三换向板与壳体及第二换向板之间的缝隙处漏出并随着分离后的液态水自排水口处流出，以提高气液分离器的分离效果。而在第三换向板上设置通水孔用于被分离后的液态水流通，进而防止液态水聚集在第三换向板上，部分液态水随着分离后的气体自出气口排出，以进一步提高气液分离器的分离效率。

较佳地，所述气液分离器还包括一分液板，所述分液板与所述第三换向板间隔设置并位于所述通水孔的下方。

在本方案中，在通水孔的下方设置一分液板，用于阻挡气体通过通水孔流向排水口处，进而提高气液分离器的分离效果。

较佳地，所述通水孔被所述分液板完全遮挡。

在本方案中，分液板将通水孔完全遮挡，以使得分液板能更大程度地将自通水孔处流出的气体阻挡，以进一步提高气体的回收效果。

较佳地，所述分液板与所述第三换向板固定。

在本方案中，分液板与第三换向板固定，以提高第三换向板和分液板的集成度，以便于装配。

较佳地，所述气液分离器还包括一锥形换向管，所述锥形换向管的直径较小的一端与所述壳体的顶壁相连接，所述锥形换向管的内部与所述出气口相连通。

在本方案中，通过一锥形换向管增长流通通道的行程，锥形换向管的外表面是斜面，与气体的接触面积更大，以进一步提高气液分离器的分离效率。

较佳地，所述锥形换向管的底部与所述壳体的顶壁之间的距离可调节。

在本方案中，通过上述结构形式，来调节锥形换向管底部处的间隙大小，来改变气体的流通量，进而改变气液分离器的分离效率。

较佳地，所述锥形换向管与所述壳体的顶部螺纹连接。

在本方案中，通过上述结构形式，具有结构简单，易于调节的优点。

较佳地，所述壳体上还设置有排气口，所述排气口位于所述进气口的下方，所述排气口的外部设置有电磁阀，通过所述电磁阀的切换频率来控制排气口的打开和关闭频率。

在本方案中，在壳体上设置排气口，用于气液分离器从低温环境开始运行的初期，进行间歇排气，电磁阀打开时，把混合气体排到大气中，使得氢气浓度保持较高水平，电堆转化效率不至于降低过多；电电磁阀关闭时，使得电堆阳极能够保持足够的工作压力，使得电堆保持较好的转化效率；以防止低温时排水口处的冷凝水结冰，导致排水口无法正常排水排气。

一种燃料电池系统，其特点在于，其包含如上所述的气液分离器。

在本方案中，在燃料电池系统中使用如上的气液分离器，使得正对不同功率等级的燃料电池系统，只需要在装配时对气液分离器中的第一换向板进行位置调节，就可满足相应的气体流通量的需求，从而使得同一种型号的气液分离器适用于不同功率等级的燃料电池系统，进而降低了燃料电池系统的选型和开发成本。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明的积极进步效果在于：本发明通过将进气口处的第一换向板设置成与壳体的侧壁之间的距离可调节的这种结构形式，使得流通通道的入口端的横截面的大小可调节，进而改变流通通道入口处的气体的流通量，从而实现同一型号的气液分离器可适用于不同效率等级的燃料电池，降低了燃料电池的选型和开发成本。

附图说明

图1为本发明较佳实施例的气液分离器的剖面结构示意图。

图2为本发明较佳实施例的气液分离器中的底壳的结构示意图。

图3为本发明较佳实施例的气液分离器中的盖板的结构示意图。

图4为本发明较佳实施例的气液分离器中的第一换向板的结构示意图。

图5为本发明较佳实施例的气液分离器中的第二换向板的结构示意图。

图6为本发明较佳实施例的气液分离器中的第三换向板的结构示意图。

图7为本发明较佳实施例的气液分离器中的锥形换向管的结构示意图。

附图标记说明：

壳体 10

底壳 101

进气口 1011

排水口 1012

排气口 1013

台阶 1014

盖板 102

出气口 1021

第一换向板 20

第一位置调节孔 201

第二换向板 30

第二位置调节孔 301

第三换向板 40

通水孔 401

分液板 50

锥形换向管 60

密封件 70

具体实施方式

下面通过实施例的方式并结合附图来更清楚完整地说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

如图1至图7所示，本实施例公开了一种气液分离器，该气液分离器包括内部中空的壳体10和与壳体10连接的第一换向板20。其中，壳体上设有进气口1011和出气口；第一换向板20位于壳体内并设于进气口1011和出气口之间，第一换向板20和壳体的内壁之间形成一流通通道，流通通道的两端分别与进气口1011和出气口1021连通，在流通通道朝向进气口的一端，流通通道的通径的大小通过第一换向板20的移动进行调节。

通过将第一换向板设置成位置可调节的形式，使得流通通道的入口端的横截面的大小可调节，以改变流通通道入口处的气体通径的大小。这样就可以根据需要改变气体流入腔体入口处的气体的流通量，从而实现同一型号的气液分离器可适用于不同效率等级的燃料电池系统，降低了燃料电池系统的选型和开发成本。

壳体10包括底壳101和盖板102，盖板102可拆卸地盖合于底壳101上，盖板102和底壳101之间设置有密封件70，以增强壳体10的密封性，进而提高气液分离器的分离效果。在本实施例中，底壳101和盖板102通过螺纹固定，密封件70为密封橡胶圈。其中，第一换向板20可以是与底壳101的侧壁相连接，也可以是与盖板102的顶壁相连接。而且，第一换向板20的位置的调节方式也可以采用导轨的形式，或者是通过在壳体10上设置具有不同卡位的卡槽，将第一换向板20卡设在不同的卡位处来实现位置调节。

为了便于分离后的液态水排出，在底壳101上还设置有排水口1012，如图1所示，排水口1012和出气口1021位于壳体10的左端，进气口1011位于壳体10的右端。当然，出气口1021可以开设在壳体10的左端的底壳101的任意侧壁上，也可以开设在盖板102上，在本实施例中，出气口1021位于盖板102上，排水口1012和出气口1021相对设置；进气口1011可以开设在如图1所示的底壳101的左端的任意侧壁上，也可以开设在盖板102上。其中，将底壳101上进气口1011对应的一端的底壁设置成一斜坡的形式，以便于分离后的水流向排水口1012处。

在本实施例中，第一换向板20具有相互连接的连接部和换向部，其中，连接部用于实现第一换向板20与壳体10的连接；换向部一方面用于改变流入流通通道的混合气体的方向，另一方面用于附着和汇集液态水。在本实施例中，该混合气体为氢气和水(包括液态水和水蒸气)，以下简称湿氢气。当然，本实施例提供的气液分离器，不限于只对湿氢气进行气液分离，还可用于其他混合气体的气液分离。连接部可拆卸地固定于壳体10的顶部。连接部上设置有至少一个腰型的第一位置调节孔201，盖板102上开设有螺纹孔，第一紧固件穿过第一位置调节孔201与盖板102上的螺纹孔螺纹连接，以实现第一换向板20与盖板102固定。安装时，可通过调节第一位置调节孔201与盖板102上的螺纹孔之间的相对位置来确定换向部的位置。换向部背离连接部的一端向靠近壳体10的底部的方向延伸，以使得换向部的侧面与壳体10的侧壁之间形成流通通道过。换向部的两侧与壳体10的内侧壁贴合，用于防止没有被分离的混合气体从换向部与壳体10之间的间隙处流向换向部的另一侧，以提高气液分离器的分离效果。换向部的底部与壳体10的底部之间具有间隙，用于供被分离后的液态水和待进一步分离的混合气体流通。连接部的延伸方向为水平方向，换向部的延伸方向为竖直方向，两者连接后形成一L型的板。当然，换向部也不一定必须与连接部垂直。

为了增长流通通道的路径，进而提高气液分离装置的分离效率，在壳体10内还设置有第二换向板30，第二换向板30设于第一换向板20背离进气口1011的一侧，壳体10的底部设置有排水口1012，排水口1012位于第二换向板30背离进气口1011的一侧，第二换向板30的上、下两端与壳体10的顶壁和底壁之间具有间隙。第二换向板30的下端与壳体10的底壁之间的间隙用于供被分离后的液态水流向排水口1012处；第二换向板30的上端与壳体10的顶壁之间的间隙用于供待继续分离的混合气体流通。

在本实施例中，排水口1012的外部设置有电磁阀，通过电磁阀的切换频率来控制排水口1012的打开和关闭频率。通过控制排水口1012的打开和关闭频率来控制分离后的液态水的排出速率。第二换向板30的下端与壳体10的底壁之间的间隙的大小可调节，以使得第二换向板30的下端与壳体10的底壁之间的间隙与排水后的开断频率以及燃料电池系统的功率等级相适配。第二换向板30上设置有至少一个腰型的第二位置调节孔301，第二紧固件穿过第二位置调节孔301将第二换向板30与壳体10或者是与另一换向档板连接，第二紧固件与第二位置调节孔301之间的相对位置可调节。

安装时，根据燃料电池系统的功率等级也就是电堆的大小来设置好排水口1012的打开和关闭的频率，并根据排水口1012的液态水的排出速率来确定好第二换向板30的下端与底壳101的底壁之间的间隙大小。当燃料电池系统的功率等级较大时，湿氢气的流量较大，分离出的液态水较多，此时就应该将排水速率及第二换向板30的底端与底壳101的底壁之间的距离调大一些。以防止水不能及时排出，进而导致初步分离后的氢气在流动过程中携带走部分被分离后的液态水甚至影响湿氢气的流通。反之，如果燃料电池系统的功率等级较小，应将排水速率调小并将第二换向板30的底端与底壳101的底壁之间的距离调小一些。以防止第二换向板30的底端与壳体10的底壁之间的距离太大，使得氢气从第二换向板30与底壳101的底壁之间的间隙处漏出，进而影响氢气的回收率。

为了防止经盖板102反射后的湿氢气流向排水口1012处随着液态水排出，在底壳101上还固定有一第三换向板40，第三换向板40与壳体10的底壁间隔设置，出气口1021位于第三换向板40的上方，第三换向板40朝向第一换向板20的端部与第二换向板30固定。利用第三换向板40对湿氢气再次换向，使得气体流向出气口1021的方向，而湿氢气中的液态水由于重力的作用被聚集在第三换向板40上，部分水蒸气遇到第三换向板40后冷凝后变成液态水。

第三换向板40的侧面与壳体10以及第二换向板30之间贴合，以防止混合气体自第三换向板40与壳体10及第二换向板30之间的缝隙处漏出并随着分离后的液态水自排出口处流出，以提高气液分离器的分离效果。第三换向板40上设置有一通水孔401，用于被分离后的液态水流通，进而防止液态水聚集在第三换向板40上，部分液态水随着分离后的气体自出气口1021排出，以进一步提高气液分离器的分离效率。

为了阻挡氢气通过通水孔401流向排水口1012处随液态水排出壳体10，在通水孔401的下方还设有一分液板50，分液板50与第三换向板40间隔设置。通水孔401被分液板50完全遮挡，以使得分液板50能更大程度地将自通水孔401处流出的气体阻挡，以进一步提高气体的回收效果。在本实施例中，分液板50与第三换向板40固定，以提高第三换向板40和分液板50的集成度，以便于装配。

在本实施例中，如图1和图2所示，底壳101的左端的侧壁上设置有一连续的台阶1014，台阶1014上间隔地设置有多个螺纹孔。第三换向板40为一L型的板，第三换向板40的横向部分与底壳101上的台阶1014的顶部贴合，并通过螺栓与台阶1014固定。第三换向板40的竖向部分设置有两个通孔，第二换向板30的侧面上的第二位置调节孔301与该通孔相对应，第二换向板30的侧面与第三换向板40的竖向部分贴合后通过螺栓固定。分液板50为一圆形的板，分液板50的侧边上具有一延伸的长条形的板，其一端与第三换向板40的竖向部分的底部连接。当然，分液板50与第三换向板40也可以采用一体成型的板，也可以是分液板50与第三换向板40焊接连接后形成的。

为了进一步增长流通通道的行程，如图1和图7所示，在出气口1021处还设置有一锥形换向管60，在盖板102上，位于出气口1021的位置设置有一螺纹孔，锥形换向管60的小端与该螺纹孔螺纹连接，锥形换向管60的内部与出气口1021相连通。锥形换向管60的外表面是斜面，与气体的接触面积更大，以进一步提高气液分离器的分离效率。可以通过旋转锥形换向管60来对锥形换向管60的底部与壳体10的顶壁之间的距离进行调节。通过调节锥形换向管60底部处的间隙大小，来改变气体的流通量，进而改变气液分离器的分离效率。

当燃料电池系统处于低温环境时，可能由于低温导致排水口1012处的冷凝水结冰，影响排水效果，甚至影响排气效果。因此，在底壳101上还设置有排气口1013，排气口1013位于进气口1011的下方。在排气口1013的外部安装有外置阀门，当气液分离器从低温环境开始运行的初期，将湿氢气间歇排到大气中。待湿氢气温度升高，并彻底融化排水口1012处结冰的冷凝水后，排气口1013的外置阀门关闭，排水口1012处的外置阀门间歇开关，对湿氢气进行分离以及将冷凝水和湿氢气间歇排到大气中。

本实施例还提供一种燃料电池，其包含如上的气液分离器。在燃料电池系统中使用如上的气液分离器，使得正对不同功率等级的燃料电池系统，只需要在装配时对气液分离器中的第一换向板20进行位置调节，就可满足相应的气体流通量的需求，从而使得同一种型号的气液分离器适用于不同功率等级的燃料电池系统，进而降低了燃料电池系统的选型和开发成本。

本实施例提供的气液分离器进行气液分离的原理如下：

燃料电池系统的电堆排出的湿氢气通过进气口1011进入到壳体10内，经过第一换向板20的阻挡后，湿氢气由侧向流动变换为向下流动，在这个过程中，部分湿氢气撞击到第一换向板20，湿氢气中的液态水沿着第一换向板20向下流动，水蒸气则被冷凝后变为液态水，而未接触到第一换向板20的湿氢气中的液态水在重力作用下缓慢降落至底壳101的底壁，并流向排水口1012处。这时，湿氢气中的部分水被分离，即湿氢气的初步分离。被初步分离后的湿氢气向下流动至底壳101的底部时，被折射至第一换向板20和第二换向板30之间的空间内并向上流动，同样，折射过程中的湿氢气附带的液态水在重力的作用下缓慢降落至底壳101的底壁上并自第二换向板30与底壳101的底壁之间的间隙处流向排水口1012，同时由于湿氢气与第一换向板20和第二换向板30的壁面接触，形成冷凝水，并向下流向底壳101的底壁上。

当湿氢气向上流动至盖板102时，被盖板102阻挡后转变为向下流动，使湿氢气流至锥形换向管60的外侧壁上，并继续向下流动，湿氢气接触到锥形换向管60的外壁面后形成冷凝水，并顺着湿氢气的流动方向流至第三换向板40上，并沿着第三换向板40上的通水孔401向下流至分液板50上，再由分液板50向外扩散后向下流至排水口1012处。而湿氢气在撞击到第三换向板40后，被第三换向板40阻挡后，将流动方向由向下流动转变为向上流动，并流向锥形换向管60的内部，在锥形换向管60内壁的作用下湿氢气中的部分水冷凝后向下流动至第三换向板40并在通水孔401处流出，而经过分离后的氢气则自出气口1021处流出。

燃料电池系统功率等级不同，其电堆的功率大小也不同，进而会导致电堆排出的湿氢气的流量不同。本实施例提供的气液分离器是通过如下方式来适用于不同功率等级的燃料电池系统：

当确定了燃料电池系统的功率等级后，根据电堆的排气流量确定气液分离器的进气口1011处的通径，确定好气液分离器的气体入口处的通径以后，通过调节第一换向板20中第一位置调节孔201与盖板102上的螺纹孔的相对位置后通过螺栓将第一换向板20与盖板102固定。并根据燃料电池系统的功率等级来确定好排水口1012处水的流速，进而确定好排水口1012处电磁阀的切换频率，以及第二换向板30与底壳101的底壁之间的相对间隙的大小，将第二换向板30通过第二位置调节孔301确定好第二换向板30的相对位置后与第三换向板40固定。同时，还可以根据燃料电池系统的功率等级，确定好锥形换向管60与第三换向板40之间的距离。通过以上的形式来调节湿氢气的流通量，进而调节气液分离器的内部流阻，从而防止流阻过大导致分离效果太差，或者流阻过小导致分离效果太好，进而影响电堆的进气湿度要求。

综上所述，本实施例提供的燃料电池系统，通过采用上述的气液分离器，不仅可以满足不同功率等级的燃料电池系统，还可以控制气液分离器分离后的氢气的湿度进而满足电堆的进气湿度要求。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种气液分离器，其包括：

内部中空的壳体，所述壳体上设有进气口和出气口；

与所述壳体连接的第一换向板，所述第一换向板位于所述壳体内并设于所述进气口和所述出气口之间，所述第一换向板和所述壳体的内壁之间形成一流通通道，所述流通通道的两端分别与所述进气口和所述出气口连通，其特征在于，

在所述流通通道朝向所述进气口的一端，所述流通通道的通径的大小通过所述第一换向板的移动进行调节。

2.如权利要求1所述的气液分离器，其特征在于，所述第一换向板具有相互连接的连接部和换向部，所述连接部可拆卸地固定于所述壳体的顶部，所述换向部背离所述连接部的一端向靠近所述壳体的底部的方向延伸，所述换向部的底部与所述壳体的底部之间具有间隙。

3.如权利要求2所述的气液分离器，其特征在于，所述连接部上设置有至少一个第一位置调节孔，第一紧固件穿过所述第一位置调节孔将所述第一换向板与所述壳体固定，所述第一紧固件与所述第一位置调节孔之间的相对位置可调节。

4.如权利要求1所述的气液分离器，其特征在于，所述气液分离器还包括第二换向板，所述第二换向板设于所述第一换向板背离所述进气口的一侧，所述壳体的底部设置有排水口，所述排水口位于第二换向板背离所述进气口的一侧，所述第二换向板上、下两端与所述壳体的顶壁和底壁之间具有间隙。

5.如权利要求4所述的气液分离器，其特征在于，所述排水口的外部设置有电磁阀，通过所述电磁阀的切换频率来控制排水口的打开和关闭频率。

6.如权利要求5所述的气液分离器，其特征在于，所述第二换向板的下端与所述壳体的底壁之间的间隙的大小可调节。

7.如权利要求6所述的气液分离器，其特征在于，所述第二换向板上设置有至少一个第二位置调节孔，第二紧固件穿过所述第二位置调节孔将所述第二换向板与所述壳体或者与另一换向档板连接，所述第二紧固件与所述第二位置调节孔之间的相对位置可调节。

8.如权利要求1所述的气液分离器，其特征在于，所述气液分离器还包括第三换向板，所述第三换向板与所述壳体固定，所述第三换向板与所述壳体的底壁间隔设置，所述出气口位于所述第三换向板的上方。

9.如权利要求8所述的气液分离器，其特征在于，所述气液分离器包括第二换向板，所述第二换向板设于所述第一换向板背离所述进气口的一侧，所述第二换向板上、下两端与所述壳体的顶壁和底壁之间具有间隙，所述第三换向板朝向所述第一换向板的端部与所述第二换向板固定，所述第三换向板的宽度方向的端面与所述壳体的侧壁贴合，所述第三换向板长度方向的一个端面与第二换向板厚度方向的侧面贴合，所述第三换向板上设置有一通水孔。

10.如权利要求9所述的气液分离器，其特征在于，所述气液分离器还包括一分液板，所述分液板与所述第三换向板间隔设置并位于所述通水孔的下方；

优选地，所述通水孔被所述分液板完全遮挡；

优选地，所述分液板与所述第三换向板固定。

11.如权利要求1所述的气液分离器，其特征在于，所述气液分离器还包括一锥形换向管，所述锥形换向管的直径较小的一端与所述壳体的顶壁相连接，所述锥形换向管的内部与所述出气口相连通；

优选地，所述锥形换向管的底部与所述壳体的顶壁之间的距离可调节；

优选地，所述锥形换向管与所述壳体的顶部螺纹连接。

12.如权利要求1-11中任意一项所述的气液分离器，其特征在于，所述壳体上还设置有排气口，所述排气口位于所述进气口的下方，所述排气口的外部设置有电磁阀，通过所述电磁阀的切换频率来控制排气口的打开和关闭频率。

13.一种燃料电池系统，其特征在于，其包含如权利要求1-12中任意一项所述的气液分离器。

Images