CN211025462U - 一种燃料电池系统气水分离装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种燃料电池系统气水分离装置，包括壳体、顶盖和导流管，所述壳体上端开口，所述壳体上端连接所述顶盖，所述壳体侧壁上部设有水气进口，所述壳体侧壁底部设有排水口，所述导流管包括管体和螺旋板，所述螺旋板环绕固定于所述管体外壁，所述顶盖中部设有出气孔，所述导流管设置于所述壳体内，且所述管体上部连接所述出气孔，所述螺旋板与所述壳体内壁之间形成螺旋流道，所述水气进口与所述管体垂直设置，所述水气进口用于输入氢气水蒸气混合气体，所述螺旋板使氢气水蒸气混合气体分离为氢气和液体水，所述出气孔用于排出氢气，所述排水口用于排出液态水。本实用新型的有益效果：有效进行水气分离，减少氢气与水分离时的压降。

Description

一种燃料电池系统气水分离装置

技术领域

本实用新型涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种燃料电池系统气水分离装置。

背景技术

燃料电池系统由空气系统、氢气系统、水热管理系统、电堆以及电气系统组成，通过空气与氢气在电堆中发生反应水同时产生电能，在反应过程中电堆阴极(空气侧)与阳极(氢气侧)均会产生水，为保证反应氢气利用效率及电堆寿命，氢气需要循环利用，如果反应生成的水在循环使用的过程中不有效的排出会造成电堆水淹，影响氢气参与反应，对电堆寿命造成影响。因此需要在氢气循环之前将气体中的水分分离出去。传统燃料电池的气水分离结构存在气流压降非常大的确点，导致气流循环回去后压力过低。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的实施例提供了一种燃料电池系统气水分离装置。

本实用新型的实施例提供一种燃料电池系统气水分离装置，包括壳体、顶盖和导流管，所述壳体上端开口，所述壳体上端连接所述顶盖，所述壳体侧壁上部设有水气进口，所述壳体侧壁底部设有排水口，所述导流管包括管体和螺旋板，所述螺旋板环绕固定于所述管体外壁，所述顶盖中部设有出气孔，所述导流管设置于所述壳体内，且所述管体上部连接所述出气孔，所述螺旋板与所述壳体内壁之间形成螺旋流道，所述水气进口与所述管体垂直设置，所述水气进口用于输入氢气水蒸气混合气体，所述螺旋板使氢气水蒸气混合气体分离为氢气和液体水，所述出气孔用于排出氢气，所述排水口用于排出液态水。

进一步地，所述顶盖底部设有安装孔，所述安装孔为阶梯孔，所述导流管的管体上端插入所述安装孔内并焊接固定。

进一步地，所述壳体为矩形壳体，所述顶盖为三级阶梯筒体，由下到上依次为第一筒体、第二筒体和第三筒体，所述第一筒体外壁与所述壳体上端口螺纹连接，所述第二筒体外壁为六角头状，所述第二筒体用于拧动所述顶盖。

进一步地，所述水气进口连接燃料电池，用于接受所述燃料电池电化学反应产生的水，所述出气孔连接所述燃料电池，用于为所述燃料电池提供氢气。

进一步地，所述壳体的底面倾斜设置，所述排水口设置于所述壳体底面的最低点。

本实用新型的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本实用新型的一种燃料电池系统气水分离装置，采用螺旋流道，氢气水蒸气混合气体流经螺旋流道，由于水蒸气的密度大离心力大，附在壳体内壁上形成液态水，氢气螺旋流动到底部后顺着管体向上流出，有效进行水气分离，且由于螺旋流道使气体的压降更小，减少氢气与水分离时的压降。

附图说明

图1是本实用新型一种燃料电池系统气水分离装置的剖视图；

图2是图1中顶盖2和导流管3的示意图；

图3是本实用新型一种燃料电池系统气水分离装置的立体图。

图中：1-壳体、2-顶盖、3-导流管、4-壳体底面、5-水气进口、6-排水口、7-出气孔、8-第一筒体、9-第二筒体、10-第三筒体、11-管体、12-螺旋板。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地描述。

请参考图1和图3，本实用新型的实施例提供了一种燃料电池系统气水分离装置，包括壳体1、顶盖2和导流管3。

所述壳体1为矩形中空壳体，其底部密封，中部为圆柱空腔，上端开口，且所述壳体1上端口设有内螺纹，所述壳体1侧壁上部设有水气进口5，所述壳体1侧壁底部设有排水口6，所述水气进口5和所述排水口6分别设置于所述壳体1的相对两侧，本实施例中所述水气进口5和所述排水口6均为管状接头，通过焊接固定连接所述壳体1外壁，并与所述壳1体内部连通，所述壳体1的底面4倾斜设置，所述排水口6设置于所述壳体底面4的最低点，这样可形成便于排水的结构。

请参考图2，所述顶盖2为三级阶梯筒体，由下到上依次为第一筒体8、第二筒体9和第三筒体10，所述第一筒体8外壁设有外螺纹，所述第一筒体8与所述壳体1上端口螺纹连接，所述第一筒体8和所述壳体1上端口构成NPT螺纹连接结构，满足氢气无法外溢的密封要求。所述第二筒体9外壁为六角头状，所述第二筒体9可与内六角扳手配合，通过内六角扳手轻松拧动所述顶盖2，所述第三筒体10为管状接头，所述第三筒体10、所述第二筒体9和所述第一筒体 8依次连通形成所述顶盖1的出气孔7，所述顶盖1底部设有安装孔，所述安装孔为阶梯孔，所述安装孔延伸至所述第二筒体9，所述安装孔与所述第三筒体 10连通。

请参考图2，所述导流管3包括管体11和螺旋板12，所述螺旋板12环绕固定于所述管体11外壁，所述导流管3设置于所述壳体1内，所述导流管3、所述壳体1与所述顶盖2三者轴线重合，所述导流管3的管体11上端插入所述安装孔内并焊接固定，且所述管体11上部与所述出气孔7连通，所述螺旋板12 与所述壳体1内壁之间形成螺旋流道，所述管体11下端距离所述壳体1底面一定距离，所述管体1与所述水气进口5垂直设置，使所述水气进口5与所述螺旋板12相对设置，便于进气进入所述螺旋流道。

为了便于实现对氢气的循环利用，所述水气进口5连接燃料电池，用于接受所述燃料电池电化学反应产生的水(氢气水蒸气混合气体)，所述出气孔7连接所述燃料电池，用于为所述燃料电池提供氢气，作为燃料电池发生电化学反应的原料。

本实用新型的一种燃料电池系统气水分离装置在进行气水分离时，由所述水气进口5输入氢气水蒸气混合气体，所述氢气水蒸气混合气体进入所述壳体1 后，流经螺旋流道，由于水蒸气的密度大离心力大，附在壳体1内壁上形成液态水，氢气螺旋流动到底部后顺着管体11向上流出，有效进行水气分离，且由于螺旋流道可保证气体流速，使气体的压降更小，减少氢气与水分离时的压降，分离后的氢气由所述出气孔7排出，可继续作为燃料电池发生电化学反应的原料，分离出的液态水可通过电磁阀由所述排水口6抽吸排出。

在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。

在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种燃料电池系统气水分离装置，其特征在于：包括壳体、顶盖和导流管，所述壳体上端开口，所述壳体上端连接所述顶盖，所述壳体侧壁上部设有水气进口，所述壳体侧壁底部设有排水口，所述导流管包括管体和螺旋板，所述螺旋板环绕固定于所述管体外壁，所述顶盖中部设有出气孔，所述导流管设置于所述壳体内，且所述管体上部连接所述出气孔，所述螺旋板与所述壳体内壁之间形成螺旋流道，所述水气进口与所述管体垂直设置，所述水气进口用于输入氢气水蒸气混合气体，所述螺旋板使氢气水蒸气混合气体分离为氢气和液体水，所述出气孔用于排出氢气，所述排水口用于排出液态水。

2.如权利要求1所述的一种燃料电池系统气水分离装置，其特征在于：所述顶盖底部设有安装孔，所述安装孔为阶梯孔，所述导流管的管体上端插入所述安装孔内并焊接固定。

3.如权利要求1所述的一种燃料电池系统气水分离装置，其特征在于：所述壳体为矩形中空壳体，所述顶盖为三级阶梯筒体，由下到上依次为第一筒体、第二筒体和第三筒体，所述第一筒体外壁与所述壳体上端口螺纹连接，所述第二筒体外壁为六角头状，所述第二筒体用于拧动所述顶盖。

4.如权利要求1所述的一种燃料电池系统气水分离装置，其特征在于：所述水气进口连接燃料电池，用于接受所述燃料电池电化学反应产生的水，所述出气孔连接所述燃料电池，用于为所述燃料电池提供氢气。

5.如权利要求1所述的一种燃料电池系统气水分离装置，其特征在于：所述壳体的底面倾斜设置，所述排水口设置于所述壳体底面的最低点。

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