CN213212192U - 一种氢燃料电池系统气水分离装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种氢燃料电池系统气水分离装置，包括主体和冷凝滤网，所述主体顶端焊接有带装配孔的顶座，主体的相对两侧外壁分别设置有进氢管和回氢管，主体的另一侧外壁设置有排水管和带泄压阀的排氢管，所述排氢管、回氢管、进氢管和排水管分别依序由上至下分布；所述冷凝滤网设置于主体内部且高度位于进氢管和回氢管之间。本实用新型通过设置进氢管、冷凝滤网等结构，在从进氢管通入混合气体时，冷凝滤网与其接触并产生热传递，使得混合气体中水体冷凝，使氢气能够从回氢管内排出回流使用；设置进氢管的内管壁与主体的内壁相切，使得混合气体能够沿切线方向进入并旋转于主体的内壁，从而利于降温，提升冷凝效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及氢燃料电池技术领域，尤其涉及一种氢燃料电池系统气水分离装置。
背景技术
氢气是燃料电池系统参与反应的其中一个重要反应物，由于目前氢气的制备、存储、运输等一系列流程还不是很完善，从而导致氢气的成本居高不下；而燃料电池进入的氢气中有相当一部分氢气未参与反应而排出，导致氢气的利用率较低，从而造成氢气的浪费和成本的增加；但燃料电池排出的氢气中又夹杂的大量的水蒸气，不能直接利用，因而需要一种装置将氢气和水蒸气进行分离，再将氢气重新利用，从而提高氢气利用率，降低用氢成本。
经检索，中国专利申请号为CN201820452344.X的专利，公开了适用于氢燃料电池的氢气循环自动调节系统，包括：内层圆柱针尖结构，包括进气通道和针尖；中层圆柱喷嘴结构，嵌套于所述内层圆柱针尖结构上，且与针尖之间具有一预设间隙以形成气门；外层套筒结构，嵌套于中层圆柱喷嘴结构上，包括第一通道、第二通道和第三通道；第一通道，用于接收从氢燃料电池的阳极出气口排出的氢气；第二通道，用于接收氢燃料电池阳极出气口的气压，以推动喷嘴向靠近针尖的方向运动；第三通道，用于接收氢燃料电池阴极出气口的气压，以推动喷嘴向远离针尖的方向运动。上述专利中的氢气循环自动调节系统存在以下不足：虽能够实现对氢气的利用，但是由于燃料电池排出的氢气中又夹杂的大量的水蒸气，该系统不利于水分的排出，且长期使用由于水分的存在，大大降低了弹簧结构的使用寿命，同时该系统结构较为复杂，不利于加工和维护。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种氢燃料电池系统气水分离装置。
为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
一种氢燃料电池系统气水分离装置，包括主体和冷凝滤网，所述主体顶端焊接有带装配孔的顶座，主体的相对两侧外壁分别设置有进氢管和回氢管，主体的另一侧外壁设置有排水管和带泄压阀的排氢管，所述排氢管、回氢管、进氢管和排水管分别依序由上至下分布；所述冷凝滤网设置于主体内部且高度位于进氢管和回氢管之间。
作为本实用新型再进一步的方案：所述进氢管的内管壁与主体的内壁相切。
作为本实用新型再进一步的方案：所述进氢管与回氢管为宝塔接头，其内壁均连接有橡胶软管，排氢管和排水管为卡套管，其内壁均连接有卡套接头。
作为本实用新型再进一步的方案：所述排水管高度与主体底部内壁相适配。
作为本实用新型再进一步的方案：所述主体内壁加工有螺纹槽，进氢管的内管壁与螺纹槽内壁位置适配。
作为本实用新型再进一步的方案：所述冷凝滤网为弹性材质，且冷凝滤网表面一体式设置有等距分布的弹性折皱。
作为本实用新型再进一步的方案：所述主体内侧壁焊接有环形漏板,环形漏板呈漏斗型结构，环形漏板的高度位于进氢管和排水管之间。
作为本实用新型再进一步的方案：所述环形漏板靠近主体的边缘处开设有均匀圆周分布的通孔。
本实用新型的有益效果为：
1.通过设置进氢管、冷凝滤网等结构，能够在从进氢管通入混合气体时，冷凝滤网与其接触并产生热传递，使得混合气体中的水体冷凝，从而使氢气能够从回氢管内排出回流使用。
2.通过设置进氢管的内管壁与主体的内壁相切，使得混合气体能够沿切线方向进入并旋转于主体的内壁，从而利于降温，提升水体冷凝效果。
3.通过设置螺纹槽，能够在混合气体沿进氢管进入主体时受到螺纹槽的导向，并旋转于螺纹槽的内壁，从而进一步提升了冷凝效果，此外，由于螺纹槽的设计增加了气体与主体内壁的接触面积，进一步保障了冷凝效果。
4.通过设置弹性折皱，当进氢管内供气过快时，冷凝滤网通过弹性折皱以弹性形变的方式向上延展，从而提升冷凝滤网与气体的接触面积，同时增大了空间容量，能够避免进氢管气体充入过快而影响冷凝效果，并提升了稳定性。
5.通过设置环形漏板，能够对气体进行限流，避免进氢管气体充入过快而使气体从排水管溢出，提升了可靠性；通过设置通孔，能够便于在气体充入过快时将溢出于环形漏板底部的氢气进行回流，进一步提升了可靠性。
附图说明
图1为本实用新型提出的一种氢燃料电池系统气水分离装置整体的结构示意图；
图2为本实用新型提出的一种氢燃料电池系统气水分离装置右侧剖视的结构示意图；
图3为本实用新型提出的一种氢燃料电池系统气水分离装置背部剖视的结构示意图；
图4为本实用新型实施例2提出的一种氢燃料电池系统气水分离装置整体的结构示意图；
图5为本实用新型实施例2提出的一种氢燃料电池系统气水分离装置背部剖视的结构示意图；
图6为本实用新型实施例2提出的一种氢燃料电池系统气水分离装置右侧剖视的结构示意图。
图中：1-主体、2-冷凝滤网、3-进氢管、4-排水管、5-回氢管、6-排氢管、7-顶座、8-螺纹槽、9-环形漏板、10-通孔、11-弹性折皱。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。
在本专利的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“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专利和简化描述，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专利的限制。
在本专利的描述中，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”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。
实施例1
一种氢燃料电池系统气水分离装置，如图1-3所示，包括主体1和冷凝滤网2，所述主体1顶端焊接有带装配孔的顶座7，主体1的相对两侧外壁分别设置有进氢管3和回氢管5，主体1的另一侧外壁设置有排水管4和带泄压阀的排氢管6，所述排氢管6、回氢管5、进氢管3和排水管4分别依序由上至下分布；所述冷凝滤网2设置于主体1内部且高度位于进氢管3和回氢管5之间；通过设置进氢管3、冷凝滤网2等结构，能够在从进氢管3通入混合气体时，冷凝滤网2与其接触并产生热传递，使得混合气体中的水体冷凝，从而使氢气能够从回氢管5内排出回流使用。
为了提升冷凝效果；如图1所示，所述进氢管3的内管壁与主体1的内壁相切；通过设置进氢管3的内管壁与主体1的内壁相切，使得混合气体能够沿切线方向进入并旋转于主体1的内壁，从而利于降温，提升水体冷凝效果。
所述进氢管3与回氢管5为宝塔接头，其内壁均连接有橡胶软管，排氢管6和排水管4为卡套管，其内壁均连接有卡套接头。
为了便于排水；如图2所示，所述排水管4高度与主体1底部内壁相适配，通过设置排水管4高度与主体1底部内壁相适配，利于水体的排出。
工作原理：带有水分的混合气体从进氢管3进入主体1内，由于进氢管3与主体1的内壁相切，混合气体会沿切线方向进入并旋转旋转于主体1的内壁，水蒸气接触主体1内壁形成冷凝水珠并沿内壁下流至排水管4后流出，混合气体在主体1内旋转增大了与主体1内壁的接触面积，从而增加冷凝效果；同时剩余混合气体上升到冷凝滤网2处，混合气体通过冷凝滤网2时进行二次冷凝进行形成水珠并滴落至底部排水管4后流出；混合气体经过二次冷凝后的气体基本为氢气，该氢气上升通过回氢管5流出再循环利用；在燃料电池系统进行吹扫时会将腔体内剩余的氢气通过排氢管6排出。
实施例2
参照图4-6，一种氢燃料电池系统气水分离装置，本实施例相较于实施例1做出如下改进，所述主体1内壁加工有螺纹槽8，进氢管3的内管壁与螺纹槽8内壁位置适配；通过设置螺纹槽8，能够在混合气体沿进氢管3进入主体1时受到螺纹槽8的导向，并旋转于螺纹槽8的内壁，从而进一步提升了冷凝效果，此外，由于螺纹槽8的设计增加了气体与主体1内壁的接触面积，进一步保障了冷凝效果。
为了提升冷凝效果；如图5、图6所示，所述冷凝滤网2为弹性材质，且冷凝滤网2表面一体式设置有等距分布的弹性折皱11；通过设置弹性折皱11，当进氢管3内供气过快时，冷凝滤网2通过弹性折皱11以弹性形变的方式向上延展，从而提升冷凝滤网2与气体的接触面积，同时增大了空间容量，能够避免进氢管3气体充入过快而影响冷凝效果，并提升了稳定性。
为了避免氢气从排水管4泄露；如图5、图6所示，所述主体1内侧壁焊接有环形漏板9,环形漏板9呈漏斗型结构，环形漏板9的高度位于进氢管3和排水管4之间；通过设置环形漏板9，能够对气体进行限流，避免进氢管3气体充入过快而使气体从排水管4溢出，提升了可靠性。
为了便于氢气回流；如图5、图6所示，所述环形漏板9靠近主体1的边缘处开设有均匀圆周分布的通孔10；通过设置通孔10，能够便于在气体充入过快时将溢出于环形漏板9底部的氢气进行回流，进一步提升了可靠性。
工作原理：当混合气体沿进氢管3进入主体1时受到螺纹槽8的导向，并旋转于螺纹槽8的内壁，从而进一步提升了冷凝效果，当进氢管3内供气过快时，冷凝滤网2通过弹性折皱11以弹性形变的方式向上延展，从而提升冷凝滤网2与气体的接触面积，同时增大了空间容量，环形漏板9能够对气体进行限流，避免进氢管3气体充入过快而使气体从排水管4溢出，而通孔10利于溢出于环形漏板9底部的少量氢气进行回流，进一步提升了可靠性。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种氢燃料电池系统气水分离装置，包括主体（1）和冷凝滤网（2），其特征在于，所述主体（1）顶端焊接有带装配孔的顶座（7），主体（1）的相对两侧外壁分别设置有进氢管（3）和回氢管（5），主体（1）的另一侧外壁设置有排水管（4）和带泄压阀的排氢管（6），所述排氢管（6）、回氢管（5）、进氢管（3）和排水管（4）分别依序由上至下分布；所述冷凝滤网（2）设置于主体（1）内部且高度位于进氢管（3）和回氢管（5）之间。
2.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池系统气水分离装置，其特征在于，所述进氢管（3）的内管壁与主体（1）的内壁相切。
3.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池系统气水分离装置，其特征在于，所述进氢管（3）与回氢管（5）为宝塔接头，其内壁均连接有橡胶软管，排氢管（6）和排水管（4）为卡套管，其内壁均连接有卡套接头。
4.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池系统气水分离装置，其特征在于，所述排水管（4）高度与主体（1）底部内壁相适配。
5.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池系统气水分离装置，其特征在于，所述主体（1）内壁加工有螺纹槽（8），进氢管（3）的内管壁与螺纹槽（8）内壁位置适配。
6.根据权利要求1-5任一所述的一种氢燃料电池系统气水分离装置，其特征在于，所述冷凝滤网（2）为弹性材质，且冷凝滤网（2）表面一体式设置有等距分布的弹性折皱（11）。
7.根据权利要求1-5任一所述的一种氢燃料电池系统气水分离装置，其特征在于，所述主体（1）内侧壁焊接有环形漏板（9）,环形漏板（9）呈漏斗型结构，环形漏板（9）的高度位于进氢管（3）和排水管（4）之间。
8.根据权利要求7所述的一种氢燃料电池系统气水分离装置，其特征在于，所述环形漏板（9）靠近主体（1）的边缘处开设有均匀圆周分布的通孔（10）。
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|---|---|---|---|---|
| CN114784329A (zh) * | 2022-06-20 | 2022-07-22 | 武汉众宇动力系统科技有限公司 | 燃料电池氢气循环系统及其气水分离器和排水排氢方法 |
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- 2020-09-15 CN CN202022007843.8U patent/CN213212192U/zh not_active Expired - Fee Related
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