CN216935086U - 一种燃料电池系统用气液分离器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种燃料电池系统用气液分离器，包括：外壳；防溅网，其设置于所述外壳内使其下方形成储水腔；隔板，其设置于所述防溅网上部以间隔所述防溅网上方空间形成进气腔和出气腔，其中所述进气腔内设有螺旋叶，所述出气腔内设有多个挡板，各所述挡板一一错开设置以形成多次弯折的气体流道。本实用新型的有益效果：采用离心式螺旋叶对电堆输出的水汽进行导流，实现氢气和水的一次分离，之后通过错开式的挡板对氢气和水进行二次分离，这样使汽水分离的效率大大提高，可获得更为纯净的氢气，避免电堆内积水问题，可满足大功率下燃料电池系统使用。

Description

一种燃料电池系统用气液分离器

技术领域

本实用新型涉及燃气电池氢能汽车尾气处理技术领域，尤其涉及一种燃料电池系统用气液分离器。

背景技术

燃料电池的反应原理是在燃料电池阳极通入氢气，在阴极通入空气，在电池中发生电化学反应，输出电能和水。电能通过导线输送到用电设备，反应产生的水以水汽的形式，同时未参加反应的氢气随水汽排出电堆。为了提高氢气利用率常常在燃料电池系统氢气路布置汽水分离装置，将燃料电池中从电堆排出的水汽中的氢气分离出来，再使氢气与新进氢气混合后再次进入电堆，为电堆供氢。

目前汽水分离装置常采用挡板式或离心式，大多为单一结构进行分水，汽水分离的效率较差，导致电堆内积水的可能性增大，从而降低了电池系统的性能。

实用新型内容

有鉴于此，为了解决目前汽水分离装置汽水分离的效率较差导致电堆内产生积水问题，本实用新型的实施例提供了一种燃料电池系统用气液分离器。

本实用新型的实施例提供一种燃料电池系统用气液分离器，包括：

外壳；

防溅网，其设置于所述外壳内使其下方形成储水腔；

隔板，其设置于所述防溅网上部以间隔所述防溅网上方空间形成进气腔和出气腔，其中所述进气腔内设有螺旋叶，所述出气腔内设有多个挡板，各所述挡板一一错开设置以形成多次弯折的气体流道。

进一步地，所述挡板上表面的边缘设有倒角结构。

进一步地，所述挡板的上表面形状为拱形或三角形。

进一步地，任意相邻两所述挡板中之一固定于所述隔板上，另一固定于所述外壳内壁。

进一步地，所述螺旋叶下部与所述防溅网分离。

进一步地，所述螺旋叶包括中心轴及螺旋环绕所述中心轴设置的叶片，所述叶片的边缘与所述进气腔的内壁贴合。

进一步地，所述叶片的边缘与所述进气腔的内壁之间设有缝隙。

进一步地，所述隔板的底部朝向所述出气腔一侧弯折。

进一步地，所述隔板的底部设有多个气孔。

进一步地，所述进气腔的上部设有进气口，所述出气腔上部设有出气口。

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用气液分离器，采用离心式螺旋叶对电堆输出的水汽进行导流，实现氢气和水的一次分离，之后通过错开式的挡板对氢气和水进行二次分离，这样使汽水分离的效率大大提高，可获得更为纯净的氢气，避免电堆内积水问题，可满足大功率下燃料电池系统使用。

附图说明

图1是本实用新型一种燃料电池系统用气液分离器的结构示意图；

图2是本实用新型一种燃料电池系统用气液分离器上部的内部结构示意图；

图3是图1中防溅网2的结构示意图；

图4是图1中螺旋叶的立体结构示意图；

图5是图4中螺旋叶的主视图；

图6是图1中挡板5的安装结构示意图。

图中：1-外壳、2-防溅网、201-气孔、3-隔板、4-螺旋叶、401-中心轴、402-叶片、402a-倒角、5-挡板、6-储水腔、7-进气腔、8-出气腔、9-排水口、10-进气口、11-出气口。

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。下面介绍的是本实用新型的多个可能实施例中的较优的一个，旨在提供对本实用新型的基本了解，但并不旨在确认本实用新型的关键或决定性的要素或限定所要保护的范围。

在本实用新型的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“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,可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参考图1，本实用新型的实施例提供了一种燃料电池系统用气液分离器，应用于燃料电池系统的氢气管路，其具体包括外壳1、防溅网2、隔板3、螺旋叶4和多个挡板5。

如图1和2所示，所述外壳1为中空结构，内部为汽水分离空间。所述外壳1上部为矩形腔体，下部2为椭圆形腔体。所述外壳1的形状具体由气液分离器的安装空间决定，可以理解的是，在其他实施例中所述外壳1的形状和尺寸不受本实施例的限制，可以根据其安装空间灵活调整。

如图2和3所示，所述防溅网2布满均匀的穿孔，以供气流和水流过，并且防止落到所述防溅网2下方的水滴向上溅射出。具体而言所述防溅网2横向安装于所述外壳1的下部，这样使所述防溅网2下方形成储水腔6。同时所述储水腔6的底部设有排水口9，以将所述储水腔6内的积水排出。

所述隔板3设置于所述防溅网2上部，所述隔板3的边缘与所述外壳1的侧壁和顶壁贴合并固定连接，从而间隔所述防溅网2上方的所述外壳1内空间形成进气腔7和出气腔8。所述进气腔7的上部设有进气口10，所述出气腔8上部设有出气口11。氢气和水汽组成的汽水混合物首先由所述进气口10流入所述进气腔7，之后再流入所述出气腔8并由所述出气口11流出。

更具体的，如图2所示，所述隔板3的底部朝向所述出气腔8一侧弯折，对溅射起的水滴有更好的阻挡作用，防止分离后的水滴再次溅起随气体逸出。同时所述隔板3的底部设有多个气孔，以使分离出的氢气更好的进入所述出气腔8。

所述螺旋叶4设置于所述进气腔7内，由所述进气口8流入的汽水混合物沿着所述螺旋叶4流动，将汽水混合物中的部分水分分离出来，进行一次分离。所述螺旋叶4下部与所述防溅网2之间设置一定距离，使所述螺旋叶4下部与所述防溅网2之间分离，避免被所述防溅网2溅起的水滴落到所述螺旋叶4上。

如图4和5所示，所述螺旋叶4包括中心轴401及螺旋环绕所述中心轴401设置的叶片402，所述叶片402的边缘与所述进气腔7的内壁贴合。同时所述叶片的边缘设有倒角402a，这样使所述叶片402的边缘与所述进气腔7的内壁之间设有缝隙，以使所述叶片402上分离出的水滴直接由所述缝隙落下，避免在所述叶片402上形成积水。

各所述挡板5设置于所述出气腔8内，各所述挡板5一一错开设置以形成多次弯折的气体流道。任意相邻两所述挡板5中之一固定于所述隔板3上，另一固定于所述外壳1内壁。优选的，各所述挡板5均水平设置，相邻两所述挡板5之间的纵向距离基本相同。也就是说相邻两所述挡板5分别设置于一曲线波的波峰和波谷，以使各所述挡板5之间形成波形的气体流道。

如2和6所示，为了便于所述挡板5上水滴的排水，所述挡板5上表面的边缘设有倒角结构。另外所述挡板5的上表面形状为拱形或三角形，这样所述挡板5中部高两边低，便于水滴迅速滴落。

上述燃料电池系统用气液分离器用于实现对氢气的循环利用。具体而言所述进气口10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(氢气水蒸气组成的汽水混合物)，所述出气口11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。

上述燃料电池系统用气液分离器在进行气水分离时，由所述进气口10输入汽水混合物，汽水混合物沿着所述螺旋叶4螺旋流动，由于水蒸气的密度大离心力大，附在所述外壳1内壁上形成液态水，进行一次汽水分离，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。一次分离后的汽水混合物流动至各所述挡板5，所述挡板5阻挡汽水混合物气流从而进行二次汽水分离，分离出氢气由所述出气口11排出，可继续作为燃料电池发生电化学反应的原料，分离出的液态水积聚在所述储水腔6内并由所述排水口9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。应当理解的是，它们是相对的概念，可以根据使用、放置的不同方式而相应地变化，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 (10)

1.一种燃料电池系统用气液分离器，其特征在于，包括：

外壳；

防溅网，其设置于所述外壳内使其下方形成储水腔；

隔板，其设置于所述防溅网上部以间隔所述防溅网上方空间形成进气腔和出气腔，其中所述进气腔内设有螺旋叶，所述出气腔内设有多个挡板，各所述挡板一一错开设置以形成多次弯折的气体流道。

2.如权利要求1所述的一种燃料电池系统用气液分离器，其特征在于：所述挡板上表面的边缘设有倒角结构。

3.如权利要求1所述的一种燃料电池系统用气液分离器，其特征在于：所述挡板的上表面形状为拱形或三角形。

4.如权利要求1所述的一种燃料电池系统用气液分离器，其特征在于：任意相邻两所述挡板中之一固定于所述隔板上，另一固定于所述外壳内壁。

5.如权利要求1所述的一种燃料电池系统用气液分离器，其特征在于：所述螺旋叶下部与所述防溅网分离。

6.如权利要求1所述的一种燃料电池系统用气液分离器，其特征在于：所述螺旋叶包括中心轴及螺旋环绕所述中心轴设置的叶片，所述叶片的边缘与所述进气腔的内壁贴合。

7.如权利要求6所述的一种燃料电池系统用气液分离器，其特征在于：所述叶片的边缘与所述进气腔的内壁之间设有缝隙。

8.如权利要求1所述的一种燃料电池系统用气液分离器，其特征在于：所述隔板的底部朝向所述出气腔一侧弯折。

9.如权利要求8所述的一种燃料电池系统用气液分离器，其特征在于：所述隔板的底部设有多个气孔。

10.如权利要求1所述的一种燃料电池系统用气液分离器，其特征在于：所述进气腔的上部设有进气口，所述出气腔上部设有出气口。

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