CN217848009U - 一种用于氢气循环系统的气液分离装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于氢气循环系统的气液分离装置，包括具有中空腔体的主体、开设于主体上的进气口、出气口和排液口、设于主体中的且沿上下方向布置的第一导流板、多个分别沿水平方向布置的且沿上下方向交错排列的第二导流板、与主体通过排液口连通的疏水阀；第一导流板的上端部连接在主体上，第一导流板的下端部与主体之间间隔设置；第二导流板的一端部连接在第一导流板或主体上，第二导流板的另一端部与主体或第一导流板之间间隔设置；进气口和多个第二导流板分别设于第一导流板的两侧，出气口设于第二导流板的上方。本实用新型用于氢气循环系统的气液分离装置，能够有效地分离氢气和水，延长氢气循环泵的使用寿命，并保持膜电极的性能。

Description

一种用于氢气循环系统的气液分离装置

技术领域

本实用新型涉及氢燃料技术领域，特别涉及一种用于氢气循环系统的气液分离装置。

背景技术

氢燃料发动机通过氢气和空气在电堆膜电极处发生化学反应产生水和电，该部分水需及时排出，否者电堆会因循环氢气带水过多导致水淹，使膜电极性能变差，无法得到理论设计的电压值，同时氢侧的水还会损坏氢气循环泵。

现有技术中，受限于分离腔体的体积，氢气和水的分离不够彻底，使得带水氢气会损坏氢气循环泵和膜电极。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于氢气循环系统的气液分离装置，能够有效地分离氢气和水，延长氢气循环泵的使用寿命，并保持膜电极的性能。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种用于氢气循环系统的气液分离装置，包括具有中空腔体的主体、开设于所述主体上的进气口、出气口和排液口、设于所述主体中的且沿上下方向布置的第一导流板、多个分别沿水平方向布置的且沿上下方向交错排列的第二导流板、与所述主体通过所述排液口连通的疏水阀；

所述第一导流板的上端部连接在所述主体上，所述第一导流板的下端部与所述主体之间间隔设置；

所述第二导流板的一端部连接在所述第一导流板或所述主体上，所述第二导流板的另一端部与所述主体或所述第一导流板之间间隔设置；

所述进气口和多个所述第二导流板分别设于所述第一导流板的两侧，所述出气口设于所述第二导流板的上方。

优选地，多个所述第二导流板沿上下方向交替连接在所述第一导流板和所述主体上，最下方的所述第二导流板连接在所述第一导流板上。

优选地，所述第二导流板上开设有多个沿上下方向延伸的通孔。

优选地，所述疏水阀包括阀本体、开设于所述阀本体底部的疏水口、可上下浮动地盖设于所述疏水口上的浮子。

优选地，所述气液分离装置还包括设于所述主体上的且位于所述第一导流板和所述第二导流板下方的磁吸组件。

更优选地，所述磁吸组件有多个，多个所述磁吸组件沿圆周方向间隔排列地设于所述主体的侧部下方。

更优选地，所述磁吸组件包括螺纹连接在所述主体侧部的连接件、一端连接在所述连接件上的且另一端可伸入所述主体中的磁吸件。

优选地，所述进气口开设于所述主体的侧部上方。

优选地，所述出气口开设于所述主体的顶部。

优选地，所述排液口开设于所述主体的底部。

由于上述技术方案的运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：本实用新型用于氢气循环系统的气液分离装置，在主体体积相同的情况下，能够增加气液分离时间，提高气液分离效果，有效地分离氢气和水，使得进入氢气循环泵中的气体不含水或仅含有微量水液滴，能够大幅提高氢气循环泵的使用寿命；这部分气体回流至电堆后，能够避免水淹问题，有效地保持膜电极的性能。

附图说明

附图1为根据本实用新型具体实施例气液分离装置的剖视结构示意图；

附图2为根据本实用新型具体实施例气液分离装置的俯视结构示意图。

其中：1、主体；11、中空腔体；12、进气口；13、出气口；14、排液口；2、第一导流板；3、第二导流板；31、通孔；4、疏水阀；41、阀本体；、42、疏水口；43、浮子；5、磁吸组件；51、连接件；52、磁吸件。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图来对本实用新型的技术方案作进一步的阐述。

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本实用新型实施例的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

在本实用新型实施例的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“内”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实用新型实施例和简化描述，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实用新型实施例的限制。

此外，术语“第一”、“第二”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”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；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或两个元件的相互作用关系。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实用新型实施例中的具体含义。

在本实用新型实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本实用新型实施例的不同结构。为了简化本实用新型实施例的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型实施例。此外，本实用新型实施例可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。

参见图1-2所示，本实施例提供一种气液分离装置，用于氢气循环系统。该气液分离装置设于电堆模块和氢气循环泵之间，用于接收电堆模块膜电极处发生化学反应产生的位于氢气侧的水，以避免电堆因氢气带水过多导致水淹，使膜电极性能变差。

由于水中含有氢气，直排会大幅增加成本。因此，需要将该部分气体通过氢气循环泵循环送入电堆模块中，而气体中的水会损坏氢气循环泵泵头，因此需要通过该气液分离装置预先对氢气和水进行分离。

该气液分离装置包括具有中空腔体2的主体1、开设于主体1上的进气口12、出气口13和排液口14。参见图1所示，在本实施例中，进气口12开设于主体1的左侧部上方，出气口13开设于主体1的顶部，排液口14则开设于主体1的底部。

参见图1所示，该气液分离装置还包括设于主体1中的且沿上下方向布置的第一导流板2、多个分别沿水平方向布置的且沿上下方向交错排列的第二导流板3。第一导流板2的上端部连接在主体1上，第一导流板2的下端部与主体1之间间隔设置；第二导流板3的一端部连接在第一导流板2，第二导流板3的另一端部与主体1之间间隔设置，或第二导流板3的一端部连接在主体1上，第二导流板3的另一端部与第一导流板2之间间隔设置。

在本实施例中，参见图1所示，第二导流板3通过其左端部与左侧的第一导流板2连接，或者通过其右端部与主体1的右侧连接。

进气口12设于第一导流板2的左侧，多个第二导流板3则设于第一导流板2的右侧，出气口13设于第二导流板3的上方。通过这个设置，气体先从左向右通过进气口12进入主体1中，由于右侧被第一导流板2遮挡，气体下行，触底后再从第二导流板3侧沿S形路径上行，最后从下往上通过出气口13离开主体1。

气体冲击第一导流板2时，气压降低，流速变慢，部分液滴附着在第一导流板2上并流下；接着气体在第二导流板3形成的S形路径中上升，通过折流再分离出部分液滴，这部分液滴附着在第二导流板3上并流下。流下的液滴通过排液口14进入疏水阀4中。

通过在主体1中设置第一导流板2和第二导流板3，使气体先下沉再沿S形路径上升，在有限的空间中大幅延长气体流动路径，增加气液分离时间，提高气液分离效果，能够有效地分离氢气和水。

在本实施例中，第二导流板3上开设有多个沿上下方向延伸的通孔31，通过设置该通孔31能够进一步提高气液分离效果。

在本实施例中，三个第二导流板3沿上下方向交替连接在第一导流板2和主体1上，参见图1所示，最下方的第二导流板3通过其左端部连接在第一导流板2上，中间的第二导流板3通过其右端部连接在主体1上，最上方的第二导流板3通过其左端部连接在第一导流板2上。通过这个设置，下行的气体需要从最下方的第二导流板3的右端与主体1之间的间隙上行，进一步延长了气体的流动路径。

上述气液分离装置还包括与主体1通过排液口14连通的疏水阀4。参见图1所示，该疏水阀4连接在主体1下方， 该疏水阀4包括阀本体41、开设于阀本体41底部的疏水口42、可上下浮动地盖设于疏水口42上的浮子43，浮子43活动连接在疏水口42处。

当阀本体41中的水位未达到设定值时，浮子43在自身重力的作用下封堵疏水口42；当阀本体41中的水位达到或超过设定值时，浮子43浮起，冷凝水通过疏水口42排出。

上述气液分离装置还包括设于主体1上的且位于第一导流板2和第二导流板3下方的磁吸组件5。

由于部分双极板采用金属材料，在长时间的运行过程中，在气体的冲刷下，会产生轻微磨损，导致气体中含有金属细微颗粒。通过设置磁吸组件5能够对这部分金属颗粒物进行较好的去除。

磁吸组件5有多个，多个磁吸组件5沿圆周方向间隔排列地设于主体1的侧部下方。在本实施例中，参见图2所示，磁吸组件5有四组，两两成90°夹角，以增加对金属细微颗粒的吸附面积和吸附效果。

在本实施例中，磁吸组件5包括螺纹连接在主体1侧部的连接件51、一端连接在连接件51上的且另一端可伸入主体1中的磁吸件52。通过这个设置，能够定期取下磁吸组件5，对磁吸件52进行清理。

以下具体阐述下本实施例的工作过程：

电堆模块排出的气体从进气口12进入并冲击第一导流板2，接着气体下行，部分液滴附着在第一导流板2上并流下；接着气体在第二导流板3形成的S形路径中上行，通过折流再分离出部分液滴，这部分液滴附着在第二导流板3上并流下，左右两侧流下的液滴分别通过排液口14进入疏水阀4中；

当阀本体41中的水位未达到设定值时，浮子43在自身重力的作用下封堵疏水口42；当阀本体41中的水位达到或超过设定值时，浮子43浮起，冷凝水通过疏水口42排出；

上行的气体最后通过出气口13依次进入氢气循环泵和电堆模块中。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于氢气循环系统的气液分离装置，其特征在于：包括具有中空腔体的主体、开设于所述主体上的进气口、出气口和排液口、设于所述主体中的且沿上下方向布置的第一导流板、多个分别沿水平方向布置的且沿上下方向交错排列的第二导流板、与所述主体通过所述排液口连通的疏水阀；

所述第一导流板的上端部连接在所述主体上，所述第一导流板的下端部与所述主体之间间隔设置；

所述第二导流板的一端部连接在所述第一导流板或所述主体上，所述第二导流板的另一端部与所述主体或所述第一导流板之间间隔设置；

所述进气口和多个所述第二导流板分别设于所述第一导流板的两侧，所述出气口设于所述第二导流板的上方。

2.根据权利要求1所述的用于氢气循环系统的气液分离装置，其特征在于：多个所述第二导流板沿上下方向交替连接在所述第一导流板和所述主体上，最下方的所述第二导流板连接在所述第一导流板上。

3.根据权利要求1所述的用于氢气循环系统的气液分离装置，其特征在于：所述第二导流板上开设有多个沿上下方向延伸的通孔。

4.根据权利要求1所述的用于氢气循环系统的气液分离装置，其特征在于：所述疏水阀包括阀本体、开设于所述阀本体底部的疏水口、可上下浮动地盖设于所述疏水口上的浮子。

5.根据权利要求1所述的用于氢气循环系统的气液分离装置，其特征在于：所述气液分离装置还包括设于所述主体上的且位于所述第一导流板和所述第二导流板下方的磁吸组件。

6.根据权利要求5所述的用于氢气循环系统的气液分离装置，其特征在于：所述磁吸组件有多个，多个所述磁吸组件沿圆周方向间隔排列地设于所述主体的侧部下方。

7.根据权利要求5所述的用于氢气循环系统的气液分离装置，其特征在于：所述磁吸组件包括螺纹连接在所述主体侧部的连接件、一端连接在所述连接件上的且另一端可伸入所述主体中的磁吸件。

8.根据权利要求1所述的用于氢气循环系统的气液分离装置，其特征在于：所述进气口开设于所述主体的侧部上方。

9.根据权利要求1所述的用于氢气循环系统的气液分离装置，其特征在于：所述出气口开设于所述主体的顶部。

10.根据权利要求1所述的用于氢气循环系统的气液分离装置，其特征在于：所述排液口开设于所述主体的底部。

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