CN218306802U - 一种燃料电池用气水分离器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种燃料电池用气水分离器，包括：上分离室，其内设有多个沿着横向间隔设置的挡板以形成多次折弯的气流通道；下分离室，其上部与所述上分离室下部连接；且所述上分离室底部设有上滤孔，以与所述下分离室连通；以及储水室，其上部与所述下分离室下部连接；且所述下分离室靠近所述气流通道出气端设有下滤孔，以与所述储水室连通。本实用新型的有益效果：混合气体在流过气流通道时气体和液体在弯折处转向过程中动能不同，实现气体和液体分离；下分离室将混合气体与储水室内的水隔开，避免储水室内的水被混合气体的带走，分离效率较高，满足燃料电池系统所有功率段正常运行。

Description

一种燃料电池用气水分离器

技术领域

本实用新型涉及气水分离设备技术领域，尤其涉及一种燃料电池用气水分离器。

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，一般通过气水分离器对燃料电池阴阳极反应混合气气水分离，传统燃料电池的气水分离器，多采用螺旋式，存在气流压降非常大的缺点，分离效率较低。

实用新型内容

有鉴于此，为了解决燃料电池阴阳极反应混合气气水分离的问题，本实用新型的实施例提供了一种燃料电池用气水分离器。

本实用新型的实施例提供一种燃料电池用气水分离器，包括：

上分离室，其内设有多个沿着横向间隔设置的挡板以形成多次折弯的气流通道；

下分离室，其上部与所述上分离室下部连接；且所述上分离室的底部设有上滤孔，以与所述下分离室连通；

以及储水室，其上部与所述下分离室下部连接；且所述下分离室靠近所述气流通道的出气端设有下滤孔，以与所述储水室连通。

进一步地，还包括设置于所述储水室内的液位传感器。

进一步地，所述储水室的顶面设有多个沿着横向间隔设置且向下延伸的上隔板，所述上隔板的下端与所述储水室的底面分离。

进一步地，所述储水室的底面设有多个沿着横向间隔设置且向上延伸的下隔板，所述下隔板的上端与所述储水室的顶面分离。

进一步地，所述上分离室对应所述气流通道的两端分别设有进气口和排气口。

进一步地，所述上滤孔位于所述气流通道的两端部分的数量少于位于所述气流通道的中部的数量。

进一步地，每一所述挡板有且仅有前侧或后侧与所述上分离室的侧面分离。

进一步地，还包括箱体，所述箱体内设有上下相对设置的上层板和下层板，所述上层板之上为所述上分离室，所述上层板和所述下层板之间为所述下分离室，所述下层板之下为所述储水室。

进一步地，所述上分离室的顶部设有混合气出口和压力传感器接口。

进一步地，所述储水室底部设有排水口和弧形的积水槽，所述排水口位于所述积水槽的一侧且相对所述积水槽位置较低。

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用气水分离器，在上分离室内设置多次折弯的气流通道，由于待分离的混合气体中气体和液体密度(比重)不同，混合气体在流过气流通道时气体和液体在弯折处转向过程中动能不同，实现气体和液体分离；另外下分离室将混合气体与储水室内的水隔开，避免储水室内的水被混合气体的带走，分离效率较高，满足燃料电池系统所有功率段正常运行；储水室内设置上隔板和下隔板，减小储水室内水面波动，使液位传感器可更准确的进行液位感应。

附图说明

图1是本实用新型一种燃料电池用气水分离器的立体图一；

图2是本实用新型一种燃料电池用气水分离器的立体图二；

图3是本实用新型一种燃料电池用气水分离器的内部结构图；

图4是本实用新型一种燃料电池用气水分离器的后视图；

图5是图4中的A-A剖面示意图。

图中：1-箱体、2-上分离室、3-下分离室、4-储水室、5-挡板、6-上层板、7-下层板、8-上滤孔、9-下滤孔、10-上隔板、11-下隔板、12-积水槽、13-排水口、14-进气口、15-排气口、16-混合气出口、17-压力传感器接口、18-液位传感器。

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、2和3，本实用新型的实施例提供了一种燃料电池用气水分离器，包括箱体1、上分离室2、下分离室3、储水室4和液位传感器18。

如图3所示，所述箱体1近似为长方体箱体，所述箱体1内设有上下相对设置的上层板6和下层板7，所述上层板6和所述下层板7均水平设置，并均位于所述箱体1的下半部。所述上层板6和所述下层板7将所述箱体1内部间隔形成三个空间，其中所述上层板6之上为所述上分离室2，所述上层板6和所述下层板7之间为所述下分离室3，所述下层板7之下为所述储水室4。

所述上分离室2内设有多个沿着横向间隔设置的挡板5以形成多次折弯的气流通道，待分离的混合气体沿着所述气流通道流过。所述挡板5的数量设置为多个，优选的，各所述挡板5均竖直设置，且沿着横向等间距间隔设置。

接着如图4和5所示，对于每一所述挡板5而言，每一所述挡板5有且仅有前侧或后侧与所述上分离室2的侧面分离，每一所述挡板5的其他侧面与所述上分离室2的侧壁连接。对于任意相邻两所述挡板5而言，其中一所述挡板5的前侧与所述上分离室2的前侧连接、另一相邻所述挡板5后侧于所述上分离室2的后侧连接。这样各所述挡板5在所述上分离室2间隔形成矩形波形状的所述气流通道，所述气流通道的气流方向如图5所示的箭头方向。

所述上分离室2对应所述气流通道的两端分别设有进气口14和排气口15。如图1、3所示，本实施例中，所述进气口14和所述排气口15分别设置于所述上分离室2位于边缘的两所述挡板5的外侧。所述进气口14贯穿设置于所述上分离室2的前侧面，连通最左边的所述挡板5左侧的空间。如图2所示，所述排气口15贯穿设置于所述上分离室2的后侧面，连通最右边的所述挡板5右侧的空间。待分离的混合气体由所述进气口14进入，分离出的气体由所述排气口15排出，可输送至燃料电池继续循环使用。

所述上分离室2的顶部还设有混合气出口16和压力传感器接口17，所述混合气出口16用于输出分离后的混合气体，所述压力传感器接口17用于安装压力传感器。

所述下分离室3间隔所述上分离室2和所述储水室4，所述上分离室4底部设有上滤孔8，以与所述下分离室3连通。具体的，所述上滤孔8设置于所述上层板6上，所述上滤孔8的作用供所述上分离室2内分离出的水流过。

所述上分离室2底部的上层板6上的上滤孔8的数量是变化的，具体而言所述上滤孔8位于所述气流通道的两端部分的数量少于位于所述气流通道的中部的数量。如图5所示，所述上层板6上设置位于所述上分离室2左右两端的上滤孔8较少，位于所述上分离室2中部的上滤孔8较多。这样刚进入所述上分离室2的混合气体含有大量的水，所述进气口14附近少量的上滤孔，大量气体不会下探到所述上层板6之下，使混合气体更多的由所述气流通道流过进行水气分离，提高分离效果。

所述储水室4上部与所述下分离室3下部连接，且所述下分离室3靠近所述气流通道出气端一端设有下滤孔9，以与所述储水室4连通。所述储水室4用于收集由所述下滤孔9流下的分离出的水。所述下滤孔9设置于所述下层板7上，具有位于所述气流通道出气端的下方。这样避免所述气流通道上游的混合气体与所述储水室4内的积水接触，带走水分。

所述储水室4内的液位传感器18，所述液位传感器18安装于所述储水室4的后侧面，可以检测所述储水室4内的液位。如图3所示，为了减少所述储水室4内的积水的液面波动，所述储水室4顶部设有多个向下延伸的上隔板10，各所述上隔板10沿着横向间隔设置，所述上隔板10下端与所述储水室4底面分离。还可以在所述储水室4底面设置多个向上延伸的下隔板11，所述下隔板11上端与所述储水室4顶面分离，各所述下隔板11也沿着横向间隔设置。这样在所述上隔板10和/或所述下隔板11的作用下，阻挡所述储水室4内的积水晃动，使所述液位传感器18更准确的进行液位感应。

此外，所述储水室4底部设有排水口13和弧形的积水槽12，所述排水口13位于所述积水槽12的一侧且相对所述积水槽12位置较低。如图3所示，所述储水室4的右端向右延伸，并向下凹陷，所述排水口13设置于所述储水室4的右端的底面，可以将所述储水室4内的积水完全排出。所述箱体1内需要进行吹扫，所述积水槽12的作用是，在吹扫结束以后，冷凝水可以流到所述积水槽12内，防止冷凝水直接流到一侧的排水口13，避免冬天结冰的时候把所述排水口13冻住。

如图1、2和3所示，上述燃料电池用气水分离器在进行气水分离时，混合气体由所述进气口14进入所述上分离室2，沿着所述气流通道流动，在流过每一所述挡板5时发生一次转向，由于待分离的混合气体中气体和液体密度(比重)不同，混合气体在弯折处转向过程中动能不同，进而实现气体和液体分离。分离出的水由所述上滤孔8和所述下滤孔9流下流入到所述储水室4内，分离出的气体由所述排气孔15排出，未被分离干净的混合气体由所述混合气出口16排出。所述下分离室3将混合气体与所述储水室4内的水隔开，避免所述储水室4内的水被混合气体的带走，分离效率较高，满足燃料电池系统所有功率段正常运行。

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)

1.一种燃料电池用气水分离器，其特征在于，包括：

上分离室，其内设有多个沿着横向间隔设置的挡板以形成多次折弯的气流通道；

下分离室，其上部与所述上分离室下部连接；且所述上分离室的底部设有上滤孔，以与所述下分离室连通；

以及储水室，其上部与所述下分离室下部连接；且所述下分离室靠近所述气流通道的出气端设有下滤孔，以与所述储水室连通。

2.如权利要求1所述的一种燃料电池用气水分离器，其特征在于：还包括设置于所述储水室内的液位传感器。

3.如权利要求2所述的一种燃料电池用气水分离器，其特征在于：所述储水室的顶面设有多个沿着横向间隔设置且向下延伸的上隔板，所述上隔板的下端与所述储水室的底面分离。

4.如权利要求1-3任意一项所述的一种燃料电池用气水分离器，其特征在于：所述储水室的底面设有多个沿着横向间隔设置且向上延伸的下隔板，所述下隔板的上端与所述储水室的顶面分离。

5.如权利要求1-3任意一项所述的一种燃料电池用气水分离器，其特征在于：所述上分离室对应所述气流通道的两端分别设有进气口和排气口。

6.如权利要求1-3任意一项所述的一种燃料电池用气水分离器，其特征在于：所述上滤孔位于所述气流通道的两端部分的数量少于位于所述气流通道的中部的数量。

7.如权利要求1-3任意一项所述的一种燃料电池用气水分离器，其特征在于：每一所述挡板有且仅有前侧或后侧与所述上分离室的侧面分离。

8.如权利要求1-3任意一项所述的一种燃料电池用气水分离器，其特征在于：还包括箱体，所述箱体内设有上下相对设置的上层板和下层板，所述上层板之上为所述上分离室，所述上层板和所述下层板之间为所述下分离室，所述下层板之下为所述储水室。

9.如权利要求1-3任意一项所述的一种燃料电池用气水分离器，其特征在于：所述上分离室的顶部设有混合气出口和压力传感器接口。

10.如权利要求1-3任意一项所述的一种燃料电池用气水分离器，其特征在于：所述储水室底部设有排水口和弧形的积水槽，所述排水口位于所述积水槽的一侧且相对所述积水槽位置较低。

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