[发明专利]气液分离装置及系统

说明书

本发明公开了一种气液分离装置及系统，涉及燃料电池技术领域，该装置包括：壳体、螺旋管以及直管；壳体设有内腔，所述内腔设有隔板，所述隔板将所述内腔分为上密封腔和下密封腔；所述壳体上设有用于向所述上密封腔导入冷却介质的第一进管，还设有从所述上密封腔导出冷却介质的第一出管；螺旋管设于所述上密封腔内，所述螺旋管的输入端与所述壳体外侧连通，以用于导入被分离气液混合物；所述螺旋管的输出端与所述下密封腔连通；直管的下端与所述下密封腔导通，上端穿过所述上密封腔且延伸至所述壳体外侧。本发明中的气液分离装置，通过热交换使气液混合物的水蒸气凝结，同时利用离心作用形成大的水珠，气液分离效果好。

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，特别涉及一种气液分离装置及系统。

背景技术

质子交换膜燃料电池是一种通过催化剂作用将氢气的化学能转换为外部电能的发电装置，具有零排放、效率高、噪声低等优点，在交通运输领域尤其是重载、长途运输具有广阔的应用前景和绝对优势。

为提高燃料电池的电池堆工作效率，通常会向电池堆的阳极通入过量的氢气，而受电化学反应效率的限制，氢气并非完全参与反应，因此从提高燃料利用率角度考虑，需要一套氢气循环系统将电池堆的出口排出的未参与反应氢气回收循环利用。但由于燃料电池反应生成水，因此电池堆排出的氢气将携带一定量的液态水和水蒸气，如果湿氢气(含液态水珠和水蒸气)不经过处理而直接循环进入电池堆使用，将导致电池堆的阳极水淹，输出功率下降。

现有技术中，采用气液分离器将湿氢气进行气液分离，分离出的氢气循环利用。例如，迷宫式气液分离器能分离湿氢气中携带的大部分液态水珠，但是小部分液态水珠和气态水蒸气却很难分离出来，气液分离效果较差，导致气液分离后的氢气在循环使用时，还是容易在电池堆的内部凝结形成水，造成电池堆的阳极水淹。

发明内容

本发明实施例提供一种气液分离装置及系统，以解决相关技术中气液分离器气液分离效果较差的技术问题。

第一方面，提供了一种气液分离装置，包括：

壳体，其设有内腔，所述内腔设有隔板，所述隔板将所述内腔分为上密封腔和下密封腔；所述壳体上设有用于向所述上密封腔导入冷却介质的第一进管，还设有从所述上密封腔导出冷却介质的第一出管；

螺旋管，其设于所述上密封腔内，所述螺旋管的输入端与所述壳体外侧连通，以用于导入被分离气液混合物；所述螺旋管的输出端与所述下密封腔连通；

直管，其下端与所述下密封腔导通，上端穿过所述上密封腔且延伸至所述壳体外侧。

一些实施例中，所述壳体包括：

圆筒；

上盖，其设于所述圆筒上端；

下盖，其设于所述圆筒下端，所述下盖、上盖以及圆筒连接形成所述内腔。

一些实施例中，所述直管穿过所述螺旋管中心且与所述螺旋管连接形成一体；所述直管上端穿过连接且所述上盖，下端与所述隔板连接。

一些实施例中，所述圆筒上设有与所述螺旋管输入端连通的第二进管，且所述螺旋管输入端圆滑过渡沿水平方向与所述第二进管相切，所述螺旋管下端圆滑过渡沿竖直方向与所述隔板连接。

一些实施例中，所述第二进管与所述第一出管中心线在同一水平面，且与所述螺旋管中心线之间的偏心距均相等。

一些实施例中，所述下盖为漏斗形或半球形。

一些实施例中，所述下盖底端设有与所述下密封腔连通的出水口，所述出水口位于漏斗形或半球形的底部，所述出水口连接有出水管，所述出水管上连接有电磁阀。

第二方面，提供了一种气液分离系统，包括：

比例阀，其进口用于与氢气源连接；