[发明专利]一种分离效率可调的燃料电池气液分离器

说明书

本发明涉及一种分离效率可调的燃料电池气液分离器，属于燃料电池技术领域。该气液分离器包括分离器本体，分离器本体内设有密封腔，密封腔内沿竖直方向间隔设置设有多个分隔单元，分隔单元上设有通道截面积可调节的气流通道，多个所述分隔单元将密封腔从下至上依次分隔成通过气流通道依次连通的顶部腔、至少一个中间腔以及底部腔，分离器本体上设有与顶部腔连通的出气口，与底部腔连通的进气口和排气口。本发明通过多个分隔单元实现对混合气体的多级分离，通过分隔单元上通道截面积可调节的气流通道实现对气液分离器的分离效率调节。

技术领域

本发明属于燃料电池技术领域，特别涉及一种分离效率可调的燃料电池气液分离器。

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。为提高电堆的工作效率通常会向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，需要一套氢气循环装置将电堆出口排出的未参与反应氢气循环利用。由于燃料电池反应生成水，因此电堆反应后排出的氢气将携带一定量的液态水和水蒸气，如果氢气携带水分(含液态水和水蒸气)持续参与循环，将导致电堆阳极水淹导致输出功率下降，同时在低温环境下电堆内部极易因结冰造成膜不可逆的损伤。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种分离效率可调的燃料电池气液分离器，以解决现有技术中氢气中携带液态水和水蒸气的技术问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种分离效率可调的燃料电池气液分离器，包括：

分离器本体，所述分离器本体内设有密封腔；

分隔单元，所述分隔单元上设有通道截面积可调节的气流通道，多个所述分隔单元沿竖直方向间隔设置在所述密封腔内，多个所述分隔单元将所述密封腔分隔成从下至上依次设置，并通过所述气流通道依次连通的顶部腔、至少一个中间腔以及底部腔；以及，

进气口、出气口和排水口，所述进气口、出气口和排水口均设于所述分离器本体上，其中，所述出气口与所述顶部腔连通，所述进气口和所述排水口与所述底部腔连通。

作为可选的，为了更好的实现本发明，所述分隔单元包括第一挡板和第二挡板，所述第一挡板与所述分离器本体固定连接并位于所述密封腔的竖向侧壁的一侧，所述第二挡板通过转轴与所述分离器本体转动连接并位于所述密封腔的竖向侧壁的另一侧，所述第一挡板与所述第二挡板之间的间隙形成所述气流通道。

作为可选的，为了更好的实现本发明，所述第一挡板包括第一端和第二端，所述第二端与所述分离器本体固定连接，所述第二端高于所述第一端。

作为可选的，为了更好的实现本发明，所述分离器本体上设有驱动电机，所述驱动电机与所述转轴连接，所述驱动电机通过所述转轴驱动所述第一挡板转动。

作为可选的，为了更好的实现本发明，所述转轴与所述第二挡板的中部或所述第二挡板远离所述第一挡板的端部连接。

作为可选的，为了更好的实现本发明，多个所述分隔单元平行设置。

作为可选的，为了更好的实现本发明，所述分离器本体上还设有液位传感器和加热排水阀，所述液位传感器设于所述底部腔所在的所述分离器本体侧壁上，所述加热排水阀与所述排水口连接。

作为可选的，为了更好的实现本发明，所述分离器本体上设有温压一体传感器和湿度传感器。

作为可选的，为了更好的实现本发明，所述分离器本体内还设有用于加热混合气体的PTC加热器。

作为可选的，为了更好的实现本发明，所述分离器本体包括壳体和盖板，所述壳体与所述盖板可拆卸密封连接并围合形成所述密封腔。