【技術實現步驟摘要】
本技術屬于燃料電池領域，具體涉及一種氫燃料電池發動機氣液分離裝置。
技術介紹
1、氫燃料發動機通過氫氣和空氣在電堆膜電極處發生化學反應產生水和電，氫氣在進入電堆反應過后，其排出的氣體中會存在大量水，同時一并排出的還有液態水，該部分氣體中的水需得到有效析出并排掉，同時該部分的液態水也需要及時排出，否則電堆會因為流道中液態水過多而造成電堆水淹，影響電堆性能，同時該部分氫氣在通過循環泵循環使用時，其含水量如果過大，也會影響電堆性能；再者，如果排出氣體中存在大量水的話，在氣體循環過程中，會直接影響到循環泵等相關部件的使用壽命，進而造成經濟損失。
2、目前，常規的氣液分離器一般采用在分離器內部增加擋板，從而增加濕氫在分離器中停留時間，同時增加擋板和氣體的接觸面積來達到使氣體中水汽冷凝的目的。
3、但是，在實際應用過程中，存在以下問題：
4、1、在燃料電池中，氣體溫度一般在60℃-80℃左右，在冷凝過程中，隨著氣液分離器內部溫度逐漸升高，其冷凝效果會大大降低；
5、2、冷凝出來的水和氣體無有效隔離，分離出來的水和氣體在同一腔體中存在再次加濕問題。
技術實現思路
1、本技術所要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種改進的氫燃料電池發動機氣液分離裝置。
2、為解決以上技術問題，本技術采取如下技術方案：
3、一種氫燃料電池發動機氣液分離裝置，其包括腔室，其中腔室上設有進氣口、排水口以及排氣口，腔室內形成有相連通的排水腔和氣
4、根據本技術的一個具體實施和優選方面，進氣口設置在腔室的一側；氣體冷卻管道自上而下迂回延伸，并自下端部與進氣口相對接。在此，增加濕氫在氣體冷卻管道內流動的路程，增加換熱時間，提升降溫冷卻效果。
5、優選地，氣體冷卻管道包括管道本體、自管道本體側壁向外延伸的多個散熱片。在此，通過散熱片增加管道與空氣的接觸面積，從而提升換熱效率。
6、具體的，管道本體包括自上而下并排間隔設置的多根橫向管體、對應連接在相鄰兩根橫向管體的進口和出口之間的豎向管體；多個散熱片劃分為多個散熱片組并與多根橫向管體一一對應，其中每個散熱片組中的多個散熱片繞著對應的橫向管體的周向圓周陣列分布。在此，實現管道內氣體均勻換熱，同時，結構簡單，便于加工和組裝。
7、根據本技術的又一個具體實施和優選方面，排水腔位于氣相腔的下方，且腔室自頂部形成排氣口、自底部形成排水口。在此，液體能夠在自重下自動向下流動，有利于氣液分離。
8、優選地，排水腔的容積為v1，氣相腔的容積為v2，其中4v1?≤v2≤6v1。在此，排水腔內氣壓相對較大，有利于氣體快速進入氣相腔實現氣液分離，同時，氣相腔內氣壓相對較小，氣體流速慢，能夠增加氣體在氣相腔內的實現，有利于提升氣體中液沫和霧滴的清除效果。
9、進一步的，腔室還形成有排液腔、與排液腔連通的排液口，排液腔與排水腔并排間隔設置，除沫部件過濾并產生的液體落入排液腔中排出。在此，除沫部件自氣體中分離出的液滴能夠實時排出，避免揮發而重新融入氣體中。
10、優選地，防水透氣膜水平連接在排水腔的頂部。
11、根據本技術的又一個具體實施和優選方面，除沫部件上形成有自下而上迂回延伸的通道，氣體自排水腔進入氣相腔時，氣體沿著通道自下而上迂回流動。在此，可有效增加氫氣在氣相腔內的停留時間，同時增加接觸面積，提升分離效果。
12、具體的，除沫部件包括上下平行且間隔分布的多個網板，其中每個網板與腔室的一側之間隔開并形成氣體通口，多個氣體通口上下錯位設置。在此，結構簡單，便于安裝和實施。
13、由于以上技術方案的實施，本技術與現有技術相比具有如下優點：
14、現有技術的氣液分離器存在因內部溫度逐漸升高而導致冷凝效果大大降低、分離出的水和氣體無有效隔離而導致重新混合的缺陷，而本技術對氣液分離裝置的結構進行整體設計，巧妙解決現有技術的不足和缺陷，采取該氣液分離裝置后，濕氫進入氣體冷卻管道與外界熱交換進行降溫冷卻并形成冷凝水和氣體后進入排水腔內，其中冷凝水直接通過排水口直接排出，氣體通過防水透氣膜進入氣相腔內；接著由這是在氣相腔內的除沫部件出去氣體中的液沫和霧滴；最后完成處理的氣體自排氣口排出，因此，與現有技術相比，本技術一方面通過濕氫與腔室外空氣熱交換，有利于保持腔室內溫度穩定，并大大提升濕氫的冷凝效果；另一方面在防水透氣膜和除沫部件的設置下，實現氣液充分分離，使得所排出的氣體保持極低的含水量，進而保證燃料電池性能穩定。
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1.一種氫燃料電池發動機氣液分離裝置，其包括腔室，其中所述腔室上設有進氣口、排水口以及排氣口，其特征在于：所述腔室內形成有相連通的排水腔和氣相腔，其中所述排水腔和氣相腔的連通處攔截設有防水透氣膜，所述進氣口和排水口分別與所述排水腔相連通；所述分離裝置還包括與所述進氣口相對接并能夠與外界空氣熱交換的氣體冷卻管道、設置在所述氣相腔內并用于過濾氣體中液沫和霧滴的除沫部件，分離時，濕氫通過所述氣體冷卻管道進入所述排水腔，冷卻所產生的液體攔截在所述排水腔內并自所述排水口排出，氣體通過所述防水透氣膜進入所述氣相腔并經過所述除沫部件后自所述排氣口排出。
2.根據權利要求1所述的氫燃料電池發動機氣液分離裝置，其特征在于：所述進氣口設置在所述腔室的一側；所述氣體冷卻管道自上而下迂回延伸，并自下端部與所述進氣口相對接。
3.根據權利要求2所述的氫燃料電池發動機氣液分離裝置，其特征在于：所述氣體冷卻管道包括管道本體、自所述管道本體側壁向外延伸的多個散熱片。
4.根據權利要求3所述的氫燃料電池發動機氣液分離裝置，其特征在于：所述管道本體包括自上而下并排間隔設置的多根橫
5.根據權利要求1所述的氫燃料電池發動機氣液分離裝置，其特征在于：所述排水腔位于所述氣相腔的下方，且所述腔室自頂部形成所述的排氣口、自底部形成所述的排水口。
6.根據權利要求5所述的氫燃料電池發動機氣液分離裝置，其特征在于：所述排水腔的容積為v1，所述氣相腔的容積為v2，其中4v1?≤v2≤6v1。
7.根據權利要求5或6所述的氫燃料電池發動機氣液分離裝置，其特征在于：所述腔室還形成有排液腔、與所述排液腔連通的排液口，所述排液腔與所述排水腔并排間隔設置，所述除沫部件過濾并產生的液體落入所述排液腔中排出。
8.根據權利要求5所述的氫燃料電池發動機氣液分離裝置，其特征在于：所述防水透氣膜水平連接在所述排水腔的頂部。
9.根據權利要求1所述的氫燃料電池發動機氣液分離裝置，其特征在于：所述除沫部件上形成有自下而上迂回延伸的通道，氣體自所述排水腔進入所述氣相腔時，氣體沿著所述通道自下而上迂回流動。
10.根據權利要求9所述的氫燃料電池發動機氣液分離裝置，其特征在于：所述除沫部件包括上下平行且間隔分布的多個網板，其中每個所述網板與所述腔室的一側之間隔開并形成氣體通口，多個所述氣體通口上下錯位設置。
...【技術特征摘要】
1.一種氫燃料電池發動機氣液分離裝置，其包括腔室，其中所述腔室上設有進氣口、排水口以及排氣口，其特征在于：所述腔室內形成有相連通的排水腔和氣相腔，其中所述排水腔和氣相腔的連通處攔截設有防水透氣膜，所述進氣口和排水口分別與所述排水腔相連通；所述分離裝置還包括與所述進氣口相對接并能夠與外界空氣熱交換的氣體冷卻管道、設置在所述氣相腔內并用于過濾氣體中液沫和霧滴的除沫部件，分離時，濕氫通過所述氣體冷卻管道進入所述排水腔，冷卻所產生的液體攔截在所述排水腔內并自所述排水口排出，氣體通過所述防水透氣膜進入所述氣相腔并經過所述除沫部件后自所述排氣口排出。
2.根據權利要求1所述的氫燃料電池發動機氣液分離裝置，其特征在于：所述進氣口設置在所述腔室的一側；所述氣體冷卻管道自上而下迂回延伸，并自下端部與所述進氣口相對接。
3.根據權利要求2所述的氫燃料電池發動機氣液分離裝置，其特征在于：所述氣體冷卻管道包括管道本體、自所述管道本體側壁向外延伸的多個散熱片。
4.根據權利要求3所述的氫燃料電池發動機氣液分離裝置，其特征在于：所述管道本體包括自上而下并排間隔設置的多根橫向管體、對應連接在相鄰兩根所述橫向管體的進口和出口之間的豎向管體；所述多個散熱片劃分為多個散熱片組并與多根所述橫向管體一一對應，其中每個散熱片...
【專利技術屬性】
技術研發人員：吳敏，顧玉杰，楊恬與，
申請(專利權)人：蘇州市華昌能源科技有限公司，
類型：新型
國別省市：
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