气液分离器和燃料电池系统技术方案

本发明专利技术涉及气液分离器和燃料电池系统。气液分离器包括：气液分离器形成部分，该气液分离器形成部分被设置在端板中；和盖部件。气液分离器形成部分包括第一内壁部分，该第一内壁部分用作废气的流路，并且形成积聚部分的一部分，第一内壁部分具有在端板的厚度方向上凹进的形状。盖部件包括第二内壁部分，该第二内壁部分具有在盖部件的厚度方向上凹进的形状，第二内壁部分被布置成在堆叠方向上面对第一内壁部分，并且与第一内壁部分一起形成积聚部分。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种气液分离器，该气液分离器分离且排出从燃料电池排出的废气中包含的水。
技术介绍
因为在燃料电池诸如聚合物电解质燃料电池中使用的电解质膜能够在高湿状态下呈现高的发电性能，所以被供应到燃料电池的反应气体可以被加湿。另外，为了提高反应气体的利用率并且防止水余留在燃料电池中的目的，可以使用如下循环式反应气体供应机构，该循环式反应气体供应机构从燃料电池排出的废气分离水并且再次向燃料电池供应所得反应气体。在这种反应气体供应机构中，气液分离器被用于从废气分离水。例如，在于日本专利No.5354026中公开的燃料电池系统中，用于向燃料电池组供应反应气体的供应路径和用于从燃料电池组排出废气的排出路径被形成在端板(电池组歧管)中，并且气液分离器被连接到端板。然而，在于日本专利No.5354026中公开的燃料电池系统中，因为气液分离器被与端板分离地布置，所以用于端板和气液分离器的总安装空间是非常大的，这导致燃料电池系统的尺寸增加。因此，需要能够抑制包括气液分离器的燃料电池系统的尺寸增加的技术。
技术实现思路
(1)本专利技术的一方面提供一种气液分离器，所述气液分离器被构造成分离且排出从燃料电池排出的废气中包含的水，所述燃料电池包括电池组和端板，在所述电池组中，多个单体电池被堆叠起来，并且，所述端板在堆叠方向上被布置在所述电池组的外侧，所述多个单体电池在所述堆叠方向上被堆叠起来。所述气液分离器包括：气液分离器形成部分，所述气液分离器形成部分被设置在所述端板中，在所述端板的在所述堆叠方向上的端表面中开口，并且构成所述气液分离器的一部分，所述端表面位于与所述电池组相反的一侧上；以及盖部件，所述盖部件被布置成覆盖所述气液分离器形成部分的开口，并且构成所述气液分离器的一部分。所述气液分离器形成部分包括第一内壁部分，所述第一内壁部分用作废气的流路，并且形成积聚部分的一部分，从所述废气分离的水积聚在所述积聚部分中，所述第一内壁部分被连接到所述开口，并且具有在所述端板的厚度方向上凹进的形状；并且所述盖部件包括第二内壁部分，所述第二内壁部分被连接到设置在所述盖部件的面对所述气液分离器形成部分的表面中的开口，并且所述第二内壁部分具有在所述盖部件的厚度方向上凹进的形状，所述第二内壁部分被布置成在所述堆叠方向上面对所述第一内壁部分，并且与所述第一内壁部分一起形成所述积聚部分。根据该方面的气液分离器包括设置在端板中的气液分离器形成部分和盖部件。因此，与和端板分离地设置气液分离器的构造相比，用于端板和气液分离器的总安装空间的尺寸增加能够受到抑制。因此，当在燃料电池系统中使用根据该方面的气液分离器时，燃料电池系统的尺寸增加能够受到抑制。(2)在根据上述方面的气液分离器中，所述气液分离器形成部分包括：流入口形成部分，所述流入口形成部分形成流入口，所述废气通过所述流入口流入所述气液分离器中；以及排出口形成部分，所述排出口形成部分形成排出口，所述废气通过所述排出口从所述气液分离器排出；并且所述盖部件可以包括排水流路形成部分，所述排水流路形成部分形成排水流路，积聚在所述积聚部分中的水通过所述排水流路排出。在利用这种构造的气液分离器中，气液分离器形成部分包括流入口形成部分和排出口形成部分这两者，并且盖部件的第二内壁部分具有在盖部件的厚度方向上凹进的形状。因此，积聚部分内侧的废气的流动变成大致U形的流动。结果，流路的全长能够增加以增加从废气分离水的机会。(3)在根据上述方面的气液分离器中，所述排水流路在其一端处具有排水口，所述排水口被布置在所述第二内壁部分的底表面附近并且暴露于所述积聚部分的内侧；所述盖部件进一步包括：突出部分，在所述气液分离器被放置的状态下，所述突出部分从所述底表面向上突出，并且，所述突出部分在所述盖部件中被布置在面对所述流入口的位置和所述排水口之间；以及倾斜表面，所述倾斜表面面对所述流入口并且被布置成与所述突出部分接触，在所述气液分离器被放置的状态下，所述倾斜表面沿着从所述盖部件到所述气液分离器形成部分的第一方向逐渐向下倾斜；并且所述突出部分的在所述第一方向上的端表面可以从整个盖部件的在所述第一方向上的端表面在与所述第一方向相反的方向上偏移。在带有这种构造的气液分离器中，突出部分在盖部件中被布置在面对流入口的位置和排水口之间。因此，能够防止从流入口流动到盖部件的废气直线地前往排水口。因此，能够防止废气与积聚在排水口附近的水碰撞并且因此水散开并且流入排出口中的情况的发生。结果，能够提高从废气分离水的效率。另外，突出部分能够防止积聚在积聚部分中的水由于在积聚部分内侧流动的废气而打旋，并且前往(返回)废气流入口。而且，突出部分的在第一方向上的端表面从整个盖部件的在第一方向上的端表面在与第一方向相反的方向上偏移(偏离)。因此，能够在突出部分的在第一方向上的端表面和气液分离器形成部分之间设置间隙。因此，沿着被布置成与突出部分接触的倾斜表面降落的水能够经由该间隙而被引导到排水口中。相应地，能够防止水在积聚部分内侧余留。(4)在根据上述方面的气液分离器中，在所述气液分离器被放置的状态下，所述底表面的与所述突出部分的在所述第一方向上的所述端表面接触的一部分可以朝向所述排水口向下倾斜。在带有这种构造的气液分离器中，盖部件的底表面的接触突出部分的在第一方向上的端表面的一部分朝向排水口向下倾斜。因此，在该部分中，能够促进前往排水口的水的流动。(5)在根据上述方面的气液分离器中，所述底表面的最低点可以被布置在所述突出部分和所述排水口之间；并且沿着所述底表面且在所述突出部分和所述最低点之间的长度可以比在所述最低点和所述第二内壁部分的位于所述最低点的与所述突出部分相反的一侧上的一部分之间的长度短。在带有这种构造的气液分离器中，与使得在突出部分和最低点之间的长度比在最低点和第二内壁部分的位于最低点的与突出部分相反的一侧上的一部分之间的长度长的构造相比，当气液分离器在于第一方向垂直的方向上倾斜时，能够使得积聚在积聚部分中的水的水面更靠近排水口。结果，能够促进积聚的水从排水口排出。(6)在根据上述方面的气液分离器中，所述盖部件可以包括排水流路形成部分，所述排水流路形成部分形成排水流路，积聚在所述积聚部分中的水通过所述排水流路排出；所述盖部件可以被构造成使得阀单元被附接到所述盖部件，所述阀单元包括与所述排水流路连通的连通流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气液分离器，所述气液分离器被构造成分离且排出从燃料电池排出的废气中包含的水，所述燃料电池包括电池组和端板，在所述电池组中，多个单体电池被堆叠起来，并且，所述端板在堆叠方向上被布置在所述电池组的外侧，所述多个单体电池在所述堆叠方向上被堆叠起来，所述气液分离器的特征在于包括：气液分离器形成部分，所述气液分离器形成部分被设置在所述端板中，在所述端板的在所述堆叠方向上的端表面中开口，并且构成所述气液分离器的一部分，所述端表面位于与所述电池组相反的一侧上；以及盖部件，所述盖部件被布置成覆盖所述气液分离器形成部分的开口，并且构成所述气液分离器的一部分，其中：所述气液分离器形成部分包括第一内壁部分，所述第一内壁部分用作废气的流路，并且形成积聚部分的一部分，从所述废气分离的水积聚在所述积聚部分中，所述第一内壁部分被连接到所述开口，并且具有在所述端板的厚度方向上凹进的形状；并且所述盖部件包括第二内壁部分，所述第二内壁部分被连接到设置在所述盖部件的面对所述气液分离器形成部分的表面中的开口，并且所述第二内壁部分具有在所述盖部件的厚度方向上凹进的形状，所述第二内壁部分被布置成在所述堆叠方向上面对所述第一内壁部分，并且与所述第一内壁部分一起形成所述积聚部分。...

【技术特征摘要】
2014.11.14 JP 2014-2312931.一种气液分离器，所述气液分离器被构造成分离且排出从燃料
电池排出的废气中包含的水，所述燃料电池包括电池组和端板，在所
述电池组中，多个单体电池被堆叠起来，并且，所述端板在堆叠方向
上被布置在所述电池组的外侧，所述多个单体电池在所述堆叠方向上
被堆叠起来，所述气液分离器的特征在于包括：
气液分离器形成部分，所述气液分离器形成部分被设置在所述端
板中，在所述端板的在所述堆叠方向上的端表面中开口，并且构成所
述气液分离器的一部分，所述端表面位于与所述电池组相反的一侧上；
以及
盖部件，所述盖部件被布置成覆盖所述气液分离器形成部分的开
口，并且构成所述气液分离器的一部分，其中：
所述气液分离器形成部分包括第一内壁部分，所述第一内壁部分
用作废气的流路，并且形成积聚部分的一部分，从所述废气分离的水
积聚在所述积聚部分中，所述第一内壁部分被连接到所述开口，并且
具有在所述端板的厚度方向上凹进的形状；并且
所述盖部件包括第二内壁部分，所述第二内壁部分被连接到设置
在所述盖部件的面对所述气液分离器形成部分的表面中的开口，并且
所述第二内壁部分具有在所述盖部件的厚度方向上凹进的形状，所述
第二内壁部分被布置成在所述堆叠方向上面对所述第一内壁部分，并
且与所述第一内壁部分一起形成所述积聚部分。
2.根据权利要求1所述的气液分离器，其中：
所述气液分离器形成部分包括：流入口形成部分，所述流入口形
成部分形成流入口，所述废气通过所述流入口流入所述气液分离器中；
以及排出口形成部分，所述排出口形成部分形成排出口，所述废气通
过所述排出口从所述气液分离器排出；并且
所述盖部件包括排水流路形成部分，所述排水流路形成部分形成
排水流路，积聚在所述积聚部分中的水通过所述排水流路排出。
3.根据权利要求2所述的气液分离器，其中：
所述排水流路在其一端处具有排水口，所述排水口被布置在所述
第二内壁部分的底表面附近并且暴露于所述积聚部分的内侧；
所述盖部件进一步包括：突出部分，在所述气液分离器被放置的
状态下，所述突出部分从所述底表面向上突出，并且，所述突出部分
在所述盖部件中被布置在面对所述流入口的位置和所述排水口之间；
以及倾斜表面，所述倾斜表面面对所述流入口并且被布置成与所述突
出部分接触，在所述气液分离器被放置的状态下，所述倾斜表面沿着
从所述盖部件到所述气液分离器形成部分的第一方向逐渐向下倾斜；
并且
所述突出部分的在所述第一方向上的端表面从整个盖部件的在所
述第一方向上的端表面在与所述第一方向...

【专利技术属性】
技术研发人员：堀田裕，糸贺道太郎，高山干城，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP