本发明专利技术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。本发明专利技术中的气液分离装置，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。
【技术实现步骤摘要】
气液分离装置及系统
本专利技术涉及燃料电池
，特别涉及一种气液分离装置及系统。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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；电池堆，其进口与所述比例阀的出口连接；气液分离装置，其包括：-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电池堆的出口连接，所述螺旋管的输出端与所述下密封腔导通；-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；循环泵，其进口与所述直管上端连接，出口与所述比例阀的出口连接。第三方面，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；气液分离装置，其包括：-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；所述壳体上设有与所述上密封腔连通的第一进管和第一出管，所述第一进管与所述比例阀的出口连接；-螺旋管，其设于所述上密封腔内，所述螺旋管的输出端与所述下密封腔导通；-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；电池堆，其进口与所述第一出管连接，出口与所述螺旋管的输入端连接；循环泵，其进口与所述直管上端连接，出口与所述比例阀的出口连接。一些实施例中，所述电池堆的进口处设有温压传感器。本专利技术提供的技术方案带来的有益效果包括：本专利技术实施例提供了一种气液分离装置及系统，通过设置上密封腔、下密封腔、螺旋管以及直管，气液混合物流过螺旋管时，向上密封腔内导入冷却介质，气液混合物中的水蒸气冷凝形成水珠，同时气液混合物在螺旋管中做离心运动形成大的水珠，水珠附在螺旋管内壁上并汇集到下密封腔中，分离出的干氢气通过直管排除循环回收利用。本专利技术中的气液分离装置，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。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的气液分离装置的一个剖视图；图2为本专利技术实施例提供的气液分离装置的一个立体图；图3为本专利技术实施例提供的气液分离系统的一个系统原理图；图4为本专利技术实施例提供的气液分离装置的另一个系统原理图；图中：1、壳体；11、内腔；111、上密封腔；112、下密封腔；12、隔板；13、第一进管；14、第一出管；15、圆筒；16、上盖；17、下盖；18、第二进管；2、螺旋管；3、直管；4、出水管；5、电磁阀；6、比例阀；7、电池堆；8、循环泵；9、温压传感器。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例提供了一种气液分离装置，其能解决现有气液分离器气液分离效果较差的技术问题。参见图1和图2所示，一种气液分离装置，包括：壳体1、螺旋管2以及直管3。壳体设有内腔11，内腔11设有隔板12，隔板12将内腔11分为上密封腔111和下密封腔112。壳体1上设有用于向上密封腔111导入冷却介质的第一进管13，还设有从上密封腔111导出冷却介质的第一出管14。螺旋管2设于上密封腔111内，螺旋管2的输入端与壳体1外侧连通，以用于导入被分离气液混合物，螺旋管2的输出端与下密封腔112连通。直管3的下端与下密封腔112导通，直管3的上端穿过上密封腔111且延伸至壳体1外侧。与现有技术相比，本专利技术实施例中的气液分离装置，通过设置上密封腔111、下密封腔112、螺旋管2以及直管3，气液混合物流过螺旋管2时，向上密封腔111本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种气液分离装置，其特征在于，包括：/n壳体(1)，其设有内腔(11)，所述内腔(11)设有隔板(12)，所述隔板(12)将所述内腔(11)分为上密封腔(111)和下密封腔(112)；所述壳体(1)上设有用于向所述上密封腔(111)导入冷却介质的第一进管(13)，还设有从所述上密封腔(111)导出冷却介质的第一出管(14)；/n螺旋管(2)，其设于所述上密封腔(111)内，所述螺旋管(2)的输入端与所述壳体(1)外侧连通，以用于导入被分离气液混合物；所述螺旋管(2)的输出端与所述下密封腔(112)连通；/n直管(3)，其下端与所述下密封腔(112)导通，上端穿过所述上密封腔(111)且延伸至所述壳体(1)外侧。/n
【技术特征摘要】
1.一种气液分离装置，其特征在于，包括：
壳体(1)，其设有内腔(11)，所述内腔(11)设有隔板(12)，所述隔板(12)将所述内腔(11)分为上密封腔(111)和下密封腔(112)；所述壳体(1)上设有用于向所述上密封腔(111)导入冷却介质的第一进管(13)，还设有从所述上密封腔(111)导出冷却介质的第一出管(14)；
螺旋管(2)，其设于所述上密封腔(111)内，所述螺旋管(2)的输入端与所述壳体(1)外侧连通，以用于导入被分离气液混合物；所述螺旋管(2)的输出端与所述下密封腔(112)连通；
直管(3)，其下端与所述下密封腔(112)导通，上端穿过所述上密封腔(111)且延伸至所述壳体(1)外侧。
2.如权利要求1所述的气液分离装置，其特征在于，所述壳体(1)包括：
圆筒(15)；
上盖(16)，其设于所述圆筒(15)上端；
下盖(17)，其设于所述圆筒(15)下端，所述下盖(17)、上盖(16)以及圆筒(15)连接形成所述内腔(11)。
3.如权利要求2所述的气液分离装置，其特征在于：
所述直管(3)穿过所述螺旋管(2)中心且与所述螺旋管(2)连接形成一体；所述直管(3)上端穿过连接且所述上盖(16)，下端与所述隔板(12)连接。
4.如权利要求2所述的气液分离装置，其特征在于：
所述圆筒(15)上设有与所述螺旋管(2)输入端连通的第二进管(18)，且所述螺旋管(2)输入端圆滑过渡沿水平方向与所述第二进管(18)相切，所述螺旋管(2)下端圆滑过渡沿竖直方向与所述隔板连接。
5.如权利要求4所述的气液分离装置，其特征在于：
所述第二进管(18)与所述第一出管(14)中心线在同一水平面，且与所述螺旋管(2)中心线之间的偏心距均相等。
6.如权利要求2所述的气液分离装置，其特征在于：所述下盖(17)为漏斗形或半球形。
7.如权利要求6所述的气液分离装置，其特征在于：
所述下盖(17)底端设有与所述下密封腔(112)连通的出水口，所述出水口位于漏斗形或半球形的底...
【专利技术属性】
技术研发人员：马义，史建鹏，喻选，张剑，李学锐，
申请(专利权)人：东风汽车集团有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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