气液分离装置和燃料电池制造方法及图纸

本技术公开一种气液分离装置和燃料电池，其中，气液分离装置包括外壳、内芯、连接管以及螺旋片；外壳内形成有冷却腔，外壳的两端分别设有连通冷却腔的氢气出口和水出口，外壳的侧壁靠近水出口的一侧设有进气口；内芯设于冷却腔内，内芯设有冷却槽，冷却槽的槽口朝向水出口设置，内芯的另一端与氢气出口间隔设置；连接管设于冷却腔内，连接管一端连通进气口，另一端延伸至冷却槽内；螺旋片连接于内芯的外壁和冷却腔的腔壁之间，并沿水出口至氢气出口的方向螺旋延伸设置。本技术技术方案提高气液分离装置的分离效率。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及燃料电池，特别涉及一种气液分离装置和燃料电池。

技术介绍

1、燃料电池是通过氢气和氧气的催化氧化反应，将化学能转换为电能的一种发电装置。送入电堆模块的氢气不会被100％地反应，有一部分未参加反应的氢气和产生的水一起从电堆模块出口排出。为了解决氢气湿度的问题，一般会在氢气循环系统中增加一个水气分离装置，将从电堆模块出口排出未参加反应的氢气和一部分的水分离，既保证重新送入电堆模块氢气有一定的湿度，也需排出多余的水分。

2、现有的气液分离装置，一般采用螺旋离心式分离方式实现混合气体的水气分离，即水汽从进口进入装置后通过螺旋片进行冷却分离后，就从出口排出，只实现了单次冷却作用，该类分离装置存在有分离效率低的问题。

技术实现思路

1、本技术的主要目的是提出一种气液分离装置，旨在提高气液分离装置的分离效率。

2、为实现上述目的，本技术提出的气液分离装置，包括：

3、外壳，所述外壳内形成有冷却腔，所述外壳的两端分别设有连通所述冷却腔的氢气出口和水出口，所述外壳的侧壁靠近所述水出口的一侧设有进气口；

4、内芯，所述内芯设于所述冷却腔内，所述内芯设有冷却槽，所述冷却槽的槽口朝向所述水出口设置，所述内芯的另一端与所述氢气出口间隔设置；

5、连接管，所述连接管设于所述冷却腔内，所述连接管一端连通所述进气口，另一端延伸至所述冷却槽内；以及

6、螺旋片，所述螺旋片连接于所述内芯的外壁和所述冷却腔的腔壁之间，并沿所述水出口至所述氢气出口的方向螺旋延伸设置。

7、可选地，所述进气口设于所述冷却槽的槽口与所述水出口之间。

8、可选地，所述连接管的另一端延伸至所述冷却槽的槽底。

9、可选地，所述内芯的轴线与所述外壳的中心线位于同一直线上。

10、可选地，所述连接管伸入所述冷却槽内的部分的中心线与所述内芯的轴线位于同一直线上。

11、可选地，所述螺旋片沿冷却槽的槽口至槽底延伸设置。

12、可选地，所述氢气出口设于外壳的一端部中心；

13、和/或，所述水出口设于所述外壳的另一端端部中心。

14、可选地，所述外壳靠近所述水出口的横截面直径逐渐减小。

15、可选地，所述外壳为不锈钢材质；

16、和/或，所述连接管为不锈钢材质。

17、本技术还提出一种燃料电池，包括如上所述的气液分离装置。

18、本技术技术方案通过位于外壳的两端分别设有连通所述冷却腔的氢气出口和水出口，并且位于述外壳的侧壁靠近所述水出口的一侧设有进气口，将内芯设置于冷却腔内，内芯设有朝向氢气出口设置的冷却槽，并且设有连通冷却槽内部和进气口的连接管，内芯的外壁和冷却腔的腔壁之间则设置有螺旋片，并且从水出口朝向氢气出口的方向螺旋延伸设置。当需要进行水汽分离时，将装置设有水出口的一端朝向地面设置，水汽混合气体从进气口进入，首先沿连接管进入内芯的冷却槽内，水汽通过内芯的第一步冷却，由于氢气密度比水蒸气密度小，会自然往容器上部汇聚一直填充冷却槽内部，水蒸气则位于冷却槽的槽壁凝结并沿槽壁向下流动直至流向出水口；容纳槽内填充满后流出的氢气自然流向内芯外部，再沿内芯和外壳之间螺旋片向上流动，通过螺旋片的第二步冷却，水蒸气位于螺旋片再次凝结并沿其螺旋向下流动直至流向出水口，分离后的氢气则沿螺旋片流至上方并从氢气出口流出。如此进行冷却分离，可以对于水汽进行两次冷凝，实现了两次冷凝分离水汽的效果，对于水汽混合气体的单次流动进行二次冷凝的操作，增大了混合气体所经过的冷却路径，提高了分离效率，从而提高氢燃料系统运行的效率。

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【技术保护点】

1.一种气液分离装置，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的气液分离装置，其特征在于，所述进气口(14)设于所述冷却槽(31)的槽口与所述水出口(13)之间。

3.如权利要求2所述的气液分离装置，其特征在于，所述连接管(50)的另一端延伸至所述冷却槽(31)的槽底。

4.如权利要求1至3中任意一项所述的气液分离装置，其特征在于，所述内芯(30)的轴线与所述外壳(10)的中心线位于同一直线上。

5.如权利要求4所述的气液分离装置，其特征在于，所述连接管(50)伸入所述冷却槽(31)内的部分的中心线与所述内芯(30)的轴线位于同一直线上。

6.如权利要求1至3中任意一项所述的气液分离装置，其特征在于，所述螺旋片(70)沿冷却槽(31)的槽口至槽底延伸设置。

7.如权利要求1至3中任意一项所述的气液分离装置，其特征在于，所述氢气出口(12)设于外壳(10)的一端部中心；

8.如权利要求7所述的气液分离装置，其特征在于，所述外壳(10)靠近所述水出口(13)的横截面直径逐渐减小。

9.如权利要求1至3中任意一项所述的气液分离装置，其特征在于，所述外壳(10)为不锈钢材质；

10.一种燃料电池，其特征在于，包括如权利要求1至9任意一项所述的气液分离装置。

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【技术特征摘要】

1.一种气液分离装置，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的气液分离装置，其特征在于，所述进气口(14)设于所述冷却槽(31)的槽口与所述水出口(13)之间。

3.如权利要求2所述的气液分离装置，其特征在于，所述连接管(50)的另一端延伸至所述冷却槽(31)的槽底。

4.如权利要求1至3中任意一项所述的气液分离装置，其特征在于，所述内芯(30)的轴线与所述外壳(10)的中心线位于同一直线上。

5.如权利要求4所述的气液分离装置，其特征在于，所述连接管(50)伸入所述冷却槽(31)内的部分的中心线与所述内芯(30)的轴线位于同一直...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈远，曹桂军，
申请(专利权)人：深圳市氢蓝时代动力科技有限公司，
类型：新型
国别省市：