[发明专利]气液分离器和稀释器的一体式装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种一体式装置，其中气液分离器和稀释器一体地构成。特别地，本发明涉及气液分离器和稀释器的一体式装置，其中设置成在燃料电池系统中使用的气液分离器和稀释器是一体式的。

背景技术

在现有技术燃料电池系统中，为从由燃料电池排出的排气分离出水(水分)而布置气液分离器。各种此类气液分离器之一为旋风式分离器。

日本专利申请公报No.2002-373699(JP-A-2002-373699)公开了一种旋风式气液分离器，该气液分离器包括：圆筒状的主体部，其上端和下端是密闭的；设置在主体部的圆筒状上部附近和切线方向上的入口管；设置成在主体部的顶板部的中央部中从该主体部向内和向外突出的出口管；设置在主体部的下部中的储水罐部；以及设置在储水罐部上的排水管，其中对水的移动提供阻力的多个肋片从储水罐的底部向上延伸。

此外，在现有技术的燃料电池系统中，为了用阴极排出气体(例如，空气)稀释从燃料电池排出的阳极排出气体(氢气)以便在将阳极排出气体释放到大气之前充分降低氢浓度，布置了氢稀释器。

这种氢稀释器的一个示例为在日本专利申请公报No.2003-132915(JP-A-2003-132915)中公开的氢稀释器，该氢稀释器包括：保持区域，从燃料电池排出的阳极排出气体滞留在该保持区域中；稀释区域，从燃料电池排出的阴极排出气体(空气)被传入该稀释区域中，并且通过将阴极排出气体与来自保持区域的阳极排出气体混合而稀释阴极排出气体；以及引流部，该引流部将阳极排出气体从保持区域引流到稀释区域。

日本专利申请公报No.2007-80728(JP-A-2007-80728)公开了一种氢稀释器，该氢稀释器包括：导入室，阳极排出气体蓄积在该导入室中；连通通路，该连通通路在导入室与阴极排出气体通路之间连通；连通阀，该连通阀改变连通通路的连通状态，并且当驱气阀打开时关闭，而当驱气阀关闭时变成能够打开；以及加压装置，用于通过当连通阀打开时从外部对导入室加压而缩小导入室的容量。

此外，日本专利申请公报No.2008-140783(JP-A-2008-140783)公开了一种氢稀释器，该氢稀释器包括：保持室，阳极排出气体滞留在该保持室中；阳极导入通路，其将阳极排出气体导入保持室；阴极导入通路，其将阴极排出气体导入滞留室；以及排出气体导出通路，其导出阳极排出气体和阴极排出气体，其中，阴极导入通路的开口和排出气体导出通路的开口彼此面对，并布置成彼此靠近，开口之间留有间隙。

然而，日本专利申请公报No.2002-373699(JP-A-2002-373699)等中公开的气液分离器通常具有水管沿储水罐部的水平方向设置的结构。因此，当稀释器布置在气液分离器的下游侧时存在水滞留在水管中的可能性。此外，由于根据现有技术的气液分离器具有利用重力将水储存在储水罐部中这样的结构，因此还存在气液分离失效和水溢出的可能性。此外，日本专利申请公报No.2003-132915(JP-A-2003-132915)、日本专利申请公报No.2007-80728(P-A-2007-80728)、日本专利申请公报No.2008-140783(JP-A-2008-140783)等均未对气液分离器与氢稀释器之间的关系的考虑提供任何说明等。

发明内容

本发明提供一种气液分离器和稀释器的一体式装置，其能够有效地执行气液分离并有效地稀释被导入稀释器的气体，且其允许尺寸减小。

本发明的第一方面涉及一种一体式装置，该一体式装置包括：气液分离器，所述气液分离器从气体和液体相混合的气液混合物流体分离出所述气体和所述液体；稀释器，所述稀释器布置在所述气液分离器的下方；以及连通管，所述连通管在所述气液分离器与所述稀释器之间连通，并且布置成与水平方向成预定角度，并且将从所述气液混合物流体分离出的所述液体导入所述稀释器。在该一体式装置中，所述气液分离器、所述稀释器和所述连通管是一体地构成的。

根据前述结构，气液分离器和布置在气液分离器下方的稀释器由布置成与水平方向成预定角度的连通管连接。因此，当被气液分离器分离出的液体经连通管被导入稀释器时，能够利用重力使液体落入稀释器。因此，能够抑制液体在连通管内的滞留。此外，由于气液分离器和稀释器是一体地构成的，因此能够实现尺寸减小。