[发明专利]燃料电池用气液分离装置及燃料电池系统

说明书

技术领域

本发明涉及气液分装置，具体是为再利用燃料电池系统中的未反应氢，使燃料电池系统中生成的发电副产物气液分离的气液分离装置及燃料电池系统。

背景技术

如内燃机具备由供给燃料和空气、冷却、排气装置构成的发动机运转装置，燃料电池汽车的燃料电池发电系统也具备具有类似功能的燃料电池运转装置（Balance of Plant，BOP）。

所述燃料电池汽车的系统运转装置大致分为空气供给系统（Air Process System）、供氢系统（FPS, Fuel Process System）以及水/热控制系统（TMS, Thermal Management System）。

图1是传统的燃料电池汽车的系统运转装置10的简图。根据图1，空气供给系统12为向燃料电堆11供给需与氢产生反应的空气（氧气）的系统，其组成包括空气过滤器、鼓风机等。供氢系统13是向燃料电池堆11供给氢的系统，包括使燃料电池堆11中未反应氢再循环的系统。供氢系统13包括：氢罐、调压器、氢再循环风箱等。水/热控制系统14具有整个系统所需的保持水均衡的功能，以及反应时使燃料电池堆11上发生的热保持适当温度的功能。水/热控制系统14的组成包括散热器、冷却泵、离子泵等。系统运转装置10还包括将燃料电池堆11中反应的空气、氢和水排出的通风孔（vent）系统15。而且所述系统均为本技术领域的普通内容，故不再详述。

另外，燃料电池堆11的阳极和阴极容易热电厂出发电副产物，而且不只是排出水，还有未反应的氢也一起被排出。未反应的氢可以再次向燃料电池堆11的前端循环，以再利用，因此需要将所述水和未反应的水相互分离。

所需配件就是燃料电池用气液分离装置，而传统的燃料电池用气液分离装置采用重力分离（gravity separation）技术，如果流入含气体和液滴的混合流体，则利用所述气体和液滴的密度之差实施重力分离而实现气液分离。

但，利用重力分离的气液分离是气液分离效果不明显，液滴未能完全分离并与气体混合在一起。

发明内容

本发明的目的在于提供一种有效实施气液分离，可增加再循环氢中含有的液滴捕收量的燃料电池用气液分离装置及及燃料电池系统。

本发明一方面提供一种燃料电池用气液分离装置，包括：主体部，上部形成包含气体和液滴的混合流体流入的流入管，下部形成所述气体流出的流出管；旋转扇，以所述主体部的中心为准旋转地安装于所述主体部的内部，使所述液滴通离心力向所述主体部的内部边缘方向移动；液滴引导流路，沿着所述主体部的内部边缘形成，引导被所述旋转扇移动的液滴；液滴排出口，连接于所述液滴引导流路而排出所述液滴。

所述旋转扇包括：地面板，在所述主体部内部地面可旋转地配置；以及翼片，在所述地面板上部安装有多个。

所述液滴排出口向切向连接于所述液滴引导流路而向既定角度方向下方倾斜地形成。 

所述主体部内部地面有圆筒形凸出部向上凸出形成；

所述旋转扇的地面板下部面形成所述凸出部的边缘被插进的旋转槽。

本发明另一方面提供一种燃料电池系统，包括本发明的燃料电池用气液分离装置。

本发明具有的优点在于：

当含气体和液滴的混合流体流入时，本发明主体部内部安装的旋转扇旋转使液滴移动到所述主体内部边缘，引导所述液滴被排到外部，从而增加再循环氢中包含的液滴的捕收量。

附图说明

图1是传统燃料电池汽车的系统转运装置的简图。

图2是本发明一个实施例的燃料电池用气液分离装置的简图。

图3是图2的气液分离装置中旋转扇在主体部上配备的状态的简单示意图。

图4是图2的气液分离装置的简图。

图中：

10: 传统的燃料电池汽车的系统运转装置;

11: 燃料电池堆;       12: 空气供给系统;

13: 供氢系统;            14: 水/热控制系统;

15: 通风孔系统;       100: 燃料电池用气液分离装置;

110: 主体部;          111: 流入管;

113: 流出管;          115: 凸出部;

120: 旋转扇;          121: 地面板;

123: 翼片;            125: 旋转槽;

130: 液滴引导流路;    140: 液滴排出口;