[发明专利]用于将至少一个液态组分从气态组分分离的气液分离器

说明书

本发明涉及一种气液分离器(2)，用于将至少一个液态组分、尤其是H₂O与气态组分、尤其是H₂分离，所述气液分离器具有收集容器(12)，向所述收集容器供应介质，其中，至少将介质的液态组分分离到所述收集容器(12)中，其中，介质的分离出的部分经由排出阀(46)从所述收集容器(12)被导出。根据本发明，所述气液分离器(2)在此集成到再循环泵(9)的壳体(11)中。

技术领域

本发明涉及一种用于将至少一个液态组分从气态组分分离的气液分离器，其中，该气液分离器集成到再循环泵的壳体中，并且其中，进行介质的至少一个液态组分的分离，所述气液分离器尤其应用在具有燃料电池驱动器的车辆的燃料电池系统中。

背景技术

除液态燃料外，气态燃料未来在车辆领域中也越来越重要。尤其在具有燃料电池驱动器的车辆中必须控制氢气流。在此，气流不再如在喷射液态燃料时那样不连续地被控制，而是从至少一个高压箱取出气体并且通过中压管路系统的流入管路被引导到喷射器单元上。该喷射器单元将气体经由低压管路系统的连接管路引向燃料电池。尤其由未消耗的氢气和非活性成分、尤其是水和氮气组成的废气从燃料电池经由再循环路径被再循环。

由DE 10 2014 220 891 A1已知一种气液分离器，用于将液态组分，尤其是水从气态组分、尤其是从燃料电池排出的废气分离。在此，该气液分离器构成壳体，废气通过引入管被供应到壳体中。在壳体中，包含在废气中的水从废气分离。然后，包含物质如氢气的废气经由排出管被引回至燃料电池，其中，氢气在下面被称为H₂。此外，壳体具有排出接头，经由该排出接头将分离出的并且储存的水从壳体排出到外侧。

由DE 10 2014 220 891 A1已知的气液分离器可以具有一定缺点。

已知的气液分离器必须作为附加的构件尤其流体上连接在燃料电池系统的外围装置中。因此，气液分离器需要自己的壳体和自己的管路附接件，因为气液分离器作为附加的部件存在。

因为燃料电池的经由引入管引入到壳体中的废气除组分水外也含有其它重组分，尤其是气态氮，其中，水在下面被称为H₂O，气态氮在下面被称为N₂，所以除H₂外，氮气又由壳体，例如经由排出管又被输送到燃料电池中。由此，气液分离器具有以下缺点：不但将几乎纯的H₂而且也将其它重组分，例如N₂输送回到燃料电池中。由此降低了燃料电池的效率并且从而降低了燃料电池系统的效率。

发明内容

根据权利要求1提出一种气液分离器，该气液分离器集成到再循环泵的壳体中。以这种方式可以实现以下优点：气液分离器不需要附加的壳体，因为该气液分离器集成到再循环泵的壳体中。由此能够实现成本节约，因为可以节约用于单独的气液分离器壳体的材料成本和/或制造成本。此外，将气液分离器集成到再循环泵的壳体中提供以下优点：部件再循环泵和/或气液分离器和/或整个燃料电池系统需要很少的安装空间、尤其在车辆中的很少的安装空间，因为一方面，尤其当气液分离器直接被安放在再循环泵的内部通流管路上时，不再需要单独的气液分离器壳体的空间需求，和/或用于流体附接气液分离器的输入和导出管路是多余的。由此，降低了在再循环泵和/或气液分离器和/或整个燃料电池系统内的流动阻力，由此能够提高效率和/或降低运行成本。此外，能够节约不再需要的输入和导出管路的装配和材料成本。

此外，通过将气液分离器集成到再循环泵的壳体中能够实现以下优点：可以改善气液分离器和/或再循环泵和/或整个燃料电池系统的冷启动特性。因为气液分离器现在集成到再循环泵的壳体中，所以该气液分离器相对于低温被更好地保护，其中，在低温时存在聚集在气液分离器中的液态H₂O冻结的危险并且由此损坏气液分离器，和/或在燃料电池和/或车辆的冷启动过程中，由于在燃料电池系统中开始流动而一起被输送的冰块会损坏燃料电池系统的其它部件和/或燃料电池本身。因此可以降低再循环泵和/或气液分离器和/或整个燃料电池系统的失效概率。