[发明专利]一种气液分离器及燃料电池系统

说明书

本发明公开了一种气液分离器及燃料电池系统，属于燃料电池技术领域。本发明的气液分离器及燃料电池系统，气液分离器包括壳体，壳体包括分离腔及分别与分离腔连通的混合气进口、排气口和排水口，壳体还包括储水腔和辅助流道，储水腔包括储水段、导流段一和导流段二，储水段位于排水口下方，导流段一的两端分别连接分离腔和储水段，导流段二的两端分别连接储水段和排水口；辅助流道位于储水段上方，辅助流道的一端同时与导流段一及分离腔连接，另一端同时与导流段二及排水口连接。即使储水段内积存的水在低温环境中结冰，也不会堵塞排水口，新分离出的水还能从辅助流道流至排水口，解决了气液分离器在低温环境下容易出现堵塞而无法工作的问题。

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种气液分离器及燃料电池系统。

背景技术

在燃料电池系统停机后，电堆及其管路中存有一定的液态水及高温湿气体，随着温度的降低及系统静态时间的延长，气体中有冷凝水析出并逐渐聚集在管路中流淌至系统最低点，而目前主流的方案是将气液分离器置于系统最低点，以使液态水最终流淌至气液分离器中，利用气液分离器对气液混合物进行气水分离，提高燃料气体利用率。

在现有的燃料电池系统中，如图1所示，气液分离器的储水区1`设于分离腔2`的下方，气液混合物由混合气进口5`进入气液分离器，温度传感器3`与压力传感器4`均水平设置，并分别用于监测分离腔2`的气温和气压，分离后的气体由排气口6`排出，分离后的水由排水口7`排出，用于控制排水口7`开闭的排水电磁阀8`设于气液分离器最低处，分离后的液态水沿分离器内壁下行至储水区1`，储水区1`为沿竖直方向延伸的空腔结构，这种设计在低温环境下，容易出现储水区1`积存的液态水结冰，进而导致气液分离器堵塞，无法排水。并且，现有的气液分离器中的压力传感器4`大都采用横置的方式设置，容易出现液态水进入传感器腔体内或弹簧膜片上，导致传感器检测精度降低或直接损坏。此外，分离后的液态水与分离后的气体无明显隔离，如图2所示，在气液分离器运行过程中，存在气流卷吸现象，大量液态水在分离后会被重新卷吸至气体中，降低分离效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种气液分离器及燃料电池系统，可避免气液分离器在低温环境下因内部积水结冰而出现堵塞问题。

为实现上述目的，提供以下技术方案：

一方面，提供了一种气液分离器，包括壳体，所述壳体包括分离腔及分别与所述分离腔连通的混合气进口、排气口和排水口，所述壳体还包括：

储水腔，位于所述分离腔下方，所述储水腔包括储水段、导流段一和导流段二，所述储水段位于所述排水口下方，所述导流段一的两端分别连接所述分离腔和所述储水段，所述导流段二的两端分别连接所述储水段和所述排水口；

辅助流道，位于所述储水段上方，所述辅助流道的一端同时与所述导流段一及所述分离腔连接，另一端同时与所述导流段二及所述排水口连接。

作为气液分离器的可选方案，沿水流方向，所述导流段一的横截面面积逐渐减小。

作为气液分离器的可选方案，所述导流段一与所述储水段连接处的横截面面积等于所述储水段的横截面面积。

作为气液分离器的可选方案，所述导流段一靠近所述导流段二的一侧的内壁倾斜设置，且所述导流段一远离所述导流段二的一侧的内壁竖直设置。

作为气液分离器的可选方案，还包括设于所述分离腔与所述储水腔之间的隔板，所述隔板开设有多个流道孔，所述分离腔与所述储水腔通过所述流道孔相连通。

作为气液分离器的可选方案，所述储水腔为U形。

作为气液分离器的可选方案，所述辅助流道的横截面面积小于所述储水段的横截面面积。

作为气液分离器的可选方案，还包括压力检测件，用于检测所述分离腔内的气压，所述压力检测件的中心线平行于所述分离腔的中心线设置。