[發明專利]氣液分離器和稀釋器的一體式裝置

有效

• 申請號: 200980156009.9
• 申請日: 2009-12-11
• 公開（公告）號: CN102308423A
• 公開（公告）日: 2012-01-04
• 發明（設計）人: 關根廣之;久保田光夫;宮崎吉則
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: H01M8/06
• 分類號: H01M8/06;H01M8/04;B01D45/00
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 馬江立;常殿國

技術領域

本發明涉及一種一體式裝置，其中氣液分離器和稀釋器一體地構成。特別地，本發明涉及氣液分離器和稀釋器的一體式裝置，其中設置成在燃料電池系統中使用的氣液分離器和稀釋器是一體式的。

背景技術

在現有技術燃料電池系統中，為從由燃料電池排出的排氣分離出水(水分)而布置氣液分離器。各種此類氣液分離器之一為旋風式分離器。

日本專利申請公報No.2002-373699(JP-A-2002-373699)公開了一種旋風式氣液分離器，該氣液分離器包括：圓筒狀的主體部，其上端和下端是密閉的；設置在主體部的圓筒狀上部附近和切線方向上的入口管；設置成在主體部的頂板部的中央部中從該主體部向內和向外突出的出口管；設置在主體部的下部中的儲水罐部；以及設置在儲水罐部上的排水管，其中對水的移動提供阻力的多個肋片從儲水罐的底部向上延伸。

此外，在現有技術的燃料電池系統中，為了用陰極排出氣體(例如，空氣)稀釋從燃料電池排出的陽極排出氣體(氫氣)以便在將陽極排出氣體釋放到大氣之前充分降低氫濃度，布置了氫稀釋器。

這種氫稀釋器的一個示例為在日本專利申請公報No.2003-132915(JP-A-2003-132915)中公開的氫稀釋器，該氫稀釋器包括：保持區域，從燃料電池排出的陽極排出氣體滯留在該保持區域中；稀釋區域，從燃料電池排出的陰極排出氣體(空氣)被傳入該稀釋區域中，并且通過將陰極排出氣體與來自保持區域的陽極排出氣體混合而稀釋陰極排出氣體；以及引流部，該引流部將陽極排出氣體從保持區域引流到稀釋區域。

日本專利申請公報No.2007-80728(JP-A-2007-80728)公開了一種氫稀釋器，該氫稀釋器包括：導入室，陽極排出氣體蓄積在該導入室中；連通通路，該連通通路在導入室與陰極排出氣體通路之間連通；連通閥，該連通閥改變連通通路的連通狀態，并且當驅氣閥打開時關閉，而當驅氣閥關閉時變成能夠打開；以及加壓裝置，用于通過當連通閥打開時從外部對導入室加壓而縮小導入室的容量。

此外，日本專利申請公報No.2008-140783(JP-A-2008-140783)公開了一種氫稀釋器，該氫稀釋器包括：保持室，陽極排出氣體滯留在該保持室中；陽極導入通路，其將陽極排出氣體導入保持室；陰極導入通路，其將陰極排出氣體導入滯留室；以及排出氣體導出通路，其導出陽極排出氣體和陰極排出氣體，其中，陰極導入通路的開口和排出氣體導出通路的開口彼此面對，并布置成彼此靠近，開口之間留有間隙。

然而，日本專利申請公報No.2002-373699(JP-A-2002-373699)等中公開的氣液分離器通常具有水管沿儲水罐部的水平方向設置的結構。因此，當稀釋器布置在氣液分離器的下游側時存在水滯留在水管中的可能性。此外，由于根據現有技術的氣液分離器具有利用重力將水儲存在儲水罐部中這樣的結構，因此還存在氣液分離失效和水溢出的可能性。此外，日本專利申請公報No.2003-132915(JP-A-2003-132915)、日本專利申請公報No.2007-80728(P-A-2007-80728)、日本專利申請公報No.2008-140783(JP-A-2008-140783)等均未對氣液分離器與氫稀釋器之間的關系的考慮提供任何說明等。

發明內容

本發明提供一種氣液分離器和稀釋器的一體式裝置，其能夠有效地執行氣液分離并有效地稀釋被導入稀釋器的氣體，且其允許尺寸減小。

本發明的第一方面涉及一種一體式裝置，該一體式裝置包括：氣液分離器，所述氣液分離器從氣體和液體相混合的氣液混合物流體分離出所述氣體和所述液體；稀釋器，所述稀釋器布置在所述氣液分離器的下方；以及連通管，所述連通管在所述氣液分離器與所述稀釋器之間連通，并且布置成與水平方向成預定角度，并且將從所述氣液混合物流體分離出的所述液體導入所述稀釋器。在該一體式裝置中，所述氣液分離器、所述稀釋器和所述連通管是一體地構成的。

根據前述結構，氣液分離器和布置在氣液分離器下方的稀釋器由布置成與水平方向成預定角度的連通管連接。因此，當被氣液分離器分離出的液體經連通管被導入稀釋器時，能夠利用重力使液體落入稀釋器。因此，能夠抑制液體在連通管內的滯留。此外，由于氣液分離器和稀釋器是一體地構成的，因此能夠實現尺寸減小。