[實用新型]一種水汽分離器及其應用的燃料電池系統

有效

• 申請號: 202220201781.0
• 申請日: 2022-01-25
• 公開（公告）號: CN216755701U
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發明（設計）人: 梁未棟;鄧佳;劉小青;李勇
• 申請（專利權）人: 中山大洋電機股份有限公司
• 主分類號: B01D45/16
• 分類號: B01D45/16;B01D45/02;B01D45/08;B01D45/06;C01B3/50;H01M8/0662
• 代理公司: 中山市漢通知識產權代理事務所(普通合伙) 44255
• 代理人: 古冠開

本實用新型公開了一種水汽分離器及其應用的燃料電池系統，水汽分離器包括進氣歧管、排氣歧管和集水排水組件，進氣歧管包括進氣支管和主管道，排氣歧管包括出氣管接頭、螺旋片和出氣管，螺旋片繞著出氣管外圍，螺旋片和出氣管插入到主管道里面，出氣管接頭頂端與出氣管連通；集水排水組件包括集水管道、排水閥和排水管；出氣管的底端穿過除霧網組件中間開有通孔，除霧網組件位于螺旋片的下方，上述的除霧網組件為由至少兩層帶斜通孔的板材疊放而成的餅狀結構，上下層板材的斜通孔錯開，從而形成不規則流道；它離效果非常好且分離效率較高，有效保障燃料電池的正常運轉。

技術領域：

本實用新型涉及一種水汽分離器及其應用的燃料電池系統。

背景技術：

燃料電池是通過氫氣和氧氣的催化氧化反應，將化學能轉換為電能的一種發電裝置，是一種高效率、高能量密度、低噪音、對環境無污染的新型能源。燃料電池廣泛應用于新能源汽車、輪船、無人機及應急供電等領域。

燃料電池運行過程中產生的副產品只有無任何污染的水和熱量。送入電堆模塊的氫氣不會被100％的反應，有一部分未參加反應的氫氣和產生的水一起從電堆模塊出口排出。為了更好的提高氫氣的利用率，所以需要一套可靠的氫氣循環系統將電堆模塊出口排出未參加反應的氫氣重新送入電堆模塊中進行反應。另外，送入電堆模塊中的氫氣濕度也是一個重要技術指標。在燃料電池工作過程中，質子交換膜必須保持一定的濕度才能保證質子的高傳導性和良好的運行特性。進入電堆模塊的氫氣濕度過低或者過高都會影響電堆模塊的性能，甚至損壞電堆模塊。

因此，為了解決氫氣濕度的問題，一般會在氫氣循環系統中增加一個水氣分離裝置，將從電堆模塊出口排出未參加反應的氫氣和一部分的水分離，既保證重新送入電堆模塊氫氣有一定的濕度，也需排出多余的水分。目前市場上現有的水汽分離器一般采用螺旋離心式或者擋板碰撞式的分離方式實現混合氣體的水氣分離，現有的水汽分離器只采用單一的方式分離，使得分離效率較低，不適用于水蒸氣或小粒徑液滴較多的分離場景；如公開號為：CN 112107951 A，申請名稱為：一種汽水分離器的發明專利，該方案采用螺旋離心式分離混合氣體，單一的方式分離效率不高，只能分離氣體中較大的液滴，水蒸氣或者直徑較小水霧無法很好的分離出去；如果要更好的分離，需要水汽分離器前端增加其他使水霧凝聚的手段，這無疑使分離系統更加復雜；又如公告號為：CN212571055U，專利名稱為：一種汽水分離器及集成式燃料電池系統的發明專利，該方案采用擋板碰撞式分離方式混合氣體，該方式是利用水汽碰撞擋板來集聚分離液滴的，該方案只能分離進分離器前已經是液滴的水分，水霧和水蒸氣的分離效率不高；由此可見，現有的水汽分離器只采用單一的方式分離，且混合氣體滯留在水汽分離器里的時間過短，使得混合氣體的分離效果不好且效率較低，不利于燃料電池的運作。

發明內容：

本實用新型的目的是提供一種水汽分離器及其應用的燃料電池系統，能解決現有技術中的水汽分離器只采用單一的方式分離，且混合氣體滯留在水汽分離器里的時間過短，使得混合氣體的分離效果不好且效率較低的技術問題。

本實用新型的目的是通過下述技術方案予以實現的：

一種水汽分離器，包括進氣歧管、排氣歧管和集水排水組件，其中：

進氣歧管包括進氣支管和主管道，進氣支管位于主管道的頂部的一側；

排氣歧管包括出氣管接頭、螺旋片和出氣管，螺旋片繞著出氣管外圍，螺旋片和出氣管插入到主管道里面，出氣管接頭頂端與出氣管連通；

集水排水組件包括集水管道、排水閥和排水管；其特征在于：它還包括除霧網組件，出氣管的底端穿過除霧網組件中間開有通孔，除霧網組件位于螺旋片的下方。

上述的除霧網組件為由至少兩層帶斜通孔的板材疊放而成的餅狀結構，上下層板材的斜通孔錯開，從而形成不規則流道。

上述的除霧網組件的外徑與主管道內徑相同，除霧網組件通過焊接的方式固定連接在主管道的下部。