本申請涉及燃料電池，具體涉及一種用于燃料電池的氣液分離裝置及供氫設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、燃料電池陽極出口含有大量水，水混合在氫氣里形成濕氫，若濕氫未經(jīng)分離直接進(jìn)入電池堆（或稱電堆），則會造成電堆的陽極水淹，所以有必要對濕氫進(jìn)行氣液分離。

2、目前，通常采用氣液分離器對濕氫進(jìn)行氣液分離，分離出的氫氣循環(huán)利用?，F(xiàn)有的氣液分離器能分離濕氫中的大部分液態(tài)水珠，但是小部分液態(tài)水珠和氣態(tài)水蒸氣卻很難分離出來，氣液分離效果較差，導(dǎo)致氣液分離后的氫氣在循環(huán)使用時，還是容易在電堆的內(nèi)部凝結(jié)形成液態(tài)水，造成電堆陽極水淹。

3、并且，從儲氫系統(tǒng)供應(yīng)的新氫（具有干燥低溫的特性），在與經(jīng)過分離器處理后的分離氫（具有高濕高溫的特性）混合后，也容易導(dǎo)致分離氫內(nèi)的水氣發(fā)生凝結(jié)，形成液態(tài)水，也會造成電堆陽極水淹。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本申請?zhí)峁┝艘环N用于燃料電池的氣液分離裝置及供氫設(shè)備，以避免電堆陽極水淹。

2、第一方面，本申請?zhí)峁┝艘环N用于燃料電池的氣液分離裝置，包括殼體，所述殼體設(shè)置有第一入口、第一出口、第二入口、第二出口和出水口。所述殼體內(nèi)部具有容納空間，所述容納空間設(shè)置有至少一個擋板，所述容納空間由所述至少一個擋板分隔成多個相互獨立的子空間，所述擋板設(shè)置有過孔，相鄰所述子空間通過所述過孔連通；所述第一入口與多個所述子空間中的一個所述子空間連通，所述第一出口與多個所述子空間中的另一個所述子空間連通；所述出水口與多個所述子空間中的至少一個所述子空間連通。所述擋板內(nèi)部具有新氫流道，所述第二入口和所述第二出口分別與所述新氫流道連通。

3、在一個具體的可實施方案中，當(dāng)所述容納空間設(shè)置有多個所述擋板時，相鄰的兩個所述擋板上的所述過孔在其中任一個所述擋板的垂向上相互錯位設(shè)置。

4、在一個具體的可實施方案中，在所述擋板的垂向上，所述過孔的投影位于所述新氫流道的投影范圍內(nèi)。

5、在一個具體的可實施方案中，所述擋板包括第一子板和第二子板，所述第一子板和所述第二子板通過筋板連接；所述第一子板設(shè)置有第一通孔，所述第二子板設(shè)置有第二通孔，在所述第一子板的垂向上，所述筋板、所述第一通孔和所述第二通孔的投影相重合，所述筋板分別與所述第一通孔和所述第二通孔連接以構(gòu)成所述過孔。

6、在一個具體的可實施方案中，所述殼體包括第一側(cè)壁和第二側(cè)壁，所述擋板分別與所述第一側(cè)壁和所述第二側(cè)壁連接，所述第二入口設(shè)置在所述第一側(cè)壁上，所述第二出口設(shè)置在所述第二側(cè)壁上。所述第一側(cè)壁內(nèi)部具有第一空腔，所述第一空腔分別與所述第二入口和所述新氫流道連通。所述第二側(cè)壁內(nèi)部具有第二空腔，所述第二空腔分別與所述第二出口和所述新氫流道連通。

7、在一個具體的可實施方案中，所述擋板設(shè)置有缺口；當(dāng)所述容納空間設(shè)置有多個所述擋板時，在相鄰的兩個所述擋板中，一個所述擋板上的所述缺口與所述第一側(cè)壁和所述第二側(cè)壁中的一者連接以構(gòu)成所述過孔，另一個所述擋板上的所述缺口與所述第一側(cè)壁和所述第二側(cè)壁中的另一者連接以構(gòu)成所述過孔。

8、在一個具體的可實施方案中，所述殼體包括第三側(cè)壁和第四側(cè)壁，多個所述子空間中的一個所述子空間位于所述第三側(cè)壁和一個所述擋板之間，多個所述子空間中的另一個所述子空間位于所述第四側(cè)壁和一個所述擋板之間。所述第一入口設(shè)置在所述第三側(cè)壁上，所述第一出口設(shè)置在所述第四側(cè)壁上。

9、在一個具體的可實施方案中，所述第一側(cè)壁和所述第二側(cè)壁相對設(shè)置，所述第三側(cè)壁和所述第四側(cè)壁相對設(shè)置，所述第一側(cè)壁、所述第三側(cè)壁、所述第二側(cè)壁和所述第四側(cè)壁依次連接，以形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)。所述殼體還包括底壁和頂壁，所述底壁和所述頂壁分別設(shè)置在所述環(huán)狀結(jié)構(gòu)的底部和頂部，所述底壁、所述頂壁和所述環(huán)狀結(jié)構(gòu)圍合形成所述殼體。所述出水口設(shè)置在所述底壁上。

10、在一個具體的可實施方案中，所述擋板上設(shè)置有散熱層，所述散熱層設(shè)置在所述新氫流道內(nèi)，且所述散熱層與所述擋板接觸。

11、第二方面，本申請還提供了一種用于燃料電池的供氫設(shè)備，包括儲氫系統(tǒng)，以及如上述第一方面中任一種可實施方案中的氣液分離裝置。所述第一入口用于與燃料電池連接以接收所述燃料電池排出的氫氣。所述第二入口與所述儲氫系統(tǒng)連接，所述第二出口用于與所述燃料電池連接以向所述燃料電池供給氫氣。所述第一出口用于與所述第二出口并聯(lián)于所述燃料電池。

12、在一個具體的可實施方案中，所述第二出口通過第一管路與所述燃料電池連接，所述第一管路上連接有引射器。所述第一出口通過第一支路與所述第一管路連接，所述第一支路與所述第一管路的連接處位于所述引射器與所述燃料電池之間；所述第一出口通過第二支路與所述引射器連接。

13、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請的有益效果為：

14、本申請?zhí)峁┑挠糜谌剂想姵氐臍庖悍蛛x裝置，電堆排出的高濕高溫氫氣（廢氫）進(jìn)入第一入口，流經(jīng)由擋板分隔形成的多個子空間，在擋板外壁分離出液態(tài)水，實現(xiàn)廢氫的氣液分離。儲氫系統(tǒng)供應(yīng)的干燥低溫氫氣（新氫）進(jìn)入第二入口，流經(jīng)擋板內(nèi)部的新氫流道，由第二出口進(jìn)入電堆；在擋板內(nèi)部的新氫的影響下，廢氫在擋板外壁更容易分離出液態(tài)水，使得廢氫的氣液分離更加徹底，經(jīng)過氣液分離的廢氫（分離氫）由第一出口進(jìn)入電堆后，不容易在電堆內(nèi)部產(chǎn)生液態(tài)水，可以避免電堆陽極水淹。

15、并且，本裝置可以實現(xiàn)新氫與廢氫的熱交互，在新氫為廢氫降溫，使廢氫更容易分離出液態(tài)水的同時，新氫受到廢氫的加熱，新氫和廢氫的溫度趨于相同，溫差較小，這樣，新氫與分離氫混合后，混合氣的溫度高于水的凝點，不足以在電堆內(nèi)部產(chǎn)生液態(tài)水，可以進(jìn)一步杜絕電堆陽極水淹的風(fēng)險。

技術(shù)特征：

1.一種用于燃料電池的氣液分離裝置，其特征在于，包括殼體，所述殼體設(shè)置有第一入口、第一出口、第二入口、第二出口和出水口；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于燃料電池的氣液分離裝置，其特征在于，當(dāng)所述容納空間設(shè)置有多個所述擋板時，相鄰的兩個所述擋板上的所述過孔在其中任一個所述擋板的垂向上相互錯位設(shè)置。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于燃料電池的氣液分離裝置，其特征在于，在所述擋板的垂向上，所述過孔的投影位于所述新氫流道的投影范圍內(nèi)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于燃料電池的氣液分離裝置，其特征在于，所述擋板包括第一子板和第二子板，所述第一子板和所述第二子板通過筋板連接；

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于燃料電池的氣液分離裝置，其特征在于，所述殼體包括第一側(cè)壁和第二側(cè)壁，所述擋板分別與所述第一側(cè)壁和所述第二側(cè)壁連接，所述第二入口設(shè)置在所述第一側(cè)壁上，所述第二出口設(shè)置在所述第二側(cè)壁上；

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于燃料電池的氣液分離裝置，其特征在于，所述擋板設(shè)置有缺口；

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于燃料電池的氣液分離裝置，其特征在于，所述殼體包括第三側(cè)壁和第四側(cè)壁，多個所述子空間中的一個所述子空間位于所述第三側(cè)壁和一個所述擋板之間，多個所述子空間中的另一個所述子空間位于所述第四側(cè)壁和一個所述擋板之間；

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于燃料電池的氣液分離裝置，其特征在于，所述第一側(cè)壁和所述第二側(cè)壁相對設(shè)置，所述第三側(cè)壁和所述第四側(cè)壁相對設(shè)置，所述第一側(cè)壁、所述第三側(cè)壁、所述第二側(cè)壁和所述第四側(cè)壁依次連接，以形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)；

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于燃料電池的氣液分離裝置，其特征在于，所述擋板上設(shè)置有散熱層，所述散熱層設(shè)置在所述新氫流道內(nèi)，且所述散熱層與所述擋板接觸。

10.一種用于燃料電池的供氫設(shè)備，其特征在于，包括儲氫系統(tǒng)以及如權(quán)利要求1~9任一項所述的氣液分離裝置；

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的用于燃料電池的供氫設(shè)備，其特征在于，所述第二出口通過第一管路與所述燃料電池連接，所述第一管路上連接有引射器；

技術(shù)總結(jié)
本申請公開了一種用于燃料電池的氣液分離裝置及供氫設(shè)備。氣液分離裝置包括殼體，殼體設(shè)置有第一入口、第一出口、第二入口、第二出口和出水口；殼體內(nèi)部具有容納空間，容納空間設(shè)置有至少一個擋板，容納空間由至少一個擋板分隔成多個相互獨立的子空間，擋板設(shè)置有過孔，相鄰子空間通過過孔連通；第一入口與多個子空間中的一個子空間連通，第一出口與多個子空間中的另一個子空間連通；出水口與多個子空間中的至少一個子空間連通；擋板內(nèi)部具有新氫流道，第二入口和第二出口分別與新氫流道連通。本方案可以使廢氫的氣液分離更加徹底，且可以使新氫和廢氫的溫度趨于相同，從而不容易在電堆內(nèi)部產(chǎn)生液態(tài)水，可以避免電堆陽極水淹。

技術(shù)研發(fā)人員：陳桃杰,戚明厚,王澤政
受保護(hù)的技術(shù)使用者：康明斯新能源動力（上海）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/28