[发明专利]气液分离装置和车辆

说明书

本公开的实施例涉及气液分离装置和车辆。该气液分离装置包括壳体，所述壳体包括：腔室，入口，供气液混合物流入所述腔室；气体出口，用于排出气体；液体出口，用于排出液体；第一壁和第二壁，从所述入口和所述气体出口之间的所述壳体的不同位置延伸并且延伸到所述腔室中，并且所述第一壁和所述第二壁彼此间隔开；第三壁，从所述壳体延伸并且延伸到所述第一壁和所述第二壁之间的所述腔室中，并且所述第三壁的自由端与所述壳体之间存在间隙，使得在所述第一壁和所述第三壁之间流过的气液混合物能够经由所述间隙而流到所述第三壁和所述第二壁之间。获得了气液分离效率高，分离效果稳定的气液分离装置及车辆。

技术领域

本公开的实施例总体上涉及一种气液分离装置，更具体地，本公开的实施例涉及用于燃料电池车辆的气液分离装置。

背景技术

燃料电池车辆的燃料电池氢气侧常设有氢回流系统，即，燃料电池出堆氢气混合物经由氢循环泵（或引射器）驱动回流至氢气入堆管路，并与新供给的氢气混合，从而再次进入电堆。燃料电池氢气出堆混合物中主要含有氢、氮及水等成分，其中的水常以气液混合形式存在，同时含有水蒸汽及液态水两种形式。如若出堆混合物中液态水未能被及时分离，出堆氢气混合物回流时会将液态水重新带至电堆入口，这会影响电堆的运行湿度控制，严重时会造成电堆内部堵水。为去除燃料电池氢气侧电堆出堆混合物中的所含的液态水滴，电堆氢气出口需要设有气液分离结构或装置。

传统的气液分离装置包括离心式、惯性力/重力分离、滤芯式等形式。其中，惯性力/重力分离方式主要利用被分离的气液混合物中气相、液相密度特性的差异，在气液分离装置流动过程中受惯性力及重力作用后气相、液相流动轨迹不同，形成气体聚集区和液体聚集区。惯性/重力气液分离的不需额外驱动能量、流动损失小、运行可靠程度高。但惯性力及重力气液分离装置设计主要依赖于流体的惯性力及重力作用来实现气液分离，通常气液分离效率偏低，并需要气液分离的空间较大。

车用燃料电池系统工况负载变化大、车辆运行晃动幅度大，气液分离效率受气流瞬态变化、液位晃动等因素干扰大。因此，需要一种改进的气液分离装置，以提高分离效率和气液分离稳定性。

发明内容

本公开提供了一种改进的气液分离装置，以解决或至少部分地解决的上述或者其他潜在问题。

在本公开的第一方面，提供了一种气液分离装置。该气液分离装置包括：一种气液分离装置，包括：壳体，所述壳体包括：腔室，入口，供气液混合物流入所述腔室；气体出口，用于排出气体；以及液体出口，用于排出液体；第一壁和第二壁，从所述入口和所述气体出口之间的所述壳体的不同位置延伸并且延伸到所述腔室中，并且所述第一壁和所述第二壁彼此间隔开；以及第三壁，从所述壳体延伸并且延伸到所述第一壁和所述第二壁之间的所述腔室中，并且所述第三壁的自由端与所述壳体之间存在间隙。间隙使得在所述第一壁和所述第三壁之间流过的气液混合物能够经由所述间隙而流到所述第三壁和所述第二壁之间。

在一些实施例中，所述第三壁从所述液体出口和所述气体出口之间的所述壳体延伸；或者所述第三壁从所述液体出口和所述入口之间的所述壳体延伸。

在一些实施例中，所述第三壁包括储液腔和排水机构，所述排水机构适于排出所述储液腔中的液体。

在一些实施例中，所述储液腔被形成在所述第三壁和所述壳体之间；或者所述第三壁包括第一延伸部和第二延伸部，并且所述第一延伸部和所述第二延伸部之间形成所述储液腔。

在一些实施例中，所述排水机构包括：开口，形成在所述第三壁上，并且被配置为允许所述储液腔中的液体经由所述开口而流出；挡板，枢转连接到所述第三壁，并且包括适于封闭所述开口的第一端。

在一些实施例中，所述挡板的与所述第一端相对的第二端设置有配重。

在一些实施例中，所述挡板的第一端设置有磁铁，用于将所述挡板吸附贴靠在所述第三壁上从而封闭所述开口。