一种电解水制氢系统用气液分离器的制作方法

本发明属于电池设备，尤其涉及一种电解水制氢系统用气液分离器。

背景技术：

1、氢气作为燃料电池的主要燃料，一般通过电解水制氢制备得到。在电解水制氢过程中，需要通过气液分离器将制氢出口的混合流体进行氢气气体和液体分离。一般进行氢气和液态水分离时，需要提前冷凝，然后将冷凝后的混合流体通过气液分离器进行分离。

2、气液分离器一般采用挡板式、旋风式或丝网式等原理进行气液分离。现有的制氢系统中，其冷凝装置和气液分离器是分离的，导致制氢系统的体积和重量均较大，制造成本较高，零部件多，系统容易出现故障；且分离原理相对单一，分离效率不高。

技术实现思路

1、本发明实施例提供一种电解水制氢系统用气液分离器，旨在解决现有的制氢系统零部件冗余、制造成本高、气液分离效率低等问题。

2、为实现上述目的，本发明实施例提供一种电解水制氢系统用气液分离器，包括壳体、流体入口管、气体出口管、螺纹管、圆形挡板、冷却水入口管和冷却水出口管；所述流体入口管和所述气体出口管分别设置于所述壳体的顶部；所述冷却水入口管和所述冷却水出口管分别设置于所述壳体的侧面上；所述螺纹管和所述圆形挡板分别设置于所述壳体内，且所述螺纹管环设于所述圆形挡板的外侧；所述流体入口管与所述螺纹管连通设置；所述气体出口管与所述圆形挡板连通设置；所述圆形挡板的一端固定于所述壳体的顶部，另一端通过环形板固定于所述壳体的内侧面上。

3、作为优选的实施方式，所述环形板分别与所述圆形挡板、所述壳体抵接形成容置冷却水的冷却腔；所述螺纹管设置于所述冷却腔内；所述冷却水入口管和所述冷却水出口管分别与所述冷却腔连通设置。

4、作为优选的实施方式，所述环形板分别与所述圆形挡板、所述壳体抵接形成储水腔，所述储水腔设置于所述冷却腔的下方；所述螺纹管远离所述流体入口管的一端穿过所述环形板与所述储水腔连通设置。

5、作为优选的实施方式，所述螺纹管远离所述流体入口管的一端与所述环形板固定连接，且所述螺纹管远离所述流体入口管的一端与所述环形板相适配设置。

6、作为优选的实施方式，所述圆形挡板远离所述气体出口管的一端设置于所述储水腔内，且所述圆形挡板远离所述气体出口管一端的端面上设置有丝网。

7、作为优选的实施方式，所述螺纹管靠近所述流体入口管的一端与所述壳体顶部的距离大于或等于所述冷却水入口管与所述壳体顶部的距离。

8、作为优选的实施方式，所述壳体侧面的底端还设置有排水出口管，所述排水出口管与所述储水腔连通设置。

9、作为优选的实施方式，所述排水出口管与所述冷却水出口管均设置于所述壳体的同一侧面上。

10、作为优选的实施方式，所述壳体的侧面上还设置有液位传感器，所述液位传感器设置于所述排水出口管与所述冷却水出口管之间，且所述液位传感器的一端设置于所述储水腔内。

11、作为优选的实施方式，所述圆形挡板的一端固定于所述壳体顶部的几何中心处；所述气体出口管设置于所述圆形挡板靠近所述壳体顶部一端的几何中心处。

12、作为优选的实施方式，所述冷却水入口管靠近所述壳体的顶部设置，所述冷却水出口管靠近所述环形板设置，且所述冷却水出口管设置于所述环形板的上方。

13、作为优选的实施方式，所述圆形挡板为圆筒状挡板，所述圆筒状挡板的内腔形成气体上升腔；所述流体入口管与电解槽混合流体出口连接。

14、作为优选的实施方式，所述流体入口管、所述气体出口管、所述冷却水入口管、所述冷却水出口管和所述排水出口管上均设置有电磁阀；各电磁阀分别与控制器连接。

15、与现有技术相比，本申请具有如下技术效果和优点：

16、本申请通过螺纹管、圆形挡板和丝网，综合利用了旋风式、挡板式和丝网式气液分离原理，能够有效提高气液分离的效率，且有效减少了后续纯化装置的工作量。本申请通过冷却水对螺纹管里的混合流体降温，能够使气体中的水更容易析出，气液分离效果更好，相对于传统换热器结构较为简单，制作成本低；并且，通过液位传感器的液位反馈，结合控制器和电磁阀能够实现自动排水功能。本申请结构能够实现冷凝功能和气液分离功能一体化设置，精简了制氢系统装置。

技术特征：

1.一种电解水制氢系统用气液分离器，其特征在于，包括壳体、流体入口管、气体出口管、螺纹管、圆形挡板、冷却水入口管和冷却水出口管；所述流体入口管和所述气体出口管分别设置于所述壳体的顶部；所述冷却水入口管和所述冷却水出口管分别设置于所述壳体的侧面上；所述螺纹管和所述圆形挡板分别设置于所述壳体内，且所述螺纹管环设于所述圆形挡板的外侧；所述流体入口管与所述螺纹管连通设置；所述气体出口管与所述圆形挡板连通设置；所述圆形挡板的一端固定于所述壳体的顶部，另一端通过环形板固定于所述壳体的内侧面上。

2.根据权利要求1所述的电解水制氢系统用气液分离器，其特征在于，所述环形板分别与所述圆形挡板、所述壳体抵接形成容置冷却水的冷却腔；所述螺纹管设置于所述冷却腔内；所述冷却水入口管和所述冷却水出口管分别与所述冷却腔连通设置。

3.根据权利要求2所述的电解水制氢系统用气液分离器，其特征在于，所述环形板分别与所述圆形挡板、所述壳体抵接形成储水腔，所述储水腔设置于所述冷却腔的下方；所述螺纹管远离所述流体入口管的一端穿过所述环形板与所述储水腔连通设置。

4.根据权利要求3所述的电解水制氢系统用气液分离器，其特征在于，所述螺纹管远离所述流体入口管的一端与所述环形板固定连接，且所述螺纹管远离所述流体入口管的一端与所述环形板相适配设置。

5.根据权利要求4所述的电解水制氢系统用气液分离器，其特征在于，所述圆形挡板远离所述气体出口管的一端设置于所述储水腔内，且所述圆形挡板远离所述气体出口管一端的端面上设置有丝网。

6.根据权利要求5所述的电解水制氢系统用气液分离器，其特征在于，所述螺纹管靠近所述流体入口管的一端与所述壳体顶部的距离大于或等于所述冷却水入口管与所述壳体顶部的距离。

7.根据权利要求6所述的电解水制氢系统用气液分离器，其特征在于，所述壳体侧面的底端还设置有排水出口管，所述排水出口管与所述储水腔连通设置。

8.根据权利要求7所述的电解水制氢系统用气液分离器，其特征在于，所述排水出口管与所述冷却水出口管均设置于所述壳体的同一侧面上；

9.根据权利要求8所述的电解水制氢系统用气液分离器，其特征在于，所述圆形挡板的一端固定于所述壳体顶部的几何中心处；所述气体出口管设置于所述圆形挡板靠近所述壳体顶部一端的几何中心处；

10.根据权利要求9所述的电解水制氢系统用气液分离器，其特征在于，所述圆形挡板为圆筒状挡板，所述圆筒状挡板的内腔形成气体上升腔；所述流体入口管与电解槽混合流体出口连接；

技术总结
本申请提供一种电解水制氢系统用气液分离器，包括壳体、流体入口管、气体出口管、螺纹管、圆形挡板、冷却水入口管和冷却水出口管；所述流体入口管和所述气体出口管分别设置于所述壳体的顶部；所述冷却水入口管和所述冷却水出口管分别设置于所述壳体的侧面上；所述螺纹管和所述圆形挡板分别设置于所述壳体内，且所述螺纹管环设于所述圆形挡板的外侧；所述流体入口管与所述螺纹管连通设置；所述气体出口管与所述圆形挡板连通设置；所述圆形挡板的一端固定于所述壳体的顶部，另一端通过环形板固定于所述壳体的内侧面上。本申请结构能够实现冷凝功能和气液分离功能一体化设置，精简了制氢系统装置，气液分离效果更好，制作成本低。

技术研发人员：贾坤晗,张震
受保护的技术使用者：深圳市氢瑞燃料电池科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/9