L’invention concerne les piles à combustible, et en particulier les séparateurs de phases pour des circuits de récupération de réactifs pour les piles à combustible.

Dans une pile à combustible à membrane échangeuse de protons, les réactifs doivent être conduits jusque dans la zone réactive, les produits, espèces non réactives et la chaleur produite doivent être évacués de la zone réactive.

En utilisant de l’air comme comburant, cet air est conduit à la zone réactive après avoir généralement traversé une série de composants, tels qu’un filtre, un échangeur thermique, ou un humidificateur). Au niveau de la sortie cathodique, l’air résiduel est généralement asséché pour récupérer de l’eau, puis généralement évacué par l’intermédiaire d’un déverseur, permettant de maintenir une pression dans la zone réactive cathodique.

Au niveau anodique, du carburant tel que du dihydrogène est amené sous pression à la zone réactive. Si le carburant fourni par une alimentation est suffisamment pur (par exemple plus de 99,5% du principal composant chimique du carburant hors eau), le flux récupéré à la sortie anodique peut être mélangé au flux fourni par l’alimentation, avant d’introduire le mélange au niveau de l’entrée anodique.

La membrane échangeuse de protons laisse passer vers l’anode une faible proportion d’azote et d’eau produite à la cathode. La recirculation est à la fois tolérante à la pollution en azote à la sortie de l’anode, et permet en outre de bénéficier de l’humidité à la sortie de l’anode, pour humidifier le carburant à l’entrée de l’anode. Si on souhaite maintenir de l’humidité dans l’hydrogène, on souhaite cependant éviter la formation de gouttes d’eau, qui risquent de boucher des canalisations dans la zone réactive. Par conséquent, il est avantageux d’éviter de refroidir la sortie anodique, sous peine de voir l’humidité se condenser sous forme de gouttelettes.

Pour éviter de réintroduire des gouttelettes à l’entrée anodique par recirculation depuis la sortie anodique, il est fréquent d’introduire un séparateur de phases au niveau de la sortie anodique. Il est également connu d’introduire un séparateur de phases au niveau d’une alimentation en comburant non pur mélangé à la sortie cathodique. Il est important de garantir un flux anodique important, afin d’éviter une concentration d’azote provenant de la pérméation. La perméation d’azote entraîne en effet son accumulation progressive dans le circuit de recirculation de carburant. Bien que l’azote soit inerte, sa trop forte concentration peut conduire à l’arrêt de la pile à combustible. Pour éviter un tel arrêt, une purge périodique ou en continu est réalisée. Pour éviter d’introduire des gouttelettes dans la zone réactive, lors d’une condensation due au mélange d’une sortie de réactif chaude et humide à une entrée de réactif froide, il est aussi connu de disposer un séparateur de phases entre la zone de formation du mélange et l’entrée du réactif dans la zone réactive.

Pour réaliser une séparation de phases dans une pile à combustible, il est connu de réaliser soit une séparation gravitaire, soit une séparation par force centrifuge, soit une séparation par inertie.

Une séparation gravitaire, telle que décrite dans le document JP2007087718, inclut une augmentation de la section de passage, qui ralentit l’écoulement de fluide, et favorise la chute de gouttelettes. Cependant, un tel dispositif de séparation est alors particulièrement volumineux.

Une séparation par force centrifuge, telle que décrite dans le document US8034142) s’avèrent également particulièrement volumineuse.

Une séparation par inertie est décrite dans le document US20120276461 . Une telle séparation de phase induit une importante perte de charge dans l’écoulement.

Aucun séparateur de phase connu ne permet à la fois de réaliser une séparation de phase efficace et dans un volume suffisamment réduit.

L’invention vise à résoudre un ou plusieurs de ces inconvénients. L’invention porte ainsi sur un séparateur de phases, tel que défini dans les revendications annexées.

L’homme du métier comprendra que chacune des caractéristiques des variantes des revendications dépendantes ou de la description peut être combinée indépendamment aux caractéristiques d’une revendication indépendante, sans pour autant constituer une généralisation intermédiaire.

L’invention porte également sur un système de production d’électricité, tel que défini dans les revendications annexées.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels :

-la figure 1 est une vue de dessus schématique de l'intérieur d'un séparateur de phases pour pile à combustible selon un premier mode de réalisation de l'invention ;

-la figure 2 est une vue en perspective par transparence du séparateur de phases de la figure 1 ;

-la figure 3 est une représentation agrandie d'une partie du séparateur de phases de la figure 1 ; -la figure 4 est une vue schématique de dessus d'un séparateur de phases pour pile à combustible selon une variante d'un deuxième mode de réalisation de l'invention ;

-la figure 5 est une vue schématique de dessus d'un séparateur de phases pour pile à combustible selon une autre variante d'un deuxième mode de réalisation de l'invention ;

-la figure 6 est une vue schématique de dessus d'un séparateur de phases pour pile à combustible selon une variante d'un troisième mode de réalisation de l'invention ;

-la figure 7 est une vue schématique de dessus d'un séparateur de phases pour pile à combustible selon une autre variante du troisième mode de réalisation de l'invention ;

-la figure 8 est une vue en perspective en section d'un séparateur de phases pour pile à combustible selon une autre variante du premier mode de réalisation de l'invention ;

-la figure 9 est une vue schématique de dessus d'un séparateur de phases pour pile à combustible selon une autre variante du deuxième mode de réalisation de l'invention ;

-la figure 10 est une vue en perspective par transparence d'un séparateur de phases pour pile à combustible selon une autre variante du premier mode de réalisation de l'invention ;

-la figure 1 1 est une vue de dessus de l'intérieur du séparateur de phases de la figure 10 ;

-les figures 12 à 15 sont des représentations schématiques de différentes configurations de systèmes incluant chacun une pile à combustible et un séparateur de phases selon l'invention.

L'invention propose un séparateur de phases muni de canalisations parallèles reliées par une jonction en épingle configurée pour inverser le sens de l'écoulement de fluide entre ses canalisations. Dans le sens de l'écoulement entre ces canalisations, la jonction comporte des tronçons successifs dans la continuité l'un de l'autre. Un premier tronçon présente une section moyenne d'écoulement inférieure à celle d'une des canalisations, un deuxième tronçon présentant une section moyenne d'écoulement supérieure à celle du premier tronçon.

La figure 1 est une vue de dessus schématique de l'intérieur d'un séparateur de phases 1 pour pile à combustible selon un premier mode de réalisation de l'invention. La figure 2 est une vue en perspective par transparence du séparateur de phases de la figure 1 . Le séparateur de phase 1 se présente sous la forme d'un boîtier présentant une entrée 1 1 destinée à recevoir un flux de réactif provenant au moins en partie d'un échappement de réactif d'une pile à combustible, une sortie 12 destinée à fournir un flux gazeux à destination d'une entrée de réactif de la pile à combustible, et une sortie d'évacuation 13 de liquide. La sortie d'évacuation 13 est ici positionnée à proximité de la sortie 12.

Le boîtier est ici délimité par une paroi de fond 10, un couvercle 15, des parois latérales 14 et des parois d'extrémité (non référencées). Le boîtier présente ici une forme d’un parallélépipède rectangle. L'entrée 1 1 et la sortie 12 sont ménagées sous forme d'orifices dans des parois d'extrémité respectives. La sortie 13 est ménagée sous forme d'orifice dans la paroi de fond 10. L'entrée 1 1 et la sortie 12 sont surélevées ici par rapport à la paroi de fond 10. Le flux pénétrant dans le séparateur 1 au niveau de l'entrée 1 1 est destiné à être séparé entre un flux gazeux évacué par la sortie 12, et un flux liquide évacué par la sortie 13. Le boîtier est disposé de façon à ce que l’écoulement de fluide s’effectue globalement parallèlement à la paroi de fond 10 ou dans des plans normaux aux parois latérales 14.

À l'intérieur du boîtier formé par le séparateur de phases 1 , des parois verticales 3 sont ménagées entre la paroi de fond 10 et le couvercle 15. Des canalisations d'écoulement parallèles 2 sont ménagées entre les parois verticales 3 successives, perpendiculaires à la paroi de fond 10. Les parois 3 sont ici planes et parallèle entre elles. Le séparateur de phase 1 comprend ici une alternance de parois 3 reliées à une première paroi 14 et ménageant un passage avec une deuxième paroi 14, et des parois 3 reliées à la deuxième paroi 14 et ménageant un passage avec la première paroi 14. Au niveau des passages entre les parois 3 et les parois 14, des jonctions en épingle 4 sont ménagées entre les canalisations 2 successives. Les canalisations 2 successives présentent ici une même section d’écoulement.

La figure 3 est une représentation agrandie d'une partie du séparateur de phases de la figure 1 . La ligne en trait discontinu illustre le centre géométrique du canal d'écoulement formé à travers le séparateur de phase 1 . Les lignes en tirets- points marquent une délimitation entre des canaux d'écoulement et des jonctions. Les lignes en pointillés marquent une délimitation entre des tronçons successifs d'une jonction.

Une canalisation 21 est délimitée entre une paroi 30 et une paroi 31 . Une canalisation 22 est parallèle à la canalisation 21 , et délimitée entre la paroi 31 et une paroi 32. Une canalisation 23 est parallèle à la canalisation 22. Les canalisations 21 et 22 sont reliées par une jonction en épingle 41 . Les canalisations 22 et 23 sont reliées par une jonction en épingle 42. L’écoulement entre l’entrée 1 1 et la sortie 12 s’effectue donc ici en série entre les canalisations 21 à 23 notamment. La paroi de fond 10 s'étend entre les différentes canalisations et jonctions, jusqu'à la sortie 13.

La hauteur dans le boîtier étant ici constante en tout point, la section de passage locale dans les canalisations et les jonctions sera ici définie par la largeur du passage au niveau du centre géométrique du canal d’écoulement.

La jonction 41 comporte des tronçons 410, 41 1 , 412 et 413 successifs et dans la continuité les uns des autres. Les tronçons 410 à 413 relient les canalisations 21 et 22. La jonction 42 comporte des tronçons 420, 421 , 422 et 423 successifs et dans la continuité les uns des autres. Les tronçons 420 à 423 relient les canalisations 22 et 23.

Le tronçon 41 1 présente une section d’écoulement moyenne inférieure à celle de la canalisation 21 , formant ainsi un rétrécissement. Le tronçon 41 1 permet ainsi d’accélérer localement la vitesse de l’écoulement. Le tronçon 412 présente une section d’écoulement moyenne supérieure à celle du tronçon 41 1 , formant ainsi un élargissement. Le tronçon 412 permet ainsi de ralentir localement la vitesse d’écoulement, favorisant la chute des gouttelettes ayant été accélérées dans le tronçon 41 1 . En outre, les gouttelettes accélérées dans le tronçon 41 1 , ont tendance à poursuivre leur course jusqu’à la paroi 14, du fait du changement d’orientation le long de la jonction en épingle 41 . Cette configuration favorise ainsi une séparation entre l’eau et le gaz dans l’écoulement. Les gouttelettes atteignant la paroi 14 ou une autre paroi ont tendance à ruisseler ensuite jusqu’à la paroi de fond 10. Une telle séparation de phase est en outre obtenue ici avec un minimum d’obstacles à l’écoulement, ce qui permet de limiter les pertes de charge dans le séparateur 1 .

Le tronçon 410 présente avantageusement une section d’écoulement moyenne supérieure à celle de la canalisation 21 , et supérieure à celle du tronçon 41 1 , ce qui permet de ralentir les gouttelettes présentes dans le flux, avant de les accélérer dans le tronçon 41 1 avec le changement d’orientation.

Le tronçon 413 présente avantageusement une section d’écoulement moyenne inférieure à celle du tronçon 412, afin d’accélérer l’écoulement.

Du fait de la présence de plusieurs canalisations parallèles reliées par des jonctions, l’écoulement de fluide à travers le séparateur de phases 1 ne peut pas s’écouler en ligne droite de l’entrée 1 1 vers la sortie 12, et est obligé d’emprunter des méandres. Du fait de l'inversion de la direction d'écoulement entre les canalisations parallèles, le séparateur de phase 1 permet de loger une grande longueur d'écoulement de fluide dans un encombrement réduit. L'inversion de direction par les jonctions entre les canalisations est en outre utilisée pour former une alternance de rétrécissements et d'élargissements de section, favorisant une séparation entre le gaz et le liquide de l'écoulement à travers le séparateur 1 . La jonction 42 présente la même géométrie que la jonction 41 , et permet ainsi de disposer des mêmes effets de séparation de phase, en formant davantage de méandres pour accroître la compacité du séparateur de phases 1 .

Avantageusement, afin de ne pas accroître excessivement la perte de charge dans le séparateur de phases 1 , la section d’écoulement varie de façon continue dans les jonctions 41 et 42.

La figure 4 est une vue schématique de dessus d'un séparateur de phases 1 pour pile à combustible selon une variante d'un deuxième mode de réalisation de l'invention. Un tel séparateur de phases 1 est destiné à accroître l’efficacité de la séparation de phases dans un volume donné. Dans cet exemple, les parois de séparation 31 et 32, délimitant les canalisations 21 , 22 et 23, se prolongent dans les jonctions 41 et 42 respectivement. Les prolongements des parois 31 et 32 présentent des parties en saillie 415. Chacune de ces parties en saillie 415 est orientée selon une direction opposée à la direction de l’écoulement recherchée. Une telle configuration permet de retenir les gouttelettes et d’éviter leur réentrainement par l’écoulement de fluide.

En suivant le sens de l’écoulement de l’entrée 1 1 vers la sortie 12, la jonction 41 débute ici par un rétrécissement au niveau d’une partie en saillie 415, puis par un élargissement, puis un rétrécissement à une extrémité de la paroi 31 , puis par un élargissement, puis par un nouveau rétrécissement relié à la canalisation 22. La jonction 42 présente la même géométrie que la jonction 41 .

Afin d’accroître la compacité du séparateur de phases 1 , celui-ci présente avantageusement une entrée 1 1 1 positionnée à proximité de la sortie 121 . Afin de rapprocher l’entrée 1 1 1 de la sortie 121 , les canalisations d’écoulement d’une partie de séparation de phases débouchent sur un conduit de retour 20 jusqu’à la sortie 121 .

Afin d’accroître l’efficacité de séparation de phases pour un volume donné, le séparateur de phases comporte une autre entrée 1 12 et une autre sortie 122, ainsi qu’un autre partie de séparation de phases, munie d’un ensemble de canalisations d’écoulement et de jonctions. Les canalisations et jonctions de cette autre partie de séparation de phases présentent une disposition symétrique de celle de la partie de séparation de phases décrite précédemment. Cette autre partie de séparation de phases débouche également sur le conduit de retour 20, afin de mutualiser celui-ci. La sortie 13 est ici disposée à proximité des sorties 121 et 122. Les parois de séparation entre les canalisations d’écoulement sont ici non planes.

Un tel séparateur de phases 1 s’avère en outre particulièrement approprié pour être mutualisé pour deux piles à combustibles différentes. Une première pile à combustible peut par exemple présenter un échappement de réactif raccordé à l’entrée 1 1 1 , une deuxième pile à combustible pouvant présenter un échappement de réactif raccordé à l’entrée 1 12.

Des simulations ont été réalisées avec un tel séparateur de phases 1 , avec un flux d’hydrogène saturé d’humidité à 80°C et incluant des gouttelettes de 1 pm de diamètre. Avec les simulations réalisées, 90 % des gouttelettes présentes dans le flux ont été retenues dans le séparateur 1 avec une perte de charge de 2,3 mbar.

La figure 5 est une vue schématique de dessus d'un séparateur de phases 1 selon une autre variante du deuxième mode de réalisation de l'invention. Le séparateur de phases 1 présente ici sensiblement la même configuration que celle détaillée en référence à la figure 4. Ce séparateur de phases 1 diffère de celui de la figure 4 uniquement par la présence dans chaque jonction, d’une excroissance 416 disposée dans une partie externe de cette jonction. De telles excroissances 416 disposées dans le changement d’orientation formé par chaque jonction, favorisent encore davantage la séparation de phases. De telles excroissances sont avantageusement formées dans les jonctions en aval d’un rétrécissement dans le sens de l’écoulement, afin de récupérer des gouttelettes ayant pu être accélérées dans un rétrécissement.

Des simulations ont été réalisées avec un tel séparateur de phases 1 , avec un flux d’hydrogène saturé d’humidité à 80°C et incluant des gouttelettes de 1 pm de diamètre. Avec les simulations réalisées, 96 % des gouttelettes présentes dans le flux ont été retenues dans le séparateur 1 avec une perte de charge de 2,6 mbar.

La figure 6 est une vue schématique de dessus d'un séparateur de phases 1 selon une variante d'un troisième mode de réalisation de l'invention. Dans ce troisième mode de réalisation, les parois de séparation entre les canalisations d’écoulement se prolongent dans les jonctions. Les parois de séparation sont formées par l’association de plusieurs parties planes verticales.

Les parois de séparation comportent ici une première partie 417 saillante dans chaque jonction, pour former un rétrécissement à l’entrée de cette jonction. Une fois cette saillie franchie, la jonction comporte un élargissement. Dans l’exemple illustré, une excroissance 419 est formée dans la jonction au niveau des parois 14, pour former un rétrécissement. Une telle excroissance 419 favorise la récupération de gouttelettes. Les excroissances 419 sont disposées dans une partie externe de leur jonction respective.

Les parois de séparation comportent ici une deuxième partie 418 saillante dans chaque jonction, pour former un rétrécissement à la sortie de chaque jonction. La figure 7 est une vue schématique de dessus d'un séparateur de phases 1 selon une autre variante du troisième mode de réalisation de l'invention. Dans cette variante, les parois de séparation entre les canalisations d’écoulement se prolongent dans les jonctions. Les parois de séparation sont formées par l’association de plusieurs parties planes.

Les parois de séparation comportent ici une première partie 417 saillante dans chaque jonction, pour former un rétrécissement à l’entrée de cette jonction.

Dans l’exemple illustré, une excroissance 419 est formée dans la jonction au niveau des parois 14, pour former un rétrécissement. Une telle excroissance 419 favorise la récupération de gouttelettes. Les excroissances 419 sont disposées dans une partie externe de leur jonction respective.

La figure 8 est une vue en perspective en section d'un séparateur de phases 1 selon une autre variante du premier mode de réalisation de l'invention.

La variante illustrée à la figure 8 diffère de celle illustrée à la figure 1 :

-par la présence d’une partie saillante 417 formée à l’extrémité de chaque paroi de séparation, perpendiculairement à cette paroi de séparation. Chaque partie 417 saillante forme un rétrécissement à l’entrée d’une jonction ;

-par la présence d’une partie saillante 418 formée à l’extrémité de chaque paroi de séparation, perpendiculairement à cette paroi de séparation. Chaque partie 418 saillante forme un rétrécissement à la sortie d’une jonction ;

-par la présence d’excroissances 300 sur chaque paroi de séparation, dans les canalisations d’écoulement ;

-par la présence d’excroissances 416 dans chaque jonction, au niveau des parois 14, pour former un rétrécissement. Les excroissances 416 sont disposées dans une partie externe de chaque jonction. De telles excroissances 416 sont disposées dans le changement d’orientation formé par chaque jonction, favorisant la séparation de phases.

La figure 9 est une vue schématique de dessus d'un séparateur de phases selon une autre variante du deuxième mode de réalisation de l'invention. Le séparateur de phases 1 présente ici sensiblement la même configuration que celles détaillées en référence à la figure 4. Ce séparateur de phases 1 diffère de celui de la figure 4 uniquement par la présence d’un orifice de purge 16, au niveau de la liaison entre les parties de séparation de phases et le conduit de retour 20. L’orifice de purge 16 est destiné à évacuer sélectivement le contenu du séparateur de phases 1. Les sorties 121 et 122 sont ici destinés à être connectés à un circuit de recirculation, pour une réintroduction dans la zone réactive d’une pile à combustible. La figure 10 est une vue en perspective par transparence d'un séparateur de phases 1 selon une autre variante du premier mode de réalisation de l'invention. La figure 11 est une vue de dessus de l'intérieur du séparateur de phases de la figure 10. Dans cette variante, un conduit de retour 20 est ménagé de façon à permettre de rapprocher la sortie 12 de l’entrée 11. L’entrée 11 est raccordée à une partie de séparation de phases, la partie de séparation de phases étant reliée par une extrémité de sortie au conduit de retour 20. Dans l’exemple illustré, la sortie 13 est isolée de l’entrée 11 par l’intermédiaire d’une paroi 17, afin d’éviter un court-circuit du flux d’écoulement de l’entrée 11 vers la sortie 13. La sortie 13 est ici ménagée sous la paroi 17.

On peut prévoir différentes configurations d’un système 9, incluant une pile à combustible 5 et un séparateur de phases 1 tels que décrits précédemment.

La figure 12 est une représentation schématique d’une première configuration d'un système 9 incluant une pile à combustible 5 et un séparateur de phases 1 selon l'invention. Le séparateur de phases 1 a une entrée 11 connectée à un collecteur d’échappement anodique de la pile à combustible 5. La sortie 12 du séparateur 1 est connectée à un éjecteur 7, connecté à une jonction entre une alimentation 6 (par exemple un réservoir sous pression) en carburant (typiquement du dihydrogène) et un collecteur d’entrée anodique de la pile à combustible 5. On peut ainsi humidifier le carburant provenant de l’alimentation 6 au moyen du gaz provenant du collecteur d’échappement de la pile à combustible 5. Le séparateur de phases 1 est ici accolé au plus près du collecteur d’échappement de la pile à combustible 5, afin de réaliser la séparation de phases à une température proche de la température de la zone réactive de la pile à combustible 5.

La figure 13 est une représentation d’une deuxième configuration d’un système incluant une pile à combustible 5 et un séparateur de phases 1 selon l'invention. Le séparateur de phases 1 a une sortie 12 connectée à un collecteur d’entrée anodique de la pile à combustible 5.

Le collecteur d’échappement anodique de la pile à combustible 5 est connectée à un éjecteur 7. L’éjecteur 7 est connecté à une jonction entre une alimentation 6 (par exemple un réservoir sous pression) en carburant (typiquement du dihydrogène) et l’entrée du séparateur de phase 1. Le séparateur de phases 1 permet donc de récupérer l’eau après le mélange entre les gaz provenant du collecteur d’échappement de la pile à combustible 5 et le carburant provenant de l’alimentation 6. En effet, les gaz provenant de l’alimentation 6 peuvent induire une condensation de l’humidité présente dans les gaz provenant du collecteur d’échappement. Le séparateur de phases 1 selon cette configuration permet de retirer l’eau condensée après un tel mélange.

Les exemples des figures 12 et 13 peuvent également s’appliquer en remplaçant l’alimentation 6 par une alimentation en oxygène pur utilisé comme comburant.

La figure 14 est une représentation schématique d’une troisième configuration d'un système 9 incluant une pile à combustible 5 et un séparateur de phases 1 selon l'invention. Le séparateur de phases 1 a une entrée 1 1 connectée à un collecteur d’échappement cathodique de la pile à combustible 5. La sortie 12 du séparateur 1 est connectée à une entrée d’une pompe 8. La sortie de la pompe 8 est connectée à une jonction en T 73. La jonction en T 73 est également connectée à une entrée de comburant 71 (par exemple une entrée d’air).

On peut ainsi humidifier le comburant provenant de l’entrée 71 au moyen du gaz provenant du collecteur d’échappement de la pile à combustible 5. La sortie de la jonction en T est connectée à un collecteur d’entrée cathodique de la pile à combustible 5, afin d’introduire le mélange comburant sous pression dans la zone réactive. Le séparateur de phases 1 est ici accolé au plus près du collecteur d’échappement de la pile à combustible 5, afin de réaliser la séparation de phases à une température proche de la température de la zone réactive de la pile à combustible 5.

La figure 15 est une représentation d’une quatrième configuration d’un système incluant une pile à combustible 5 et un séparateur de phases 1 selon l'invention.

Le séparateur de phases 1 a une entrée 1 1 connectée à une sortie d’un compresseur 8. La sortie 12 du séparateur de phases 1 est connectée à un collecteur d’entrée cathodique de la pile à combustible 5, afin d’introduire le mélange comburant sous pression dans la zone réactive.

Une entrée d‘un détendeur 74 est connectée au collecteur d’échappement cathodique de la pile à combustible 5. Une sortie du détendeur 74 est connectée à une jonction en T 73. Une entrée de comburant 71 (par exemple une entrée d’air, ou un réservoir d’oxygène pur sous pression) est également connectée à la jonction en T 73. La jonction en T 73 est par ailleurs connectée à l’entrée du compresseur 8. On peut ainsi humidifier le comburant provenant de l’entrée 71 au moyen du gaz provenant du collecteur d’échappement de la pile à combustible 5.

Le séparateur de phases 1 permet donc de récupérer l’eau après le mélange entre les gaz provenant du collecteur d’échappement de la pile à combustible 5 et le comburant provenant de l’entrée d’air 71 . En effet, les gaz provenant de l’entrée d’air 71 peuvent induire une condensation de l’humidité présente dans les gaz provenant du collecteur d’échappement. Le séparateur de phases 1 selon cette configuration permet de retirer l’eau condensée après un tel mélange.

Pour une recirculation côté air :

L’air peut être amené depuis l’entrée d’air 71 déjà pressurisé à la pression requise par la pile ;

Le compresseur 8 peut être un compresseur d’appoint destiné en priorité à vaincre les pertes de charges du circuit.

L’air étant constitué essentiellement d’azote, une sortie continue de gaz d’échappement est avantageusement prévue en aval de la pile à combustible 5 ou en aval du séparateur de phases 1 .

On peut prévoir que le séparateur de phases 1 soit accolé à la pile à combustible, par exemple à une plaque terminale d’une pile ou à une culasse reliant plusieurs piles.

Avantageusement, une des parois du séparateur de phase 1 forme un échangeur avec un écoulement de liquide de refroidissement d’une pile à combustible. Un tel échangeur permet de maintenir une température dans le séparateur de phases 1 supérieure à la température ambiante. On peut ainsi favoriser le maintien d’eau en phase vapeur dans l’écoulement.

Dans les exemples qui précèdent, la paroi de fond 10 est positionnée parallèlement à l’écoulement de fluide dans le séparateur de phases 1 , en étant par exemple parallèle à un plan passant d’une part par l’entrée 1 1 et d’autre part par la sortie 12. On peut avantageusement envisager de former une paroi de fond 10 non parallèle au plan d’écoulement de fluide. On peut par exemple incliner la paroi de fond 10 de sorte que la sortie 13 soit positionnée sur un point bas de cette paroi de fond 10. L’inclinaison de la paroi de fond 10 et la position de la sortie 13 peut tenir compte des inclinaisons que peut prendre le séparateur de phase 1 pour des applications embarquées. La sortie 13 est ici ménagée dans la paroi de fond 10 mais peut également être réalisée dans la partie basse de parois verticales 14.