CN111370735A - 一种燃料电池增湿系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种燃料电池增湿系统，其包括：水箱，水箱隔板下部为储水空间，水箱隔板的上方设置有双流体喷射器，双流体喷射器具有水进口、与储水空间连通；水箱上一侧设置有压缩空气入口，压缩空气从压缩空气入口进入水箱隔板的上部空间，双流体喷射器具有空气进口；水和压缩空气在双流体喷射器中被混合并被排出至上部空间中，水箱上还设置有压缩空气出口；且双流体喷射器能够根据压缩空气出口的空气湿度调节进入双流体喷射器中的水的流量大小。本发明能够有效地对压缩空气进行加湿作用，并能够有效地根据空气的湿度调节水流量的大小，对进入燃料电池的反应气体的湿度进行及时调节，喷射雾化质量高且能够对喷雾湿度进行调节，加工工艺简单。

Description

一种燃料电池增湿系统
技术领域
本发明涉及燃料电池技术领域，具体涉及一种燃料电池增湿系统。
背景技术
质子交换膜电池是一种通过与氧或其它氧化剂进行化学反应将燃料的化学能转化为电能的发电系统。在质子交换膜燃料电池工作时，电池中的质子都是要通过质子交换膜传导。具体地说是以一种水合质子的方式进行质子传递，从而形成电流。因此，为了保证质子交换膜燃料电池能够用正常工作，必须要使燃料电池的质子交换膜保持湿润。同时，在燃料电池工作过程中，会产生大量的热量，很容易将阴极区域产生的水汽化，反应气体快速流动，会带走这些水分，使得燃料电池的膜电极失水导致燃料电池的内阻迅速增加，从而导致电池的性能急剧下降。因此，在反应气体参与反应前，需要对反应气体进行增湿处理。对质子交换膜增湿是质子交换膜燃料电池的关键技术。
目前，质子交换膜燃料电池增湿的方法主要有内增湿和外增湿两种方式。
内增湿就是将增湿系统和燃料电池设计成一个整体，无需外加增湿装置，增湿可以认为是在电池的内部进行。这种增湿的方法可以减少质子交换膜电池的重量和体积。但同时难以对反应气体进行湿度控制，如果增湿过量将会导致电堆被水淹没，从而使得电池的性能下降。
外增湿就是在质子交换膜燃料电池外部配置一个增湿系统，在反应气体进入燃料电池之前进行增湿。目前，采用外部增湿的方式有很多种，例如超声波雾化增湿，中空纤维增湿法、鼓包式增湿法等。但这些设备往往结构复杂，成本较高，增湿效率不高且不能及时调节。
由于现有技术中的燃料电池增湿系统难以对进入燃料电池的反应气体的湿度进行及时调节的缺点。因此本发明研究设计出一种可以对反应气体的湿度进行实时控制的燃料电池增湿系统。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的燃料电池增湿系统存在难以对进入燃料电池的反应气体的湿度进行及时调节的缺陷，从而提供一种燃料电池增湿系统。
为了解决上述问题，本发明提供一种燃料电池增湿系统，其包括：
水箱，所述水箱内部设置有水箱隔板，所述水箱隔板下部为储水空间，所述水箱隔板的上方设置有双流体喷射器，所述双流体喷射器具有水进口、与所述储水空间连通，以容许所述储水空间中的水被通入所述双流体喷射器中；所述水箱上一侧设置有压缩空气入口，压缩空气从所述压缩空气入口进入所述水箱隔板的上部空间，所述双流体喷射器具有空气进口，以容许所述压缩空气被通入所述双流体喷射器中；水和压缩空气在所述双流体喷射器中被混合并被排出至所述上部空间中，所述水箱上还设置有压缩空气出口；且所述双流体喷射器能够根据所述压缩空气出口的空气湿度调节进入所述双流体喷射器中的水的流量大小。
优选地，
还包括驱动控制模块，所述驱动控制模块与所述双流体喷射器电连接；和/或，所述水箱顶部还设置有冷凝水加注口；和/或，所述水箱隔板上还设置有容许所述水箱隔板上的水流入所述储水空间中的进水孔；和/或，还包括冷凝水管路，所述冷凝水管路一端连通至所述储水空间中、另一端与所述双流体喷射器连通。
优选地，
所述压缩空气出口处设置有湿度传感器，所述驱动控制模块还与所述湿度传感器电连接；和/或，在所述储水空间中还设置有高液位传感器和低液位传感器，且所述高液位传感器和所述低液位传感器分别与所述驱动控制模块电连接。
优选地，
在所述冷凝水管路上还设置有去离子器、冷凝水压缩泵和冷凝水过滤器中的至少一个。
优选地，
所述双流体喷射器包括喷射器外壳和涡流发生器，所述涡流发生器的至少部分位于所述喷射器外壳的内部，所述涡流发生器内部具有空气通道，所述空气通道的一端为所述空气进口，所述涡流发生器与所述喷射器外壳之间为容许水进入的容水空间，所述涡流发生器的底部与所述喷射器外壳的内壁之间形成涡流室，通过所述空气通道流下的空气和通过所述容水空间流下的水在所述涡流室中混合。
优选地，
所述涡流发生器的底部外壁形成为朝向下方外径逐渐减小的第一锥面结构，所述喷射器外壳的内壁下端也形成为朝向下方外径逐渐减小的第二锥面结构，所述第一锥面结构与所述第二锥面结构相匹配设置；且在所述第一锥面结构上还朝向延伸地设置有至少一个涡流槽，从下往上看，所述涡流槽不经过所述涡流发生器的中心轴线，且至少两个的所述涡流槽的偏转方向相一致。
优选地，
所述涡流发生器的外壁为沿轴线方向不等径的结构，使得所述涡流发生器的外壁与所述喷射器外壳的内壁之间形成的容水空间包括容积空间较大的第一容水空间和容积空间较小的第二容水空间；和/或，在所述喷射器外壳的底端内部还具有喷射孔，所述喷射孔与所述涡流室连通。
优选地，
所述第一容水空间位于所述第二容水空间的上方，且所述第二容水空间为通过在所述涡流发生器的外壁开设切平面、并通过所述切平面与所述喷射器外壳的内壁之间形成。
优选地，
所述双流体喷射器还包括电磁驱动部件和入水接头，所述电磁驱动部件包括筒形主体，所述筒形主体内部具有容置空间，所述容置空间中设置能在其中沿轴向运动的运动活塞，所述入水接头与所述筒形主体连接，且所述运动活塞内部设置有沿轴向开设的轴向通道和沿径向开设的径向通道，所述运动活塞能够运动使得所述轴向通道与所述容水空间连通、同时所述径向通道与所述入水接头的内部通道连通，使得水通过所述内部通道、所述径向通道和所述轴向通道依次进入所述容水空间中。
优选地，
所述电磁驱动部件还包括设置于所述筒形主体外部的电磁部件、以及设置于所述筒形主体内部且位于所述运动活塞的轴向一端的弹性部件，所述容水空间位于所述运动活塞的轴向另一端，所述电磁部件能够驱动所述运动活塞朝着所述弹性部件的方向运动以关闭所述径向通道与所述内部通道的连通，所述弹性部件产生的弹性力朝向所述容水空间以打开所述径向通道与所述内部通道的连通。
本发明提供的一种燃料电池增湿系统具有如下有益效果：
本发明通过设置水箱，并在水箱中设置水箱隔板，使得在水箱隔板的下部形成储水空间以储存冷凝水，水箱隔板的上部形成放置双流体喷射器的上部空间，并通过双流体喷射器从储水空间吸入水、同时从压缩空气入口吸入压缩空气，并在双流体喷射器中混合并排出，能够有效地对压缩空气进行加湿作用，并且通过双流体喷射器能够有效地根据空气的湿度调节水流量的大小，有效地对进入燃料电池的反应气体的湿度进行及时调节，喷射雾化质量高且能够对喷雾湿度进行调节，所采用的双流体喷射器能够使压缩空气与冷凝水进行充分混合增湿，并且价格便宜、加工工艺简单。
附图说明
图1是本发明一种采用双流体喷射器的燃料电池用增湿系统的结构图；
图2是本发明一种采用双流体喷射器的燃料电池用增湿系统的双流体喷射器4的剖视图；
图3是本发明一种采用双流体喷射器的燃料电池用增湿系统中涡流发生器4.1.2的轴测图；
图4是本发明一种采用双流体喷射器的燃料电池用增湿系统中涡流发生器4.1.2的主视图。
附图标记表示为：
1、水箱；2、压缩空气管路；31、高液位传感器；32、低液位传感器；4、双流体喷射器；5、驱动控制模块；6、湿度传感器；7、冷凝水管路；8、去离子器；9、水箱隔板；91、进水孔；10、冷凝水压缩泵；11、冷凝水过滤器；12、压缩空气出口；13、冷凝水加注口；101、储水空间；102、上部空间。
4.1.1、喷射器外壳；4.1.2、涡流发生器；4.1.2.1、涡流槽；4.1.2.2、第一锥面结构；4.1.2.3、切平面；4.1.2.4、底面；4.1.3、涡流室；4.1.4、喷射孔；4.1.5、空气通道；4.1.6、第一容水空间；4.1.7、第二容水空间；4.2、电磁驱动部件；4.2.1、轴向通道；4.2.2、径向通道；4.2.3、电磁部件；4.2.4、弹性部件；4.2.5、运动活塞；4.3、入水接头；4.3.1、内部通道。
具体实施方式
如图1-4所示，本发明提供一种燃料电池增湿系统，其包括：
水箱1，所述水箱1内部设置有水箱隔板9，所述水箱隔板9下部为储水空间101，所述水箱隔板9的上方设置有双流体喷射器4，所述双流体喷射器4具有水进口、与所述储水空间101连通，以容许所述储水空间101中的水被通入所述双流体喷射器4中；所述水箱1上一侧设置有压缩空气入口11，压缩空气从所述压缩空气入口11进入所述水箱隔板9的上部空间102，所述双流体喷射器4具有空气进口，以容许所述压缩空气被通入所述双流体喷射器4中；水和压缩空气在所述双流体喷射器4中被混合并被排出至所述上部空间中，所述水箱1上还设置有压缩空气出口12；且所述双流体喷射器4能够根据所述压缩空气出口12的空气湿度调节进入所述双流体喷射器4中的水的流量大小。
本发明通过设置水箱，并在水箱中设置水箱隔板，使得在水箱隔板的下部形成储水空间以储存冷凝水，水箱隔板的上部形成放置双流体喷射器的上部空间，并通过双流体喷射器从储水空间吸入水、同时从压缩空气入口吸入压缩空气，并在双流体喷射器中将空气和水混合并排出，能够有效地对压缩空气进行加湿作用，并且通过双流体喷射器能够有效地根据空气的湿度调节水流量的大小，有效地对进入燃料电池的反应气体的湿度进行及时调节，喷射雾化质量高且能够对喷雾湿度进行调节，所采用的双流体喷射器能够使压缩空气与冷凝水进行充分混合增湿，并且价格便宜、加工工艺简单。
如图1所示：本发明一种采用双流体喷射器的燃料电池用增湿系统包括
一个水箱1、一个压缩空气管路2、一个液位传感器(包括高液位传感器31和低液位传感器32)、一个双流体喷射器4。一个驱动控制模块5、一个湿度传感器6、一个冷凝水管路7、一个去离子器8、一个水箱隔板9、一个冷凝水压缩泵10、一个冷凝水过滤器11。
压缩空气从外部通过压缩空气管路2进入到水箱1内部后，流向双流体喷射器4。与此同时，水箱1底部的冷凝水通过冷凝水过滤器11，由冷凝水压缩泵10加压经冷凝水管路7输送到去离子器8中，冷凝水在去离子器8中去离子化后再次通过冷凝水管路7输送到双流体喷射器4入口处。湿度传感器6监测水箱1内部的压缩空气湿度然后将其数值反馈给燃料电池ECU，ECU根据具体情况向驱动控制模块5发出指令，调节双流体喷射器4的驱动电流及驱动脉宽的大小。冷凝水通过双流体喷射器4上接头4.3上的入水孔4.3.1进入到双流体喷射器4内部。冷凝水在双流体喷射器4中通过涡流发生器4.1.2形成涡流，然后与通到双流体喷射器4的压缩空气混合，然后以精细雾化状态喷出，从而给压缩空气进行增湿。双流体喷射器4根据燃料电池的额定功率可以设定为1个或多个。
由双流体喷射器4喷射出的冷凝水落在水箱隔板9上后会通过进水孔91重新流回水箱1的底部。水箱1的底部装有液位传感器3。当压缩空气增湿导致冷凝水液位低于最低限制位置时，液位传感器3将信号反馈给燃料电池ECU，ECU发出指令，外部冷凝水通过冷凝水加注口13注入到水箱1内部；当外部冷凝水加注到最高限位时，液位传感器3将信号反馈给燃料电池ECU，ECU发出指令，外部冷凝水停止加入。特别说明的是，外部冷凝水可以是从附加水箱获取，也可以是燃料电池反应后生成的排放水。
水箱隔板9用于隔离水箱1中的压缩空气与冷凝水，使得存在于水箱1底部的冷凝水在车辆行驶过程中不会飞溅到水箱1的上部造成增湿干涉。同时水箱隔板9上开有进水孔91，其目的是收集双流体喷射器4喷射出来的冷凝水到水箱1的底部。
优选地，还包括其中所述压缩空气管路总成2，其作用是将压缩空气输送到双流体喷射器4入口处。
其中所述液位传感器总成3，其作用是监测水箱内部冷凝水的液位高度。当冷凝水液位达到液位传感器总成3的低位检测值时，燃料电池ECU发出指令，外部冷凝水由冷凝水加注口13注入；当冷凝水液位达到液位传感器总成3的高位检测值时，燃料电池ECU发出指令，外部冷凝水停止注入。
其中所述双流体喷射器4，其目的是调节与压缩空气混合的冷凝水流量以及形成与压缩空气混合的冷凝水精细喷雾。
其中所述驱动控制模块5，其目的是调节与控制进入到双流体喷射器4中的冷凝水的流量。其与湿度传感器6配合。当湿度传感器6监测到压缩空气的湿度较低时，启动模块5增加驱动双流体喷射器4的电流及通电时间，从而使得进入到双流体喷射器中的冷凝水流量增加，空气湿度增加；当湿度传感器6监测到压缩空气的湿度较高时，启动模块5降低驱动双流体喷射器4的电流及通电时间，从而使得进入到双流体喷射器中的冷凝水流量减少，空气湿度降低。
其中所述冷凝水管路总成7，其目的是将水箱总成1底部的冷凝水输送到双流体喷射器4的冷凝水入口处。
其中所述去离子器8，其目的是将冷凝水去离子化，使得冷凝水中的离子无法进入到燃料电池中参加反应，提高燃料电池的性能及鲁棒性。
其中所述水箱隔板9，其目的是隔离压缩空气与冷凝水，使得存在于水箱总成1底部的冷凝水在车辆行驶过程中不会飞溅到水箱总成1的上部造成增湿干涉。同时水箱隔板9上开有进水孔91，其目的是收集双流体喷射器4喷射出来的冷凝水到水箱总成1的底部。
其中所述冷凝水压缩泵10，其目的是将水箱总成1底部的冷凝水加压并将通过冷凝水管路总成7输送到双流体喷射器4的冷凝水入口处。
其中所述冷凝水过滤器11，其目的是过滤冷凝水中的杂质，使杂质无法进入到冷凝水压缩泵10内部，避免冷凝水压缩泵10受到损坏而无法正常工作。
驱动控制模块5，所述驱动控制模块5与所述双流体喷射器4电连接；和/或，所述水箱1顶部还设置有冷凝水加注口13；和/或，所述水箱隔板9上还设置有容许所述水箱隔板9上的水流入所述储水空间中的进水孔91；和/或，还包括冷凝水管路7，所述冷凝水管路7一端连通至所述储水空间101中、另一端与所述双流体喷射器4连通；和/或，还包括压缩空气管路2，所述压缩空气管路2一端连通至所述压缩空气入口11中、另一端与所述双流体喷射器4连通。
优选地，所述压缩空气出口12处设置有湿度传感器6，所述驱动控制模块5还与所述湿度传感器6电连接；和/或，在所述储水空间101中还设置有高液位传感器31和低液位传感器32，且所述高液位传感器31和所述低液位传感器32分别与所述驱动控制模块5电连接。
优选地，在所述冷凝水管路7上还设置有去离子器8、冷凝水压缩泵10和冷凝水过滤器11中的至少一个。冷凝水管路7用于水箱1底部的冷凝水通过冷凝水压缩泵10增压后输送到双流体喷射器4的冷凝水入口处。去离子器8，用于将冷凝水去离子化，使得冷凝水中的离子无法进入到燃料电池中参加反应，提高燃料电池的性能及鲁棒性。冷凝水压缩泵10用于将水箱1底部的冷凝水加压并将通过冷凝水管路7输送到双流体喷射器4的冷凝水入口处。冷凝水过滤器11用于过滤冷凝水中的杂质，使杂质无法进入到冷凝水压缩泵10内部，避免冷凝水压缩泵10受到损坏而无法正常工作。
本发明提供一种采用双流体喷射器的燃料电池用增湿系统,包括:
一个水箱1、一个压缩空气管路2、一组液位传感器(包括高液位传感器31和低液位传感器32)、一个双流体喷射器4。一个驱动控制模块5、一个湿度传感器6、一个冷凝水管路7、一个去离子器8、一个水箱隔板9、一个冷凝水压缩泵10、一个冷凝水过滤器11。其上留有压缩空气入口11、压缩空气出口12、冷凝水加注口13。并且其上留有双流体喷射器4、驱动控制模块5、湿度传感器6、水箱隔板9等部件的安装孔及安装支架。
压缩空气管路2从水箱1壁面进入到内部，其作用是将压缩空气输送到双流体喷射器4的压缩空气入口处。
液位传感器(包括高液位传感器31和低液位传感器32)用于监控水箱1内部的冷凝水液位，并将液位值反馈给燃料电池ECU(驱动控制模块5，下同)进行判断。
双流体喷射器4其目的是调节与压缩空气混合的冷凝水流量以及形成与压缩空气混合的冷凝水精细喷雾。
优选地，所述双流体喷射器4包括喷射器外壳4.1和涡流发生器4.1.2，所述涡流发生器4.1.2的至少部分位于所述喷射器外壳4.1的内部，所述涡流发生器4.1.2内部具有空气通道4.1.5，所述空气通道4.1.5的一端为所述空气进口，所述涡流发生器4.1.2与所述喷射器外壳4.1.1之间为容许水进入的容水空间，所述涡流发生器4.1.2的底部与所述喷射器外壳4.1.1的内壁之间形成涡流室4.1.3，通过所述空气通道4.1.5流下的空气和通过所述容水空间流下的水在所述涡流室4.1.3中混合。本发明通过将双流体喷射器的结构设置为包括涡流发生器和喷射器外壳套接的结构形式，能够在涡流发生器内部走空气，涡流发生器和喷射器外壳之间走水，水井盖涡流发生器外壁后形成涡流，空气和水在涡流室中进行有效充分的混合，形成气雾并有效喷出，形成对空气的有效加湿。
本发明的涡流发生器4.1.2装配在喷射器外壳4.1.1内部。两者配合形成冷凝水经其流动的入口通道(第一容水空间4.1.6)和通道(第二容水空间4.1.7)。
喷射器外壳4.1.1与涡流发生器4.1.2头部共同形成涡流腔4.1.3并将涡流腔4.1.3内形成的涡流冷凝水通过喷射孔4.1.4喷出。
如图2所示：双流体喷射器外壳4.1内部形成冷凝水流经涡流发生器4.1.2的内部通道4.1.6及4.1.7。当冷凝水由冷凝水进口接头4.3内部的入口通道4.3.1进入到双流体喷射器外壳4.1.1内部通道4.1.6后，通过通道4.1.7进入到涡流槽4.1.2.1后将冷凝水形成涡流，然后进入到涡流室4.1.3内部。同时，压缩空气经过空气通道4.1.5也进入到涡流室4.1.3中，两者经过充分混合后经过喷射器外壳4.1.1上的喷射孔4.1.4将涡流室4.1.3内的冷凝水及压缩空气以精细雾化状态喷出。
优选地，
所述涡流发生器4.1.2的底部外壁形成为朝向下方外径逐渐减小的第一锥面结构4.1.2.2，所述喷射器外壳4.1.1的内壁下端也形成为朝向下方外径逐渐减小的第二锥面结构，所述第一锥面结构与所述第二锥面结构相匹配设置；且在所述第一锥面结构4.1.2.2上还朝向延伸地设置有至少一个涡流槽4.1.2.1，从下往上看，所述涡流槽4.1.2.1不经过所述涡流发生器4.1.2的中心轴线，且至少两个的所述涡流槽4.1.2.1的偏转方向相一致。
本发明通过形成两个相互配合的锥面结构，且在涡流发生器外壁的第一锥面结构上设置至少一个涡流槽，能够使得水只能通过该涡流槽流下，并有效形成涡流，有效提高水与空气混合的充分程度。涡流发生器4.1.2的倾斜部分(第一锥面结构4.1.2.2)形成为圆台形的结构，涡流槽4.1.2.1形成于该倾斜部分的外周。该涡流发生器4.1.2包括至少一条布置在涡流发生器4.1.2壁面的允许冷凝水通过其中的涡流槽4.1.2.1。涡流发生器4.1.2头部与喷射器外壳4.1.1共同形成涡流腔4.1.3，冷凝水通过涡流槽4.1.2.1流进涡流腔4.1.3时由于涡流槽4.1.2.1的旋转结构使得冷凝水在涡流腔4.1.3中形成涡流。
优选地，本发明的涡流发生器4.1.2中形成涡流的强度以及从喷射孔4.1.4喷射形成的冷凝水喷射角度根据涡流槽4.1.2.1的宽度，横截面面积，水路倾斜角度以及其组合的至少一个而发生变化。
涡流槽4.1.2.1的冷凝水流通路径形成为与圆台收缩端平面相切方向(如图4)。进一步优选地，该涡流器包括至少两条互相平行的涡流槽4.1.2.1。
优选地，涡流发生器4.1.2形成涡流的强度以及从喷射孔4.1.4喷射形成的冷凝水喷射角度根据倾斜部分的倾角而改变。
如图2所示：双流体喷射器4的涡流发生器4.1.2置于喷射器外壳4.1.1的内部，冷凝水通过涡流发生器4.1.2流进涡流室4.1.3时由于其特殊的旋转结构使得冷凝水在流经涡流发生器4.1.2后形成涡流。
如图2所示：喷射器外壳4.1.1与涡流发生器4.1.2头部共同形成涡流腔4.1.3并将涡流腔4.1.3内的涡流冷凝水通过喷射孔4.1.4喷出形成冷凝水与空气混合的喷雾。
如图2所示：当冷凝水流过涡流槽4.1.2.1时，在涡流腔4.1.3中形成旋流，并当流体流至喷射孔4.1.4时由于离心力形成液体膜(涡流发生器不转动，通过涡流槽的旋转结构形式使得水流遛流过时形成旋流)，该液体膜在涡流腔4.1.3中央部分形成空心。然后与压缩空气混合，最终以中空锥形喷雾形式从喷射孔4.1.4喷出。因此喷射后雾化冷凝水与压缩空气能更好的混合，从而增加冷凝水的增湿效率。
优选地，
所述涡流发生器4.1.2的外壁为沿轴线方向不等径的结构，使得所述涡流发生器4.1.2的外壁与所述喷射器外壳4.1.1的内壁之间形成的容水空间包括容积空间较大的第一容水空间4.1.6和容积空间较小的第二容水空间4.1.7；和/或，在所述喷射器外壳4.1.1的底端内部还具有喷射孔4.1.4，所述喷射孔4.1.4与所述涡流室4.1.3连通。通过涡流发生器的特有外壁结构能够在上方形成容积空间较大的第一容水空间，以承接来的水，下方容积缩小以利于对水流增速，将水有效地喷射出去，形成水雾并与空气混合，喷射孔能够利于将混合完成后的空气水混合物喷射出。
优选地，
所述第一容水空间4.1.6位于所述第二容水空间4.1.7的上方，且所述第二容水空间4.1.7为通过在所述涡流发生器4.1.2的外壁开设切平面4.1.2.3、并通过所述切平面4.1.2.3与所述喷射器外壳4.1.1的内壁之间形成。这是本发明的进一步优选结构形式，即涡流发生器外壁开设切平面，以有效形成容纳水流通过的第二容水空间，如图3所示：涡流发生器4.1.2上的三个均匀分布的切面4.1.2.3提供流向涡流槽4.1.2.1的冷凝水通路。当冷凝水通过冷凝水管路7流入喷射器外壳4.1.1内部，并通过涡流发生器4.1.2上的切面4.1.2.3流向涡流槽4.1.2.1以及喷射器外壳4.1.1。喷射器外壳4.1.1的横截面随液体喷射的方向朝其下端部变小。除喷射器外壳4.1.1外，涡流发生器4.1.2外周的一部分与喷射器外壳4.1.1的内周的一部分接触。液体经其通过的涡流槽4.1.2.1形成于外周。在本发明中，液体向下方只能通过涡流槽4.1.2.1而向下流动。
优选地，
所述双流体喷射器4还包括电磁驱动部件4.2和入水接头4.3，所述电磁驱动部件4.2包括筒形主体，所述筒形主体内部具有容置空间，所述容置空间中设置能在其中沿轴向运动的运动活塞4.2.5，所述入水接头与所述筒形主体连接，且所述运动活塞4.2.5内部设置有沿轴向开设的轴向通道4.2.1和沿径向开设的径向通道4.2.2，所述运动活塞4.2.5能够运动使得所述轴向通道4.2.1与所述容水空间连通、同时所述径向通道4.2.2与所述入水接头4.3的内部通道4.3.1连通，使得水通过所述内部通道4.3.1、所述径向通道4.2.2和所述轴向通道4.2.1依次进入所述容水空间中，所述内部通道4.3.1形成为所述水进口。通过本发明的电磁驱动部件和入水接头能够通过电磁的方式控制运动活塞运动，从而实现根据空气湿度的大小控制运动活塞运动，以控制水流量的大小根据需要进行变化。
双流体喷射器4的电磁驱动部件4.2，驱动运动活塞4.2.5在压紧弹簧(弹性部件4.2.4)的弹簧力作用下从处于初始位置运动到最大位置。从而造成进入到双流体喷射器4内的冷凝水的流量冷凝水流量为零与最大值之间某一数值。在整个工作过程中，电磁驱动部件4.2的驱动运动活塞4.2.5不与阀体撞击因此能够充分降低双流体喷射器4工作时的噪声。
优选地，
所述电磁驱动部件4.2还包括设置于所述筒形主体外部的电磁部件4.2.3、以及设置于所述筒形主体内部且位于所述运动活塞4.2.5的轴向一端的弹性部件4.2.4，所述容水空间位于所述运动活塞4.2.5的轴向另一端，所述电磁部件4.2.3能够驱动所述运动活塞4.2.5朝着所述弹性部件4.2.4的方向运动以关闭所述径向通道4.2.2与所述内部通道4.3.1的连通，所述弹性部件4.2.4产生的弹性力朝向所述容水空间以打开所述径向通道4.2.2与所述内部通道4.3.1的连通。
如图2所示：双流体喷射器4的电磁驱动部件4.2，该电磁驱动部件4.2包括缠绕线圈4.2.1、
压紧弹簧4.2.4、驱动运动活塞4.2.5以及形成的冷凝水通道4.2.1与4.2.2。当冷凝水进入到双流体喷射器4上的径向进油孔4.2.2。由于双流体喷射器4中的电磁驱动部件4.2没有接通电流，从而没有电磁力产生，驱动运动活塞4.2.5在压紧弹簧4.2.4的弹簧力作用下处于初始位置。驱动运动活塞4.2.5上的轴向通道4.2.1与径向通道4.2.2相通，此时冷凝水从径向通道4.2.2进入到驱动运动活塞4.2.5上的轴向通道4.2.1中，冷凝水流量为最大，冷凝水由径向通道4.2.2通过轴向通道4.2.1后进入到通道(第一容水空间4.1.6)内，此时冷凝水流量最大；当双流体喷射器4中的电磁驱动部件4.2接通最大电流时，驱动运动活塞4.2.5受电磁力影响克服压缩弹簧(弹性部件4.2.4)的弹簧力向铁芯方向向右运动，从而使得驱动运动活塞4.2.5上的轴向通道4.2.1与径向通道4.2.2重合面积为零。此时冷凝水无法进入到通道(第一容水空间4.1.6)内。当双流体喷射器4中的电磁驱动部件4.2接通电流为零与最大之间某一数值时，此时驱动运动活塞4.2.5上的轴向通道4.2.1与径向通道4.2.2重合面积为零与最大值之间某一数值，即进入到通道(第一容水空间4.1.6)内的冷凝水流量为零与最大值之间某一数值。在整个工作过程中，电磁驱动部件4.2的驱动运动活塞4.2.5不与阀体撞击因此能够充分降低双流体喷射器4工作时的噪声。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种燃料电池增湿系统，其特征在于：包括：
水箱(1)，所述水箱(1)内部设置有水箱隔板(9)，所述水箱隔板(9)下部为储水空间(101)，所述水箱隔板(9)的上方设置有双流体喷射器(4)，所述双流体喷射器(4)具有水进口、与所述储水空间(101)连通，以容许所述储水空间(101)中的水被通入所述双流体喷射器(4)中；所述水箱(1)上一侧设置有压缩空气入口(11)，压缩空气从所述压缩空气入口(11)进入所述水箱隔板(9)的上部空间(102)，所述双流体喷射器(4)具有空气进口，以容许所述压缩空气被通入所述双流体喷射器(4)中；水和压缩空气在所述双流体喷射器(4)中被混合并被排出至所述上部空间中，所述水箱(1)上还设置有压缩空气出口(12)；且所述双流体喷射器(4)能够根据所述压缩空气出口(12)的空气湿度调节进入所述双流体喷射器(4)中的水的流量大小。
2.根据权利要求1所述的燃料电池增湿系统，其特征在于：
还包括驱动控制模块(5)，所述驱动控制模块(5)与所述双流体喷射器(4)电连接；和/或，所述水箱(1)顶部还设置有冷凝水加注口(13)；和/或，所述水箱隔板(9)上还设置有容许所述水箱隔板(9)上的水流入所述储水空间中的进水孔(91)；和/或，还包括冷凝水管路(7)，所述冷凝水管路(7)一端连通至所述储水空间(101)中、另一端与所述双流体喷射器(4)连通；和/或，还包括压缩空气管路(2)，所述压缩空气管路(2)一端连通至所述压缩空气入口(11)中、另一端与所述双流体喷射器(4)连通。
3.根据权利要求2所述的燃料电池增湿系统，其特征在于：
所述压缩空气出口(12)处设置有湿度传感器(6)，所述驱动控制模块(5)还与所述湿度传感器(6)电连接；和/或，在所述储水空间(101)中还设置有高液位传感器(31)和低液位传感器(32)，且所述高液位传感器(31)和所述低液位传感器(32)分别与所述驱动控制模块(5)电连接。
4.根据权利要求2所述的燃料电池增湿系统，其特征在于：
在所述冷凝水管路(7)上还设置有去离子器(8)、冷凝水压缩泵(10)和冷凝水过滤器(11)中的至少一个。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的燃料电池增湿系统，其特征在于：
所述双流体喷射器(4)包括喷射器外壳(4.1)和涡流发生器(4.1.2)，所述涡流发生器(4.1.2)的至少部分位于所述喷射器外壳(4.1)的内部，所述涡流发生器(4.1.2)内部具有空气通道(4.1.5)，所述空气通道(4.1.5)的一端为所述空气进口，所述涡流发生器(4.1.2)与所述喷射器外壳(4.1.1)之间为容许水进入的容水空间，所述涡流发生器(4.1.2)的底部与所述喷射器外壳(4.1.1)的内壁之间形成涡流室(4.1.3)，通过所述空气通道(4.1.5)流下的空气和通过所述容水空间流下的水在所述涡流室(4.1.3)中混合。
6.根据权利要求5所述的燃料电池增湿系统，其特征在于：
所述涡流发生器(4.1.2)的底部外壁形成为朝向下方外径逐渐减小的第一锥面结构(4.1.2.2)，所述喷射器外壳(4.1.1)的内壁下端也形成为朝向下方外径逐渐减小的第二锥面结构，所述第一锥面结构与所述第二锥面结构相匹配设置；且在所述第一锥面结构(4.1.2.2)上还朝向延伸地设置有至少一个涡流槽(4.1.2.1)，从下往上看，所述涡流槽(4.1.2.1)不经过所述涡流发生器(4.1.2)的中心轴线，且至少两个的所述涡流槽(4.1.2.1)的偏转方向相一致。
7.根据权利要求5或6所述的燃料电池增湿系统，其特征在于：
所述涡流发生器(4.1.2)的外壁为沿轴线方向不等径的结构，使得所述涡流发生器(4.1.2)的外壁与所述喷射器外壳(4.1.1)的内壁之间形成的容水空间包括容积空间较大的第一容水空间(4.1.6)和容积空间较小的第二容水空间(4.1.7)；和/或，在所述喷射器外壳(4.1.1)的底端内部还具有喷射孔(4.1.4)，所述喷射孔(4.1.4)与所述涡流室(4.1.3)连通。
8.根据权利要求7所述的燃料电池增湿系统，其特征在于：
所述第一容水空间(4.1.6)位于所述第二容水空间(4.1.7)的上方，且所述第二容水空间(4.1.7)为通过在所述涡流发生器(4.1.2)的外壁开设切平面(4.1.2.3)、并通过所述切平面(4.1.2.3)与所述喷射器外壳(4.1.1)的内壁之间形成。
9.根据权利要求5-8中任一项所述的燃料电池增湿系统，其特征在于：
所述双流体喷射器(4)还包括电磁驱动部件(4.2)和入水接头(4.3)，所述电磁驱动部件(4.2)包括筒形主体，所述筒形主体内部具有容置空间，所述容置空间中设置能在其中沿轴向运动的运动活塞(4.2.5)，所述入水接头与所述筒形主体连接，且所述运动活塞(4.2.5)内部设置有沿轴向开设的轴向通道(4.2.1)和沿径向开设的径向通道(4.2.2)，所述运动活塞(4.2.5)能够运动使得所述轴向通道(4.2.1)与所述容水空间连通、同时所述径向通道(4.2.2)与所述入水接头(4.3)的内部通道(4.3.1)连通，使得水通过所述内部通道(4.3.1)、所述径向通道(4.2.2)和所述轴向通道(4.2.1)依次进入所述容水空间中，所述内部通道(4.3.1)形成为所述水进口。
10.根据权利要求9所述的燃料电池增湿系统，其特征在于：
所述电磁驱动部件(4.2)还包括设置于所述筒形主体外部的电磁部件(4.2.3)、以及设置于所述筒形主体内部且位于所述运动活塞(4.2.5)的轴向一端的弹性部件(4.2.4)，所述容水空间位于所述运动活塞(4.2.5)的轴向另一端，所述电磁部件(4.2.3)能够驱动所述运动活塞(4.2.5)朝着所述弹性部件(4.2.4)的方向运动以关闭所述径向通道(4.2.2)与所述内部通道(4.3.1)的连通，所述弹性部件(4.2.4)产生的弹性力朝向所述容水空间以打开所述径向通道(4.2.2)与所述内部通道(4.3.1)的连通。
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