CN111509272A - 一种燃料电池用高效率气体增湿器 - Google Patents

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Abstract

本发明属于增湿设备技术领域，提供了一种燃料电池用高效率气体增湿器，包括增湿器本体，所述第一隔板和所述第二隔板将所述增湿器本体依次分割为干燥入口部、湿热交换部和干燥出口部；所述干燥入口部的外壁设置干燥气体入口，所述干燥出口部的外壁设置干燥气体出口；所述湿热交换部的内部设置中通纤维膜管，所述中通纤维膜管为螺旋状构件；所述增湿器本体的一侧边设置湿气入管，所述湿气入管的外壁设置第一湿气进管和第二湿气进管，所述增湿器本体的相对侧边设置湿气出管，所述湿气出管的外壁设置第一湿气出管和第二湿气出管。本发明提供的一种燃料电池用高效率气体增湿器，结构简单且提高湿热交换的效率，增湿效果佳。

Description

一种燃料电池用高效率气体增湿器
技术领域
本发明涉及增湿设备技术领域，具体涉及一种燃料电池用高效率气体增湿器。
背景技术
质子交换膜燃料电池（PEMFC）由于具有工作温度低、启动快、比功率高、结构简单、操作方便等优点，被公认为电动汽车、固定发电站等的首选能源。
目前广泛采用的质子交换膜是Nafion膜，要保证其良好的质子导电率，必须提供足够适量的水分；燃料电池系统中专门增设了增湿环节，增湿效果的好坏很大程度上决定了燃料电池乃至汽车整车的工作性能。
现今燃料电池系统中普遍使用的膜管式气体增湿器，但是存在一定的问题，干燥的气体在膜管有限的空间内存留时间比较短，湿热交换的效率低，增湿效果不佳。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种燃料电池用高效率气体增湿器，结构简单且提高湿热交换的效率，增湿效果佳。
为达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：
一种燃料电池用高效率气体增湿器，包括增湿器本体，所述增湿器本体的内部中空设置；所述增湿器本体的内部两相对侧边分别设置第一隔板和第二隔板,所述第一隔板和所述第二隔板将所述增湿器本体依次分割为干燥入口部、湿热交换部和干燥出口部；
所述干燥入口部的外壁设置干燥气体入口，所述干燥出口部的外壁设置干燥气体出口；
所述湿热交换部的内部设置中通纤维膜管，所述中通纤维膜管的两端分别连接所述第一隔板和所述第二隔板，且所述中通纤维膜管分别与所述干燥入口部和所述干燥出口部贯通设置；
所述中通纤维膜管为螺旋状构件，所述中通纤维膜管设置有若干，且所述中通纤维膜管依次阵列设置；
所述增湿器本体的一侧边设置湿气入管，所述湿气入管的外壁设置第一湿气进管和第二湿气进管，且所述第一湿气进管和所述第二湿气进管均与所述湿热交换部贯通设置；
所述增湿器本体的相对侧边设置湿气出管，所述湿气出管的外壁设置第一湿气出管和第二湿气出管，且所述第一湿气出管和所述第二湿气出管均与所述湿热交换部贯通设置。
作为一种改进的技术方案，所述增湿器本体的外壁设置查看窗，所述查看窗为透明塑胶材质构件。
作为一种改进的技术方案，所述干燥出口部的内壁设置湿度传感器，所述增湿器本体的外壁设置控制屏，所述控制屏和所述湿度传感器串接设置。
作为一种改进的技术方案，所述控制屏的底部设置电源，所述电源为锂离子电池构件，且所述电源的侧边设置充电插口。
作为一种改进的技术方案，所述中通纤维膜管的两端均设置梯形槽口。
作为一种改进的技术方案，所述湿气主管的入端设置连接盘，所述连接盘的上部设置密封垫，所述密封垫为硅橡胶材质构件。
作为一种改进的技术方案，所述第一隔板和所述第二隔板的周边均环绕设置密封圈。
作为一种改进的技术方案，所述增湿器本体的上部和下部分别设置进水口和出水口，所述进水口和所述出水口的上部均设置密封盖。
由于采用以上技术方案，本发明具有以下有益效果：
本发明提供一种燃料电池用高效率气体增湿器，包括：增湿器本体，所述增湿器本体的内部中空设置；所述增湿器本体的内部两相对侧边分别设置第一隔板和第二隔板,所述第一隔板和所述第二隔板将所述增湿器本体依次分割为干燥入口部、湿热交换部和干燥出口部；所述干燥入口部的外壁设置干燥气体入口，所述干燥出口部的外壁设置干燥气体出口；所述湿热交换部的内部设置中通纤维膜管，所述中通纤维膜管为螺旋状构件，所述中通纤维膜管设置有若干，且所述中通纤维膜管依次阵列设置；所述增湿器本体的一侧边设置湿气入管，所述湿气入管的外壁设置第一湿气进管和第二湿气进管，所述增湿器本体的相对侧边设置湿气出管，所述湿气出管的外壁设置第一湿气出管和第二湿气出管；基于以上机构，结构简单且操作方便，提高湿热交换的效率，增湿效果佳，利于推广使用。
本发明中，所述增湿器本体的外壁设置查看窗，所述查看窗为透明塑胶材质构件；基于以上机构，查看所述湿热交换部内部的情况。
本发明中，所述干燥出口部的内壁设置湿度传感器，所述增湿器本体的外壁设置控制屏；基于以上机构，及时的查看增湿的准确数据。
本发明中，所述控制屏的底部设置电源，所述电源为锂离子电池构件，且所述电源的侧边设置充电插口；基于以上机构，通过反复的充电，保障所述控制屏的长时间使用。
本发明中，所述中通纤维膜管的两端均设置梯形槽口；基于以上机构，便于增强气体的流通性能。
本发明中，所述湿气主管的入端设置连接盘，所述连接盘的上部设置密封垫，所述密封垫为硅橡胶材质构件；基于以上机构，便于与外部湿气气源的连接。
本发明中，所述第一隔板和所述第二隔板的周边均环绕设置密封圈；基于以上机构，密封效果佳，保障湿热交换的效率。
本发明中，所述增湿器本体的上部和下部分别设置进水口和出水口，所述进水口和所述出水口的上部均设置密封盖；基于以上机构，便于及时定期的清理所述湿热交换部。
综上所述,本发明提供的一种燃料电池用高效率气体增湿器，提高湿热交换的效率，增湿效果佳，同时便于清洗，保障加湿的效率，利于推广使用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为一种燃料电池用高效率气体增湿器结构示意图；
图2为第一隔板局部结构示意图；
图3为控制屏结构示意图。
附图中，1、增湿器本体，11、第一隔板，12、第二隔板，13、干燥入口部，131、干燥气体入口，14、湿热交换部，15、干燥出口部，151、干燥气体出口，16、进水口，17、出水口，18、密封盖，2、中通纤维膜管，21、梯形槽口，3、湿气入管，31、第一湿气进管，32、第二湿气进管，33、连接盘，34、密封垫，4、湿气出管，41、第一湿气出管，42、第二湿气出管，5、查看窗，6、控制屏，61、湿度传感器，62、电源，621、充电插口，7、密封圈。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明技术方案进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1-3所示，本发明提供一种燃料电池用高效率气体增湿器，包括增湿器本体1，增湿器本体1的内部中空设置；增湿器本体1的内部两相对侧边分别设置第一隔板11和第二隔板12,第一隔板11和第二隔板12将增湿器本体1依次分割为干燥入口部13、湿热交换部14和干燥出口部15；湿热交换部14进行湿热交换的部位，干燥入口部13和干燥出口部15分别为干燥气体的进入和排出部位；
第一隔板11和第二隔板12的周边均环绕设置密封圈7；密封效果佳，保障湿热交换的效率；
干燥入口部13的外壁设置干燥气体入口131，干燥出口部15的外壁设置干燥气体出口151；
湿热交换部14的内部设置中通纤维膜管2，中通纤维膜管2的两端分别连接第一隔板11和第二隔板12，且中通纤维膜管2分别与干燥入口部13和干燥出口部15贯通设置；
中通纤维膜管2为螺旋状构件，中通纤维膜管2设置有若干，且中通纤维膜管2依次阵列设置；中通纤维膜管2有效的增加接触的面积，增强湿热交换的效率；
中通纤维膜管2的两端均设置梯形槽口21；便于增强气体的流通性能；
增湿器本体1的一侧边设置湿气入管3，湿气主管的入端设置连接盘33，连接盘33的上部设置密封垫34，密封垫34为硅橡胶材质构件；便于与外部湿气气源的连接，同时避免发生泄漏；
湿气入管3的外壁设置第一湿气进管31和第二湿气进管32，且第一湿气进管31和第二湿气进管32均与湿热交换部14贯通设置；设置第一湿气进管31和第二湿气进管32增强湿气的进入；
增湿器本体1的相对侧边设置湿气出管4，湿气出管4的外壁设置第一湿气出管41和第二湿气出管42，且第一湿气出管41和第二湿气出管42均与湿热交换部14贯通设置；设置第一湿气出管41和第二湿气出管42有利于时期的排出；
上述气体增湿过程包括两个回路；管外湿润气体回路：从燃料电池电堆系统排出的湿润尾气从位于增湿器本体1一端的第一湿气进管31、第二湿气进管32进入湿热交换部14，穿过中通纤维膜管2的膜外表面所形成的空间后，经设置的第一湿气出管41、第二湿气出管42排放至大气中；
同时设置有管内干燥气体回路：干燥的待加湿气体从干燥气体入口131进入湿热交换部14，穿过中通纤维膜管2的膜内表面与经过中通纤维膜管2的膜外表面的潮湿气体进行湿热交换，干燥气体转换成为富含水分的气体后经过干燥气体出口151排出，其后再进入燃料电池电堆系统，完成加湿的过程；
增湿器本体1的外壁设置查看窗5，查看窗5为透明塑胶材质构件；查看湿热交换部14内部的情况；干燥出口部15的内壁设置湿度传感器61，增湿器本体1的外壁设置控制屏6，控制屏6和湿度传感器61串接设置；及时的查看增湿的准确数据；
控制屏6的底部设置电源62，电源62为锂离子电池构件，且电源62的侧边设置充电插口621；通过反复的充电，保障控制屏6的长时间使用；控制屏6、湿度传感器61和电源62均为公知的技术，在本实施例中不再说明；
需要定期的进行清理，增湿器本体1的上部和下部分别设置进水口16和出水口17，进水口16和出水口17的上部均设置密封盖18；清理时打开密封盖18，通过进水口16进入清水，废水通过出水口17排出，保障下一次的使用。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (8)

1.一种燃料电池用高效率气体增湿器，其特征在于：包括增湿器本体，所述增湿器本体的内部中空设置；所述增湿器本体的内部两相对侧边分别设置第一隔板和第二隔板,所述第一隔板和所述第二隔板将所述增湿器本体依次分割为干燥入口部、湿热交换部和干燥出口部；
所述干燥入口部的外壁设置干燥气体入口，所述干燥出口部的外壁设置干燥气体出口；
所述湿热交换部的内部设置中通纤维膜管，所述中通纤维膜管的两端分别连接所述第一隔板和所述第二隔板，且所述中通纤维膜管分别与所述干燥入口部和所述干燥出口部贯通设置；
所述中通纤维膜管为螺旋状构件，所述中通纤维膜管设置有若干，且所述中通纤维膜管依次阵列设置；
所述增湿器本体的一侧边设置湿气入管，所述湿气入管的外壁设置第一湿气进管和第二湿气进管，且所述第一湿气进管和所述第二湿气进管均与所述湿热交换部贯通设置；
所述增湿器本体的相对侧边设置湿气出管，所述湿气出管的外壁设置第一湿气出管和第二湿气出管，且所述第一湿气出管和所述第二湿气出管均与所述湿热交换部贯通设置。
2.根据权利要求1所述的一种燃料电池用高效率气体增湿器，其特征在于：所述增湿器本体的外壁设置查看窗，所述查看窗为透明塑胶材质构件。
3.根据权利要求1所述的一种燃料电池用高效率气体增湿器，其特征在于：所述干燥出口部的内壁设置湿度传感器，所述增湿器本体的外壁设置控制屏，所述控制屏和所述湿度传感器串接设置。
4.根据权利要求1所述的一种燃料电池用高效率气体增湿器，其特征在于：所述控制屏的底部设置电源，所述电源为锂离子电池构件，且所述电源的侧边设置充电插口。
5.根据权利要求1所述的一种燃料电池用高效率气体增湿器，其特征在于：所述中通纤维膜管的两端均设置梯形槽口。
6.根据权利要求1所述的一种燃料电池用高效率气体增湿器，其特征在于：所述湿气主管的入端设置连接盘，所述连接盘的上部设置密封垫，所述密封垫为硅橡胶材质构件。
7.根据权利要求1所述的一种燃料电池用高效率气体增湿器，其特征在于：所述第一隔板和所述第二隔板的周边均环绕设置密封圈。
8.根据权利要求1所述的一种燃料电池用高效率气体增湿器，其特征在于：所述增湿器本体的上部和下部分别设置进水口和出水口，所述进水口和所述出水口的上部均设置密封盖。
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