CN114883603A - 一种应用于燃料电池测试设备的喷淋增湿装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种应用于燃料电池测试设备的喷淋增湿装置，包括增湿罐主体，该增湿罐主体内设有漏水隔板，该漏水隔板将增湿罐主体分为上下两层，增湿罐主体设有干气体入口、湿气体出口和液体出口，增湿罐主体的上层内部设有气体增湿填料，喷淋增湿装置还包括喷淋头连接管和插入喷淋组件，增湿罐主体的上层外侧设有中空的夹层，该夹层的一端设有液体入口、另一端连接喷淋头连接管，插入喷淋组件包括一个或多个位于增湿罐主体上层内部的连接管路，每个连接管路均设有多个喷淋头，连接管路经过增湿罐主体的侧壁接入喷淋头连接管。与现有技术相比，本发明具有易于加工维护、恒温加湿、液位稳定等优点。

Description

一种应用于燃料电池测试设备的喷淋增湿装置
技术领域
本发明涉及增湿罐设计技术领域，尤其是涉及一种应用于燃料电池测试设备的喷淋增湿装置。
背景技术
在现有燃料电池电堆测试中，需给电堆所需的阴极、阳极入口气体进行增湿加热，伴随着电堆的功率逐步增大，测试要求更为苛刻，与之匹配的增湿装置体积增大，造成实际使用过程中整体拆卸维修困难、保温效果不理想及高流量液位波动大造成液位监测频繁报错。
现有燃料电池测试设备中增湿罐设计，在罐体顶部开启大型维修口进行喷淋头的安装及维护，罐体外部单纯使用保温棉进行保温隔热，该方案存在以下缺陷：
1、在集成度较高测试设备中，很难在罐体安装后有富余空间在维修口进行人工维护，同时增湿罐对接管路较多，拆卸过程耗时费力；
2、阳极氢气属于危险气体，大型检修口对密封性加工要求极高，容易泄漏；
3、设备大流量运行中，液体温度已进行加热，进入喷淋头雾化后，罐体外壁温度稍低，造成冷凝及降温，使气体出口携带一定量液体，造成电堆测试异常；
4、同时循环液体进入罐体底部，在液位传感器管壁上产生气泡，液位传感器此时频繁报错。
因此需要一种易于加工维护、恒温、液位稳定的增湿装置。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种易于加工维护、恒温、液位稳定的应用于燃料电池测试设备的喷淋增湿装置。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种应用于燃料电池测试设备的喷淋增湿装置，包括增湿罐主体，该增湿罐主体内设有漏水隔板，该漏水隔板将增湿罐主体分为上下两层，所述增湿罐主体设有干气体入口、湿气体出口和液体出口，所述增湿罐主体的上层内部设有气体增湿填料，
所述喷淋增湿装置还包括喷淋头连接管和插入喷淋组件，所述增湿罐主体的上层外侧设有中空的夹层，该夹层的一端设有液体入口、另一端连接所述喷淋头连接管，所述插入喷淋组件包括一个或多个位于增湿罐主体上层内部的连接管路，每个连接管路均设有多个喷淋头，所述连接管路经过增湿罐主体的侧壁接入所述喷淋头连接管。
进一步地，所述插入喷淋组件包括第一连接管路和第二连接管路，所述第一连接管路位于所述气体增湿填料内，所述第二连接管路位于所述气体增湿填料的上方。
进一步地，所述喷淋头连接管的一端连接所述夹层，另一端分为一个或多个支路连接所述插入喷淋组件。
进一步地，所述增湿罐主体外侧设有增湿罐插入口，所述连接管路通过快装盲板与增湿罐插入口固定，所述连接管路通过焊接卡盘与喷淋头连接管固定。
进一步地，所述增湿罐插入口通过喷淋头卡箍连接所述快装盲板，所述喷淋头连接管通过快装卡箍连接所述焊接卡盘。
进一步地，所述增湿罐主体上层设有多个喷淋头连接管，每个喷淋头连接管均对应连接有插入喷淋组件。
进一步地，所述气体增湿填料为鲍尔环。
进一步地，所述干气体入口还通过管路连接有气体扩散头和扩散头排水口，所述气体扩散头的出口端朝向增湿罐主体的上层，所述扩散头排水口的出口端朝向增湿罐主体的下层。
进一步地，所述干气体入口、液体入口和湿气体出口均位于所述增湿罐主体的上层，所述液体出口位于所述增湿罐主体的下层。
进一步地，所述喷淋增湿装置还包括浮子液位传感器，该浮子液位传感器连接所述增湿罐主体的下层外壁，并接入所述增湿罐主体的内部，用于监测增湿罐主体下层的液位。
进一步地，所述浮子液位传感器为设有可视液位管的浮子液位传感器。
进一步地，所述浮子液位传感器通过快装卡箍连接所述增湿罐主体。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)本发明在增湿罐主体上层侧壁设置了喷淋头连接管和插入喷淋组件，液体通过液体入口充满增湿罐主体夹层后经过最上方设置的接口进入喷淋头连接管，之后分别进入第一、第二连接管路的喷淋头雾化，自上而下流入气体增湿填料内，使罐体内整体温度均衡，且罐体内壁温度高于增湿后气体温度，减少湿气体冷凝，避免液体进入湿气管路；
(2)侧方插入式喷淋头组件更换、维护便利，在不需要拆卸本体的情况下轻易更换配件，省时省力，可在不更改增湿罐主体的情况增加喷淋头数量，灵活提升或减低加湿能力；罐体取消顶部检修口，大大降低密封加工难度及泄漏风险；
(3)罐体取消顶部检修口，大大降低密封加工难度及泄漏风险；
(4)外置快装式且带有可视液位管的浮子液位传感器，更换维护便利，浮子随液位浮动感应，杜绝传统光电式液位传感器因气泡、水滴引起的液位频繁报错。
附图说明
图1为本发明实施例中提供的一种应用于燃料电池测试设备的喷淋增湿装置的结构示意图；
图2为本发明实施例中提供的一种应用于燃料电池测试设备的喷淋增湿装置的立体结构示意图；
图3为本发明实施例中提供的一种插入喷淋组件的立体结构示意图；
图中，1、增湿罐主体；2、喷淋头连接管；3、插入喷淋组件；301、快装盲板；302、焊接卡盘；4、鲍尔环；5、液体；6、气体扩散头；7、扩散头排水口；8、漏水隔板；9、浮子液位传感器；10、快装卡箍；11、喷淋头卡箍；12、喷淋头。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
实施例1
如图1和图2所示，本实施例提供一种应用于燃料电池测试设备的喷淋增湿装置，包括增湿罐主体1，该增湿罐主体1内设有漏水隔板8，该漏水隔板8将增湿罐主体1分为上下两层，增湿罐主体1设有干气体入口、湿气体出口和液体出口，增湿罐主体1的上层内部设有气体增湿填料，
喷淋增湿装置还包括喷淋头连接管2和插入喷淋组件3，增湿罐主体1的上层外侧设有中空的夹层，该夹层的一端设有液体入口、另一端连接喷淋头连接管2，插入喷淋组件3包括一个或多个位于增湿罐主体1上层内部的连接管路，每个连接管路均设有多个喷淋头，连接管路经过增湿罐主体1的侧壁接入喷淋头连接管2。
工作原理：液体通过液体入口充满增湿罐主体1的夹层后经过最上方设置的接口进入喷淋头连接管2，之后分别进入第一、第二连接管路的喷淋头雾化，自上而下流入气体增湿填料内，使罐体内整体温度均衡，且罐体内壁温度高于增湿后气体温度，减少湿气体冷凝，避免液体进入湿气管路；且罐体内壁温度高于增湿后气体温度，减少湿气体冷凝，避免液体进入湿气管路；侧方插入式喷淋头组件更换、维护便利，在不需要拆卸本体的情况下轻易更换配件，省时省力，可在不更改增湿罐主体1的情况增加喷淋头数量，灵活提升或减低加湿能力；罐体取消顶部检修口，大大降低密封加工难度及泄漏风险。
本实施例中，干气体入口还通过管路连接有气体扩散头6和扩散头排水口7，气体扩散头6的出口端朝向增湿罐主体1的上层，扩散头排水口7的出口端朝向增湿罐主体1的下层。
干气体入口、液体入口和湿气体出口均位于增湿罐主体1的上层，液体出口位于增湿罐主体1的下层。
作为一种优选的实施方式，喷淋头连接管2的一端连接夹层，另一端分为一个或多个支路连接插入喷淋组件3。本市实施例中，喷淋头连接管2的顶部设有接口通过快装卡箍接入增湿罐主体1，底部分为两个支路连接插入喷淋组件3。
如图3所示，作为一种优选的实施方式，增湿罐主体1外侧设有增湿罐插入口，连接管路通过快装盲板301与增湿罐插入口固定，连接管路通过焊接卡盘302与喷淋头连接管2固定。
进一步地，作为一种优选的实施方式，增湿罐插入口通过喷淋头卡箍11连接快装盲板301，喷淋头连接管2通过快装卡箍10连接焊接卡盘302。
快装盲板301、焊接卡盘302、喷淋头卡箍11和快装卡箍10的设置便于更换喷淋头连接管2、第一连接管路、第二连接管路和喷淋头，且维护方便，在不需要拆卸本体的情况下轻易更换配件，省时省力，可在不更改增湿罐主体1的情况增加喷淋头数量，灵活提升或减低加湿能力。
作为一种优选的实施方式，插入喷淋组件3包括第一连接管路和第二连接管路，第一连接管路位于气体增湿填料内，第二连接管路位于气体增湿填料的上方；对气体增湿填料的内部和外部液体均进行雾化，能进一步提升气体增湿填料对气体的增湿性能。
进一步地，本实施例中增湿罐主体1外侧设有第一增湿罐插入口和第二湿罐插入口，第一连接管路通过快装盲板301与第一增湿罐插入口固定，第一连接管路通过焊接卡盘302与喷淋头连接管2固定；第二连接管路通过快装盲板301与第二增湿罐插入口固定，第二连接管路通过焊接卡盘302与喷淋头连接管2固定。
第一增湿罐插入口和第二湿罐插入口通过喷淋头卡箍11连接快装盲板301，喷淋头连接管2通过快装卡箍10连接焊接卡盘302。
优选的，增湿罐主体1上层设有多个喷淋头连接管2，每个喷淋头连接管2均连接有第一连接管路和第二连接管路，本实施例中设有两个喷淋头连接管2。
作为一种优选的实施方式，气体增湿填料为鲍尔环4，能使空气和水能够充分接触。
作为一种优选的实施方式，喷淋增湿装置还包括浮子液位传感器9，该浮子液位传感器9连接增湿罐主体1的下层外壁，并接入增湿罐主体1的内部，用于监测增湿罐主体1下层的液位。
浮子液位传感器9为设有可视液位管的浮子液位传感器9，，更换维护便利，浮子随液位浮动感应，杜绝传统光电式液位传感器因气泡、水滴引起的液位频繁报错。
浮子液位传感器9通过快装卡箍10连接增湿罐主体1，便于拆装。
将上述优选的实施方式进行任意组合可以得到更优的实施方式，下面对一种最优的实施方式进行具体描述。
如图1-3所示，本实施例提供应用于燃料电池测试设备的喷淋增湿装置，包括增湿罐主体1、喷淋头连接管2、插入喷淋头组件、鲍尔环4、浮子液位传感器9、快装卡箍10、喷淋头卡箍11、喷淋头12；
增湿罐主体1包括气体扩散头6及扩散头排水口7、漏水隔板8；所述插入喷淋头组件3包括喷淋头12、快装盲板301、焊接卡盘302，喷淋头12朝下插入增湿罐；所述液体由液体入口进入，充满增湿外侧的夹层后在顶部通过喷淋头连接管2进入入喷淋头12；插入喷淋头组件3、喷淋头连接管2、浮子液位传感器9使用分别使用喷淋头卡箍11和快装卡箍10固定。
所述浮子液位传感器9安装在增湿罐主体1外侧，且为可视液位高度透明管；所述鲍尔环填充于增湿罐主体上半部分。
应用时，干气体入口及液体入口分别接入测试设备输入端，湿气体出口通过管路进入电堆，液体向下聚集，由液体出口接入设备，进行再次加热循环；
当需要气体增湿时，气体通过气体扩散头自下而上，加热液体通过增湿罐夹层进入喷淋头雾化自上而下，通过鲍尔环使气体与液体充分接触，得到增湿气体，多余液体通过增湿罐漏水隔板，进入增湿罐底部，浮子液位传感器监测液位。当喷淋头长时间运行出现问题后，将罐体内插入喷淋组件单独抽出进行维护。
本发明装置中各主要部件的作用：
增湿罐主体1：对气体进行增湿。
喷淋头连接管2：连接增湿罐与喷淋头。
插入喷淋组件3：液体雾化。
快装盲板301：与增湿罐插入口固定。
焊接卡盘302：与喷淋头连接管2固定。
鲍尔环4：填料，使空气和水能够充分接触。
液体5：去离子水，雾化液体。
气体扩散头6：扩散空气，使气体均匀分布罐体内。
扩散头排水口7：通过扩散头6进入气体入口的液体可通过扩散头排水口7排空，防止进气口积水对接主进气管路。
漏水隔板8：分离液体与雾化区域。
浮子液位传感器9：监测罐体内液位。
快装卡箍10：固定密封。
喷淋头卡箍11：固定密封。
喷淋头12：液体雾化。
工作原理：
当需要气体增湿时，气体通过气体扩散头6自下而上，加热液体5通过增湿罐夹层进入喷淋头12雾化自上而下，通过鲍尔环4使气体与液体充分接触，得到增湿气体，多余液体通过增湿罐漏水隔板8，进入增湿罐底部，浮子液位传感器9监测液位。当喷淋头12长时间运行出现问题后，将罐体内插入喷淋组件3单独抽出进行维护。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种应用于燃料电池测试设备的喷淋增湿装置，包括增湿罐主体(1)，该增湿罐主体(1)内设有漏水隔板(8)，该漏水隔板(8)将增湿罐主体(1)分为上下两层，所述增湿罐主体(1)设有干气体入口、湿气体出口和液体出口，所述增湿罐主体(1)的上层内部设有气体增湿填料，
其特征在于，所述喷淋增湿装置还包括喷淋头连接管(2)和插入喷淋组件(3)，所述增湿罐主体(1)的上层外侧设有中空的夹层，该夹层的一端设有液体入口、另一端连接所述喷淋头连接管(2)，所述插入喷淋组件(3)包括一个或多个位于增湿罐主体(1)上层内部的连接管路，每个连接管路均设有多个喷淋头，所述连接管路经过增湿罐主体(1)的侧壁接入所述喷淋头连接管(2)。
2.根据权利要求1所述的一种应用于燃料电池测试设备的喷淋增湿装置，其特征在于，所述插入喷淋组件(3)包括第一连接管路和第二连接管路，所述第一连接管路位于所述气体增湿填料内，所述第二连接管路位于所述气体增湿填料的上方。
3.根据权利要求1所述的一种应用于燃料电池测试设备的喷淋增湿装置，其特征在于，所述喷淋头连接管(2)的一端连接所述夹层，另一端分为一个或多个支路连接所述插入喷淋组件(3)。
4.根据权利要求1所述的一种应用于燃料电池测试设备的喷淋增湿装置，其特征在于，所述增湿罐主体(1)外侧设有增湿罐插入口，所述连接管路通过快装盲板(301)与增湿罐插入口固定，所述连接管路通过焊接卡盘(302)与喷淋头连接管(2)固定。
5.根据权利要求4所述的一种应用于燃料电池测试设备的喷淋增湿装置，其特征在于，所述增湿罐插入口通过喷淋头卡箍(11)连接所述快装盲板(301)，所述喷淋头连接管(2)通过快装卡箍(10)连接所述焊接卡盘(302)。
6.根据权利要求1所述的一种应用于燃料电池测试设备的喷淋增湿装置，其特征在于，所述增湿罐主体(1)上层设有多个喷淋头连接管(2)，每个喷淋头连接管(2)均对应连接有插入喷淋组件(3)。
7.根据权利要求1所述的一种应用于燃料电池测试设备的喷淋增湿装置，其特征在于，所述气体增湿填料为鲍尔环(4)。
8.根据权利要求1所述的一种应用于燃料电池测试设备的喷淋增湿装置，其特征在于，所述干气体入口还通过管路连接有气体扩散头(6)和扩散头排水口(7)，所述气体扩散头(6)的出口端朝向增湿罐主体(1)的上层，所述扩散头排水口(7)的出口端朝向增湿罐主体(1)的下层。
9.根据权利要求1所述的一种应用于燃料电池测试设备的喷淋增湿装置，其特征在于，所述干气体入口、液体入口和湿气体出口均位于所述增湿罐主体(1)的上层，所述液体出口位于所述增湿罐主体(1)的下层。
10.根据权利要求1所述的一种应用于燃料电池测试设备的喷淋增湿装置，其特征在于，所述喷淋增湿装置还包括浮子液位传感器(9)，该浮子液位传感器(9)连接所述增湿罐主体(1)的下层外壁，并接入所述增湿罐主体(1)的内部，用于监测增湿罐主体(1)下层的液位。
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