CN206163612U - 一种质子交换膜燃料电池的加湿装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种质子交换膜燃料电池的加湿装置,它包括一预加湿区、一气体喷淋区、一热交换区、一水存储区和一气体输出通道;预加湿区中装有液态水,在预加湿区的顶部固定连接一进气管,进气管的末端位于液态水的液面下;预加湿区的上部与气体喷淋区连通,气体喷淋区的顶部设置有水雾喷头;热交换区位于气体喷淋区的下方,热交换区与气体喷淋区之间通过一多孔筛板分隔开;在热交换区设置有至少两个水平间隔布置的换热板,每一换热板上均设置有多个通孔;水存储区位于热交换区的下方,在水存储区的底部设置有电加热板;气体输出通道与水存储区的上部连通且向上延伸。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种质子交换膜燃料电池的加湿装置,属于电池技术领域。
背景技术
目前,燃料电池已经成功地在航天、汽车、电脑等领域,其具有无污染、无噪音、效率高等优点。而质子交换膜燃料电池作为燃料电池的一种,可在低温环境下工作,由于其使用固态电解质,因此更适合应用在需要可移动性能源的产业上,是目前各类燃料电池中最受关注的一种。质子交换膜是质子交换膜燃料电池中的关键部件,在质子交换膜燃料运行时,质子交换膜在传导质子时必须有水的存在。为了保证质子交换膜燃料电池的性能,反应气体必须预加湿。现有的加湿器加湿速度慢、体积大、结构复杂、成本高。
发明内容
针对上述问题,本实用新型的目的是提供一种加湿速度快、体积小、结构简单、成本低的质子交换膜燃料电池的加湿装置。
为实现上述目的,本实用新型采用以下技术方案:一种质子交换膜燃料电池的加湿装置,其特征在于:它包括一预加湿区、一气体喷淋区、一热交换区、一水存储区和一气体输出通道;所述预加湿区中装有液态水,在所述预加湿区的顶部固定连接一进气管,所述进气管的末端位于所述液态水的液面下;所述预加湿区的上部与所述气体喷淋区连通,所述气体喷淋区的顶部设置有水雾喷头;所述热交换区位于所述气体喷淋区的下方,所述热交换区与所述气体喷淋区之间通过一多孔筛板分隔开;在所述热交换区设置有至少两个水平间隔布置的换热板,每一所述换热板上均设置有多个通孔;所述水存储区位于所述热交换区的下方,在所述水存储区的底部设置有电加热板;所述气体输出通道与所述水存储区的上部连通且向上延伸。
在所述气体输出通道的出口处设置一过滤器。
所述换热板使用翘片式管状结构,所述换热板包括冷凝管和翘片。
本实用新型由于采取以上技术方案,其具有以下优点:1、本实用新型设置有预加湿区、气体喷淋区、热交换区和水存储区,气体先后经过液态水预加湿、水雾喷淋、换热板气化、电加热板气化等过程,能够在极短时间实现气体的加湿,因此加湿效率高。2、本实用新型结构简单、成本低,可广泛应用于为质子交换膜燃料电池的加湿过程中。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。
如图1所示,本实用新型包括一预加湿区1、一气体喷淋区2、一热交换区3、一水存储区4和一气体输出通道5。其中,预加湿区1中装有液态水,在预加湿区1的顶部固定连接一进气管6,进气管6的末端位于液态水的液面下。预加湿区1的上部与气体喷淋区2连通,气体喷淋区2的顶部设置有水雾喷头7。热交换区3位于气体喷淋区2的下方,热交换区3与气体喷淋区2之间通过一多孔筛板8分隔开。在热交换区3设置有至少两个水平间隔布置的换热板9,每一换热板9上均设置有多个通孔。水存储区4位于热交换区4的下方,在水存储区4的底部设置有电加热板10。气体输出通道5与水存储区4的上部连通且向上延伸。
在一个优选的实施例中,在气体输出通道5的出口处设置一过滤器11。
在一个优选的实施例中,换热板9使用翘片式管状结构,包括冷凝管和翘片。
本实用新型在使用时,气体从进气管6进入预加湿区1的液态水中,变成气泡上浮进入液态水上方的空间,然后进入气体喷淋区2。水雾喷头7喷出水雾,气体与水雾进行水热交换,使气体达到过饱和状态,携带大量液态水的气体通过多孔筛板8进入热交换区3,燃料电池工作时排出的冷凝水流入换热板9,换热板9使进入热交换区3的液态水气化。如果热交换区3还有液态水未被气化,剩余的水进入水存储区4,水存储区4的电加热板10进行加热,促使进入水存储区4的水气化,从而使气体的相对湿度逐渐增加。最后气体进入气体输出通道5,过量的液态水通过设置在出口处的过滤器11滤除,然后气体排出,进入燃料电池。
本实用新型仅以上述实施例进行说明,各部件的结构、设置位置及其连接都是可以有所变化的。在本实用新型技术方案的基础上,凡根据本实用新型原理对个别部件进行的改进或等同变换,均不应排除在本实用新型的保护范围之外。
Claims (2)
1.一种质子交换膜燃料电池的加湿装置,其特征在于:它包括一预加湿区(1)、一气体喷淋区(2)、一热交换区(3)、一水存储区(4)和一气体输出通道(5);所述预加湿区(1)中装有液态水,在所述预加湿区(1)的顶部固定连接一进气管(6),所述进气管(6)的末端位于所述液态水的液面下;所述预加湿区(1)的上部与所述气体喷淋区(2)连通,所述气体喷淋区(2)的顶部设置有水雾喷头(7);所述热交换区(3)位于所述气体喷淋区(2)的下方,所述热交换区(3)与所述气体喷淋区(2)之间通过一多孔筛板(8)分隔开;在所述热交换区(3)设置有至少两个水平间隔布置的换热板(9),每一所述换热板(9)上均设置有多个通孔;所述水存储区(4)位于所述热交换区(3)的下方,在所述水存储区(4)的底部设置有电加热板(10);所述气体输出通道(5)与所述水存储区(4)的上部连通且向上延伸;在所述气体输出通道(5)的出口处设置一过滤器(11)。
2.如权利要求1所述的一种质子交换膜燃料电池的加湿装置,其特征在于:所述换热板(9)使用翘片式管状结构,所述换热板(9)包括冷凝管和翘片。
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Cited By (2)
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WO2022237934A1 (de) | 2021-05-12 | 2022-11-17 | MTU Aero Engines AG | Luftbefeuchtungsvorrichtung, verfahren zum betreiben einer luftbefeuchtungsvorrichtung und system, aufweisend zumindest eine luftbefeuchtungsvorrichtung |
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CN109346747B (zh) * | 2018-11-28 | 2023-12-12 | 吉林大学 | 一种新型燃料电池质子交换膜加湿装置 |
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DE102021112492A1 (de) | 2021-05-12 | 2022-11-17 | MTU Aero Engines AG | Luftbefeuchtungsvorrichtung, Verfahren zum Betreiben einer Luftbefeuchtungsvorrichtung und System, aufweisend zumindest eine Luftbefeuchtungsvorrichtung |
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