CN212380448U - 一种带排水孔的增湿器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种带排水孔的增湿器，增湿器壳体内形成增湿腔，增湿腔内分布有若干根中空纤维膜管，前端盖与增湿腔之间形成前封装胶体，后端盖与增湿腔之间形成后封装胶体，中空纤维膜管的两端分别贯穿两端的前封装胶体和后封装胶体分布，前封装胶体、后封装胶体、增湿器壳体及中空纤维膜管外壁在增湿腔内形成管外流道，中空纤维膜管内形成管内流道，前端盖处形成进气口，后端盖处形成出气口，增湿器壳体的上部分别设有湿空气入口和湿空气出口，增湿器壳体的下部设有排水口。优点和有益效果在于：有效排出增湿器湿气侧的液态水，避免增湿器的性能下降。放置在系统停机过程中，应增湿器内部结冰而造成的挤压破坏。
Description
技术领域
本实用新型涉及燃料电池膜管增湿器的技术领域，尤其是一种带排水孔的增湿器，特别涉及其机械连接结构。
背景技术
质子交换膜燃料电池是一种采用质子导电聚合物薄膜做电解质，利用氢气和空气中氧气的电化学反应的发电设备。现有技术表明，为了提高燃料电池系统功率密度和性能，需要对进入电堆的空气进行温度和湿度控制。
现有的技术一般使用中空纤维膜管增湿器对进入电堆的空气进行增湿。其原理是利用中空纤维膜将电堆内部反应后的高湿气体与干燥的压缩空气隔开但同时经过其两侧，利用其水蒸气易于通过氧气氮气不易通过特性，同时由于两侧气体湿度不一样，从而使得高湿气体中水蒸气向压缩空气迁移来实现增加进入电堆空气湿度的目的。但是实践过程中，由于温度降低等原因，高湿气体在这种增湿器内部形成液态水不易排出，造成增湿器的性能下降等不良工况。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种带排水孔的增湿器，能有效排出增湿器湿气侧的液态水，避免增湿器的性能下降。放置在系统停机过程中，应增湿器内部结冰而造成的挤压破坏。本技术方案克服了现有技术中存在的缺点和不足。
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案为：一种带排水孔的增湿器，所述增湿器包括前端盖、后端盖、增湿器壳体，增湿器壳体内形成增湿腔，增湿腔内分布有若干根中空纤维膜管，增湿器壳体的前后两端均呈开口状，前端盖设置在增湿器壳体的前端，后端盖设置在增湿器壳体的后端，前端盖与增湿腔之间形成前封装胶体，后端盖与增湿腔之间形成后封装胶体，中空纤维膜管的两端分别贯穿两端的前封装胶体和后封装胶体分布，前封装胶体、后封装胶体、增湿器壳体及中空纤维膜管外壁在增湿腔内形成管外流道，中空纤维膜管内形成管内流道，前端盖处形成进气口，后端盖处形成出气口，增湿器壳体的上部分别设有湿空气入口和湿空气出口，增湿器壳体的下部设有排水口。
所述集成式增湿器的运行流程为：干空气首先从前端盖的进气口进入中空纤维膜管的管内流道；湿空气由增湿腔体的湿空气入口进入管外流道，干空气与湿空气进行了湿热交换，得到增湿；经过湿热交换后的干空气从管内流道流出进入后端盖，并从出气口离开；经过湿热交换的湿空气从增湿腔体的湿空气出口流出。同时若是腔体湿器侧存在液态水，液态水将从腔体上的排水孔流程。
本实用新型公开了一种带排水孔的增湿器，优点和有益效果在于：有效排出增湿器湿气侧的液态水，避免增湿器的性能下降。放置在系统停机过程中，应增湿器内部结冰而造成的挤压破坏。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图。
图2为本实用新型剖视图。
具体实施方式
下面参照附图，对本实用新型进一步进行描述。
本实用新型公开了一种带排水孔的增湿器，如图1中所示，其区别于现有技术在于：所述增湿器包括前端盖1、后端盖2、增湿器壳体3，增湿器壳体3内形成增湿腔31，增湿腔31内分布有若干根中空纤维膜管4，增湿器壳体3的前后两端均呈开口状，前端盖1设置在增湿器壳体3的前端，后端盖2设置在增湿器壳体3的后端，前端盖1与增湿腔31之间形成前封装胶体51，后端盖2与增湿腔31之间形成后封装胶体52，中空纤维膜管4的两端分别贯穿两端的前封装胶体51和后封装胶体52分布，前封装胶体51、后封装胶体52、增湿器壳体3及中空纤维膜管4外壁在增湿腔31内形成管外流道33，中空纤维膜管4内形成管内流道41，前端盖1处形成进气口11，后端盖2处形成出气口21，增湿器壳体3的上部分别设有湿空气入口32和湿空气出口38，增湿器壳体3的下部设有排水口34。
在具体实施时，所述中空纤维膜管4在增湿腔31内呈均匀分布。
在具体实施时，所述增湿腔31内分布有3000~6000根中空纤维膜管4。
在具体实施时，所述增湿器壳体3横截面为圆形、椭圆形、方形或长方形。
在具体实施时，所述若干中空纤维膜管4为等直径或非等直径。
在具体实施时，所述中空纤维膜管4为非等直径管状结构。具有不同通孔直径的中通纤维膜管被封装于外壳内部，而且靠近湿润气体入口位置选用大通孔直径的中通纤维膜管，远离湿润气体入口方向采用小通孔直径的中通纤维膜膜管，使得进入膜管增湿器的干燥气体及湿润气体全都在相对大通孔直径的中通纤维膜管所在位置集中，因此膜的利用率增加，湿热交换效率提高。
在具体实施时，所述前端盖1、后端盖2、增湿器壳体3外壁分布有加强筋（图中未示），有助于提升产品的整体强度。
在具体实施时，所述增湿腔31用于实现干空气在其内部的增湿，中空纤维膜管4用于实现干空气的流通以及干空气和湿空气的干湿交换。
在具体实施时，所述前封装胶体和所述后封装胶体用于配合所述增湿腔体形成管外流道。
在具体实施时，所述湿空气入口和湿空气出口用于实现湿空气的进入和经过湿度交换后的湿空气的流出。
在具体实施时，所诉增湿腔31的排水口用于排除湿气侧液态水。
在具体实施时，较佳方案的排水口分布在进气口11的较远侧，排水口靠近出气口21分布，且开口直径在4~20mm范围内，连接方式为螺纹连接
在具体实施时，湿空气入口32和湿空气出口38位于增湿器壳体3上部同侧，而排水口34位于增湿器壳体3的下部，与湿空气入口32和湿空气出口38呈反向分布。
优选地，在排水口安装自动排水阀，通过排水感知阀内水量来控制液态水的排除。
优选地，所述排水口34在增湿器壳体3外部形成排水管接头35，排水口34内分布有排水管36，所述排水管36贯穿水管接头35分布，排水管36与水管接头35之间形成密封结构。所述排水管36在增湿腔31内形成折弯段37，所述折弯段37在增湿腔31内呈水平分布，折弯段37靠近增湿腔31底部分布。内部排水管的目的是当改变增湿器布局时，内部排水管口延伸到积水液面，内部冷凝水在内部压力作用下从排水管排出。排水管接接头作用是固定排水管并形成密封，所述密封可通过密封圈和密封胶来实现。
在具体实施时，所述集成式增湿器的运行流程为：干空气首先从前端盖的进气口进入进入中空纤维膜管的管内流道；湿空气由增湿腔体的湿空气入口进入管外流道，干空气与湿空气进行了湿热交换，得到增湿；经过湿热交换后的干空气从管内流道流出进入后端盖，并从出气口离开；经过湿热交换的湿空气从增湿腔体的湿空气出口流出。同时若是腔体湿器侧存在液态水，液态水将从腔体上的排水孔流程，液态水的排除控制由电磁阀或自动排水阀控制（图中未示出）。
本实施例的集成式增湿器能够满足燃料电池的湿热控制要求，且解决目前增湿器湿气侧液态水难排除的问题。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型具体实施只局限于上述这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种带排水孔的增湿器，其特征在于：所述增湿器包括前端盖（1）、后端盖（2）、增湿器壳体（3），增湿器壳体（3）内形成增湿腔（31），增湿腔（31）内分布有若干根中空纤维膜管（4），增湿器壳体（3）的前后两端均呈开口状，前端盖（1）设置在增湿器壳体（3）的前端，后端盖（2）设置在增湿器壳体（3）的后端，前端盖（1）与增湿腔（31）之间形成前封装胶体（51），后端盖（2）与增湿腔（31）之间形成后封装胶体（52），中空纤维膜管（4）的两端分别贯穿两端的前封装胶体（51）和后封装胶体（52）分布，前封装胶体（51）、后封装胶体（52）、增湿器壳体（3）及中空纤维膜管（4）外壁在增湿腔（31）内形成管外流道（33），中空纤维膜管（4）内形成管内流道（41），前端盖（1）处形成进气口（11），后端盖（2）处形成出气口（21），增湿器壳体（3）的上部分别设有湿空气入口（32）和湿空气出口(38)，增湿器壳体（3）的下部设有排水口（34）。
2.根据权利要求1所述的一种带排水孔的增湿器，其特征在于：所述中空纤维膜管（4）在增湿腔（31）内呈均匀分布。
3.根据权利要求1所述的一种带排水孔的增湿器，其特征在于：所述增湿腔（31）内分布有3000~6000根中空纤维膜管（4）。
4.根据权利要求1所述的一种带排水孔的增湿器，其特征在于：所述增湿器壳体（3）横截面为圆形、椭圆形、方形或长方形。
5.根据权利要求1所述的一种带排水孔的增湿器，其特征在于：所述若干中空纤维膜管（4）为等直径或非等直径。
6.根据权利要求1所述的一种带排水孔的增湿器，其特征在于：所述中空纤维膜管（4）为非等直径管状结构。
7.根据权利要求1所述的一种带排水孔的增湿器，其特征在于：所述前端盖（1）、后端盖（2）、增湿器壳体（3）外壁分布有加强筋。
8.根据权利要求1所述的一种带排水孔的增湿器，其特征在于：所述排水口（34）在增湿器壳体（3）外部形成排水管接头（35），排水口（34）内分布有排水管（36），所述排水管（36）贯穿水管接头（35）分布，排水管（36）与水管接头（35）之间形成密封结构。
9.根据权利要求8所述的一种带排水孔的增湿器，其特征在于：所述排水管（36）在增湿腔（31）内形成折弯段（37）。
10.根据权利要求9所述的一种带排水孔的增湿器，其特征在于：所述折弯段（37）在增湿腔（31）内呈水平分布，折弯段（37）靠近增湿腔（31）底部分布。
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| CN202020578449.7U CN212380448U (zh) | 2020-04-17 | 2020-04-17 | 一种带排水孔的增湿器 |
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| CN (1) | CN212380448U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114388847A (zh) * | 2022-01-08 | 2022-04-22 | 浙江富铭工业机械有限公司 | 一种结构优化的车用燃料电池管式膜加湿器 |
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2020
- 2020-04-17 CN CN202020578449.7U patent/CN212380448U/zh active Active
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