CN217134427U - 一种适用于氢燃料电池的多功能隔离式加湿器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种适用于氢燃料电池的多功能隔离式加湿器，包括底座和盖板，所述盖板通过螺栓安装于底座一侧，且底座一侧设有用于散热底座的散热机构，所述底座内顶部安装有上冷却弯管并水平设置，且底座内底部安装有下冷却弯管并水平设置，所述底座内部水平安装有吸水纤维块和疏水纤维块并对称设置。本实用新型将空气加湿器装置和空气降温装置高度集成为一台设备，便于快速安装，减小设备体积和安装空间，利用新的材料和技术方案替代原昂贵且复杂结构的纤维膜管燃料电池加湿器。

Description

一种适用于氢燃料电池的多功能隔离式加湿器

技术领域

本实用新型涉及氢燃料电池技术领域，尤其涉及一种适用于氢燃料电池的多功能隔离式加湿器。

背景技术

氢燃料电池是将氢气和氧气的化学能直接转换成电能的发电装置。其基本原理是电解水的逆反应，把氢和氧分别供给阳极和阴极，氢通过燃料电池的扩散层和电解质发生反应后，放出电子通过外部的负载到达阴极。另外，氢燃料电池的电极用特制的质子交换膜制成，为加快氢氧的电化学反应速度和反应效率，质子交换膜的两面需喷涂特制催化剂，氢燃料电池的氧气通常是直接在大气环境中的空气获得，空气通过空压机的增压来给氢燃料电池提供源源不断的氧化剂。燃料电池反应后产生的废气(乏氧空气和反应后的液态水和气态水的混合态)通过尾排管道排出，另外，在现有技术下，大气环境中空气的湿度并不能满足氢燃料电池质子交换膜对于空气的湿度要求，所以需在氢燃料电池的空气进气管道上安装空气加湿装置。现有技术的加湿装置是利用燃料电池反应产生废气中的水分，给氢燃料电池的入口空气加湿，同时要防止乏氧的废气混入空气进气管中而造成入口空气氧含量降低，另外，在现有燃料电池空压机的技术条件下，空压机的空气出口温度远高于燃料电池堆允许的空气温度，所以需要在氢燃料电池的空气进气管道上安装空气降温装置。

目前燃料电池加湿器常采用多个昂贵的中空纤维膜管进行水分输送，以达到透水不透气的目的，同时为了达到硬质膜管和外壳的密封，通常采用复杂的三维结构和多个密封面进行安装，目前的空气降温装置为了尽量不增加空气进气管道中的压降和增加冷却效果，采用较大的冷却腔体和复杂蜿蜒的冷却水路和散热表面，造成制造工艺复杂，设备安装繁琐，要求较大的体积空间和安装空间，不利于氢燃料电池应用场景的推广。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种适用于氢燃料电池的多功能隔离式加湿器。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种适用于氢燃料电池的多功能隔离式加湿器，包括底座和盖板，所述盖板通过螺栓安装于底座一侧，且底座一侧设有用于散热底座的散热机构，所述底座内顶部安装有上冷却弯管并水平设置，且底座内底部安装有下冷却弯管并水平设置，所述底座内部水平安装有吸水纤维块和疏水纤维块并对称设置。

作为本实用新型的进一步方案，所述散热机构包括散热片，且散热片有多个并均匀分部二于底座一侧。

作为本实用新型的进一步方案，所述上冷却弯管和下冷却弯管顶端连通，且吸水纤维块靠近上冷却弯管设置，所述疏水纤维块靠近下冷却弯管设置。

本实用新型的有益效果：

1.本实用新型，将空气加湿器装置和空气降温装置高度集成为一台设备，便于快速安装，减小设备体积和安装空间。

2.本实用新型，利用新的材料和技术方案替代原昂贵且复杂结构的纤维膜管燃料电池加湿器。

3.本实用新型，此设备同时完成了对燃料电池的空气进行降温和加湿的过程。

附图说明

图1是根据本实用新型的一种适用于氢燃料电池的多功能隔离式加湿器的结构示意图；

图2是根据本实用新型的一种适用于氢燃料电池的多功能隔离式加湿器的俯视图；

图3是根据本实用新型的一种适用于氢燃料电池的多功能隔离式加湿器的内部截面图。

图中：1底座，2盖板，3散热片，4上冷却弯管，5下冷却弯管，6吸水纤维块，7疏水纤维块。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-3，一种适用于氢燃料电池的多功能隔离式加湿器，包括底座1和盖板2，盖板2通过螺栓安装于底座1一侧，且底座1一侧设有用于散热底座1的散热机构，底座1内顶部安装有上冷却弯管4并水平设置，且底座1内底部安装有下冷却弯管5并水平设置，底座1内部水平安装有吸水纤维块6和疏水纤维块7并对称设置。

本实用新型，散热机构包括散热片3，且散热片3有多个并均匀分部二于底座1一侧。

本实用新型，上冷却弯管4和下冷却弯管5顶端连通，且吸水纤维块6靠近上冷却弯管4设置，疏水纤维块7靠近下冷却弯管5设置。

工作原理：底座1上设有四个等径的空气出入墩头接头：尾排气入，尾排气出，干空气入，出空气入，底座1右侧还设有两个冷却水出入墩头接头：冷却水入，冷却水出，底座1左侧还设有两个冷却水出入孔，与底座1右侧的冷却水出入口之间用上下冷却弯管5相连，底座1还设有上下对称的等距安装孔，分别用作底座1和盖板2的连接和本设备的安装。底座1还设有两条限位凸槽，用来固定和夹紧吸水纤维块6，疏水纤维块7，盖板2的底面与底座1接触部分设有一圈密封槽，在槽中填入密封线条用作底座1和盖板2的密封。盖板2还设有上下对称的等距安装孔，用作底座1和盖板2的螺丝连接，散热片3上设有六个螺丝过孔，相应的底座1左侧设有六个螺纹孔，用作散热片3和底座1的连接，散热片3的叶片根部内设有冷却水槽，散热片3水槽的出入口与底座1左侧两个冷却水出入孔位置相对应，在散热片3水槽的出入口还分别设有一圈密封槽，在槽中装入密封圈用作散热片3和底座1之间的密封，上冷却弯管4安装在底座1的上部空间。左右的开口于底座1上部的两个冷却水口相通，下冷却弯管5安装在底座1的下部空间。左右的开口于底座1下部的两个冷却水口相通，吸水纤维块6安装在底座1上部空间的两条凸槽之间，疏水纤维块7安装在底座1下部空间的两条凸槽之间。

将冷却水接入本设备的“冷却水入口”，将燃料电池尾排废气从本设备的“尾排气入口”进入，将经过空压机加压的空气接入本设备的“干空气入口”，将燃料电池的空气受气口接入本设备的“湿空气出口”，本设备的底座1，盖板2，上冷却弯管4和吸水纤维块6组成的空间形成本设备的冷凝室，灼热且富含水分的燃料电池尾排废气通过“尾排气入”进入冷凝室，并通过“上冷却弯管4”表面，尾排废气中的液态水会浸入吸水纤维块6，部分气态水也会遇冷凝结成液态水，在重力的作用下也会浸入吸水纤维块6，多余的废气会从本设备的“尾排气出”排出，本设备的底座1，盖板2，下冷却弯管5和疏水纤维块7组成的空间形成本设备的蒸发室，吸水纤维块6里的水分因浸润和重力的作用朝下通过布满疏水纤维块7，疏水纤维中的水分在遇到蒸发室中由空压机带来的热干空气，很快蒸发为气态水，随空气一起从“湿空气出口”排出，进入燃料电池的空气受气口，同时，本设备接入的冷却水在通过冷凝室后再经过散热片3的水道内，经过散热片3的冷却回到蒸发室，通过蒸发室的下冷却弯管5给空压机供给的空气降温。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型，因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (3)

1.一种适用于氢燃料电池的多功能隔离式加湿器，包括底座(1)和盖板(2)，其特征在于，所述盖板(2)通过螺栓安装于底座(1)一侧，且底座(1)一侧设有用于散热底座(1)的散热机构，所述底座(1)内顶部安装有上冷却弯管(4)并水平设置，且底座(1)内底部安装有下冷却弯管(5)并水平设置，所述底座(1)内部水平安装有吸水纤维块(6)和疏水纤维块(7)并对称设置。

2.根据权利要求1所述的一种适用于氢燃料电池的多功能隔离式加湿器，其特征在于，所述散热机构包括散热片(3)，且散热片(3)有多个并均匀分部二于底座(1)一侧。

3.根据权利要求2所述的一种适用于氢燃料电池的多功能隔离式加湿器，其特征在于，所述上冷却弯管(4)和下冷却弯管(5)顶端连通，且吸水纤维块(6)靠近上冷却弯管(4)设置，所述疏水纤维块(7)靠近下冷却弯管(5)设置。

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