CN217361666U - 一种用于燃料电池测试设备的喷淋鼓泡式增湿器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于燃料电池测试设备的喷淋鼓泡式增湿器，包括罐体，所述罐体的上部一体成型有竖筒，所述罐体的底部一体成型有支撑脚，所述罐体的底部一体成型有干燥空气入口和出水管；所述竖筒的侧壁上一体成型有喷淋管，所述喷淋管的右端连接有第二三通，所述第二三通的下端连接有第二电磁阀，所述第二电磁阀的下端连接有第一三通所述第一三通的左端连接有水泵，所述第一三通的右端连接有第一电磁阀，所述第一电磁阀的右端安装有冷却装置。本实用新型具有加热和冷却功能，能够灵活地调节空气的温湿度；通过鼓泡加湿和喷淋加湿两种途径进行空气加湿工作，加湿效果好；能够去除湿润空气中的液态水。

Description

一种用于燃料电池测试设备的喷淋鼓泡式增湿器

技术领域

本实用新型涉及增湿设备技术领域，尤其涉及一种用于燃料电池测试设备的喷淋鼓泡式增湿器。

背景技术

氢燃料电池是一种高效，清洁、环境友好且寿命长的发电装置。一般质子交换膜氢燃料电池工作过程中，从阴极进气的空气湿度对电池工作性能影响较大，其湿度要求则是非常重要的影响因素。当其内部空气湿度低于要求的范围时，则会使得质子交换膜造成脱水现象，甚至干枯。质子交换膜的质子传导能力与其内部含水量有较大关联。当膜的含水量处于比较适中的范围时，质子交换膜的质子传导能力才会比较好。如果膜的含水量不足时，其质子传导能力将会下降，膜电阻加大，欧姆损失同时加大，进而使得电池性能下降；同时还会造成其机械强度下降，情况严重时还会造成质子交换膜破裂，使得其内部的空气与氧气混合在一起，引发爆炸的事故发生。但是，如果空气湿度超过了要求的范围，则会使得电池内部的积水过多，电极中的催化剂则会被水所淹，影响催化剂的反应效果。同时还会在扩散层和流道中形成液、气两相流，容易引发局部阻塞，影响气体的正常传质进程，内部反应气体达不到需要的供应量，会影响燃料电池的反应效率，影响其发电性能。所以，氢燃料电池在工作过程中，其空气的湿度控制在此将变得尤为重要，在整个氢燃料电池工作过程中是极为重要的。

经检索，中国专利申请号为201920248229.5的专利，公开了一种利用燃料电池电堆废热辅助增湿的鼓泡式增湿器及燃料电池电堆，包括增湿器壳体；沿增湿器壳体轴线由下至上依次设有进气管、填充有波纹填料的气升管以及除雾器；气升管与增湿器壳体内壁之间设有加热棒；增湿器壳体内壁设有具有内腔的夹套。上述专利中的一种利用燃料电池电堆废热辅助增湿的鼓泡式增湿器及燃料电池电堆存在以下不足：仅仅依靠鼓泡增湿一种方式对空气进行加湿，对大流量空气加湿效果较差，且装置仅有加热装置，没有降温装置，在温度较高时无法及时将温度降低。

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，而提出的一种用于燃料电池测试设备的喷淋鼓泡式增湿器。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种用于燃料电池测试设备的喷淋鼓泡式增湿器，包括罐体，所述罐体的上部一体成型有竖筒，所述罐体的底部一体成型有支撑脚，所述罐体的底部一体成型有干燥空气入口和出水管；

所述竖筒的侧壁上一体成型有喷淋管，所述喷淋管的右端连接有第二三通，所述第二三通的下端连接有第二电磁阀，所述第二电磁阀的下端连接有第一三通，所述第一三通的左端连接有水泵，所述第一三通的右端连接有第一电磁阀，所述第一电磁阀的右端安装有冷却装置。

作为本实用新型再进一步的方案：所述罐体的前侧一体成型有注水口，所述罐体的左侧一体成型有第一安装孔，所述第一安装孔内通过螺纹安装有加热棒，所述罐体的右侧一体成型有第二安装孔，所述第二安装孔内通过螺纹安装有温度传感器。

作为本实用新型再进一步的方案：所述竖筒的顶部通过螺栓和法兰安装有锥形筒，所述锥形筒的顶部一体成型有湿润空气出口。

作为本实用新型再进一步的方案：所述竖筒的内部设置有喷淋装置，所述喷淋装置与喷淋管相连通。

作为本实用新型再进一步的方案：所述水泵的进水口通过螺栓固定于出水管的出水口，所述水泵的出水口通过螺栓固定于第一三通的左端。

作为本实用新型再进一步的方案：所述第一三通的右端通过螺栓固定于第一电磁阀的左端，所述第一电磁阀的右端通过螺栓固定于冷却装置的进水口上。

作为本实用新型再进一步的方案：所述冷却装置的出水口通过螺栓固定于第二三通的右端，所述第二三通的左端通过螺栓固定于喷淋管的右端。

作为本实用新型再进一步的方案：所述第二三通的下端通过螺栓固定于第二电磁阀的上端，所述第二电磁阀的下端通过螺栓固定于第一三通的上端。

本实用新型的有益效果为：

1.能够对加湿器内部进行加热和降温，能够灵活地调节空气的温湿度。

2.通过鼓泡加湿和喷淋加湿两种途径进行空气加湿工作，加湿效果好。

3.能够去除湿润空气中的液态水。

附图说明

图1为本实用新型提出的一种用于燃料电池测试设备的喷淋鼓泡式增湿器的前侧结构示意图；

图2为本实用新型提出的一种用于燃料电池测试设备的喷淋鼓泡式增湿器的后侧结构示意图；

图3为本实用新型提出的一种用于燃料电池测试设备的喷淋鼓泡式增湿器的罐体结构示意图。

图中：1罐体、2竖筒、3锥形筒、4湿润空气出口、5喷淋管、6第一安装孔、7加热棒、8注水口、9第二安装孔、10温度传感器、11支撑脚、12干燥空气入口、13出水管、14水泵、15第一三通、16第一电磁阀、17第二电磁阀、18冷却装置、19第二三通。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。

在本专利的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，仅是为了便于描述本专利和简化描述，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专利的限制。

在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。

一种用于燃料电池测试设备的喷淋鼓泡式增湿器，如图1-3所示，包括罐体1，罐体1的上部一体成型有竖筒2，罐体1的底部一体成型有支撑脚11，罐体1的底部一体成型有干燥空气入口12和出水管13；

竖筒2的侧壁上一体成型有喷淋管5，喷淋管5的右端连接有第二三通19，第二三通19的下端连接有第二电磁阀17，第二电磁阀17的下端连接有第一三通15，第一三通15的左端连接有水泵14，第一三通15的右端连接有第一电磁阀16，第一电磁阀16的右端安装有冷却装置18。

所述罐体1的前侧一体成型有注水口8，所述罐体1的左侧一体成型有第一安装孔6，所述第一安装孔6内通过螺纹安装有加热棒7，所述罐体1的右侧一体成型有第二安装孔9，所述第二安装孔9内通过螺纹安装有温度传感器10。

所述竖筒2的顶部通过螺栓和法兰安装有锥形筒3，所述锥形筒3的顶部一体成型有湿润空气出口4。

通过设置锥形筒3，使得加湿后的空气中携带的液态水在经过锥形筒3时由于冷凝作用从空气中分离，达到去除饱和湿润空气中液态水的目的。

所述竖筒2的内部设置有喷淋装置，所述喷淋装置与喷淋管5相连通。

通过设置喷淋装置，可以使得空气进行二次加湿，从而达到增强装置加湿能力的效果。

所述水泵14的进水口通过螺栓固定于出水管13的出水口，所述水泵14的出水口通过螺栓固定于第一三通15的左端。

所述第一三通15的右端通过螺栓固定于第一电磁阀16的左端，所述第一电磁阀16的右端通过螺栓固定于冷却装置18的进水口上。

所述冷却装置18的出水口通过螺栓固定于第二三通19的右端，所述第二三通19的左端通过螺栓固定于喷淋管5的右端。

所述第二三通19的下端通过螺栓固定于第二电磁阀17的上端，所述第二电磁阀17的下端通过螺栓固定于第一三通15的上端。

通过设置加热棒7、水泵14、第一电磁阀16、第二电磁阀17和冷却装置18，使得当温度低时可以通过加热棒7对罐体1内的水进行加热，当温度过高时可以通过冷却装置对罐体1内的水进行降温，同时还能兼顾喷淋加湿功能，达到精准控制空气温度和湿度的目的。

工作原理：本装置在使用时，通过注水口8向罐体1内注入适量的去离子水，并在罐体1的底部放上适量玻璃珠用以增大干燥空气与去离子水的接触面积，接通加热棒7对去离子水进行加热，从干燥空气入口12向罐体1底部通入空气，空气在罐体1内完成加湿后经过竖筒2和锥形筒3经湿润空气出口4运送至电池内部。

干燥的空气在罐体1底部加热的去离子水中进行初步加湿后向上离开水面，离开水面后在喷淋装置的作用下进行二次加湿，在流经锥形筒3时，气流中的液态水会在锥形筒筒壁上凝结成水珠顺着容器壁流回罐底。

在温度低于设定温度区间时，加热棒7进行加热工作，同时第一电磁阀16关闭，第二电磁阀17打开，水泵14工作，此时直接使用罐体1内的水进行喷淋；在温度高于设定温度区间时，加热棒7停止工作，同时第一电磁阀16打开，第二电磁阀17关闭，此时罐体1内的水经过冷却装置18冷却后再进行喷淋工作。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于燃料电池测试设备的喷淋鼓泡式增湿器，包括罐体(1)，其特征在于，所述罐体(1)的上部一体成型有竖筒(2)，所述罐体(1)的底部一体成型有支撑脚(11)，所述罐体(1)的底部一体成型有干燥空气入口(12)和出水管(13)；

所述竖筒(2)的侧壁上一体成型有喷淋管(5)，所述喷淋管(5)的右端连接有第二三通(19)，所述第二三通(19)的下端连接有第二电磁阀(17)，所述第二电磁阀(17)的下端连接有第一三通(15)，所述第一三通(15)的左端连接有水泵(14)，所述第一三通(15)的右端连接有第一电磁阀(16)，所述第一电磁阀(16)的右端安装有冷却装置(18)。

2.根据权利要求1所述的一种用于燃料电池测试设备的喷淋鼓泡式增湿器，其特征在于，所述罐体(1)的前侧一体成型有注水口(8)，所述罐体(1)的左侧一体成型有第一安装孔(6)，所述第一安装孔(6)内通过螺纹安装有加热棒(7)，所述罐体(1)的右侧一体成型有第二安装孔(9)，所述第二安装孔(9)内通过螺纹安装有温度传感器(10)。

3.根据权利要求2所述的一种用于燃料电池测试设备的喷淋鼓泡式增湿器，其特征在于，所述竖筒(2)的顶部通过螺栓和法兰安装有锥形筒(3)，所述锥形筒(3)的顶部一体成型有湿润空气出口(4)。

4.根据权利要求3所述的一种用于燃料电池测试设备的喷淋鼓泡式增湿器，其特征在于，所述竖筒(2)的内部设置有喷淋装置，所述喷淋装置与喷淋管(5)相连通。

5.根据权利要求4所述的一种用于燃料电池测试设备的喷淋鼓泡式增湿器，其特征在于，所述水泵(14)的进水口通过螺栓固定于出水管(13)的出水口，所述水泵(14)的出水口通过螺栓固定于第一三通(15)的左端。

6.根据权利要求5所述的一种用于燃料电池测试设备的喷淋鼓泡式增湿器，其特征在于，所述第一三通(15)的右端通过螺栓固定于第一电磁阀(16)的左端，所述第一电磁阀(16)的右端通过螺栓固定于冷却装置(18)的进水口上。

7.根据权利要求6所述的一种用于燃料电池测试设备的喷淋鼓泡式增湿器，其特征在于，所述冷却装置(18)的出水口通过螺栓固定于第二三通(19)的右端，所述第二三通(19)的左端通过螺栓固定于喷淋管(5)的右端。

8.根据权利要求7所述的一种用于燃料电池测试设备的喷淋鼓泡式增湿器，其特征在于，所述第二三通(19)的下端通过螺栓固定于第二电磁阀(17)的上端，所述第二电磁阀(17)的下端通过螺栓固定于第一三通(15)的上端。

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