CN218783063U - 一种燃料电池测试平台供气增湿装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种燃料电池测试平台供气增湿装置，包括加湿罐、质量流量控制器和混合器，所述质量流量控制器的一端固定连通有第一三通阀，所述第一三通阀的两组出气端分别设置有延伸至加湿罐内部的增湿机构和干气输送机构。本实用新型加湿罐中的去离子水经过水泵送入加热器和后端冷却板换内部，随后便可以根据测试所需气体露点温度需求测算出相应的去离子水水温，随后便可以通过加热器和冷却板换的联合调节并稳定水温，而经过加热后的去离子水通过第二三通阀，一路直接进入加湿罐中，可用于快速调节加湿罐内部水温，而另一路小流量的去离子水经过雾化喷头的作用雾化为微小液滴，并可以经过加湿罐内部高温汽化对气体进行增湿。
Description
技术领域
本实用新型涉及燃料电池检测技术领域，具体为一种燃料电池测试平台供气增湿装置。
背景技术
燃料电池系统指用于车辆、游艇、航空航天及水下动力设备等作为驱动动力电源或辅助动力，通过电化学反应过程将反应物(燃料和氧化剂)的化学能转化为电能和热能的系统。其中质子交换膜燃料电池应用最为广泛，为保证质子交换膜燃料电池系统在最佳的环境下高效运行，需要对所提供反应气体进行加温、增湿等处理，所以如何精确快速控制反应气体的温度和湿度尤为重要，湿度控制上还需要防止有液态水的产生。
在燃料电池测试的过程中需要在相对稳定的温度和湿度的气体环境中进行测试，而现有设备中通常利用喷雾喷淋的方式进行增湿处理；
而在喷雾喷淋增湿等传统增湿方案有很多应用案例，利用专利公布号为CN101577338B公开了集成式燃料电池测试平台气体加湿加温装置的制作方法，包括气液交换区、热交换区以及喷头控制区。该装置利用喷头喷出的水雾进行水热交换，引进了燃料电池冷凝水加热技术，让冷凝水通过多孔换热板对气体进行升温，并在气体出口增加了电加热装置再次对气体加热控温。该装置对喷淋水量要求较为严格，系统较为复杂，对于大气量加湿需求，该发明仍无法满足燃料电池运行工况需求,而且气温湿度控制精度相对较差，并且在燃料电池增湿测试的过程中容易含有大量的液态水，为此，我们提出一种燃料电池测试平台供气增湿装置。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种燃料电池测试平台供气增湿装置，以解决背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种燃料电池测试平台供气增湿装置，包括加湿罐、质量流量控制器和混合器，所述质量流量控制器的一端固定连通有第一三通阀，所述第一三通阀的两组出气端分别设置有延伸至加湿罐内部的增湿机构和干气输送机构，所述干气输送机构的顶部贯穿加湿罐的顶部并与混合器固定连通，所述加湿罐内壁的顶部设置有湿气输送机构，所述湿气输送机构的顶部贯穿加湿罐的顶部并与混合器固定连通，所述加湿罐的底部固定连通有第一连接管，所述第一连接管的一端固定连通有延伸至加湿罐内部的水温稳定机构，所述混合器的一侧固定连通有第二连接管，所述第二连接管的一端通过压力调节阀固定连通有出气管。
进一步的，所述干气输送机构包括第四连接管和用于干气加热的加热板换，所述加热板换设置于加湿罐的内部，所述第一三通阀的其中一组出气端固定连通有第四连接管，所述第四连接管贯穿至加湿罐的内部并与加热板换固定连通，所述加热板换的另一端固定连通有第一输送管，所述第一输送管远离加热板换的一端贯穿加湿罐的顶部并与混合器固定连通。
进一步的，所述增湿机构包括第三连接管和散气器，所述散气器设置于加湿罐的内部，所述第一三通阀的另一组出气端固定连通有第三连接管，所述第三连接管远离第一三通阀的一端贯穿加湿罐的一侧并与散气器固定连通。
进一步的，所述湿气输送机构包括分水器和第二输送管，所述分水器固定安装于加湿罐内壁的顶部，所述分水器的顶部固定连通有第二输送管，所述第二输送管远离湿气输送机构的一端贯穿加湿罐的顶部并与混合器固定连通。
进一步的，所述出气管的表面由左至右依次设置有温度传感器、压力传感器和湿度传感器。
进一步的，所述水温稳定机构包括水泵、加热器和冷却板换，所述第一连接管的一侧依次固定连通有水泵、加热器和冷却板换，所述冷却板换的一端通过第五连接管固定连通有第二三通阀，所述第二三通阀的其中一组出水端固定连通有第六连接管，所述第六连接管的一端贯穿加湿罐的一侧并延伸至加湿罐的内部，所述第六连接管的另一出水端固定连通有第七连接管，所述第七连接管远离第二三通阀的一端固定连通有分流管，所述分流管的一端延伸至加湿罐内部的上方，所述分流管的外表面固定连通有多组雾化喷头。
进一步的，所述加湿罐的内部设置有除沫器，所述第一连接管的另一侧与底部分别固定连通有补水管和出水管。
进一步的，所述加湿罐、混合器、水温稳定机构、第二连接管和出气管的外表面均包裹有保温层。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型加湿罐中的去离子水经过水泵送入加热器和后端冷却板换内部，随后便可以根据测试所需气体露点温度需求测算出相应的去离子水水温，随后便可以通过加热器和冷却板换的联合调节并稳定水温，而经过加热后的去离子水通过第二三通阀，一路直接进入加湿罐中，可用于快速调节加湿罐内部水温，而另一路小流量的去离子水经过雾化喷头的作用雾化为微小液滴，并可以经过加湿罐内部高温汽化对气体进行增湿；
而测试所需气体流量由质量流量控制器提供，并由第一三通阀分流出一路常温干气进入加湿罐中散气器，而另一路干气进入加湿罐中的加热板换，经过散气器的气体一路经过鼓泡、除沫、雾化、加湿和去液，成为饱和增湿气体，通过加湿罐顶部的湿气输送机构进入混合器，同时进入混合器的是经加湿罐中加热板换加热至所设定温度的另一路分流干气，二者流量比例可根据测试所需气体的相对湿度推算而得，随后快速分流二路流量，干湿气混合可快速调节气体所需相对湿度和温度。
附图说明
图1为本实用新型系统原理示意图。
图中：1加湿罐、2质量流量控制器、3第一三通阀、4增湿机构、5干气输送机构、6混合器、7湿气输送机构、8第一连接管、9水温稳定机构、10第二连接管、11第三连接管、12散气器、13第四连接管、14加热板换、15第一输送管、16分水器、17第二输送管、18出气管、19压力调节阀、20温度传感器、21压力传感器、22湿度传感器、23水泵、24加热器、25冷却板换、26第五连接管、27第二三通阀、28第六连接管、29第七连接管、30分流管、31雾化喷头、32除沫器、33补水管、34出水管。
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。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1，本实用新型提供一种技术方案：一种燃料电池测试平台供气增湿装置，包括加湿罐1、质量流量控制器2和混合器6，所述质量流量控制器2的一端固定连通有第一三通阀3，所述第一三通阀3的两组出气端分别设置有延伸至加湿罐1内部的增湿机构4和干气输送机构5，所述干气输送机构5的顶部贯穿加湿罐1的顶部并与混合器6固定连通，所述加湿罐1内壁的顶部设置有湿气输送机构7，所述湿气输送机构7的顶部贯穿加湿罐1的顶部并与混合器6固定连通，所述加湿罐1的底部固定连通有第一连接管8，所述第一连接管8的一端固定连通有延伸至加湿罐1内部的水温稳定机构9，所述混合器6的一侧固定连通有第二连接管10，所述第二连接管10的一端通过压力调节阀19固定连通有出气管18。
所述干气输送机构5包括第四连接管13和用于干气加热的加热板换14，所述加热板换14设置于加湿罐1的内部，所述第一三通阀3的其中一组出气端固定连通有第四连接管13，所述第四连接管13贯穿至加湿罐1的内部并与加热板换14固定连通，所述加热板换14的另一端固定连通有第一输送管15，所述第一输送管15远离加热板换14的一端贯穿加湿罐1的顶部并与混合器6固定连通。
其中，水温稳定机构9的设置可以对加湿罐1内部的去离子水进行温度调节，并可以稳定至相应的水温，而设置的增湿机构4可以使加湿罐1内部的去离子水鼓泡增湿，并且可以通过干气输送机构5便可以将将去离子水形成饱和增湿气体，随后便可以经过湿气输送机构7将去离子水进行湿气输送，而设置的干气输送机构5可以将另一组干气通过加热板换14进行加热，从而形成一组加热干气，随后两组气体便可以在混合器6的内部进行充分混合，从而便可以得到相应温湿度的气体。
请参阅图1，所述增湿机构4包括第三连接管11和散气器12，所述散气器12设置于加湿罐1的内部，所述第一三通阀3的另一组出气端固定连通有第三连接管11，所述第三连接管11远离第一三通阀3的一端贯穿加湿罐1的一侧并与散气器12固定连通，所述湿气输送机构7包括分水器16和第二输送管17，所述分水器16固定安装于加湿罐1内壁的顶部，所述分水器16的顶部固定连通有第二输送管17，所述第二输送管17远离湿气输送机构7的一端贯穿加湿罐1的顶部并与混合器6固定连通。
其中，散气器12的设置与加热板换14相互配合，可以对加湿罐1内部的去离子水增泡加湿，随后便可以通过与分水器16相互配合，可以在湿气输送的过程中避免带出液态水。
所述出气管18的表面由左至右依次设置有温度传感器20、压力传感器21和湿度传感器22，其中温度传感器20、压力传感器21和湿度传感器22可以及时对出气管18输送气体的温度、压力以及湿度进行及时检测。
请参阅图1，所述水温稳定机构9包括水泵23、加热器24和冷却板换25，所述第一连接管8的一侧依次固定连通有水泵23、加热器24和冷却板换25，所述冷却板换25的一端通过第五连接管26固定连通有第二三通阀27，所述第二三通阀27的其中一组出水端固定连通有第六连接管28，所述第六连接管28的一端贯穿加湿罐1的一侧并延伸至加湿罐1的内部，所述第六连接管28的另一出水端固定连通有第七连接管29，所述第七连接管29远离第二三通阀27的一端固定连通有分流管30，所述分流管30的一端延伸至加湿罐1内部的上方，所述分流管30的外表面固定连通有多组雾化喷头31。
其中，水泵23的设置可以将加湿罐1内部的去离子水进行抽取，随后去离子水经过加热器24和冷却板换25的温度调节，可以对去离子水进行的温度进行快速调节，并且可以对加湿罐1内部的去离子水温度进行稳定，随后温度调节之后的去离子水可以经过第二三通阀27分为两路，其中一组大流量去离子水经过第六连接管28输送至加湿罐1的内部，这样的设置可用于快速调节加湿罐1内的水温，而另一路小流量的去离子水上行通过第七连接管29和分流管30输送至加湿罐1内部的雾化喷头31内部，随后便可以将去离子水雾化为微小液滴，并经高温汽化对气体进行增湿。
所述加湿罐1的内部设置有除沫器32，所述第一连接管8的另一侧与底部分别固定连通有补水管33和出水管34。
所述加湿罐1、混合器6、水温稳定机构9、第二连接管10和出气管18的外表面均包裹有保温层。
使用时，首先，水温稳定机构9的设置可以对加湿罐1内部的去离子水进行温度调节，并可以稳定至相应的水温，而设置的增湿机构4可以使加湿罐1内部的去离子水鼓泡增湿，并且可以通过干气输送机构5便可以将将去离子水形成饱和增湿气体，随后便可以经过湿气输送机构7将去离子水进行湿气输送，而设置的干气输送机构5可以将另一组干气通过加热板换14进行加热，从而形成一组加热干气，随后两组气体便可以在混合器6的内部进行充分混合，从而便可以得到相应温湿度的气体，而散气器12的设置与加热板换14相互配合，可以对加湿罐1内部的去离子水增泡加湿，随后便可以通过与分水器16相互配合，可以在湿气输送的过程中避免带出液态水，在水温稳定机构9工作的时候，水泵23的设置可以将加湿罐1内部的去离子水进行抽取，随后去离子水经过加热器24和冷却板换25的温度调节，可以对去离子水进行的温度进行快速调节，并且可以对加湿罐1内部的去离子水温度进行稳定，随后温度调节之后的去离子水可以经过第二三通阀27分为两路，其中一组大流量去离子水经过第六连接管28输送至加湿罐1的内部，这样的设置可用于快速调节加湿罐1内的水温，而另一路小流量的去离子水上行通过第七连接管29和分流管30输送至加湿罐1内部的雾化喷头31内部，随后便可以将去离子水雾化为微小液滴，并经高温汽化对气体进行增湿。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种燃料电池测试平台供气增湿装置，包括加湿罐(1)、质量流量控制器(2)和混合器(6)，所述质量流量控制器(2)的一端固定连通有第一三通阀(3)，其特征在于：所述第一三通阀(3)的两组出气端分别设置有延伸至加湿罐(1)内部的增湿机构(4)和干气输送机构(5)，所述干气输送机构(5)的顶部贯穿加湿罐(1)的顶部并与混合器(6)固定连通，所述加湿罐(1)内壁的顶部设置有湿气输送机构(7)，所述湿气输送机构(7)的顶部贯穿加湿罐(1)的顶部并与混合器(6)固定连通，所述加湿罐(1)的底部固定连通有第一连接管(8)，所述第一连接管(8)的一端固定连通有延伸至加湿罐(1)内部的水温稳定机构(9)，所述混合器(6)的一侧固定连通有第二连接管(10)，所述第二连接管(10)的一端通过压力调节阀(19)固定连通有出气管(18)。
2.根据权利要求1所述的一种燃料电池测试平台供气增湿装置，其特征在于：所述干气输送机构(5)包括第四连接管(13)和用于干气加热的加热板换(14)，所述加热板换(14)设置于加湿罐(1)的内部，所述第一三通阀(3)的其中一组出气端固定连通有第四连接管(13)，所述第四连接管(13)贯穿至加湿罐(1)的内部并与加热板换(14)固定连通，所述加热板换(14)的另一端固定连通有第一输送管(15)，所述第一输送管(15)远离加热板换(14)的一端贯穿加湿罐(1)的顶部并与混合器(6)固定连通。
3.根据权利要求2所述的一种燃料电池测试平台供气增湿装置，其特征在于：所述增湿机构(4)包括第三连接管(11)和散气器(12)，所述散气器(12)设置于加湿罐(1)的内部，所述第一三通阀(3)的另一组出气端固定连通有第三连接管(11)，所述第三连接管(11)远离第一三通阀(3)的一端贯穿加湿罐(1)的一侧并与散气器(12)固定连通。
4.根据权利要求3所述的一种燃料电池测试平台供气增湿装置，其特征在于：所述湿气输送机构(7)包括分水器(16)和第二输送管(17)，所述分水器(16)固定安装于加湿罐(1)内壁的顶部，所述分水器(16)的顶部固定连通有第二输送管(17)，所述第二输送管(17)远离湿气输送机构(7)的一端贯穿加湿罐(1)的顶部并与混合器(6)固定连通。
5.根据权利要求4所述的一种燃料电池测试平台供气增湿装置，其特征在于：所述出气管(18)的表面由左至右依次设置有温度传感器(20)、压力传感器(21)和湿度传感器(22)。
6.根据权利要求4所述的一种燃料电池测试平台供气增湿装置，其特征在于：所述水温稳定机构(9)包括水泵(23)、加热器(24)和冷却板换(25)，所述第一连接管(8)的一侧依次固定连通有水泵(23)、加热器(24)和冷却板换(25)，所述冷却板换(25)的一端通过第五连接管(26)固定连通有第二三通阀(27)，所述第二三通阀(27)的其中一组出水端固定连通有第六连接管(28)，所述第六连接管(28)的一端贯穿加湿罐(1)的一侧并延伸至加湿罐(1)的内部，所述第六连接管(28)的另一出水端固定连通有第七连接管(29)，所述第七连接管(29)远离第二三通阀(27)的一端固定连通有分流管(30)，所述分流管(30)的一端延伸至加湿罐(1)内部的上方，所述分流管(30)的外表面固定连通有多组雾化喷头(31)。
7.根据权利要求6所述的一种燃料电池测试平台供气增湿装置，其特征在于：所述加湿罐(1)的内部设置有除沫器(32)，所述第一连接管(8)的另一侧与底部分别固定连通有补水管(33)和出水管(34)。
8.根据权利要求6所述的一种燃料电池测试平台供气增湿装置，其特征在于：所述加湿罐(1)、混合器(6)、水温稳定机构(9)、第二连接管(10)和出气管(18)的外表面均包裹有保温层。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20240701 Address after: No. 179 Huangpujiang Road, Southeast Street, Changshu City, Suzhou City, Jiangsu Province, 215500 Patentee after: Jiangsu is Energy Technology Co.,Ltd. Country or region after: China Address before: No. 268, Zhongshi Road, Dianshanhu Town, Kunshan City, Suzhou City, Jiangsu Province 215300 Patentee before: SUZHOU JIUSHI ENERGY TECHNOLOGY Co.,Ltd. Country or region before: China |
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