CN220358134U - 一种鼓泡喷淋增湿装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及氢燃料电池电堆反应领域，本实用新型涉及一种鼓泡喷淋增湿装置，包括换热筒和增湿筒，换热筒的顶部与增湿筒的底部连通；换热筒的顶部与增湿筒的底部之间通过快装链接件固定连通，换热筒的底部外壁固定连接有进气管，进气管贯穿换热筒外壁延伸至换热筒内部，进气管位于换热筒内的一端固定连通有气体分散器，换热筒的外壁底部固定连通有加热器，加热器在气体分散器上部，加热器位于气体分散器上方，换热筒的内壁固定连接有多个等距分布的扰流板。本实用新型能够提高气液接触面积，提高反应器和热水的换热效率，具备较好的加湿效果，能精准调节水温和气体湿度，操作简单，适用于燃料电池等相关领域的研究和开发。
Description
技术领域
本实用涉及氢燃料电池电堆反应领域，具体为一种鼓泡喷淋增湿装置。
背景技术
目前大功率质子交换膜燃料电池增湿罐一般采用类似管壳式换热器原理，以封闭在壳体中管束的壁面作为传热面的间壁式换热方式，配合喷淋系统对气体进行增湿，实现对燃料气体的加温和增湿。但是由于此种方式换热效率较低，功耗方面较大；控制方面，想要达到对燃料气体的温度精准可调，管程内热水的温度控制也需要花费大量时间精力去摸索，设定的露点温度一般也比实测的偏低，影响对燃料电池的性能测试，因此，对增湿罐的结构改善是至关重要的。
实用新型内容
为了克服上述的不足，本实用新型提供了一种鼓泡喷淋增湿装置。
本实用新型采取的技术方案：
本实用新型包括换热筒和增湿筒，换热筒的顶部与增湿筒的底部连通；换热筒的顶部与增湿筒的底部之间通过快装链接件固定连通，换热筒的底部外壁固定连接有进气管，进气管贯穿换热筒外壁延伸至换热筒内部，进气管位于换热筒内的一端固定连通有气体分散器，换热筒的内部底部固定连接加热器，加热器位于气体分散器上方，换热筒的内壁固定连接有多个等距分布的扰流板，扰流板分为扰流板一和扰流板二，从底部向上部依次为扰流板一和扰流板二，扰流板一和扰流板二从下向上依次间隔分布，扰流板一和扰流板二形状都是圆形，扰流板一和扰流板二分别在边缘和中心处分布圆孔；换热筒的外壁固定连接有温度传感器，换热筒和增湿筒的外壁之间固定连通有液位管，增湿筒的上部外壁固定连通喷淋水进口，喷淋水进口固定连通有高压雾化喷嘴，高压雾化喷嘴位于增湿筒内，增湿筒的顶端固定连通有出气管，增湿筒的顶部固定连接有湿度变送器和温湿度传感器，增湿筒的内顶壁固定连接有丝网除沫器。
加热器为两个，两个加热器分别连通加热器的输出端和输入端。
本实用新型的有益效果：
提高气液接触面积：通过气体分散器将反应气体均匀扩散为微小气泡进入去离子水中，再通过多层等距分布的扰流板，使气泡流动路径呈S型，增加了气液换热行程，从而提高了气液接触面积，使反应气和热水的换热效率大大提高。
较好的加湿效果：通过高压雾化喷嘴形成实心扇形微细液滴喷雾，将喷雾与反应气充分混合，使调节计量泵的流量可以实现调节反应气的相对湿度，从而实现较好的加湿效果。
精准调节水温和气体湿度：通过测温点和加热模块配合，可以精准控制去离子水的温度，通过温湿度传感器和湿度变送器，可以精准检测反应气体的湿度和露点温度。
附图说明
图1是本实用新型结构示意图。
图2是扰流板一结构示意图。
图3是扰流板二结构示意图。
在所有附图中附图标记具体为：1、进气管；2、气体分散器；3、加热器；4、温度传感器；5、液位管；6、快装链接件；7、高压雾化喷嘴；8、喷淋水进口；9、湿度变送器；10、出气管；11、温湿度传感器；12、丝网除沫器；13、扰流板；14、换热筒；15、增湿筒；1301、扰流板一；1302、扰流板二。
具体实施方式
如图1-3所示：换热筒14的顶部与增湿筒15的底部之间通过快装链接件6固定连通，换热筒14的底部外壁固定连接有进气管1，进气管1贯穿换热筒14外壁延伸至换热筒14内部，进气管1位于换热筒14内的一端固定连通有气体分散器2，换热筒14的外壁底部固定连通有加热器接3，加热器3位于气体分散器2上方，换热筒14的内壁固定连接有多个等距分布的扰流板，扰流板分为扰流板一1301和扰流板二1302，从底部向上部依次为扰流板一1301和扰流板二1302，扰流板一1301和扰流板二1302从下向上依次间隔分布，扰流板一1301和扰流板二1302形状都是圆形，扰流板一1301和扰流板二1302分别在边缘和中心处分布圆孔；换热筒14的外壁固定连接有温度传感器4，换热筒14和增湿筒15的外壁之间固定连通有液位管5，增湿筒15的上部外壁固定连通喷淋水进口8，喷淋水进口8固定连通有高压雾化喷嘴7，高压雾化喷嘴7位于增湿筒15内，增湿筒15的顶端固定连通有出气管10，增湿筒15的顶部固定连接有湿度变送器9和温湿度传感器11，增湿筒15的内顶壁固定连接有丝网除沫器12。
首先通过加热器3对换热筒14内的去离子水进行加热，测温点4和加热模块配合可精准控制去离子水至预设温度，反应气体经进气管1进入换热筒14，经过气体分散器2均匀扩散为微小气泡进入换热筒14内的去离子水，大大增加了气液接触面积，再通过多层扰流板13，改变气泡流动路径呈S型，增加了气液换热行程，使反应气和热水的热交换效率大大提高；
高压雾化喷嘴7连接到外部的计量泵喷淋系统，可以形成实心扇形微细液滴喷雾，反应气进入增湿筒15内与喷雾充分混合，有很好的加湿效果，通过调节计量泵的流量来实现调节反应气的相对湿度，反应气换热增湿完成后经装置顶部丝网除沫器12，可以将气体中夹带液滴通过与丝网相碰而被附着到细丝表面，直到聚集液滴的自身重力超过气体的上升力时，液滴会从细丝上分离下落，以达到气液分离的目的，装置顶部温湿度传感器11可用来测量反应气的露点温度，湿度变送器9用来测量反应气体的湿度；
再经装置顶部出气管10进入到外接的燃料电池，供其进行研发测试。加热器3为电加热棒，加热器3为现有技术装置。气体分散器2为现有技术装置。丝网除沫器12为现有技术装置，例如丝网除沫器12可以采用筛网结构。快装链接件6为现有技术装置，例如螺栓和螺母配合固定。
本实用新型能够提高气液接触面积，提高反应器和热水的换热效率，具备较好的加湿效果，能精准调节水温和气体湿度，操作简单，使用方便，适用于燃料电池等相关领域的研究和开发。
Claims (2)
1.一种鼓泡喷淋增湿装置，包括换热筒(14)和增湿筒(15)，换热筒(14)的顶部与增湿筒(15)的底部连通，其特征在于，换热筒(14)的顶部与增湿筒(15)的底部之间通过快装链接件(6)固定连通，换热筒(14)的底部外壁固定连接有进气管(1)，进气管(1)贯穿换热筒(14)外壁延伸至换热筒(14)内部，进气管(1)位于换热筒(14)内的一端固定连通有气体分散器(2)，换热筒(14)的内部底部固定连接加热器(3)，加热器(3)位于气体分散器(2)上方，换热筒(14)的内壁固定连接有多个等距分布的扰流板，扰流板分为扰流板一(1301)和扰流板二(1302)，从底部向上部依次为扰流板一(1301)和扰流板二(1302)，扰流板一(1301)和扰流板二(1302)从下向上依次间隔分布，扰流板一(1301)和扰流板二(1302)形状都是圆形，扰流板一(1301)和扰流板二(1302)分别在边缘和中心处分布圆孔；换热筒(14)的外壁固定连接有温度传感器(4)，换热筒(14)和增湿筒(15)的外壁之间固定连通有液位管(5)，增湿筒(15)的上部外壁固定连通喷淋水进口(8)，喷淋水进口(8)固定连通有高压雾化喷嘴(7)，高压雾化喷嘴(7)位于增湿筒(15)内，增湿筒(15)的顶端固定连通有出气管(10)，增湿筒(15)的顶部固定连接有湿度变送器(9)和温湿度传感器(11)，增湿筒(15)的内顶壁固定连接有丝网除沫器(12)。
2.根据权利要求1所述的一种鼓泡喷淋增湿装置，其特征在于，加热器(3)为两个，两个加热器(3)分别连通加热器的输出端和输入端。
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