CN220796815U - 燃料电池测试平台气体加温加湿系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了燃料电池测试平台气体加温加湿系统，其具有优化设备体积，响应速度快及加湿充分的优点。燃料电池测试平台气体加温加湿系统包括加湿罐、加热器、气体曝气环、喷淋加湿环、第一挡板和第二挡板，加湿罐内具有腔体，腔体分为上腔体和下腔体，喷淋加湿环、气体曝气环和加热器依次从上至下地设于下腔体，第二挡板和第一挡板依次从上至下地设于上腔体，第二挡板和第一挡板将上腔体分隔成从下至上依次布置的第一加湿混合区、第二加湿混合区和第三加湿混合区，第一加湿混合区与第二加湿混合区相连通，第二加湿混合区与第三加湿混合区相连通，加湿罐的顶部开设有与第三加湿混合区连通的气体出口。

Description

燃料电池测试平台气体加温加湿系统

技术领域

本实用新型涉及燃料电池测试技术领域，尤其涉及燃料电池测试平台气体加温加湿系统。

背景技术

燃料电池测试平台是一种用于测试和评价燃料电池的专业设备，可以对电池堆进行性能测试、耐久性测试、活化、出厂检验等，是燃料电池研究、生产和质量检测不可缺少的设备。质子交换膜燃料电池在反应过程中，需要有适量的水分子参与才能保证其电化学反应顺利进行，水分子不足和过量都会严重影响电池性能，而控制燃料电池进气温湿度可以实现电池湿度的控制。所以在燃料电池测试平台中，气体温湿度控制与输出至关重要，是评测燃料电池的一项关键技术。

当前，燃料电池测试平台进气加湿技术主要有鼓泡加湿和喷淋加湿等，但应用该技术的设备存在设备体积庞大、响应速度慢、加湿不够充分等缺点。

因此，亟需一种优化设备体积，响应速度快及加湿充分的燃料电池测试平台气体加温加湿系统来克服上述缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种优化设备体积，响应速度快及加湿充分的燃料电池测试平台气体加温加湿系统。

为实现上述目的，本实用新型提供一种燃料电池测试平台气体加温加湿系统，其包括加湿罐、加热器、气体曝气环、喷淋加湿环、第一挡板和第二挡板，加湿罐内具有腔体，腔体分为上腔体和下腔体，喷淋加湿环、气体曝气环和加热器依次从上至下地设于下腔体，第二挡板和第一挡板依次从上至下地设于上腔体，加热器用于对下腔体所盛装的液体进行加热，气体曝气环对输入的气体进行分裂切割，喷淋加湿环对被加热后的液体进行喷淋输出，第二挡板和第一挡板将上腔体分隔成从下至上依次布置的第一加湿混合区、第二加湿混合区和第三加湿混合区，第一加湿混合区与第二加湿混合区相连通，第二加湿混合区与第三加湿混合区相连通，加湿罐的顶部开设有与第三加湿混合区连通的气体出口。

较佳地，第二挡板的四周与上腔的内壁相连接，第二挡板的中部开设有上通过孔，第二加湿混合区与第三加湿混合区通过上通过孔相连通。

较佳地，第一挡板的四周与上腔体的内壁相隔开设置并围出下通过孔，第一加湿混合区与第二加湿混合区通过下通过孔相连通。

较佳地，第三加湿混合区中安装有隔板，隔板使第三加湿混合区的气体向下流动后再向上流动并最终经气体出口输出。

较佳地，气体出口设于加湿罐的顶部的左侧，隔板的顶部安装于上腔体的顶部，隔板竖直向下延伸且其端部向左弯折。

较佳地，加湿罐包括可拆卸安装的上罐体和下罐体，上腔体设于上罐体内，下腔体设于下罐体内。

较佳地，上罐体的下端外周侧形成有第一法兰结构，下罐体的上端外周侧形成有第二法兰结构，第一法兰结构与第二法兰结构可拆卸地连接固定。

较佳地，本实用新型的燃料电池测试平台气体加温加湿系统还包括喷淋水泵，喷淋水泵的进水口通过第一管道与下腔体连通，喷淋水泵的出水口通过第二管道与喷淋加湿环连通。

较佳地，本实用新型的燃料电池测试平台气体加温加湿系统还包括水循环泵，水循环泵的进水口通过第三管道与下腔体的下端连通，水循环泵的出水口通过第四管道与下腔体的下端连通。

较佳地，本实用新型的燃料电池测试平台气体加温加湿系统还包括水温换热器，水温换热器安装于第四管道上，水温换热器包括冷水流入管和冷水流出管，冷水流入管安装有流量调节阀。

与现有技术相比，本实用新型所提供的燃料电池测试平台气体加温加湿系统运行时，经过初步的加温加湿的气体从下向上流动，先后经过第一加湿混合区、第二加湿混合区和第三加湿混合区，在每一个加湿混合区都稍作停留，让气体充分加温加湿，到达设定的露点温度气体才从气体出口输出，输出符合要求的经过加温加湿的水雾。加热器和喷淋加湿环均设于加湿罐内，有利于优化设备体积。被气体曝气环分裂切割的气体遇上喷淋加湿环喷淋输出加热液体，两者相互融合，有利于快速生成水雾，提高响应速度。而且水雾先后经过第一加湿混合区、第二加湿混合区和第三加湿混合区，让气体受充分加湿而输出。

附图说明

图1是本实用新型的燃料电池测试平台气体加温加湿系统的结构示意图。

具体实施方式

为了详细说明本实用新型的技术内容、构造特征，以下结合实施方式并配合附图作进一步说明。

如图1所示，本实用新型提供了一种燃料电池测试平台气体加温加湿系统100，使加温、加湿装置合成一体化，体积小，具有响应速度快及加湿效率高的优点。

本实用新型的燃料电池测试平台气体加温加湿系统100包括加湿罐10、加热器20、气体曝气环30、喷淋加湿环40、第一挡板50和第二挡板60。加湿罐10内具有腔体，腔体分为上腔体11和下腔体12。喷淋加湿环40、气体曝气环30和加热器20一次从上至下地设于下腔体12。第二挡板60和第一挡板50依次从上至下地设于上腔体11。加热器20用于对下腔体11所盛装的液体进行加热。气体曝气环30对输入的气体进行分裂切割，增大气体的对外接触的面积。喷淋加湿环40对被加热后的液体进行喷淋输出。液体经过加热后喷淋输出，与气体相互混合得到加温加湿的气体。第二挡板60和第一挡板50将上腔体12分隔成从下至上依次布置的第一加湿混合区13、第二加湿混合区14和第三加湿混合区15。第一加湿混合区13与第二加湿混合区14相连通，第二加湿混合区14与第三加湿混合区15相连通，加湿罐10的顶部开设有与第三加湿混合区15连通的气体出口16。

经过初步的加温加湿的气体从下向上流动，先后经过第一加湿混合区13、第二加湿混合区14和第三加湿混合区15，在每一个加湿混合区都稍作停留，让气体充分加温加湿，到达设定的露点温度气体才从气体出口16输出，输出符合要求的经过加温加湿的水雾。加热器20和喷淋加湿环40均设于加湿罐10内，有利于优化设备体积。被气体曝气环30分裂切割的气体遇上喷淋加湿环40喷淋输出加热液体，两者相互融合，有利于快速生成水雾，提高响应速度。而且水雾先后经过第一加湿混合区13、第二加湿混合区14和第三加湿混合区15，让气体受充分加湿而输出。

如图1所示，第二挡板60的四周与上腔体11的内壁相连接，第二挡板60的中部开设有上通过孔61。第二加湿混合区14与第三加湿混合区15通过上通过孔61相连通。进一步地，第一挡板50的四周与上腔体11的内部相隔开并围出下通过孔51，第一加湿混合区13与第二加湿混合区14通过下通过孔51相连通。第一加湿混合区13的水雾向上流动时受第一挡板50的阻挡而向两边散开，接着流过下通过孔51进入第二加湿混合区14，水雾继续向上流动时受第二挡板60的阻挡而流向中间，接着流过上通过孔61进行第三加湿混合区15，最后从气体出口16流出。可见，水雾向上流动时是弯折式流动的，增加了水雾在上腔体11内的停留时间，而且流动方向不一，水雾相互融合碰撞，让气体与液体小分子充分融合，使得加湿更为充分。

如图1所示，第三加湿混合区15中安装有隔板17，隔板17使第三加湿混合区15的气体向下流动后再向上流动并最终经气体出口16输出，隔板17的设置进一步增加水雾在第三加湿混合区15停留的时间，水雾在第三加湿混合区15内充分碰撞融合才输出，让水雾得以充分加湿而输出。具体地，气体出口16设于加湿罐10的顶部的左侧，隔板17的顶部安装于上腔体11的顶部，隔板17竖直向下延伸且其端部向左弯折。实际上，隔板17将第三加湿混合区15分隔成两部分，向上流动的水雾先进入右端部分，受阻挡后向下流动，绕过隔板17后进入左端部分，最后才流出。在右端部分向上流动的水雾与向下流动的水雾相互碰撞，融合，进一步提高气体的加湿程度。在第三加湿混合区15的水雾的流动路径得到延长，也有助于提高气体的加湿程度。

如图1所示，加湿罐10包括可拆卸安装的上罐体18和下罐体19。上腔体11设于上罐体18内，下腔体12设于下罐体19内，将加湿罐10分成可拆卸安装的两部分，便于搬运、安装和维修。进一步地，上罐体18的下端外周侧形成第一法兰结构181，下罐体19的上端外侧形成第二法兰结构191，第一法兰结构181与第二法兰结构191可拆卸地连接固定。较优的是，第一法兰结构181和第二法兰结构191通过螺杆固定，但不限于此。设置的第一法兰结构181与第二法兰结构191方便上罐体18和下罐体19的对接安装、拆卸。

如图1所示，本实用新型的燃料电池测试平台气体加温加湿系统100还包括喷淋水泵70。喷淋水泵70的进水口通过第一管道71与下腔体12连通，喷淋水泵70的出水口通过第二管道72与喷淋加湿环40连通。喷淋水泵70将下腔体12中的热水泵送到喷淋加湿环40，由喷淋加湿环40输出，未化成水雾的部分自然落下汇入热水中，不断循环。

如图1所示，本实用新型的燃料电池测试平台气体加温加湿系统100还包括水循环泵80和水温换热器90。水循环泵80的进水口通过第三管道81与下腔体12连通，水循环泵80的出水口通过第四管道82与下腔体12连通。

水温换热器90安装于第四管道82，水温换热器90包括冷水流入管91和冷水流出管92。当需要提升液体的温度时，水循环泵80启动，水循环泵80将下腔体12中的液体抽出，然后再将抽出的液体重新输入到下腔体12，经过数次循环，液体被搅动混合，提高对液体的加热速度。当需要降低液体的温度时，水循环泵80启动，水温换热器90启动，冷水从冷水流入管91输入到水温换热器90中，冷水从冷水流出管92流出，经热传递带走第四管道82的热量，从而使重新输入下腔体12的液体的温度下降，如此不断循环，能够降低下腔体12内液体的温度。冷水流入管91安装有流量调节阀93，通过流量调节阀93能够调节冷水的输入流量，控制水温的下降速率。

以下简单介绍本实用新型的燃料电池测试平台气体加温加湿系统100的工作过程：气体输入到气体曝气环30，气体经过气体曝气环30的分裂切割，增加气体表面积，更易于与喷淋加湿环40喷出的有温度的水雾混合加湿。喷淋加湿环40将加热后的雾化成水雾，水雾与气体混合，得到加温加湿的气体。经过加温加湿后的气体向上流动，先后经过第一加湿混合区13、第二加湿混合区14和第三加湿混合区15，经过三个不同区域后，气体充分加温加湿，加温加湿的气体从气体出口16流出。达到设定的露点温度气体，多余带出的液体，从液体回流管101回流到液体。液体通过加热器20进行加热升温，启动水循环泵80，水循环泵80对下腔体12中的液体做内部循环，使液体温度快速提升。液体温度需要降低的时候，加热器20停止加热，启动水循环泵80和水温换热器90，水循环泵80对下腔体12中的液体做内部循环，外部冷水从冷水流入管91流入到水温换热器90，经过热传递带走第四管道82的热量，使得液体温度下降，换热后的冷水从冷水流出管92流出，如此不断，使液体温度快速下降。

以上所揭露的仅为本实用新型的较佳实例而已，不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，均属于本实用新型所涵盖的范围。

Claims (10)

1.燃料电池测试平台气体加温加湿系统，其特征在于：包括加湿罐、加热器、气体曝气环、喷淋加湿环、第一挡板和第二挡板，所述加湿罐内具有腔体，所述腔体分为上腔体和下腔体，所述喷淋加湿环、气体曝气环和加热器依次从上至下地设于所述下腔体，所述第二挡板和所述第一挡板依次从上至下地设于所述上腔体，所述加热器用于对所述下腔体所盛装的液体进行加热，所述气体曝气环对输入的气体进行分裂切割，所述喷淋加湿环对被加热后的液体进行喷淋输出，所述第二挡板和所述第一挡板将所述上腔体分隔成从下至上依次布置的第一加湿混合区、第二加湿混合区和第三加湿混合区，所述第一加湿混合区与所述第二加湿混合区相连通，所述第二加湿混合区与所述第三加湿混合区相连通，所述加湿罐的顶部开设有与所述第三加湿混合区连通的气体出口。

2.根据权利要求1所述的燃料电池测试平台气体加温加湿系统，其特征在于，所述第二挡板的四周与所述上腔的内壁相连接，所述第二挡板的中部开设有上通过孔，所述第二加湿混合区与所述第三加湿混合区通过所述上通过孔相连通。

3.根据权利要求1所述的燃料电池测试平台气体加温加湿系统，其特征在于，所述第一挡板的四周与所述上腔体的内壁相隔开设置并围出下通过孔，所述第一加湿混合区与所述第二加湿混合区通过下通过孔相连通。

4.根据权利要求1所述的燃料电池测试平台气体加温加湿系统，其特征在于，所述第三加湿混合区中安装有隔板，所述隔板使所述第三加湿混合区的气体向下流动后再向上流动并最终经所述气体出口输出。

5.根据权利要求4所述的燃料电池测试平台气体加温加湿系统，其特征在于，所述气体出口设于所述加湿罐的顶部的左侧，所述隔板的顶部安装于所述上腔体的顶部，所述隔板竖直向下延伸且其端部向左弯折。

6.根据权利要求1所述的燃料电池测试平台气体加温加湿系统，其特征在于，所述加湿罐包括可拆卸安装的上罐体和下罐体，所述上腔体设于所述上罐体内，所述下腔体设于所述下罐体内。

7.根据权利要求6所述的燃料电池测试平台气体加温加湿系统，其特征在于，所述上罐体的下端外周侧形成有第一法兰结构，所述下罐体的上端外周侧形成有第二法兰结构，所述第一法兰结构与所述第二法兰结构可拆卸地连接固定。

8.根据权利要求1所述的燃料电池测试平台气体加温加湿系统，其特征在于，还包括喷淋水泵，所述喷淋水泵的进水口通过第一管道与所述下腔体连通，所述喷淋水泵的出水口通过第二管道与所述喷淋加湿环连通。

9.根据权利要求1所述的燃料电池测试平台气体加温加湿系统，其特征在于，还包括水循环泵，所述水循环泵的进水口通过第三管道与所述下腔体的下端连通，所述水循环泵的出水口通过第四管道与所述下腔体的下端连通。

10.根据权利要求9所述的燃料电池测试平台气体加温加湿系统，其特征在于，还包括水温换热器，所述水温换热器安装于所述第四管道上，所述水温换热器包括冷水流入管和冷水流出管，所述冷水流入管安装有流量调节阀。