[发明专利]用于燃料电池的混合增湿器

说明书

技术领域

本发明涉及用于燃料电池的混合增湿器，尤其涉及这样一种用于燃料电池的混合增湿器，其中提供多个用于供应从燃料电池堆排放的湿空气的增湿管从而均匀地增湿增湿器的内部，由此提高增湿效率。

背景技术

燃料电池车辆由燃料电池产生的驱动力驱动，燃料电池将氧和氢反应产生的化学能转换成电能。在这时，为了燃料电池的工作，必须增湿燃料电池内部的电解液。

通常，如果鼓风机从车辆外部吸入干空气，干空气被增湿器增湿，然后被供应给燃料电池堆。增湿器用已用于燃料电池堆内部反应中的高温和高湿度的空气增湿从外部供应的干空气。

存在使用各种方法的各种增湿器，例如超音波增湿，蒸汽增湿、蒸发式增湿等等，并且具有小电功率消耗和小尺寸的增湿器适合于燃料电池。因此，使用超滤膜的增湿器通常用于燃料电池。

图1是传统超滤增湿器的横截面图，图2是图1的超滤膜模件的透视图，图3是显示图1的超滤膜增湿器的气流的图示。

如图1和图2中所示，在传统的超滤膜增湿器1中，通过其供应干空气的第一入口20在外壳10的一侧形成，通过其排放增湿器1内的湿空气的第一出口30在外壳10的另一侧形成。包括含有超滤膜64的多个模件外壳62的超滤膜模件60插入到外壳10中。

通过其供应从燃料电池堆排放的高温和高湿度空气的第二入口40在外壳10中形成，并且通过其排放增湿增湿器1内部的空气的第二出口50在外壳10中形成。包含在通过第二入口40供应的高温和高湿度的空气中的湿气(moisture)通过超滤膜64的毛细现象分离，然后移动到超滤膜64中。移动的湿气增湿沿其纵向方向通过超滤膜64的干空气，并且增湿后的空气通过第一出口30排放，然后供应给燃料电池堆。

然而，如图1和图3中所示，从外部供应的干空气在超滤膜模件60的中心部分A集中并且然后被供应，用于增湿的湿空气缓慢地分散，从而湿空气难以渗透到中超滤膜模件60地中心部分中。增湿器1的边缘部分B是湿润的，但是在边缘部分B中几乎没有用于增湿的空气，因此增湿器1的效率降低。

另外，由于除了蒸汽之外燃料电池中的反应产生的水被供应给增湿器，因此供应给增湿器的水会在冷天结冰，因此会降低效率。

另外，为了恢复降低的效率，应当使用大量的超滤膜，因此制造成本增加并且增湿器的尺寸也增加。

发明内容

本发明试图提供一种用于燃料电池的混合增湿器，其具有的优点是通过允许干空气均匀地流入到增湿器中以均匀地增湿来增强增湿效率。

本发明的一个典型实施方式提供了一种用于燃料电池的混合增湿器，其包括：在圆柱形外壳的一侧形成的空气入口，从鼓风机供应的干空气流入到所述空气入口中；在所述外壳的另一侧形成的空气出口，所述干空气被增湿，然后通过所述空气出口被排出；多个增湿管，其插入到所述外壳中并且被布置成彼此间隔一段距离从而不互相干涉，多个通孔，其在所述增湿管中形成从而将从燃料电池堆排放的湿空气输送到所述外壳的内部；超滤膜模件，其容纳在所述外壳中并且将从所述增湿管排放的湿气输送到所述干空气；和子出口，在增湿所述外壳内部的干空气之后通过该子出口排放残余空气。

所述增湿管可以穿透所述空气入口和所述空气出口以延伸到所述空气入口和所述空气出口的外部。

用于在所述空气出口侧沿着与所述干空气的流动方向相反的方向将湿空气供应到所述混合增湿器中的管插孔可以在所述增湿管中形成。

用于加热从燃料电池堆供应的湿空气从而蒸发空气的加热器可以设在朝着所述空气出口的所述增湿管的端部。

附图说明

图1是传统超滤增湿器的横截面图。

图2是图1的超滤膜模件的透视图。

图3是显示图1的超滤膜增湿器的气流的图示。

图4是显示根据本发明的典型实施方式的空气供应管线的图示。

图5是图4的混合增湿器的横截面图。

图6是图5的增湿管的放大图。

图7是示意性地显示图5的增湿管的安装状态的透视图。

<指示图中主要元件的参考数字的说明>

100：鼓风机        200：燃料电池堆

300：混合增湿器    310：外壳

314：空气入口      318：空气出口

319：子出口        320：超滤膜模件

330：增湿管        332：管插入孔

334：通孔          336：加热器

具体实施方式

在下文将参考附图具体描述本发明的典型实施方式。