[实用新型]气体加湿装置及其燃料电池系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种气体加湿装置及其燃料电池系统，特别是涉及一种应用超音波振荡的气体加湿装置及设有气体加湿装置的燃料电池系统。

背景技术

近年来燃料电池技术的发展倍受各国政府与企业重视，无论是学理上的基础研究或者是商品化的应用开发均有长足的进步，例如，燃料电池电动车已成为世界各大汽车公司开发竞争的焦点，微型燃料电池也为未来的3C电子产业注入了新活力。燃料电池系统的核心组件是电池组，另一项重要的组件是燃料供应装置，藉此才能长时间产生可靠的电力。

当燃料电池的反应持续进行后，也就是电池组的温度升高时，反应气体的相对湿度随之降低，因而高分子电解质膜所含的水分会逐渐蒸发。这种现象轻微时会导致电池组的电压下降，严重时反应气体，如氢气会直接穿过高分子电解质膜与空气混合燃烧，造成部分电池的损毁。为避免发生这种情况，在反应气体流入电池组之前需要经过加湿装置，以提高反应气体的湿度。

反应气体的加湿方式目前一般采用外加湿法和内加湿法。外加湿技术是指反应气体在进入燃料电池系统前先通过外部附加装置进行加湿。通常所用的外加湿技术有升温加湿、蒸汽注射加湿、回圈加湿和直接液态水注射加湿等四种不同的加湿方式。升温加湿的外部附加装置是一加湿器，这种方式的加湿程度完全取决于加湿器的温度，通常加湿器要求的温度比电池的工作温度高10～15℃，以便将更多的水带入燃料电池。

现有习知的外部加湿技术，譬如藉由温度的加温以增加湿度；或将气体打入水中，利用多孔材将气体加湿；以及透过湿润的吸水多孔材，由气体穿透后加湿。适用于低气流流量(低功率)的燃料电池系统，对于大气体流量的燃料电池系统来说，为了确保气体与水的充分接触，通常加湿器的设计很复杂，因此会造成加湿器的制作成本增加。而且加湿器本身也很耗电，因此也会降低燃料电池的发电效益。

由此可见，上述现有的气体加湿装置及其燃料电池系统在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新型结构的气体加湿装置及其燃料电池系统，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。

发明内容

本实用新型的目的在于，克服现有的气体加湿装置及其燃料电池系统存在的缺陷，而提供一种新型结构的气体加湿装置及其燃料电池系统，所要解决的技术问题是使其藉由多孔式的超音波振荡器振荡液体表面，以使得液体雾化并用以加湿气体，可加强气体加湿效果，非常适于实用。

本实用新型的另一目的在于，提供一种新型结构的气体加湿装置及其燃料电池系统，所要解决的技术问题是藉由结构简单、成本低廉的多孔式的超音波振荡器，可降低气体加湿装置的制造成本，从而更加适于实用。

本实用新型的目的及解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。依据本实用新型提出的一种气体加湿装置，其包括：一储存槽，具有一进气端及一出气端，该储存槽用以储存一液体；一气体供应源，其提供一气体由该进气端进入该储存槽；以及一超音波振荡器，其具有：一浮体、一多孔件及一振荡子，该浮体浮在该液体上，并以该多孔件连接振荡该液体以获得一雾化液体的该振荡子。

本实用新型的目的以及解决其技术问题还可以采用以下的技术措施来进一步实现。

前述的气体加湿装置，其中所述的多孔件为一多孔隙平板、一多孔网目平板或一多孔隙球体，其材质为金属、陶瓷或高分子。

前述的气体加湿装置，其中所述的气体供应源具有一气体泵。

前述的气体加湿装置，其中所述的气体为空气、氧气、氢气、一氧化碳、氩气、天然气或有机燃料气体。

前述的气体加湿装置，其中所述的液体为纯水或水溶液。

本实用新型的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本实用新型提出的一种燃料电池系统，其包括：一气体加湿装置，其具有：一储存槽，具有一进气端及一出气端，该储存槽用以储存一液体；一气体供应源，其提供一气体由该进气端进入该储存槽；及一超音波振荡器，其具有：一浮体、一多孔件及一振荡子，该浮体浮在该液体上，并以该多孔件连接振荡该液体以获得一雾化液体的该振荡子；以及一燃料电池堆，其具有一输入端及一输出端，其中该输入端是与该出气端相连通，用以通入经该雾化液体加湿的该气体。

本实用新型的目的以及解决其技术问题还可以采用以下的技术措施来进一步实现。