[实用新型]一种质子交换膜燃料电池的加湿装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种质子交换膜燃料电池的加湿装置，属于电池技术领域。

背景技术

目前，燃料电池已经成功地在航天、汽车、电脑等领域，其具有无污染、无噪音、效率高等优点。而质子交换膜燃料电池作为燃料电池的一种，可在低温环境下工作，由于其使用固态电解质，因此更适合应用在需要可移动性能源的产业上，是目前各类燃料电池中最受关注的一种。质子交换膜是质子交换膜燃料电池中的关键部件，在质子交换膜燃料运行时，质子交换膜在传导质子时必须有水的存在。为了保证质子交换膜燃料电池的性能，反应气体必须预加湿。现有的加湿器加湿速度慢、体积大、结构复杂、成本高。

发明内容

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种加湿速度快、体积小、结构简单、成本低的质子交换膜燃料电池的加湿装置。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种质子交换膜燃料电池的加湿装置，其特征在于：它包括一预加湿区、一气体喷淋区、一热交换区、一水存储区和一气体输出通道；所述预加湿区中装有液态水，在所述预加湿区的顶部固定连接一进气管，所述进气管的末端位于所述液态水的液面下；所述预加湿区的上部与所述气体喷淋区连通，所述气体喷淋区的顶部设置有水雾喷头；所述热交换区位于所述气体喷淋区的下方，所述热交换区与所述气体喷淋区之间通过一多孔筛板分隔开；在所述热交换区设置有至少两个水平间隔布置的换热板，每一所述换热板上均设置有多个通孔；所述水存储区位于所述热交换区的下方，在所述水存储区的底部设置有电加热板；所述气体输出通道与所述水存储区的上部连通且向上延伸。

在所述气体输出通道的出口处设置一过滤器。

所述换热板使用翘片式管状结构，所述换热板包括冷凝管和翘片。

本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本实用新型设置有预加湿区、气体喷淋区、热交换区和水存储区，气体先后经过液态水预加湿、水雾喷淋、换热板气化、电加热板气化等过程，能够在极短时间实现气体的加湿，因此加湿效率高。2、本实用新型结构简单、成本低，可广泛应用于为质子交换膜燃料电池的加湿过程中。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。

如图1所示，本实用新型包括一预加湿区1、一气体喷淋区2、一热交换区3、一水存储区4和一气体输出通道5。其中，预加湿区1中装有液态水，在预加湿区1的顶部固定连接一进气管6，进气管6的末端位于液态水的液面下。预加湿区1的上部与气体喷淋区2连通，气体喷淋区2的顶部设置有水雾喷头7。热交换区3位于气体喷淋区2的下方，热交换区3与气体喷淋区2之间通过一多孔筛板8分隔开。在热交换区3设置有至少两个水平间隔布置的换热板9，每一换热板9上均设置有多个通孔。水存储区4位于热交换区4的下方，在水存储区4的底部设置有电加热板10。气体输出通道5与水存储区4的上部连通且向上延伸。

在一个优选的实施例中，在气体输出通道5的出口处设置一过滤器11。

在一个优选的实施例中，换热板9使用翘片式管状结构，包括冷凝管和翘片。

本实用新型在使用时，气体从进气管6进入预加湿区1的液态水中，变成气泡上浮进入液态水上方的空间，然后进入气体喷淋区2。水雾喷头7喷出水雾，气体与水雾进行水热交换，使气体达到过饱和状态，携带大量液态水的气体通过多孔筛板8进入热交换区3，燃料电池工作时排出的冷凝水流入换热板9，换热板9使进入热交换区3的液态水气化。如果热交换区3还有液态水未被气化，剩余的水进入水存储区4，水存储区4的电加热板10进行加热，促使进入水存储区4的水气化，从而使气体的相对湿度逐渐增加。最后气体进入气体输出通道5，过量的液态水通过设置在出口处的过滤器11滤除，然后气体排出，进入燃料电池。

本实用新型仅以上述实施例进行说明，各部件的结构、设置位置及其连接都是可以有所变化的。在本实用新型技术方案的基础上，凡根据本实用新型原理对个别部件进行的改进或等同变换，均不应排除在本实用新型的保护范围之外。