[发明专利]加湿器以及燃料电池加湿气系统

说明书

本发明公开一种加湿器以及燃料电池加湿系统，所述加湿器包括壳体、芯体和扰流件，所述壳体具有腔室、第一进口、第二进口和出口，所述第一进口、所述第二进口和所述出口均与所述腔室连通，所述第一进口和所述出口沿所述壳体的长度方向相对设置，所述出口邻近所述第一进口设置，所述芯体设在所述腔室内，所述芯体的外周面和所述壳体的内周面间隔设置，所述芯体邻近所述第二进口设置，且所述芯体的横截面积沿朝向所述第一进口的方向逐渐增大，所述扰流件设在所述腔室内，所述扰流件设在所述芯体邻近所述出口的一端。本发明的加湿器具有结构简单、成本低廉、加湿效果好等优点。

技术领域

本发明涉及制造燃料电池领域，具体地，涉及一种加湿器以及燃料电池加湿系统。

背景技术

燃料电池进行电化学反应中，质子交换膜需要保持一定的湿度，燃料电池加湿的方法有鼓泡加湿、焓轮加湿、喷淋加湿、中空纤维膜管加湿技术。

相关技术中，燃料电池加湿器造价较高，寿命低。

发明内容

本发明是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识做出的：

相关技术中，燃料电池增湿系统，如图1所示，空气经过空滤中过滤，在空压机中压缩，在中冷器中冷却，在中空线纤维管膜增湿器的管侧中加湿，然后进入电堆,进行电化学反应，废气从电堆出来后进入增湿器的壳侧，在增湿器中按照浓差扩散的原理进行水交换，然后经过背压阀，最后进入消音器，其特点在于中冷器放置在增湿器前，这是因为经过空压机压缩的的空气温度很高，超出了增湿器的中空纤维管膜的耐温限制，因此需要先进行冷却，然后再进行加湿。其缺点在于，先进入中冷器，后进入增湿器，在增湿器中存在水交换和热交换两个物理过程，经过增湿器的湿气体的温度，并不能直接的进行比较精确的控制。

另外，中空纤维膜管加湿方法一方面存在生命周期较短的问题，由于冷启动融冰、压力波动、高分子材料溶胀等因素影响，中空纤维膜管存在比较多的断裂现象，造成中空纤维膜管增湿器成为需求定期更换的产品；另一方面，中空纤维膜管增湿器的制造，涉及材料、工艺等方面比较复杂的环节，其产品一致性控制有比较大的难度。

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的实施例提出一种结构简单、成本低廉、加湿速度快的加湿器。

本发明的实施例提出一种工艺简单、温度可控的燃料电池加湿系统。

本发明实施例的加湿器，包括：壳体，所述壳体具有腔室、第一进口、第二进口和出口，所述第一进口、所述第二进口和所述出口均与所述腔室连通，所述第一进口和所述出口沿所述壳体的长度方向相对设置，所述第二进口邻近所述第一进口设置；芯体，所述芯体设在所述腔室内，所述芯体的外周面和所述壳体的内周面间隔设置，所述芯体邻近所述第二进口设置，且所述芯体的横截面积沿朝向所述第一进口的方向逐渐增大；扰流件，所述扰流件设在所述腔室内，所述扰流件设在所述芯体邻近所述出口的一端。

本发明实施例的加湿器，设置芯体和扰流件，通过第一进口流入的干气体在芯体附近形成文丘里效应，从而将第二进口处的湿气体吸入腔室内，使得第一进口的干气体和第二进口的湿气体在扰流件的作用下充分混合，加湿效率高，加工制造成本低。

在一些实施例中，所述壳体包括第一壳和第二壳，所述腔室设在所述第一壳，所述第二壳设在所述腔室内，所述第一壳的内周面和所述第二壳的外周面间隔设置以形成第一腔，所述第一腔和所述第二进口连通，所述第二壳的外周面设有贯穿所述第二壳的第一孔，所述芯体设在所述第一壳内，所述第一孔邻近所述芯体设置，所述第一孔连通所述第一腔和所述第一壳。

在一些实施例中，所述第一孔和所述第二进口沿所述壳体的长度方向间隔设置。