[实用新型]一种具有喷射雾化增湿功能的氢燃料电池用空压机

说明书

本实用新型公开了一种具有喷射雾化增湿功能的氢燃料电池用空压机，包括空压机，空压机的排气口与氢燃料电池的空气进口连通，空压机的进气口处设置有用于检测空气组成状态的检测组件，空压机的空压机入口与氢燃料电池的空气进口之间的管路上设置有雾化加湿装置，本实用新型能够对输送至氢燃料电池内的空气进行增压、冷却、增湿，使高压湿润空气湿润质子交换膜，提高氢燃料电池的整体性能，同时还能提高空压机的效率，降低氢燃料电池系统的寄生能耗，提高使用效果。

技术领域

本实用新型属于氢燃料电池用空压机空气增湿技术领域，具体的说，涉及一种具有喷射雾化增湿功能的氢燃料电池用空压机。

背景技术

在氢燃料电池技术领域，由于质子交换膜氢燃料电池(亦质子交换膜氢燃料电池)是一种将氢氧反应气体的化学能直接转化成电能的装置，具有能量转换率高、污染物排放低、操作温度低等优点，是一种极具发展前景的清洁能源技术。

目前广泛采用的质子交换膜的质子导通率与其水合度密切相关，若膜中的水含量不足或膜失水，质子传导阻力迅速增加，会导致电池性能的衰减，甚至引起膜的穿孔；若膜电极中含水量过高且无法排出，会进一步阻碍反应气体的传质，并造成催化剂的腐蚀和流失，加速氢燃料电池性能及寿命的衰减；可见，质子交换膜的保湿需求和氢燃料电池的排水需求互相矛盾，合理的控制方案则须实现两者的平衡；为了避免质子交换膜脱水，目前商业化的氢燃料电池系统中会额外加设増湿器将反应气体进行増湿，但増湿器的存在增加了系统体积和复杂度，而且目前膜增湿器技术主要由国外市场垄断，成本昂贵。

为解决上述问题，现有技术中公开了一种空压机加湿装置，如专利号为：202010896652.3，公开了一种质子交换膜氢燃料电池系统用空压机加湿装置，包括：氢燃料电池；高压氢气瓶，连接所述氢燃料电池的氢气进口；水泵，连接所述氢燃料电池的尾排纯水出水口；空气压缩机，所述空气压缩机的排气口连接所述氢燃料电池的空气进口；雾化喷嘴，设置在所述空气压缩机的进气端，并连接所述水泵。

上述该类现有的空压机加湿装置利用氢燃料电池电堆反应完产生的尾排纯水，回收利用，然后利用水泵通过雾化喷嘴喷回空气压缩机的进气端，以此来增加空气的湿度、降低空气的温度，但是该类空压机加湿装置的压缩机为一级空压机，其整体结构简单，只能对输送至氢燃料电池电堆内的空气进行一次增压，并且增压完成后的空气由于水的存在是空气的温度低，影响使用，并且大量水雾预冷发生凝聚形成水滴，其水滴进入氢燃料电池的电堆内后会阻碍反应气体的传质，造成催化剂的腐蚀和流失，进而大大降低使用效果。

实用新型内容

本实用新型要解决的主要技术问题是提供一种具有喷射雾化增湿功能的氢燃料电池用空压机，用以解决传统技术中因为增湿器，空压机，中冷器等关键辅件体积大，集成度差，成本昂贵的问题，同时能够对空气进行增压、冷却、增湿的作用，同时还能提高空压机的效率，降低氢燃料电池系统周边部件的能耗。

为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：

一种具有喷射雾化增湿功能的氢燃料电池用空压机，包括空压机，空压机的排气口与氢燃料电池的空气进口连通，空压机的进气口处设置有用于检测空气组成状态的检测组件，空压机的空压机入口与氢燃料电池的空气进口之间的管路上设置有雾化加湿装置。

以下是本实用新型对上述技术方案的进一步优化：

空压机为二级增压空压机，其具体结构包括空压机外壳，空压机外壳的两侧分别设置有一级增压装置和二级增压装置，空压机入口开设在一级增压装置上，空压机入口的外端连通有进气管路，进气管路与外设进气过滤组件连通。

进一步优化：空压机的一侧设置有连接管，连接管的一端与一级增压装置的出气端连通，连接管的另一端与二级增压装置的二级压气机入口连通。

进一步优化：雾化加湿装置包括喷射雾化器，喷射雾化器内的喷射介质为氢燃料电池的产物。