[发明专利]燃料电池进气增湿装置、燃料电池及设备

说明书

本发明提供了一种燃料电池进气增湿装置、燃料电池及设备。其中，燃料电池进气增湿装置，包括：储水罐、水泵和雾化腔；所述雾化腔设置在中冷器和电堆空气入口之间，所述雾化腔内设置喷头和超声波雾化板；所述水泵从储水罐中抽取液态水至喷头，喷头喷出的雾状液滴对经过中冷器的干空气进行初步加湿，喷头喷出的雾状液滴撞击在超声波雾化板上，经超声波雾化板进行二次雾化得到干雾，干雾对空气再次加湿。通过在雾化腔中设置超声波雾化板，对液滴进行二次雾化得到干雾，使用干雾对空气二次加湿，因干雾颗粒减小，对空气加湿更好，从而达到加湿效果好的目的。

技术领域

本发明属于燃料电池技术领域，尤其是涉及一种燃料电池进气增湿装置、燃料电池及设备。

背景技术

氢能被誉为21世纪的清洁能源，燃料电池发动机作为氢能利用的重要场景之一正日益受到广泛的关注。氢气经过燃料电池反应之后产物只有液态水，没有其他的含碳污染物。目前，氢燃料电池发动机应用领域逐渐拓展，包括轮船、轨道列车、固定式发电、道路汽车、非道路工程车等。由于电堆的性能和耐久性特性，进入电堆的空气必须具备一定的湿度。

目前加湿的方式包括膜管加湿、鼓泡加湿、焓轮加湿、喷雾加湿。其中喷雾增湿的基本模式是喷头在雾化腔内喷射雾状液滴，对通过的干空气进行加湿。加湿后的干空气通过雾化腔后直接进入电堆。

现有喷雾增湿的缺点：

1.雾化喷头喷射的液滴较大，空气的加湿效果差；且喷射距离较远容易积累在雾化腔的内壁上，形成成股的水流；

2.大液滴或者成股的水流进入电堆容易堵塞流道，严重时会造成水淹，对电堆性能和耐久性造成极大影响。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种燃料电池进气增湿装置、燃料电池及设备，至少部分解决现有技术中存在的空气加湿效果差的问题。

第一方面，本公开实施例提供了一种燃料电池进气增湿装置，包括：储水罐、水泵和雾化腔；

所述雾化腔设置在中冷器和电堆空气入口之间，所述雾化腔内设置喷头和超声波雾化板；

所述水泵从储水罐中抽取液态水至喷头，喷头喷出的雾状液滴对经过中冷器的干空气进行初步加湿，喷头喷出的雾状液滴撞击在超声波雾化板上，经超声波雾化板进行二次雾化得到干雾，干雾对空气再次加湿。

可选的，还包括第一分水件，所述第一分水件设置在增湿腔和电堆空气入口之间，第一分水件用于将进入的气体中的液滴分离，分离得到的液体进入储水罐。

可选的，中冷器的入口与膨胀机压轮的出口连通，膨胀机涡轮的入口与电堆空气出口连通，膨胀机涡轮的出口设置第二分水件，所述第二分水件分离的液体进入储水罐。

可选的，还包括第三分水件，所述第三分水件与电堆氢气出口连通，所述第三分水件分离的液体进入储水罐。

可选的，所述第三分水件和储水罐之间的管道上设置第一排水阀。

可选的，所述第三分水件的排气口上设置排气阀，第三分水件分离的气体经排气阀后经尾排排出。

可选的，所述经超声波雾化板进行二次雾化得到干雾中，所述干雾为1-10μm。

可选的，储水罐的底部设置排水口，排水口上设置第二排水阀。

第二方面，本公开实施例还提供了一种燃料电池，包括：第一方面任一所述的燃料电池进气增湿装置。

第三方面，本公开实施例还提供了一种设备，包括：第一方面任一所述的燃料电池进气增湿装置。