[發(fā)明專利]一種新型氣體增濕器及其方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310246468.4
• 申請日: 2013-06-20
• 公開（公告）號: CN103346338A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發(fā)明（設計）人: 顧學紅;蔣冀;王學瑞;徐南平
• 申請（專利權）人: 南京工業(yè)大學
• 主分類號: H01M8/04
• 分類號: H01M8/04;F24F3/14;A01G9/24
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 徐冬濤;袁正英

技術領域

本發(fā)明涉及生活、生產(chǎn)領域，尤其涉及一種新型氣體增濕器及其方法，特別適用于解決工業(yè)增濕如燃料電池增濕問題以及生活生產(chǎn)增濕如房間增濕和育苗保鮮增濕問題。

背景技術

在相關領域，增加氣體濕度非常重要，目前使用的方法主要有電加熱型加濕法、高壓噴霧式加濕法、超聲波加濕法和濕膜加濕法等。電加熱型加濕法是通過加熱使水汽化產(chǎn)生蒸汽，其能耗高，且產(chǎn)生的水蒸氣遇冷容易凝結成液滴，增濕效果不佳；高壓噴霧加濕法容易產(chǎn)生液態(tài)小水滴；超聲波加濕法對水質(zhì)的要求高，如果水中含有較多離子，則容易產(chǎn)生粉末狀物質(zhì)，影響衛(wèi)生和相關設備性能；濕膜加濕法一般以液態(tài)水為原料，加濕效果并不穩(wěn)定，受液態(tài)水狀態(tài)的影響較大。這些方法的不足限制了其在一些高新科技領域的應用，如在燃料電池領域，因燃料電池在使用中需要有充足的水分存在，且對水的含量和質(zhì)量有著嚴格的要求，所以對質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)的定量增濕顯得尤為重要。目前使用的技術手段主要有加熱加濕法、噴淋型加濕法和濕膜加濕法，然而這些加濕裝置的設計往往結構復雜、體積較大、能耗高、成本高、增濕效果難以調(diào)控、且截留氣體、粉塵等有害物質(zhì)效果差，用于燃料電池時會對燃料電池的活性及壽命產(chǎn)生嚴重影響。如專利CN201110254614.9和專利CN200710148952.8，其所述的增濕裝置均比較復雜，占用體積相對較大，這有礙于其在汽車尤其是小型汽車上的使用；專利CN01114150.6，其采用濕膜加濕法，其本身結構雖然簡單，不過其運行時需要配置額外水箱，這增加了系統(tǒng)的復雜度以及體積。在生活領域，在空調(diào)給人們生活帶來舒適的同時，也給人們帶來了干燥的環(huán)境，冬天時這一現(xiàn)象尤為明顯。適當增加房間的濕度有益于提高人們的舒適感，目前使用的加濕方法主要是采用電加熱法，然而該方法對普通家庭來說，耗能耗電，難以推廣。在生產(chǎn)領域，育苗增濕以及保鮮增濕也非常重要，尤其是水果蔬菜的長距離運輸?shù)谋ｕr增濕，因保持一定的濕度有利于提高水果蔬菜的口感，所以對干燥空氣的增濕非常重要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了改進現(xiàn)有技術的不足而提供一種新型氣體增濕器，本發(fā)明的另一目的提供了利用上述新型氣體增濕器的增濕方法；該增濕器及其方法使用無機膜為增濕介質(zhì)，其突破了濕膜加濕法須采用液態(tài)水為增濕原料的限制，其有利于解決燃料電池增濕、房間增濕及育苗保鮮增濕等問題。

本發(fā)明提供了一種新型氣體增濕器及其方法，該增濕器以無機膜材料作為增濕介質(zhì)，其特點是增濕效果穩(wěn)定高效、節(jié)能環(huán)保。因多孔陶瓷膜材料、多孔金屬膜或沸石分子篩膜具有強親水性，當濕氣與增濕元件接觸時，在水汽分壓差作用下，水汽在增濕元件表面優(yōu)先吸附并透過增濕元件，其他氣體則因水汽的優(yōu)先吸附而不透過或者很少透過增濕元件，從而達到單純增加氣體濕度的目的。

本發(fā)明的技術方案為：一種新型氣體增濕器，其特征在于由無機膜元件8、殼體7、多孔折流板12、管層氣體分布器11a、殼層氣體分布器11b、上孔板3a和下孔板3b、上端頭1a和下端頭1b組成；其中殼體7中設有等間距分布的多孔折流板12；無機膜元件8通過密封材料9粘接固定在上孔板3a上，置于殼體7中，無機膜元件8底部用密封材料9與下孔板3b密封，無機膜元件8上下分別使用上卡扣或螺紋2a和下卡扣或螺紋2b擰緊固定，殼體7頂部設有上端頭1a，底部設有下端頭1b；上端頭1a和下端頭1b中部分別設有干氣進口14a和干氣出口14b，干氣進口14a內(nèi)側連接管層氣體分布器11a，外側按順序分別連接第一閥門4a和第一流量濕度傳感器10a；干氣出口14b外側按順序分別連接第四閥門4d和第二流量濕度傳感器10b；在殼體7下側靠近下孔板3b處開有濕氣進口6b，濕氣進口6b內(nèi)側連接殼層氣體分布器11b，外側分別連接第三閥門4c、第二流量傳感器5b；在殼體7上側靠近上孔板3a處開有濕氣出口6a，濕氣出口6a外側分別連接第二閥門4b及第一流量傳感器5a；濕氣進口6b的對側設置排液閥13。

本發(fā)明還提供了一種利用上述的新型氣體增濕器的增濕方法，其具體步驟為：

（1）將一定壓力、溫度和流速的干氣通入增濕器管層管線，使用第一流量濕度傳感器10a測定其濕度并控制第一閥門4a調(diào)節(jié)其流量，然后通過干氣進口14a經(jīng)管層氣體分布器11a充分分散后送入增濕器管層，到達膜元件8的內(nèi)表面；與此同時將一定壓力、溫度和流速的濕氣通入增濕器殼層管線，經(jīng)第一傳感器5b測定濕氣濕度并控制第三閥門4c調(diào)節(jié)其流量后送入增濕器殼層，到達無機膜元件8的外表面；