[發明專利]使用注射器的燃料電池用空氣加濕裝置及空氣加濕方法

在審

• 申請號: 201410843160.2
• 申請日: 2014-12-30
• 公開（公告）號: CN105226312A
• 公開（公告）日: 2016-01-06
• 發明（設計）人: 權赫律;金賢裕;李昌夏
• 申請（專利權）人: 現代自動車株式會社
• 主分類號: H01M8/04828
• 分類號: H01M8/04828
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司 11322
• 代理人: 龍淳

1.一種用于燃料電池的空氣加濕裝置，其包括：

空氣壓縮機，配置成將空氣供應到所述燃料電池的陰極；以及

注射器，設置在與所述空氣壓縮機的入口連接的空氣供應管線中，從而使用從所述空氣壓縮機的出口旁通來的壓縮空氣將從所述燃料電池排出的冷凝水注射到所述空氣壓縮機的入口。

2.根據權利要求1所述的用于燃料電池的空氣加濕裝置，其中將所述空氣壓縮機的出口連接到注射器的入口的旁通管線包括配置成調整開放和閉合角度的旁通閥。

3.根據權利要求1所述的用于燃料電池的空氣加濕裝置，其中所述注射器是雙流體噴嘴，其包括：

外中空體，其具有設置在所述外中空體的一側的中心部分的第一噴嘴；以及

內中空體，其具有插入到所述第一噴嘴的中心部分中且設置在所述內中空體的一端的第二噴嘴。

4.根據權利要求1所述的用于燃料電池的空氣加濕裝置，其中所述注射器是雙流體噴嘴，其包括：

外中空體，其具有設置在所述外中空體的一側的中心部分的第一噴嘴；以及

內中空體，其具有隔開地插入到所述第一噴嘴的中心部分中且設置在所述內中空體的一端的第二噴嘴。

5.根據權利要求3所述的用于燃料電池的空氣加濕裝置，其中所述注射器的所述外中空體與所述內中空體之間的空間形成為通過旁通管線與所述空氣壓縮機的出口連通地連接的壓縮空氣流空間，且所述內中空體的內部空間形成為通過與所述燃料電池的冷凝水儲器連接的冷凝水排出管線連通地連接的冷凝水流空間。

6.根據權利要求4所述的用于燃料電池的空氣加濕裝置，其中所述注射器的所述外中空體與所述內中空體之間的空間形成為通過旁通管線與所述空氣壓縮機的出口連通地連接的壓縮空氣流空間，且所述內中空體的內部空間形成為通過與所述燃料電池的冷凝水儲器連接的冷凝水排出管線連通地連接的冷凝水流空間。

7.根據權利要求1所述的用于燃料電池的空氣加濕裝置，其中所述空氣壓縮機的出口并排地設有用于供應到所述陰極的空氣的測量相對濕度的濕度傳感器和測量溫度的溫度傳感器。

8.一種用于燃料電池的空氣加濕方法，其包括以下步驟：

通過空氣壓縮機抽吸并壓縮外部空氣且將所壓縮的外部空氣供應到所述燃料電池；

使用旁通管線從所述空氣壓縮機的出口將壓縮空氣的一部分旁通到所述空氣壓縮機的入口側；

通過注射器將從所述燃料電池排出的冷凝水注射到所述空氣壓縮機的入口中，同時使用旁通到所述空氣壓縮機的入口側的壓縮空氣抽吸從所述燃料電池排出的冷凝水；以及

使所述外部空氣在通過所注射的冷凝水進行加濕的同時經過所述空氣壓縮機。

9.根據權利要求8所述的用于燃料電池的空氣加濕方法，其中當所述空氣壓縮機的出口溫度T_o達到預定溫度T_t或更大時，將所注射的冷凝水與所述壓縮空氣一起旁通到所述空氣壓縮機的入口，而當T_o小于T_t時，停止所述冷凝水的注射。

10.根據權利要求8所述的用于燃料電池的空氣加濕方法，其中所述冷凝水的注射量控制從所述空氣壓縮機的出口旁通到入口的壓縮空氣的旁通量，從而將所述空氣壓縮機的出口側的相對濕度調整為等于或小于約100％。

11.一種用于燃料電池的空氣加濕裝置，其包括：

空氣壓縮機，配置成將空氣供應到所述燃料電池的陰極；以及

注射器，設置在與所述空氣壓縮機的入口連接的空氣供應管線中，從而將從所述燃料電池排出的冷凝水直接注射到所述空氣壓縮機的入口。

12.根據權利要求11所述的用于燃料電池的空氣加濕裝置，其中所述注射器是注水噴嘴，其通過冷凝水排出管線直接注射來自冷凝水儲器的冷凝水，在所述冷凝水儲器中儲存從所述燃料電池排出的冷凝水。

13.一種用于燃料電池的空氣加濕方法，其包括以下步驟：

通過空氣壓縮機抽吸并壓縮外部空氣且將所壓縮的外部空氣供應到所述燃料電池；

通過注射器使用注水噴嘴將從所述燃料電池排出的冷凝水直接注射到所述空氣壓縮機的入口中；以及

使所述外部空氣在通過所注射的冷凝水進行加濕的同時經過所述空氣壓縮機。