[發(fā)明專利]一種燃料電池系統(tǒng)的氣體加濕裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011348440.8
• 申請日: 2020-11-26
• 公開（公告）號: CN112490474B
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 羅小鵬;陳峰;錢鑫;崔春然;唐德平
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥科威爾電源系統(tǒng)股份有限公司
• 主分類號: H01M8/04119
• 分類號: H01M8/04119;H01M8/04828;H01M8/04007;H01M8/04014;H01M8/04701;H05B3/20
• 代理公司: 合肥市浩智運專利代理事務(wù)所(普通合伙) 34124
• 代理人: 杜丹丹

1.一種燃料電池系統(tǒng)的氣體加濕裝置，其特征在于：包括加濕箱、氣體均布裝置、超聲加濕裝置、混流裝置、加熱裝置和水汽分離裝置，所述加濕箱為內(nèi)部中空的箱體，所述加濕箱內(nèi)部由底部至頂部依次設(shè)置所述氣體均布裝置、超聲加濕裝置、混流裝置、加熱裝置和水汽分離裝置，所述加濕箱上分別設(shè)置有第一進(jìn)氣口、第二進(jìn)氣口、第三進(jìn)氣口、進(jìn)水口以及出氣口，所述第一進(jìn)氣口與所述氣體均布裝置連接，所述第二進(jìn)氣口與所述混流裝置連接，所述第三進(jìn)氣口與混流裝置遠(yuǎn)離第二進(jìn)氣口的一端連接，所述進(jìn)水口設(shè)置在加濕箱底部，所述出氣口設(shè)置在加濕箱頂部；所述混流裝置包括多組混流結(jié)構(gòu)，所述混流結(jié)構(gòu)疊加設(shè)置，所述混流結(jié)構(gòu)包括混流層、傳質(zhì)層和緩沖層，所述混流層、傳質(zhì)層和緩沖層依次由下至上設(shè)置，所述混流層一端與所述第二進(jìn)氣口連接，所述混流層的另一端與所述第三進(jìn)氣口連接；所述加熱裝置包括多層加熱絲網(wǎng)板和溫度控制裝置，所述加熱絲網(wǎng)板疊加設(shè)置，且加熱絲網(wǎng)板兩端分別固定在所述加濕箱內(nèi)壁，所述溫度控制裝置一端連接所述加熱絲網(wǎng)板，一端設(shè)置在所述加濕箱外側(cè)用于調(diào)整加熱絲網(wǎng)板溫度；所述溫度控制裝置包括溫度探頭、溫控儀表以及電力調(diào)整器，所述溫度探頭分別設(shè)置在底部加熱絲網(wǎng)板和頂部加熱絲網(wǎng)板上，所述溫度探頭電連接所述溫控儀表，所述電力調(diào)整器的輸出端連接所述加熱絲網(wǎng)板；所述加濕箱靠近所述溫度控制裝置的一側(cè)開設(shè)有兩個通孔，所述通孔內(nèi)均密封焊接有鎧裝護(hù)套，與所述溫度探頭連接的導(dǎo)線貫穿所述鎧裝護(hù)套；

關(guān)閉第二進(jìn)氣口和第三進(jìn)氣口、開啟第一進(jìn)氣口和進(jìn)水口并調(diào)整第一進(jìn)氣口的流量和超聲加濕裝置的電壓或關(guān)閉第一進(jìn)氣口和進(jìn)水口、開啟并調(diào)整所述第二進(jìn)氣口與第三進(jìn)氣口的流量控制出氣口的出氣量來適應(yīng)不同功率燃料電池的加濕需求，開啟所述加熱裝置來控制加濕后氣體的溫度，開啟所述水汽分離裝置致使加濕后的氣體中水分分離。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種燃料電池系統(tǒng)的氣體加濕裝置，其特征在于：所述混流層包括多根第一管道和第二管道，所述第一管道與第二管道水平間隔設(shè)置，所述第一管道與所述第二進(jìn)氣口連通，所述第二管道與所述第三進(jìn)氣口連通，所述第一管道上設(shè)置有第一通孔，所述第二管道上設(shè)置有第二通孔，相鄰之間的第一管道和第二管道上的第一通孔和第二通孔相對設(shè)置。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種燃料電池系統(tǒng)的氣體加濕裝置，其特征在于：所述傳質(zhì)層由多層金屬片水平疊加組成，所述金屬片上均勻開設(shè)有多個第三通孔。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種燃料電池系統(tǒng)的氣體加濕裝置，其特征在于：所述金屬片為褶狀波浪型。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種燃料電池系統(tǒng)的氣體加濕裝置，其特征在于：相鄰之間的加熱絲網(wǎng)板的加熱絲錯位設(shè)置。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種燃料電池系統(tǒng)的氣體加濕裝置，其特征在于：所述第一進(jìn)氣口和第二進(jìn)氣口并聯(lián)設(shè)置。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種燃料電池系統(tǒng)的氣體加濕裝置，其特征在于：所述加濕箱底部側(cè)面還設(shè)置有液位檢測器。

8.采用權(quán)利要求1-7中任意一項所述的一種燃料電池系統(tǒng)的氣體加濕裝置的加濕方法，其特征在于：該氣體加濕裝置的應(yīng)用現(xiàn)場不具備鍋爐，包括如下步驟：

步驟1：開啟所述加熱裝置對加濕箱內(nèi)部預(yù)熱；

步驟2：關(guān)閉第二進(jìn)氣口和第三進(jìn)氣口，開啟進(jìn)水口向加濕箱內(nèi)部注水，并啟動超聲加濕裝置將水分進(jìn)行霧化，同時開啟第一進(jìn)氣口將待加濕氣體充入氣體均布裝置，使得霧化后的水顆粒與經(jīng)均布后的待加濕氣體自然混合，實現(xiàn)待加濕氣體的加濕，并通過調(diào)整第一進(jìn)氣口的進(jìn)氣流量以及調(diào)整超聲加濕裝置的電壓控制霧化量來控制混合氣體的流量；

步驟3：混合后的氣體經(jīng)混流裝置后通過加熱裝置進(jìn)行加熱，并通過控制加熱裝置來控制混合后氣體的溫度；

步驟4：經(jīng)加熱裝置加熱后的氣體通過水汽分離裝置將混合后的氣體中水分進(jìn)行分離，從而得到加濕氣體并從出氣口排出。

9.采用權(quán)利要求1-7中任意一項所述的一種燃料電池系統(tǒng)的氣體加濕裝置的加濕方法，其特征在于：該氣體加濕裝置的應(yīng)用現(xiàn)場具備鍋爐，包括如下步驟：

步驟1：關(guān)閉超聲加濕裝置，開啟所述加熱裝置對加濕箱內(nèi)部預(yù)熱；

步驟2：將所述第一進(jìn)氣口和進(jìn)水口關(guān)閉，將蒸汽鍋爐的蒸汽輸出口與所述第三進(jìn)氣口連通以及將第二進(jìn)氣口打開輸送待加濕的氣體，待加濕氣體與蒸汽分別進(jìn)入混流裝置進(jìn)行混合，實現(xiàn)待加濕氣體的加濕，并通過調(diào)整第二進(jìn)氣口和第三進(jìn)氣口的進(jìn)氣流量來控制混合氣體的流量；

步驟3：混合后的氣體經(jīng)混流裝置后通過加熱裝置進(jìn)行加熱，并通過控制加熱裝置來控制混合后氣體的溫度；

步驟4：經(jīng)加熱裝置加熱后的氣體通過水汽分離裝置將混合后的氣體中水分進(jìn)行分離，從而得到加濕氣體并從出氣口排出。