CN110504467B - 一种燃料电池测试***用加湿装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种燃料电池测试***用加湿装置,包括:主体外壳、上端板、下端板,所述上端板的上部设有干气进口管、去离子水进口管、湿气出口管,所述主体外壳内设有雾化器、气液分离器,所述雾化器包括干气导流管、气液混合室、分散靶,所述下端板侧面设有液位计,下部设有排水管,所述排水管通过电磁阀与下端板锥顶部相连接。采用雾化器进行高速雾化,加湿效果好,同时通过调整气液混合气出口的孔径可以达到不同的雾化效果,在设备中采用可选的气液分离器和过滤填料,有效功率掉气体中的液滴,减少对后续实验的影响,设置不同数量的雾化器,增加雾化效果,可适应不同加湿气流量和湿度要求,设备中采用电磁阀可以自动排水,避免雾化器水淹。
Description
技术领域
本发明涉及燃料电池领域,特别是涉及一种燃料电池测试***用加湿装置。
背景技术
燃料电池作为燃料电池汽车的核心零部件,其性能好坏直接影响整车的使用;影响燃料电池性能的因数除流场结构、催化剂性能、膜电极性能等燃料电池结构特性和材料特性外,还受操作条件如湿度、流量、压力、温度等的影响;其中湿度条件不仅影响电堆内部水分分布及膜的离子导电性,而且影响内部燃料气体压力分布进而影响传质效果,因此在设计时需要对湿度进行测试,并进行相应的控制,以获得最优的操作参数;目前,测试***一般采用的湿度控制方法是对干燥的燃料气体进行加湿,加湿方法主要有鼓泡式和膜加湿器的方式,前者由于需要鼓泡操作造成设备较大,对场地要求较高,同时由于气体在液体中的鼓泡过程具有不可控性,因此加湿效果波动较大,稳定性差;后者由于采用干湿气体对流的形式加湿,需要额外的加湿气,操作过程繁琐且加湿气的湿度波动对加湿效果影响加大,加湿过程难控制,实验准确度难保障;因此,迫切需要一种燃料电池测试***用加湿装置,能实现燃料气体的快速加湿,同时操作简单,设备紧奏占地较小,湿度控制准确,进而保障实验效率、提高实验质量。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种燃料电池测试***用加湿装置,能够解决背景技术中出现的相关问题。
为解决上述技术问题,本发明采用的一个技术方案是:提供一种燃料电池测试***用加湿装置,包括:主体外壳1、上端板2、下端板3,所述上端板2的上部设有干气进口管7、去离子水进口管8、湿气出口管9,所述主体外壳1内设有雾化器12、气液分离器11,所述雾化器12包括干气导流管16、气液混合室13、分散靶14,所述下端板3侧面设有液位计4,下部设有排水管6,所述排水管6通过电磁阀5与下端板3锥顶部相连接。
优选的,所述气液混合室13下部设有混合气出口15,所述分散靶14的端部位于混合气出口15中心处,所述分散靶14的端部大小应大于等于混合气出口15大小。
优选的,所述主体外壳1为圆柱形,所述上端板2为圆盘形,所述下端板3为圆锥形,所述上端板2、下端板3、主体外壳1通过法兰进行连接。
优选的,所述液位计4下端与所述下端板3侧面相连通。
优选的,所述气液分离器11中设有过滤网18,所述过滤网18内设有气体通道,所述气体通道通过固定卡套17与湿气出口管9相连通。
优选的,所述雾化器12的上部设有过滤填料层19,所述填料材质为金属、塑料、树脂;所述填料的形式为波纹填料、丝网填料、环形填料、鞍形填料。
优选的,所述下端板3上设有固定支架,用于支撑装置。
优选的,所述上端板2上设有提手10,用于设备安装或检修。
本发明的有益效果是:
(1)采用高速雾化的方式,快速增湿,进而保障实验效率、提高实验质量。
(2)通过增加雾化数量,可以适应不同操作流量不同湿度要求,方便扩展。
(3)通过控制液体温度,混合气流速即可控制出口气湿度,操作简单。
(4)采用两级过滤,可以有效减少气体中液态水的含量,避免对实验造成影响。
(5)装置紧奏,主要加湿部件均集成在主体壳体内部,体积较小,方便安装。
附图说明
图1是本发明实施例1的结构示意图。
图2是本发明实施例1的内部结构示意图。
图3是图2中A的放大视图。
图4是图3中B的剖面视图。
图5是图3中C的放大视图。
图6是本发明实施例2的结构示意图。
图7是本发明实施例3的结构示意图。
图8是本发明实施例4的结构示意图。
附图中各部件的标记如下:1、主体外壳;2、上端板;3、下端板;4、液位计;5、电磁阀;6、排水管;7、干气进口管;8、去离子水进口管;9、湿气出口管;10、提手;11、气液分离器;12、雾化器;13、混合室;14、分散靶;15、混合气出口;16、干气导流管;17、固定卡套;18、过滤网;19、过滤填料层;20、固定支架。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述,以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解,从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
请参阅图1-图8,本发明的实施例包括:
一种燃料电池测试***用加湿装置,包括:主体外壳1、上端板2、下端板3,所述上端板2的上部设有干气进口管7、去离子水进口管8、湿气出口管9,所述主体外壳1内设有雾化器12、气液分离器11,所述雾化器12包括干气导流管16、气液混合室13、分散靶14,所述下端板3侧面设有液位计4,下部设有排水管6,所述排水管6通过电磁阀5与下端板3锥顶部相连接。
所述气液混合室13下部设有混合气出口15,所述分散靶14的端部位于混合气出口15中心处,所述分散靶14的端部大小应大于等于混合气出口15大小。
所述主体外壳1为圆柱形,所述上端板2为圆盘形,所述下端板3为圆锥形,所述上端板2、下端板3、主体外壳通过法兰进行连接;所述液位计4下端与所述下端板3侧面相连通。
所述气液分离器11中设有过滤网18,所述过滤网18内设有气体通道,所述气体通道通过固定卡套17与湿气出口管9相连通;所述雾化器12的上部设有过滤填料层19,所述填料材质为金属、塑料、树脂;所述填料的形式为波纹填料、丝网填料、环形填料、鞍形填料;所述填料的厚度为0.1-1m。
所述下端板3上设有固定支架,用于支撑装置;所述上端板2上设有提手10,用于设备安装或检修;所述主体外壳的直径为0.1-1m;所述混合气出口15的直径为0.2-2cm。
本发明在使用时,
实施例1:
一种燃料电池测试***用加湿装置,包括:主体外壳1、上端板2、下端板3,待加湿燃料气体从上端板2的上部设有干气进口管7进入,去离子水从去离子水进口管8进入气液混合室13,干气进口管7与干气导流管16连通,待加湿燃料气体从干气导流管16进入气液混合室13,待加湿燃料气体和去离子水混合后从混合气出口15高速喷出,撞击到分散靶14上后进行雾化,从而对燃料气体进行加湿,雾化器12包括干气导流管16、气液混合室13、分散靶14,数量为1个,在雾化器12出口处设置气液分离器11,所述气液分离器11中设有过滤网18,所述过滤网18内设有气体通道,供气体通过,过滤掉雾化后气体中的液滴,从下部的排水管6排出,剩余的湿气从湿气出口管9排出,液位计4的下端与锥形下端板3的侧面相连通,上部与主体外壳1相连通,电磁阀5可根据液位计4的指示导通或闭合,以达到排水的目的。此时的主体外壳1的直径为0.1m,气液混合室13下部设有混合气出口15的直径为0.1cm。
实施例2:
一种燃料电池测试***用加湿装置,包括:主体外壳1、上端板2、下端板3,待加湿燃料气体从上端板2的上部设有干气进口管7进入,去离子水从去离子水进口管8进入气液混合室13,干气进口管7与干气导流管16连通,待加湿燃料气体从干气导流管16进入气液混合室13,二者混合后从混合气出口15高速喷出,撞击到分散靶14上后进行雾化,从而对燃料气体进行加湿,雾化器12包括干气导流管16、气液混合室13、分散靶14,数量为1个,雾化器上部设有过滤填料层19,对雾化的气体进行过滤,填料层采用金属填料,填料形式为丝网填料,设置厚度为0.2m,在雾化器12出口处设置气液分离器11,所述气液分离器11中设有过滤网18,所述过滤网18内设有气体通道,供气体通过,过滤掉雾化后气体中的液滴,从下部的排水管6排出,剩余的湿气从湿气出口管9排出,液位计4的下端与锥形下端板3的侧面相连通,上部与主体外壳1相连通,电磁阀5可根据液位计4的指示导通或闭合,以达到排水的目的;此时的主体外壳1的直径为0.25m,气液混合室13下部设有混合气出口15的直径为0.2cm;采用此种方案增加了过滤填料层,有较好的水气分离效果,避免对后续实验造成的影响。
实施例3:
一种燃料电池测试***用加湿装置,包括:主体外壳1、上端板2、下端板3,待加湿燃料气体从上端板2的上部设有干气进口管7进入,去离子水从去离子水进口管8进入气液混合室13,干气进口管7与干气导流管16连通,待加湿燃料气体从干气导流管16进入气液混合室13,二者混合后从混合气出口15高速喷出,撞击到分散靶14上后进行雾化,从而对燃料气体进行加湿,雾化器12包括干气导流管16、气液混合室13、分散靶14,数量为2个,雾化器上部设有过滤填料层19,对雾化的气体进行过滤,填料层采用塑料填料,填料形式为环形填料,设置厚度为0.4m,雾化后气体中的液滴,从下部的排水管6排出,剩余的湿气从湿气出口管9排出,液位计4的下端与锥形下端板3的侧面相连通,上部与主体外壳1相连通,电磁阀5可根据液位计4的指示导通或闭合,以达到排水的目的;此时的主体外壳1的直径为0.5m,气液混合室13下部设有混合气出口15的直径为0.25cm;采用此种方案能适应大流量操作需求。
实施例4:
依托实施例3中的设备,在此基础上安装支架,方便安装;一种燃料电池测试***用加湿装置,包括:主体外壳1、上端板2、下端板3,待加湿燃料气体从上端板2的上部设有干气进口管7进入,去离子水从去离子水进口管8进入气液混合室13,待加湿燃料气体从干气导流管16进入气液混合室13,干气进口管7与干气导流管16连通,二者混合后从混合气出口15高速喷出,撞击到分散靶14上后进行雾化,从而对燃料气体进行加湿,雾化器12包括干气导流管16、气液混合室13、分散靶14,数量为2个,雾化器上部设有过滤填料层19,对雾化的气体进行过滤,填料层采用塑料填料,填料形式为环形填料,设置厚度为0.4m,雾化后气体中的液滴,从下部的排水管6排出,剩余的湿气从湿气出口管9排出,液位计4的下端与锥形下端板3的侧面相连通,上部与主体外壳1相连通,电磁阀5可根据液位计4的指示导通或闭合,以达到排水的目的;此时的主体外壳1的直径为0.5m,气液混合室13下部设有混合气出口15的直径为0.25cm;采用此种方案能适应大流量操作需求。
以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (6)
1.一种燃料电池测试***用加湿装置,其特征在于,包括:主体外壳(1)、上端板(2)、下端板(3),所述上端板(2)的上部设有干气进口管(7)、去离子水进口管(8)、湿气出口管(9),所述主体外壳(1)内设有雾化器(12)、气液分离器(11),在雾化器(12)出口处设置气液分离器(11),所述雾化器(12)包括干气导流管(16)、气液混合室(13)、分散靶(14),所述干气进口管(7)与干气导流管(16)连通,待加湿燃料气体从干气导流管(16)进入气液混合室(13),所述下端板(3)侧面设有液位计(4),下部设有排水管(6),所述排水管(6)通过电磁阀(5)与下端板(3)锥顶部相连接,所述气液混合室(13)下部设有混合气出口(15),所述分散靶(14)的端部位于混合气出口(15)中心处,所述分散靶(14)的端部大小应大于等于混合气出口(15)大小,所述气液分离器(11)中设有过滤网(18),所述过滤网(18)内设有气体通道,过滤掉雾化后气体中的液滴,从下部的排水管(6)排出,剩余的湿气从湿气出口管(9)排出,所述气体通道通过固定卡套(17)与湿气出口管(9)相连通,所述雾化器(12)的上部设有过滤填料层(19),对雾化的气体进行过滤,所述填料材质为金属、塑料、树脂;所述填料的形式为波纹填料、丝网填料、环形填料、鞍形填料。
2.根据权利要求1所述的一种燃料电池测试***用加湿装置,其特征在于:所述主体外壳(1)为圆柱形,所述上端板(2)为圆盘形,所述下端板(3)为圆锥形,所述上端板(2)、下端板(3)、主体外壳(1)通过法兰进行连接。
3.根据权利要求1所述的一种燃料电池测试***用加湿装置,其特征在于:所述液位计(4)下端与所述下端板(3)侧面相连通。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种燃料电池测试***用加湿装置,其特征在于:所述下端板(3)上设有固定支架(20),用于支撑装置。
5.根据权利要求1-3任一项所述的一种燃料电池测试***用加湿装置,其特征在于:所述上端板(2)上设有提手(10),用于设备安装或检修。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种燃料电池测试***用加湿装置的使用方法,其特征在于,该方法包括下列步骤:
(1)待加湿燃料气体从上端板(2)的上部设有干气进口管(7)进入,去离子水从去离子水进口管(8)进入气液混合室(13),干气进口管(7)与干气导流管(16)连通,待加湿燃料气体从干气导流管(16)进入气液混合室(13);
(2)待加湿燃料气体和去离子水混合后从混合气出口(15)高速喷出,撞击到分散靶(14)上后进行雾化,从而对燃料气体进行加湿;
(3)在雾化器(12)出口处设置气液分离器(11)、上部设有过滤填料层(19),过滤掉雾化后气体中的液滴,从下部的排水管(6)排出,剩余的湿气从湿气出口管(9)排出,液位计(4)的下端与锥形下端板(3)的侧面相连通,上部与主体外壳(1)相连通,电磁阀(5)根据液位计(4)的指示导通或闭合,以达到排水的目的。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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