[实用新型]一种集成有汽水分离器的燃料电池加湿器

说明书

本实用新型公开了一种集成有汽水分离器的燃料电池加湿器，至少包括加湿器本体、第一汽水分离器和第二汽水分离器，其中，加湿器本体与传统加湿器结构相同，在加湿器本体上分别设置有湿气进口和湿气出口，第一汽水分离器与湿气进口集成，第二汽水分离器与湿气出口集成。通过第一汽水分离器对流入加湿器的气体进行降温、降压，增加流入加湿器的加湿气体的相对湿度，提高加湿器的加湿量，进而提高了被加湿气体即进堆气体的含湿量以及湿度；第二汽水分离器对流出加湿器的湿气进行汽水分离，湿气可以流至燃料电池系统后端膨胀机或尾排系统，液态水可以流至液体收集装置等，避免额外增加第二汽水分离器，降低系统集成度，避免液态水在加湿器中的积液。

技术领域

本实用新型涉及燃料电池系统领域，具体为一种集成有汽水分离器的燃料电池加湿器。

背景技术

燃料电池作为一种清洁环保高效的能量转换装置，随着燃料电池技术的逐渐成熟，越来越受到各个国家的重视，尤其在我国获得飞速发展，其应用范围也越来越广。在燃料电池中，加湿器是作为燃料电池电堆维持一定的湿度的重要零部件，其加湿气体来自于燃料电池电堆的排放气体，被加湿气体来自于空压机。加湿器需要利用电堆排放的湿气对进堆的空气进行增湿，以满足电堆高效工作所需要的湿度环境。在电堆不同的工作区间，电堆进气和排气的流量、温度，压力都在变化，进堆气体即加湿器湿出气体的湿度不仅仅取决于加湿器的工作效率和进堆气体温度及压力，还取决于来自电堆产生的加湿气体即加湿器湿进气体的湿度。加湿器对加湿气体的理想湿度要求为饱和气体即相对湿度达到100%，越接近越好，然而加湿气体在不同的工作区间在直接进入加湿器湿气入口时的湿度并不相同，通常达不到理想湿度状态。

此外，加湿气体进入加湿器完成加湿后，形成废气排出，但是在某些工作区间，废气的湿度依然比较大，这样带来两个问题：（1）容易在加湿器内形成积水，（2）对于用大功率燃料电池系统的车辆而言，其尾气有能量回收的需求，湿度大的废气如果过饱和容易形成液态水而进入能量回收器对其会造成负面影响。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种集成有汽水分离器的燃料电池加湿器，以解决上述问题。

实用新型内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种集成有汽水分离器的燃料电池加湿器，通过在湿气进口和湿气出口处设置汽水分离器，提高加湿器的加湿量，降低加湿器中的积液，解决背景技术中的问题。

为了解决上述问题，本实用新型提供一种集成有汽水分离器的燃料电池加湿器，至少包括加湿器本体、第一汽水分离器和第二汽水分离器，其中，所述加湿器本体与传统加湿器结构相同，在所述加湿器本体上分别设置有湿气进口和湿气出口，所述第一汽水分离器与所述湿气进口集成，所述第二汽水分离器与所述湿气出口集成，湿气在所述湿气进口处先流经所述第一汽水分离器，随后进入加湿器本体内的水汽交换管束，最后经过所述第二汽水分离器后排出。

进一步的，所述第一汽水分离器外部为管式结构，在管式结构内部设置有若干节流板，所述节流板上设置有若干节流孔或节流缝。

进一步的，所述第一汽水分离器的管式结构与所述加湿器本体连接的部分设置有流体出口，流经所述第一汽水分离器的流体通过该流体出口进入所述加湿器本体。

进一步的，第一汽水分离器的压降介于2-20kpa之间。

进一步的，所述第二汽水分离器外部设置为漏斗状结构，在漏斗状结构内部设置若干导流叶片，使得进入所述第二汽水分离器的流体形成涡流，在漏斗状结构最底部设置有排液口，汽水分离后的液体经过所述排液口排出。

进一步的，在所述第二汽水分离器的漏斗状结构的筒状部分设置有排气管，所述排气管为管状结构，其管状结构的气体入口端位于所述第二汽水分离器内部，且其气体入口端位于所述导流叶片上方，气体出口延伸至所述第二汽水分离器外部，经过所述导流叶片形成的气体涡旋经过所述排气管排出。