[发明专利]一种燃料电池的加湿装置、系统和方法

权利要求书

1.一种燃料电池的加湿装置，其特征在于，包括主壳体、干气输入通道、控制阀门、干气连接腔、干气输入腔、湿气输入通道、加湿单元、尾气输出通道、干湿气混合腔和干湿气输出通道，所述控制阀门包括阀头和阀芯；

其中，所述干气输入通道、控制阀门、干气连接腔、干气输入腔、湿气输入通道、加湿单元、尾气输出通道、干湿气混合腔、干湿气输出通道、吹扫气通道和阀芯内设于主壳体，所述阀头外设于主壳体的左侧；

所述干气输入通道设置于主壳体的左下端，干气输入通道的一端与外界连接、另一端连接干气输入腔；

所述加湿单元设置于主壳体的顶端，加湿单元一端连接干气输入腔、另一端连接干湿气混合腔；

所述干气连接腔设置于主壳体的底端，干气连接腔一端连接干气输入通道、另一端连接干湿气混合腔；

所述湿气输入通道设置于主壳体的顶端，湿气输入通道一端连接加湿单元、另一端连接外界；

所述尾气输出通道设置于主壳体的顶端，尾气输出通道一端连接加湿单元、另一端连接外界；

所述阀芯内设于干气输入通道与干气连接腔之间的连接处，所述阀头用于控制阀芯的运动，阀芯用于控制干气输入通道的气体进入干气连接腔和干气输入腔。

2.根据权利要求1所述的一种燃料电池的加湿装置，其特征在于，所述加湿装置还包括吹扫气通道，所述吹扫气通道设置于主壳体的前端右侧，吹扫气通道一端连接干气输入通道、另一端连接外界。

3.一种燃料电池的加湿系统，包括权利要求1所述的加湿装置，其特征在于，空压机和电堆，电堆包括空气输入口和空气输出口，所述空压机连接干气输入通道，所述电堆的空气输入口连接干湿气输出通道，所述电堆的空气输出口连接湿气输入通道。

4.根据权利要求3所述的一种燃料电池的加湿系统，其特征在于，所述加湿系统还包括保护外壳和气通阀门，所述加湿装置还包括吹扫气通道，所述吹扫气通道设置于主壳体的前端右侧，吹扫气通道一端连接干气输入通道、另一端连接保护外壳，所述电堆固定设置于保护外壳内部，气通阀门设置于保护外壳上。

5.一种燃料电池的加湿方法，其运用于权利要求3所述的加湿系统上，其特征在于，包括以下步骤：

开启电堆和空压机，空压机输送空气进入加湿装置干气输入通道，加湿装置对空气进行加工处理后，加湿装置将空气输入至电堆，空气在电堆进行电化学反应后产生空气尾气并夹带水蒸气，电堆将空气尾气和水蒸气通过加湿装置的湿气输入通道输入加湿装置的加湿单元，加湿单元提取并保留水蒸气，然后将空气尾气通过尾气输出通道排至外界；

所述加湿装置对空气进行加工处理，具体为：

当电堆运行于低功率时，所述阀头控制阀芯堵住干气输入通道的空气进入干气连接腔，干气输入通道的空气则进入干气输入腔，干气输入腔的空气进入加湿单元后夹带加湿单元内的水蒸气进入干湿气混合腔后，加湿装置通过干湿气输出通道，将空气和水蒸气输入至电堆；

当电堆运行于中功率时，所述阀头控制阀芯旋转设定角度，阀芯控制干气输入通道的一部分空气进入干气输入腔、一部分空气进入干气连接腔，干气输入腔的空气进入加湿单元后夹带加湿单元内的水蒸气进入干湿气混合腔，干气连接腔的空气也进入干湿气混合腔；干湿气混合腔将加湿单元输送的空气和水蒸气以及干气连接腔输送的空气进行混合后，加湿装置通过干湿气输出通道将混合气体输送至电堆；

当电堆运行于高功率时，所述阀头控制阀芯堵住干气输入通道与干气输入腔之间的通道，即堵住干气输入通道的空气进入干气输入腔，而干气输入通道的空气则依次通过干气连接腔、干湿气混合腔、干湿气输出通道，最后加湿装置将空气输入至电堆。

6.根据权利要求5所述的一种燃料电池的加湿方法，所述加湿系统还包括保护外壳和气通阀门，所述加湿装置还包括吹扫气通道，所述吹扫气通道设置于主壳体的前端右侧，吹扫气通道一端连接干气输入通道、另一端连接保护外壳，所述电堆固定设置于保护外壳内部，气通阀门设置于保护外壳上；其特征在于，所述加湿方法还包括步骤：

空压机输送空气进入加湿装置的干气输入通道后，干气输入通道将空气输送至吹扫气通道，吹扫气通道输送空气进入保护外壳内，空气吹扫保护外壳内部和电堆；开启气通阀门，气通阀门将空气排至外界。