[发明专利]一种燃料电池的加湿装置、系统和方法

说明书

本发明公开一种燃料电池的加湿装置、系统和方法，加湿装置包括主壳体、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、干湿气输出通道和吹扫气通道；阀芯控制干气输入通道的气体进入干气连接腔和干气输入腔，加湿单元接收湿气输入通道输进来的空气尾气，加湿单元提取空气尾气的水蒸气，然后将空气尾气排至尾气输出通道；所述加湿单元接收干气输入腔的干气，使干气变成湿气并输出至湿气混合腔；干气连接腔接收干气并输入至干湿气混合腔。本发明通过设置单一加湿装置，能够提供湿空气和干空气给电堆，并且加湿装置回收电堆产生的水分，结构简单的同时具备干湿两用。

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，特别涉及一种燃料电池的加湿装置、系统和方法。

背景技术

燃料电池是一种将贮存在燃料和氧化剂中的化学能直接转化为电能的装置，燃料电池的燃料一般是氢气、甲醇、甲烷等，空气或氧气等为氧化剂。燃料电池电堆在工作时需要氢气、空气或者氧气以及用于电堆冷却的冷却剂。同时还需要将电堆内未消耗完的氢气、过量的空气或者氧气以及冷却完毕后的冷却液排出。

然而，对于燃料电池电堆使用的空气来说，需要对空气进行加湿来达到最佳的发电效果。现有技术大部分都是设置两个独立的通路来控制干空气或湿空气进入燃料电池电堆，需要更多的管路和阀门，是的加湿系统结构较散，不利于集成度。另外，加湿器需要另外连接一个蓄水设备，从而增加了成本。

发明内容

本发明为解决上述技术问题之一，提供一种燃料电池的加湿装置、系统和方法，通过设置单一加湿装置，能够提供两种气体（湿空气和干空气）给电堆，并且加湿装置的水分是通过回收电堆产生的水分，结构简单的同时具备干湿两用。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种燃料电池的加湿装置，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。

进一步的，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。

本发明另一目的是提供一种燃料电池的加湿系统，包括加湿装置、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。

进一步的，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。

本发明又一目的是提供一种燃料电池的加湿方法，其运用于加湿系统上，其特征在于，包括以下步骤：