專利名稱：一種燃料電池濕焓轉(zhuǎn)換裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于質(zhì)子交換膜燃料電池領(lǐng)域，尤其涉及質(zhì)子交換膜燃料電池的濕焓轉(zhuǎn)換裝置。
背景技術(shù)：
質(zhì)子交換膜電池在運行的過程中需要有水分子保濕?，F(xiàn)有技術(shù)中，質(zhì)子交換膜燃料電池大多利用燃料電池電化學(xué)反應(yīng)后，生成的水、汽和廢熱對空氣進行增濕，通常的做法是將燃料電池尾排的空氣(尾氣，含有水、汽和廢熱)送入濕焓轉(zhuǎn)換裝置中，通過濕焓轉(zhuǎn)換， 給進入增濕裝置的干燥的新鮮空氣增濕?，F(xiàn)有的空氣增濕裝置大多是用電機帶動濕焓轉(zhuǎn)換筒轉(zhuǎn)動，濕焓轉(zhuǎn)換筒內(nèi)裝有多孔陶瓷，用多孔陶瓷實現(xiàn)對使不斷進入的新鮮空氣增濕，然后經(jīng)分水器分掉液態(tài)水，最后進入燃料電池。如果不分掉液態(tài)水，液態(tài)水過多的進入燃料電池，就會使電池中細小的空氣通道堵塞，此節(jié)電池性能會急劇下降。現(xiàn)有技術(shù)的不足是在質(zhì)子交換膜燃料電池低功率和高功率時增濕不足，主要原因是濕焓轉(zhuǎn)換筒內(nèi)的多孔陶瓷吸水能力滿足不了增濕的要求，同時，分水器分掉液態(tài)水未被很好的利用。
發(fā)明內(nèi)容為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型的目的在于提供一種增濕效果好的質(zhì)子交換膜燃料電池的空氣濕焓轉(zhuǎn)換裝置。本實用新型的目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)一種燃料電池濕焓轉(zhuǎn)換裝置，包括濕焓轉(zhuǎn)換筒、設(shè)置在濕焓轉(zhuǎn)換筒兩端的上端板、下端板和連接在濕焓轉(zhuǎn)換裝置空氣出口與燃料電池空氣入口之間管路上的分水器，濕焓轉(zhuǎn)換筒容腔內(nèi)裝有多孔陶瓷，濕焓轉(zhuǎn)換筒的中心軸是空心軸，空心軸與濕焓轉(zhuǎn)換筒固定連接，空心軸上端封閉并與設(shè)在上端板上的電機連接，空心軸與上端板和下端板之間設(shè)有骨架密封圈密封，空心軸與上端板和下端板之間為滑動密封，上端板上設(shè)有中心孔、空氣入口和空氣尾氣出口，下端板上設(shè)有中心孔、空氣出口和空氣尾氣入口，其特征在于所述濕焓轉(zhuǎn)換筒容腔內(nèi)的多孔陶瓷除兩端面外的其他外表面包裹有一層棉氈，在所述上端板的中心孔外表面處設(shè)有存水函，存水函為一密閉空腔， 存水函上最高點開有與大氣相通的溢水口，所述下端板的中心孔外表面處設(shè)有注水函，注水函為一密閉空腔，注水函上開有與分水器排水口相連接的注水口，所述空心軸下端開口并穿過存水函、上端板、濕焓轉(zhuǎn)換筒和下端板的中心孔伸入下端板中心孔外表面處的注水函內(nèi)，空心軸的穿過濕焓轉(zhuǎn)換筒容腔軸段和存水函軸段上開有容腔徑向孔和存水函徑向孔，容腔徑向孔和存水函徑向孔分別將空心軸空心與濕焓轉(zhuǎn)換筒容腔和存水函連通，空心軸與存水函之間設(shè)有“0”型圈密封，存水函與空心軸之間為滑動密封。所述一種燃料電池濕焓轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于在所述濕焓轉(zhuǎn)換筒的容腔用隔板分成2個以上均勻的容腔。所述一種燃料電池濕焓轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于在所述空心軸的穿過濕焓轉(zhuǎn)換筒容腔軸段上的容腔徑向孔的孔徑為2mm 3mm，容腔徑向孔由N個組成，2彡N彡100。[0007]所述一種燃料電池濕焓轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于在所述空心軸的穿過濕焓轉(zhuǎn)換筒容腔軸段上的容腔徑向孔沿空心軸圓周均勻分布。所述一種燃料電池濕焓轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于在所述空心軸穿過存水函段上的存水函徑向孔是一個以上貫穿空心軸的孔，孔徑為2mm 3mm。所述一種燃料電池濕焓轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于在所述注水函上注水口與連接在濕焓轉(zhuǎn)換裝置空氣出口與燃料電池空氣入口之間管路上的分水器排水口連接。所述一種燃料電池濕焓轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于在所述分水器是浮子式自動排水分水器。所述一種燃料電池濕焓轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于所述燃料電池濕焓轉(zhuǎn)換裝置空氣出口和燃料電池空氣入口與分水器連接口處之間的高度差在士 50mm之間。本實用新型的原理是濕焓轉(zhuǎn)換筒內(nèi)的多孔陶瓷和棉氈除了用燃料電池發(fā)電反應(yīng)后的空氣尾氣所帶的水蒸氣進行潤濕外，還用分水器分出的液態(tài)水經(jīng)注水函通過空心軸上的徑向孔，進入濕焓轉(zhuǎn)換筒的腔內(nèi)，利用棉氈毛吸力大和吸水能力強的特點，進一步的潤濕腔內(nèi)多孔陶瓷，起到加強、穩(wěn)定增濕能力的作用。同時，當(dāng)液態(tài)水過多時，經(jīng)設(shè)在上端板存水函最高點的溢水口，自動地把水排出。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果為1、棉氈的吸水能力一般是多孔陶瓷的30 40倍，多孔陶瓷外表面包裹了棉氈，增強和穩(wěn)定了濕焓轉(zhuǎn)換裝置增濕能力，解決了質(zhì)子交換膜燃料電池在低功率和高功率狀態(tài)下增濕不足的問題，保證了質(zhì)子交換膜燃料電池使用壽命和發(fā)電效率。2、使分水器分出的水得到利用。3、增強和穩(wěn)定增濕能力，無需控制排水。

本實用新型有附圖5幅，其中圖1為本實用新型的濕焓轉(zhuǎn)換裝置與燃料電池連接結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為本實用新型的濕焓轉(zhuǎn)換裝置實施例結(jié)構(gòu)示意圖，圖3為本實用新型的濕焓轉(zhuǎn)換裝置濕焓轉(zhuǎn)換筒實施例結(jié)構(gòu)示意圖，圖4為圖2的存水函局部結(jié)構(gòu)示意圖，圖5為圖2的濕焓轉(zhuǎn)換筒容腔與空心軸具備結(jié)構(gòu)示意圖，附圖中，1、燃料電池，2、分水器，3、濕焓轉(zhuǎn)換裝置，4、風(fēng)機5、空氣出口，6、注水函， 7、下端板，8、骨架密封圈，9、空心軸，10、濕焓轉(zhuǎn)換筒，11、多孔陶瓷，12、棉氈，13、上端板， 14、溢水口，15、空氣入口，16、電極，17、空氣尾氣入口，18、存水函，19、“0”型圈，20、容腔徑向孔，21、空氣尾氣入口，22、注水口，23、存水函徑向孔。
具體實施方式
下面將結(jié)合附圖的實施例對本實用新型作進一步說明。實施例是由六個隔板將濕焓轉(zhuǎn)換筒10分成均勻的六個容腔的濕焓轉(zhuǎn)換筒。在濕焓轉(zhuǎn)換裝置3的空氣出口 5與燃料電池1空氣入口之間管路上設(shè)有分水器2，分水器2是浮子式自動排水分水器，濕焓轉(zhuǎn)換筒六個容腔裝有多孔陶瓷11，六個容腔的多孔陶瓷的內(nèi)外圓弧面和側(cè)面上包裹有一層棉氈12，濕焓轉(zhuǎn)換筒10的空心軸9與濕焓轉(zhuǎn)換筒10是固定連接，空心軸9上端封閉并與設(shè)在上端板13上的電機16連接，空心軸9與存水函18、上端板13和下端板7之間設(shè)有“0”型圈19 密封和骨架密封圈8，空心軸9與上端板13和下端板7之間為滑動密封，空心軸9與濕焓轉(zhuǎn)換筒六個容腔的多孔陶瓷接觸軸段上開有三十六個孔徑為3mm的與空心軸9空心連通的容腔徑向孔20，三十六個容腔徑向孔分六列均勻的分布在與濕焓轉(zhuǎn)換筒六個容腔相對的位置，空心軸9穿過存水函18段上的存水函徑向孔23是一個貫穿空心軸的孔徑為2mm的孔， 上端板13上設(shè)有中心孔、空氣入口 15和空氣尾氣出口 17，存水函18設(shè)在上端板13的中心孔外表面處，存水函18為一密閉空腔，存水函上最高點開有溢水口 14與外界大氣想通，當(dāng)液態(tài)水過多時，自動把水排出。下端板7上設(shè)有中心孔、空氣出口 5和空氣尾氣入口 21，下端板7的中心孔外表面處設(shè)有注水函6，注水函6為一密閉空腔，注水函6上開有注水口 22， 與連接在濕焓轉(zhuǎn)換裝置3空氣出口 5與燃料電池1空氣入口之間管路上的分水器2的排水口相連接。空心軸9下端開口并穿過存水函18、上端板13中心孔、濕焓轉(zhuǎn)換筒10和下端板 7中心孔伸入下端板中心孔外表面處的注水函6內(nèi)。安裝時，濕焓轉(zhuǎn)換裝置3水平放置，即端板上的空氣入出口和空氣尾氣入出口呈水平方向，濕焓轉(zhuǎn)換裝置空氣出口和燃料電池空氣入口與分水器連接口處之間處于同一水平線上。 實施運行過程是風(fēng)機4把新鮮空氣送入濕焓轉(zhuǎn)換裝置3中，進行濕熱交換后，進入分水器2把液態(tài)水分掉后，進入燃料電池1反應(yīng)發(fā)電，反應(yīng)后的空氣尾氣帶著水蒸氣和液態(tài)水，進入濕焓轉(zhuǎn)換裝置3，對濕焓轉(zhuǎn)換筒10內(nèi)的多孔陶瓷11和棉氈12進行潤濕，最后經(jīng)尾氣出口 17排出；潤濕后的多孔陶瓷11和棉氈12，經(jīng)電機16轉(zhuǎn)動濕焓轉(zhuǎn)換筒10，轉(zhuǎn)到空氣入口 5位置，對風(fēng)機4送來的新鮮空氣進行濕熱交換，同時，分水器2分出的液態(tài)水，經(jīng)注水函6通過空心軸9上的容腔徑向孔20，進入濕焓轉(zhuǎn)換筒10的六個容腔內(nèi)，利用棉氈12毛吸力大和吸水能力強的特點，進一步的潤濕腔內(nèi)多孔陶瓷11，起到加強、穩(wěn)定增濕能力的作用。同時，當(dāng)液態(tài)水過多時，經(jīng)設(shè)在上端板存水函18最高點的溢水口 14，自動地把水排出。
權(quán)利要求1.一種燃料電池濕焓轉(zhuǎn)換裝置，包括濕焓轉(zhuǎn)換筒(10)、設(shè)置在濕焓轉(zhuǎn)換筒(10)兩端的上端板(13)、下端板(7)和連接在濕焓轉(zhuǎn)換裝置空氣出口(5)與燃料電池(1)空氣入口之間管路上的分水器O)，濕焓轉(zhuǎn)換筒(10)容腔內(nèi)裝有多孔陶瓷(11)，濕焓轉(zhuǎn)換筒的中心軸是空心軸(9)，空心軸(9)與濕焓轉(zhuǎn)換筒(10)固定連接，空心軸(9)上端封閉并與設(shè)在上端板(13)上的電機(16)連接，空心軸(9)與上端板(13)和下端板(7)之間設(shè)有骨架密封圈 (8)密封，空心軸(9)與上端板(13)和下端板(7)之間為滑動密封，上端板上(13)設(shè)有中心孔、空氣入口 (15)和空氣尾氣出口(21)，下端板(7)上設(shè)有中心孔、空氣出口 (7)和空氣尾氣入口(21)，其特征在于所述濕焓轉(zhuǎn)換筒(10)容腔內(nèi)的多孔陶瓷(11)除兩端面外的其他外表面包裹有一層棉氈(12)，在所述上端板(13)的中心孔外表面處設(shè)有存水函(18)，存水函(18)為一密閉空腔，存水函(18)上最高點開有與大氣相通的溢水口(14)，所述下端板(7)的中心孔外表面處設(shè)有注水函(6)，注水函(6)為一密閉空腔，注水函(6)上開有與分水器(2)排水口相連接的注水口(22)，所述空心軸(9)下端開口并穿過存水函(18)、上端板(13)、濕焓轉(zhuǎn)換筒(10)和下端板(7)的中心孔伸入下端板(7)中心孔外表面處的注水函(6)內(nèi)，空心軸(9)的穿過濕焓轉(zhuǎn)換筒(10)容腔軸段和存水函(18)軸段上開有容腔徑向孔(20)和存水函徑向孔(23)，容腔徑向孔(20)和存水函徑向孔(23)分別將空心軸(9) 空心與濕焓轉(zhuǎn)換筒(10)容腔和存水函(18)連通，空心軸(9)與存水函(18)之間設(shè)有“0” 型圈(19)密封，存水函(18)與空心軸(9)之間為滑動密封。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種燃料電池濕焓轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于在所述濕焓轉(zhuǎn)換筒 (10)的容腔用隔板分成2個以上均勻的容腔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種燃料電池濕焓轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于在所述空心軸(9)的穿過濕焓轉(zhuǎn)換筒(10)容腔軸段上的容腔徑向孔(20)的孔徑為2mm 3mm，容腔徑向孔Q0) 由N個組成，2≤N≤100。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種燃料電池濕焓轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于在所述空心軸(9)的穿過濕焓轉(zhuǎn)換筒(10)容腔軸段上的容腔徑向孔(20)沿空心軸(9)圓周均勻分布。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種燃料電池濕焓轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于在所述空心軸(9)穿過存水函(18)段上的存水函徑向孔03)是一個以上貫穿空心軸(9)的孔，孔徑為2mm 3mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種燃料電池濕焓轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于在所述注水函(6)上注水口 02)與連接在濕焓轉(zhuǎn)換裝置空氣出口(5)與燃料電池(1)空氣入口之間管路上的分水器⑵排水口連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種燃料電池濕焓轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于在所述分水器(2)是浮子式自動排水分水器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種燃料電池濕焓轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于所述燃料電池濕焓轉(zhuǎn)換裝置空氣出口(5)與燃料電池(1)空氣入口和分水器(2)連接口之間的高度差在士50mm 之間。
專利摘要一種燃料電池濕焓轉(zhuǎn)換裝置，包括濕焓轉(zhuǎn)換筒、上端板、下端板和分水器，濕焓轉(zhuǎn)換筒容腔內(nèi)裝有多孔陶瓷，濕焓轉(zhuǎn)換筒的中心軸是空心軸，空心軸上端封閉并與電機連接，濕焓轉(zhuǎn)換筒容腔內(nèi)的多孔陶瓷除兩端面外的其他外表面包裹有一層棉氈，下端板的中心孔外表面處設(shè)有注水函，注水函與分水器排水口相連接，分水器分出的液態(tài)水經(jīng)注水函通過空心軸上的徑向孔，進入濕焓轉(zhuǎn)換筒的腔內(nèi)，利用棉氈毛吸力大和吸水能力強的特點，進一步的潤濕腔內(nèi)多孔陶瓷，起到加強、穩(wěn)定增濕能力的作用。本實用新型的有益效果為加強和穩(wěn)定了的增濕能力，滿足燃料電池低功率和高功率時增濕需求，保證了質(zhì)子交換膜燃料電池使用壽命和發(fā)電效率；同時使分水器的水得到利用。
文檔編號H01M8/04GK202019023SQ20112009042
公開日2011年10月26日 申請日期2011年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月31日
發(fā)明者侯中軍, 孫基文, 明平文, 江洪春, 衣寶廉, 馬由奇 申請人:新源動力股份有限公司