燃料电池测试台架用电池加湿罐的制作方法

1.本发明涉及燃料电池技术领域，更具体地说，是一种燃料电池测试台架用电池加湿罐。


背景技术：

2.燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置，又称电化学发电器。它是继水力发电、热能发电和原子能发电之后的第四种发电技术。由于燃料电池是通过电化学反应把燃料的化学能中的吉布斯自由能部分转换成电能，不受卡诺循环效应的限制，因此效率高；另外，燃料电池用燃料和氧气作为原料；同时没有机械传动部件，故没有噪声污染，排放出的有害气体极少。由此可见，从节约能源和保护生态环境的角度来看，燃料电池是最有发展前途的发电技术。
3.现有技术中在燃料电池测试台架上对阳极气体加湿都是采用膜加湿器进行加湿。根据《燃料电池系统膜加湿器的研究进展》和《湿膜加湿器的应用》等技术文献可以知道，膜加湿器的主要结构是这样：洁净的自来水(或经过处理的软水)通过进水管路进入循环水箱中，通过浮球阀控制水位；当加湿器工作时，循环水泵将水箱中的水输送到加湿器顶部的淋水器，淋水器确保水均匀分配到湿膜材料上，水从湿膜材料顶部向下渗透，同时被湿膜材料吸收，形成均匀的水膜。当干燥的空气通过加湿器时，一部分水与空气接触汽化、蒸发，使空气湿润(即湿度增加)达到加湿目的；没有蒸发的水从加湿器低部流回循环水箱，循环水箱中的水通过循环水泵反复循环使用。
4.其缺陷在于实际过程中空气处理后水蒸气达不到饱和点，空气温度降低，热量减少。主要原因就是膜加湿器的加湿面积较小。当气体流量大的时候，缺点显著，经过加湿器后，露点达不到。


技术实现要素：

5.本技术提出一种燃料电池测试台架用电池加湿罐，旨在解决现有中采用的膜加湿器无法满足阳极气体空气湿度足够的需求。
6.为达到上述技术目的，本技术采用下述技术方案：
7.燃料电池测试台架用电池加湿罐，包括：上盖，其上设有出气口，且所述出气口延伸有一引气管；中部罐体，其由内侧空腔体以及外侧保温体密封套设而成；其中：所述空腔体的上端密封，在所述空腔体的上端设有一导气管，在所述空腔体内设有延伸出所述空腔体上端面的引水管；所述保温体上设有一进水口；所述中部罐体与所述上盖密封连接，所述导气管密封连接所述引气管；所述上盖与所述保温体之间形成保温进水区；下部罐体，其与所述中部罐体密封相连；所述下部罐体设有进气口以及在其底部设有排水口；所述下部罐体内设有喷水管，所述喷水管与所述引水管的下端相连；加热器，其通过管路连通所述排水口和所述进水口。
8.较佳的是，所述下部罐体的下端固定在一安装板上。
9.较佳的是，所述下部罐体上设有一补水口。
10.较佳的是，所述下部罐体上设有导电率测试接口。
11.较佳的是，所述喷水管上设有多组三联式喷嘴，各组三联式喷嘴之间相互错开角度；每一所述三联式喷嘴包括三个喷嘴，所述三个喷嘴以均匀角度分布于同一高度喷水管上，且喷洒角度朝下。
12.较佳的是，所述喷水管为两根，每一根喷水管上设置三个三联式喷嘴。
13.较佳的是，所述喷嘴的出水口处与所述喷嘴的主体一体成型两个交错的s形叶片，所述s形叶片之间形成最大畅通通径。
14.较佳的是，在所述中部罐体内设有两层过滤网，且所述过滤网结合于所述导水管上。
15.较佳的是，上面一层所述过滤网为600目；下面一层所述过滤网为200目。
16.由于采用上述技术方案，本技术的利用罐体多层结合的方式，增加了保温体、改善了喷雾温度，能够大大增加加湿面积、提高加湿露点，满足大流量气体的加湿需求。整体结构易拆卸组装，便于维修。
附图说明
17.图1为本技术的结构示意图；
18.图2为本技术的剖面图；
19.图3a为本技术的喷嘴的示意图以及图3b为其喷射示意图。
具体实施方式
20.下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
21.参见图1所示，为本技术的燃料电池测试台架用电池加湿罐的结构示意图。在本实施例中主要包括：上盖1、中部罐体2、下部罐体3以及加热器4等结构。
22.结合图1和图2所示，上盖1上设有出气口11，由所述出气口11处延伸有一引气管12。上盖1通过法兰面与中部罐体2相互密封连接。
23.中部罐体2由内侧空腔体21以及外侧保温体22密封套设而成。如图2所示，所述空腔体21的上端面密封，在所述空腔体21的上端设有一导气管23，该导气管23连通空腔体21的内外。在所述空腔体21内设有延伸出所述空腔体21上端面的两根引水管24。所述保温体22上设有一进水口25。
24.当所述中部罐体2与所述上盖1密封连接后，所述导气管24密封连接上盖1上的所述引气管12。所述上盖1与所述保温体22之间形成保温进水区a。而引水管24将保温进水区a内的热水引入到下方。保温进水区a包括了上盖1的区域以及中部罐体2的保温体22内部空间，如此在罐体的上、中部均形成一个保温的状态，可以确保空气不会在出气时收温度影响而降低饱和度。
25.参见图1和图2所示，本技术的下部罐体3在其侧壁上设有进气口31，一进气机构4连接所述进气口31，将所述气体输送入所述下部罐体3内。所述下部罐体3的底部设有一排水口32，用于将水排出下部罐体3。在下部罐体3内设有两根喷水管5。如图2所示，每一所述喷水管5上设有三组三联式喷嘴51。各组三联式喷嘴51之间相互错开角度，确保同时喷射时
可以全面覆盖下方的空间。
26.每一所述三联式喷嘴51包括三个喷嘴6，所述三个喷嘴6以均匀角度分布于同一高度喷水管5上，且喷洒角度朝下。如图3a和图3b所示，所述喷嘴6的出水口处与所述喷嘴6的主体一体成型两个交错的s形叶片61，两个所述s形叶片61之间形成最大畅通通径。该喷嘴6在压力低至0.2bar即可有效的喷射，其喷出角度为90
°
。如此通过本技术的18个喷嘴形成多层喷射雾区，喷射面积几乎充满了整个罐体的截面，增加了有效加湿面积，雾化效果显著。
27.此外，本技术的下部罐体3上更设有补水口33以及导电率测试接口34，以便补水和测试导电率。本技术的下部罐体3的下端固定在一安装板7上。所述安装板7可以便于将本技术的加湿罐固定在燃料电池的测试台架上。
28.然而，即使水经过了喷嘴雾化，也难免有一些大颗粒存在于罐体内部。当加热后的气体以压力为9公斤，流量为1000l/min流入到加湿罐内部时，会与雾化的水颗粒互相掺和，然后从加湿罐的上部流出，在此过程中，难免会将罐体内部的大水珠带出来，从而混杂在气体出口部分的管路里面，从而进入电堆内部，这样会对电堆的测试造成不良影响。因而本技术更在中部罐体2内设置了两层过滤网，且两层过滤网结合于两根所述导水管24上。第一层过滤网81位于下方，过滤网81为200目；第二层过滤网82位于上方，过滤网82为600目。加湿后的气体流过此区域时经过两层过滤网后，大水珠颗粒会全部被去除，这样从加湿罐上部出口流出的气体内部就不会含有水珠颗粒。
29.本技术在使用时，首先通过补水口33先补充进一些水后将补水口33封闭，加水量可以采用电子液位计控制然后空气通过进气口31以1000l/min的流量通入到罐体内部，罐体内部的水通过排水口32经过5kw的水泵抽送到一个20kw加热器9后再从进水口25进入到罐体内部，然后加热后的水经过罐体内部的喷嘴6后成雾化状态，雾化后的水颗粒布满下罐体。最后气体经过进气口31进入到下罐体，干燥的气体被雾化后的水颗粒湿润，气体从下往上流动，最终出来的气体就是露点饱和的气体，然后进入到电堆里面。
30.本发明能够对大流量气体大幅度提高气体加湿效果；能对气体起到保温作用，结构经典美观。本发明的罐体所有材质采用316不锈钢，耐腐蚀性强，且易于维修。
31.以上所述的实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。本领域技术人员对本发明所做的均等变化与修饰，皆应属于本发明所附的权利要求书的涵盖范围。