燃料电池进气装置及燃料电池的制作方法

1.本实用新型涉及燃料电池技术领域，尤其是涉及一种燃料电池进气装置及燃料电池。


背景技术：

2.燃料电池是一种电化学的发电装置，等温的按电化学方式，直接将化学能转化为电能而不必经过热机过程，不受卡诺循环限制，因而能量转化效率高，且无噪音，无污染，正在成为理想的能源利用方式，其中燃料电池系统中采用的主要增湿方法为外增湿，外增湿即在反应气体进入电池之前对其进行加湿，并且在干空气进入时，需要经进气系统及其增湿器的进气端口的内部来实现送入。
3.现有技术中，一般通过管道连接电堆和进气系统，并且利用管道连接背压阀和增湿部，但是，管道会占用较大的体积，同时管道在实际使用过程中会造成气体流动路径变长，从而使气体的湿度和温度难以控制，同时气体流动过程阻力变大，使得进气过程效率较低。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种燃料电池进气装置及燃料电池，以缓解现有技术中存在的气体流通路径过长的技术问题。
5.本实用新型提供的燃料电池进气装置，包括：腔体主体、干气输送主体和湿气输送主体；
6.所述腔体主体内设置有干气腔和湿气腔，所述湿气输送主体与所述湿气腔连通，所述湿气输送主体用于向所述湿气腔输送湿气，以使所述湿气腔内具有水分，所述干气输送主体与所述干气腔连通，所述干气输送主体用于向所述干气腔输送干气，所述湿气腔容置在所述干气腔内，所述湿气腔内的湿气用于将水分传递给所述干气腔内的干气；
7.所述干气输送主体远离所述干气腔的一端集成有法兰面，所述湿气输送主体远离所述湿气腔的一端集成有法兰面。
8.在可选的实施方式中，所述干气输送主体包括干气进气口和干气出气口；
9.所述干气进气口和所述干气出气口分别设置在所述腔体主体的两端，所述干气进气口和所述干气出气口均与所述干气腔连通，所述干气出气口远离所述腔体主体的一端集成有法兰面，所述干气进气口用于向所述干气腔内输送干气，所述干气出气口用于将所述干气腔内的干气排出。
10.在可选的实施方式中，所述干气输送主体还包括干气进气腔和干气出气腔；
11.所述干气进气腔和所述干气出气腔设置在所述干气腔的两侧，所述干气进气腔和所述干气出气腔均与所述干气腔连通，所述干气进气腔的一端与所述干气进气口连通，所述干气出气腔的一端与所述干气出气口连通。
12.在可选的实施方式中，所述湿气输送主体包括湿气进气口和湿气出气口；
13.所述湿气进气口和所述湿气出气口均设置在所述腔体主体上，所述湿气进气口和所述湿气出气口均与所述湿气腔连通，所述湿气进气口和所述湿气出气口远离所述腔体主体的一端均集成有法兰面，所述湿气进气口用于向所述湿气腔输送湿气，所述湿气出气口用于将所述湿气腔的内湿气排出。
14.在可选的实施方式中，所述燃料电池进气装置还包括冷却机构；
15.所述冷却机构设置在所述干气输送主体内，所述冷却机构与所述干气输送主体连接，所述冷却机构用于冷却所述干气输送主体内的气体。
16.在可选的实施方式中，所述冷却机构包括冷却腔和冷却输送主体；
17.所述冷却腔设置在所述干气输送主体内，所述冷却腔与所述干气输送主体连接，所述冷却输送主体与所述冷却腔连通，所述冷却输送主体用于向所述冷却腔内输送冷却液，以使所述冷却腔冷却所述干气输送主体内的气体。
18.在可选的实施方式中，所述冷却输送主体包括冷却液进口和冷却液出口；
19.所述冷却液进口和所述冷却液出口均设置在所述干气输送主体上，所述冷却液进口和所述冷却液出口沿着所述干气输送主体的表面间隔分布，所述冷却液进口和所述冷却液出口均与所述冷却腔连通，所述冷却液进口用于向所述冷却腔内输送冷却液，所述冷却液出口用于所述冷却腔内的冷却液排出。
20.本实用新型还提供一种燃料电池，包括：电堆和所述燃料电池进气装置；
21.所述电堆分别与所述干气输送主体和所述湿气输送主体连接，干气通过所述干气输送主体输送至所述电堆内，并且湿气通过所述湿气输送主体至所述燃料电池进气装置内。
22.在可选的实施方式中，所述燃料电池还包括空压机；
23.所述空压机与所述干气输送主体连接，所述空压机用于通过所述干气输送主体向所述干气腔内输送干气。
24.在可选的实施方式中，所述燃料电池还包括背压阀；
25.所述背压阀与所述湿气输送主体的法兰面连接，所述背压阀用于调节所述湿气输送主体内气体的压力。
26.本实用新型提供的燃料电池进气装置及燃料电池，包括：腔体主体、干气输送主体和湿气输送主体；腔体主体内设置有干气腔和湿气腔，湿气输送主体用于向湿气腔输送湿气，干气输送主体用于向干气腔输送干气，湿气腔容置在干气腔内，湿气腔内的湿气用于将水分传递给干气腔内的干气，以使湿气与干气进行换湿，干气输送主体远离干气腔的一端集成有法兰面，湿气输送主体远离湿气腔的一端集成有法兰面，干气输送主体和湿气输送主体通过法兰直接与外侧的部件连接，避免使用管道导致气体流通路径增长，同时也通过法兰将多个部件集成，达到了气体流通路径较短，多个部件之间连接更加稳定，系统集成度较高，节约成本的同时减小了气体流动过程的阻力的技术效果，解决了通过管路进气导致的部件之间连接不稳定，同时气体流动过程阻力变大，系统集成度较低，使得进气过程效率较低的技术问题。
附图说明
27.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对
具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1为本实用新型实施例提供的燃料电池进气装置及燃料电池的侧视图；
29.图2为本实用新型实施例提供的燃料电池进气装置及燃料电池的俯视图。
30.图标：100-腔体主体；200-干气输送主体；210-干气进气口；220-干气出气口；230-干气进气腔；240-干气出气腔；300-湿气输送主体；310-湿气进气口；320-湿气出气口；400-冷却机构；410-冷却液进口；420-冷却液出口。
具体实施方式
31.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
32.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
33.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
34.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
35.此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
36.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
37.下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
38.如图1和图2所示，本实用新型实施例提供的燃料电池进气装置，包括：腔体主体100、干气输送主体200和湿气输送主体300；腔体主体100内设置有干气腔和湿气腔，湿气输送主体300与湿气腔连通，湿气输送主体300用于向湿气腔输送湿气，以使湿气腔内具有水
分，干气输送主体200与干气腔连通，干气输送主体200用于向干气腔输送干气，湿气腔容置在干气腔内，湿气腔内的湿气用于将水分传递给干气腔内的干气；干气输送主体200远离干气腔的一端集成有法兰面，湿气输送主体300远离湿气腔的一端集成有法兰面。
39.需要说明的是，干气输送主体200和湿气输送主体300设置在腔体主体100的同一平面上，且干气输送主体200和湿气输送主体300均垂直于腔体主体100设置，进一步地，腔体主体100内设置有容置槽，干气腔和湿气腔均设置在容置槽内，干气腔包裹在湿气腔外表面，其中，湿气腔的材料可以设为中空纤维管，湿气腔绕设在干气腔内，湿气中的水分通过纤维管的孔径与干气进行换湿，即，在干燥湿气的同时能够湿润干气，进一步地，干气输送主体200和湿气输送主体300上的法兰面均呈圆形，干气输送主体200和湿气输送主体300通过法兰与其他部件集成，达到了气体流通路径较短，节约成本的同时减小了气体流动过程的阻力的技术效果。
40.本实用新型实施例提供的燃料电池进气装置及燃料电池，包括：腔体主体100、干气输送主体200和湿气输送主体300；腔体主体100内设置有干气腔和湿气腔，湿气输送主体300用于向湿气腔输送湿气，干气输送主体200用于向干气腔输送干气，湿气腔容置在干气腔内，湿气腔内的湿气用于将水分传递给干气腔内的干气，以使湿气与干气进行换湿，干气输送主体200远离干气腔的一端集成有法兰面，湿气输送主体300远离湿气腔的一端集成有法兰面，干气输送主体200和湿气输送主体300通过法兰直接与外侧的部件连接，避免使用管道导致气体流通路径增长，同时也将多个部件集成，达到了气体流通路径较短，节约成本的同时减小了气体流动过程的阻力的技术效果，解决了气体流通路径较长带来的湿度和温度难以控制，同时气体流动过程阻力变大，使得进气过程效率较低的技术问题。
41.在可选的实施方式中，干气输送主体200包括干气进气口210和干气出气口220；干气进气口210和干气出气口220分别设置在腔体主体100的两端，干气进气口210和干气出气口220均与干气腔连通，干气出气口220远离腔体主体100的一端集成有法兰面，干气进气口210用于向干气腔内输送干气，干气出气口220用于将干气腔内的干气排出。
42.在本实施例中，干气进气口210和干气出气口220均呈圆柱状，干气进气口210和干气出气口220均垂直于腔体主体100的表面平行设置，干气进气口210和干气出气口220沿着腔体主体100的长度方向间隔布置，其中，干气出气口220远离腔体主体100的一端集成有法兰面，干气出气口220通过法兰面与发电设备集成，以使干气流通路径较短，使干气流通阻力变小，从而使干气输送效率变高。
43.在可选的实施方式中，干气输送主体200还包括干气进气腔230和干气出气腔240；干气进气腔230和干气出气腔240设置在干气腔的两侧，干气进气腔230和干气出气腔240均与干气腔连通，干气进气腔230的一端与干气进气口210连通，干气出气腔240的一端与干气出气口220连通。
44.在本实施例中，干气进气腔230和干气出气腔240分别设置在腔体主体100的两侧，干气进气腔230和干气出气腔240相对设置，干气进气腔230和干气出气腔240与腔体主体100内部连通，干气进气腔230和干气出气腔240与腔体主体100构成容置槽，进一步地，干气进气腔230上设置有干气进气口210，干气出气腔240上设置有干气出气口220，干气经干气进气口210流经干气进气腔230内，并流入腔体主体100内，再经干气出气腔240流至干气出气口220流出，使干气流通更加顺畅。
45.在可选的实施方式中，湿气输送主体300包括湿气进气口310和湿气出气口320；湿气进气口310和湿气出气口320均设置在腔体主体100上，湿气进气口310和湿气出气口320均与湿气腔连通，湿气进气口310和湿气出气口320远离腔体主体100的一端均集成有法兰面，湿气进气口310用于向湿气腔输送湿气，湿气出气口320用于将湿气腔的内湿气排出。
46.在本实施例中，湿气进气口310和湿气出气口320均设置在腔体主体100上，湿气进气口310和湿气出气口320沿着腔体主体100的长度方向间隔分布，湿气进气口310和湿气出气口320呈圆柱状，湿气进气口310和湿气出气口320互相平行且垂直于腔体主体100的表面设置，湿气进气口310和湿气出气口320均设在干气进气口210和干气出气口220之间，湿气进气口310和湿气出气口320均设置有法兰面，湿气出气口320通过法兰面与发电设备集成，以使湿气流通路径较短，使湿气流通阻力变小，从而使湿气输送效率变高。
47.在可选的实施方式中，燃料电池进气装置还包括冷却机构400；冷却机构400设置在干气输送主体200内，冷却机构400与干气输送主体200连接，冷却机构400用于冷却干气输送主体200内的气体。
48.在本实施例中，冷却机构400的一端伸入至干气进气腔230，冷却机构400用于冷却干气进气腔230流入的干气，冷却后的干气流入至干气腔并与湿气腔进行换湿，进一步地，冷却机构400穿过干气进气腔230并与干气进气腔230连接，使进入干气进气腔230内的干气在换湿前先进行换热，使燃料电池进气装置在能够给气体换湿的同时还能够换热。
49.在可选的实施方式中，冷却机构400包括冷却腔和冷却输送主体；冷却腔设置在干气输送主体200内，冷却腔与干气输送主体200连接，冷却输送主体与冷却腔连通，冷却输送主体用于向冷却腔内输送冷却液，以使冷却腔冷却干气输送主体200内的气体。
50.在本实施例中，冷却腔可以呈管状，冷却腔绕设在干气进气腔230内，冷却输送主体穿过干气进气腔230并与冷却腔连通，进一步地，冷却输送主体垂直于干气进气腔230的表面设置，冷却输送主体与冷却液连通，冷却液经过冷却输送主体流入冷却腔内，以使干气进气腔230内的气体被冷却，从而使冷却腔的面积变大，使冷却效率更高。
51.在可选的实施方式中，冷却输送主体包括冷却液进口410和冷却液出口420；冷却液进口410和冷却液出口420均设置在干气输送主体200上，冷却液进口410和冷却液出口420沿着干气输送主体200的表面间隔分布，冷却液进口410和冷却液出口420均与冷却腔连通，冷却液进口410用于向冷却腔内输送冷却液，冷却液出口420用于冷却腔内的冷却液排出。
52.在本实施例中，冷却液进口410和冷却液出口420沿着干气进气腔230的宽度间隔分布，冷却液进口410和冷却液出口420均呈圆柱状，冷却液进口410和冷却液出口420垂直于干气进气腔230的表面设置，并分别与冷却腔的两端连通，其中，冷却液经冷却液进口410流至冷却腔内，并从冷却腔流至冷却液出口420处流出，使冷却液流通更加顺畅，同时使冷却液加注更加方便。
53.本实用新型实施例提供一种燃料电池，包括：电堆和燃料电池进气装置；电堆分别与干气输送主体200和湿气输送主体300连接，干气通过干气输送主体200输送至电堆内，并且湿气通过湿气输送主体300至燃料电池进气装置内。
54.在本实施例中，电堆与干气出气口220的法兰面连接，同时电堆与湿气进气口310的法兰面连接，干气通过干气进气口210进入并通过干气进气腔230流入腔体主体100内进
行换湿和换热，然后经过干气出气腔240流至干气出气口220，并通过法兰连接流入电堆内，待电堆消耗干气后生成水，即，电堆排出为湿气，湿气经法兰连接通过湿气进气口310流入湿气腔内与外侧干气换湿，然后经湿气出气口320流出，使电堆所需的气体可以仅通过输送干气的方式供应，无需单独进行加湿，使干气满足了使用的需求，同时采用法兰的连接方式，避免使用管道导致气体流通路径增长，同时也通过法兰将多个部件集成，达到了气体流通路径较短，多个部件之间连接更加稳定，系统集成度较高，节约成本的同时减小了气体流动过程的阻力的技术效果，解决了通过管路进气导致的部件之间连接不稳定，同时气体流动过程阻力变大，系统集成度较低，使得进气过程效率较低的技术问题。
55.可选的，电堆和干气出气口220之间可以设置有蝶阀，蝶阀能够控制电堆和干气出气口220之间的启闭，电堆和湿气进气口310之间可以设置有蝶阀，蝶阀可以控制电堆和湿气进气口310之间的启闭，以使在不发电的时候能够密封内部气体路径，即，封闭电堆阴极腔体，防止形成氢空界面。
56.在可选的实施方式中，燃料电池还包括空压机；空压机与干气输送主体200连接，空压机用于通过干气输送主体200向干气腔内输送干气。
57.在本实施例中，空压机可以通过法兰与干气进气口210连接，空压机能够使干气经干气进气口210流入干气进气腔230内，使干气能够按照预先设定的流通路线流入电堆内进行反应，加速了反应进度，增加发电效率。
58.在可选的实施方式中，燃料电池还包括背压阀；背压阀与湿气输送主体300的法兰面连接，背压阀用于调节湿气输送主体300内气体的压力。
59.在本实施例中，背压阀与湿气出气口320的法兰面连接，以使背压阀与燃料电池进气装置集成，背压阀能够控制电堆和燃料电池进气装置的气体路径的压力，即，控制电堆阴极供气回路整体的压力，以使压力能够达到合适的范围，使内部压力更加稳定。
60.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。