一种特性可调的燃料电池系统用增湿器的制作方法

本实用新型涉及燃料电池领域，特别涉及一种特性可调的燃料电池系统用增湿器。

背景技术：

质子交换膜燃料电池是一种采用质子导电聚合物薄膜做电解质，利用氢气和空气中氧气的电化学反应的发电设备。现有技术表明，为了提高电池寿命和效率，利用燃料电池的高湿度尾气对进入电池的空气进行预增湿到一定湿度范围是一种必要技术。

但是由于目前质子交换膜技术更新换代快，各厂家技术指标不一致导致很难做到一款增湿器适用所有燃料电池系统，具体问题表现在，目前增湿器设计采用的管壳式设计，入堆空气走管程，高湿度尾气走壳程，内部流阻特性和增湿特性固定，所以一款增湿器具有固定的空气流量通过范围和对应的增湿效果，当需求空气流量和对应的增湿效果与设计不一致时就不再适用。

亟需一种面对不同增湿需求，无需进行腔体、端盖等部件的二次开发，可以实现相同的增湿效果的特性可调的燃料电池系统用增湿器来解决上述技术问题。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种特性可调的燃料电池系统用增湿器，本实用新型的特性可调的燃料电池系统用增湿器在面对不同增湿需求的情况下，仅需在装置的基础上进行部分管路的调节即可达到预期的技术效果，无需进行端盖、腔体等主体部件的重新开发，降低了开发成本和时间，且产品的增湿效果良好。

本实用新型是通过如下技术方案解决上述技术问题的：

本实用新型提供了一种特性可调的燃料电池系统用增湿器，包括前端盖、后端盖、增湿腔体、前封装胶体、后封装胶体、若干中空纤维膜管和旁通管路；所述前端盖、增湿腔体和后端盖依次相连；所述中空纤维膜管均匀分布于所述增湿腔体的内部，所述前封装胶体固定于所述增湿腔体的前端，所述前端盖和所述前封装胶体形成前端腔体，所述后装胶体固定于所述增湿腔体的后端，所述后端盖和所述后封装胶体形成后端腔体；所述中空纤维膜管和所述前端腔体和后端腔体均相通；所述增湿腔体的上方开设有湿空气入口和湿空气出口，所述中空纤维膜管的外部、所述前封装胶体、所述增湿腔体的内部和所述后封装腔体形成管外流道，所述中空纤维膜管的内部为管内流道；所述旁通管路设置于所述增湿腔体的外部，所述旁通管路的前端为旁通入口，所述旁通管路的后端为旁通出口，所述旁通入口和所述前端腔体相通，所述旁通出口和所述后端腔体相通；所述前端盖开设有干空气入口，所述后端盖开设有干空气出口。

本实用新型中，所述增湿腔体用于实现干空气在其内部的增湿。

本实用新型中，所述前端盖和后端盖用于将增湿腔体进行部分密封，并实现干空气的进入和排出。

本实用新型中，中空纤维膜管用于实现干空气的流通以及干空气和湿空气的干湿交换；

较佳地，所述中空纤维膜管的个数为3000～6000个。

本实用新型中，所述前封装胶体和所述后封装胶体用于配合所述增湿腔体形成管外流道。

本实用新型中，所述湿空气入口和湿空气出口用于实现湿空气的进入和经过湿度交换后的湿空气的流出。

本实用新型中，所述旁通管路用于实现未经过湿热交换的干空气的流通；

较佳地，所述旁通管路的通流能力为中空纤维膜管的管内流道的通流能力之和的1～10％，所诉旁通管路可依据增湿效果的不同来选配，以调整其通流能力。

本实用新型中，所述旁通入口用于实现未经湿热交换的干空气的流入，所述旁通出口用于实现未经湿热交换的干空气的流出。

本实用新型中，所述增湿腔体的结构为本领域常规；

较佳地，所述增湿腔体为中空的圆柱形结构。

本实用新型中，所述增湿腔体的材质为本领域常规。

本实用新型中，所述特性可调的燃料电池系统用增湿器的运行流程为：

干空气首先从前端盖的干空气入口进入前端腔体，部分干空气进入管内流道和湿空气进行湿热交换，部分干空气从旁通管路进入后端腔体，从而与经过湿热交换的干空气混合，并最终从后端盖的干空气出口流出。当面临不同的湿热交换要求时，仅需对旁通管路进行更换即可实现预期的要求。

本实用新型的优点和有益效果在于：本实用新型的特性可调的燃料电池系统用增湿器在面对不同增湿需求的情况下，仅需在装置的基础上进行部分管路的调节即可达到预期的技术效果，无需进行端盖、腔体等主体部件的重新开发，降低了开发成本和时间，且产品的增湿效果良好。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例的特性可调的燃料电池系统用增湿器的结构示意图。

附图标记说明：

1、前端盖；

11、干空气入口；

12、前端腔体；

2、后端盖；

21、干空气出口；

22、后端腔体；

3、增湿腔体；

31、湿空气出口；

32、湿空气入口；

33、中空纤维膜管；

34、管外流道；

35、管内流道；

41、前封装胶体；

42、后封装胶体；

5、旁通管路；

51、旁通入口；

52、旁通出口。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

如图1所示，本实施例提供了一种特性可调的燃料电池系统用增湿器，包括前端盖1、后端盖2、增湿腔体3、前封装胶体41、后封装胶体42、3000个中空纤维膜管33(管数过多，在图中难以显示，以部分中空纤维膜管进行表征)和旁通管路5；前端盖1、增湿腔体3和后端盖2依次相连；中空纤维膜管33均匀分布于增湿腔体3的内部，前封装胶体41固定于增湿腔体3的前端，前端盖1和前封装胶体41形成前端腔体12，后装胶体固定于增湿腔体3的后端，后端盖2和后封装胶体42形成后端腔体22；中空纤维膜管33和前端腔体12和后端腔体22均相通；增湿腔体3的上方开设有湿空气入口32和湿空气出口31，中空纤维膜管33的外部、前封装胶体41、增湿腔体3的内部和后封装腔体形成管外流道34，中空纤维膜管33的内部为管内流道35；旁通管路5设置于增湿腔体3的外部，旁通管路5的前端为旁通入口51，旁通管路5的后端为旁通出口52，旁通入口51和前端腔体12相通，旁通出口52和后端腔体22相通；前端盖1开设有干空气入口11，后端盖2开设有干空气出口21。

本实施例中，增湿腔体3用于实现干空气在其内部的增湿。

本实施例中，前端盖1和后端盖2用于将增湿腔体3进行部分密封，并实现干空气的进入和排出。

本实施例中，中空纤维膜管33用于实现干空气的流通以及干空气和湿空气的干湿交换。

本实施例中，前封装胶体41和后封装胶体42用于配合增湿腔体3形成管外流道34。

本实施例中，湿空气入口32和湿空气出口31用于实现湿空气的进入和经过湿度交换后的湿空气的流出。

本实施例中，旁通管路5用于实现未经过湿热交换的干空气的流通；旁通管路5为可更换管路，其截面大小依据增湿效果确认。

本实施例中，旁通入口用于实现未经湿热交换的干空气的流入，旁通出口52用于实现未经湿热交换的干空气的流出。

本实施例中，增湿腔体3为中空的圆柱形结构。

本实施例中，特性可调的燃料电池系统用增湿器的运行流程为：

干空气首先从前端盖1的干空气入口11进入前端腔体12，部分干空气进入管内流道35和湿空气进行湿热交换，部分干空气从旁通管路5进入后端腔体22，从而与经过湿热交换的干空气混合，并最终从后端盖2的干空气出口21流出。

本实用新型的特性可调的燃料电池系统用增湿器在面对不同增湿需求的情况下，仅需在装置的基础上进行部分管路的更换即可达到预期的技术效果，无需进行端盖、腔体等主体部件的重新开发，降低了开发成本和时间，且产品的增湿效果良好。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。