一种具有喷射雾化增湿功能的氢燃料电池用空压机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种具有喷射雾化增湿功能的氢燃料电池用空压机，包括空压机，空压机的排气口与氢燃料电池的空气进口连通，空压机的进气口处设置有用于检测空气组成状态的检测组件，空压机的空压机入口与氢燃料电池的空气进口之间的管路上设置有雾化加湿装置，本实用新型专利技术能够对输送至氢燃料电池内的空气进行增压、冷却、增湿，使高压湿润空气湿润质子交换膜，提高氢燃料电池的整体性能，同时还能提高空压机的效率，降低氢燃料电池系统的寄生能耗，提高使用效果。提高使用效果。提高使用效果。

【技术实现步骤摘要】
一种具有喷射雾化增湿功能的氢燃料电池用空压机


[0001]本技术属于氢燃料电池用空压机空气增湿
，具体的说，涉及一种具有喷射雾化增湿功能的氢燃料电池用空压机。

技术介绍

[0002]在氢燃料电池
，由于质子交换膜氢燃料电池(亦质子交换膜氢燃料电池)是一种将氢氧反应气体的化学能直接转化成电能的装置，具有能量转换率高、污染物排放低、操作温度低等优点，是一种极具发展前景的清洁能源技术。
[0003]目前广泛采用的质子交换膜的质子导通率与其水合度密切相关，若膜中的水含量不足或膜失水，质子传导阻力迅速增加，会导致电池性能的衰减，甚至引起膜的穿孔；若膜电极中含水量过高且无法排出，会进一步阻碍反应气体的传质，并造成催化剂的腐蚀和流失，加速氢燃料电池性能及寿命的衰减；可见，质子交换膜的保湿需求和氢燃料电池的排水需求互相矛盾，合理的控制方案则须实现两者的平衡；为了避免质子交换膜脱水，目前商业化的氢燃料电池系统中会额外加设増湿器将反应气体进行増湿，但増湿器的存在增加了系统体积和复杂度，而且目前膜增湿器技术主要由国外市场垄断，成本昂贵。
[0004]为解决上述问题，现有技术中公开了一种空压机加湿装置，如专利号为：202010896652.3，公开了一种质子交换膜氢燃料电池系统用空压机加湿装置，包括：氢燃料电池；高压氢气瓶，连接所述氢燃料电池的氢气进口；水泵，连接所述氢燃料电池的尾排纯水出水口；空气压缩机，所述空气压缩机的排气口连接所述氢燃料电池的空气进口；雾化喷嘴，设置在所述空气压缩机的进气端，并连接所述水泵。
[0005]上述该类现有的空压机加湿装置利用氢燃料电池电堆反应完产生的尾排纯水，回收利用，然后利用水泵通过雾化喷嘴喷回空气压缩机的进气端，以此来增加空气的湿度、降低空气的温度，但是该类空压机加湿装置的压缩机为一级空压机，其整体结构简单，只能对输送至氢燃料电池电堆内的空气进行一次增压，并且增压完成后的空气由于水的存在是空气的温度低，影响使用，并且大量水雾预冷发生凝聚形成水滴，其水滴进入氢燃料电池的电堆内后会阻碍反应气体的传质，造成催化剂的腐蚀和流失，进而大大降低使用效果。

技术实现思路

[0006]本技术要解决的主要技术问题是提供一种具有喷射雾化增湿功能的氢燃料电池用空压机，用以解决传统技术中因为增湿器，空压机，中冷器等关键辅件体积大，集成度差，成本昂贵的问题，同时能够对空气进行增压、冷却、增湿的作用，同时还能提高空压机的效率，降低氢燃料电池系统周边部件的能耗。
[0007]为解决上述技术问题，本技术提供如下技术方案：
[0008]一种具有喷射雾化增湿功能的氢燃料电池用空压机，包括空压机，空压机的排气口与氢燃料电池的空气进口连通，空压机的进气口处设置有用于检测空气组成状态的检测组件，空压机的空压机入口与氢燃料电池的空气进口之间的管路上设置有雾化加湿装置。
[0009]以下是本技术对上述技术方案的进一步优化：
[0010]空压机为二级增压空压机，其具体结构包括空压机外壳，空压机外壳的两侧分别设置有一级增压装置和二级增压装置，空压机入口开设在一级增压装置上，空压机入口的外端连通有进气管路，进气管路与外设进气过滤组件连通。
[0011]进一步优化：空压机的一侧设置有连接管，连接管的一端与一级增压装置的出气端连通，连接管的另一端与二级增压装置的二级压气机入口连通。
[0012]进一步优化：雾化加湿装置包括喷射雾化器，喷射雾化器内的喷射介质为氢燃料电池的产物。
[0013]进一步优化：喷射雾化器固定安装在连接管的外壁上，喷射雾化器的喷嘴与连接管内的气流通道连通。
[0014]进一步优化：喷射雾化器的喷雾角度与连接管内的气流运动方向同向或垂直。
[0015]进一步优化：喷射雾化器的控制端与ECU控制器的输出端电性连接，ECU控制器输出信号用于控制喷射雾化器的喷射量。
[0016]进一步优化：空压机的二级增压装置的排气口通过连通管路与氢燃料电池的空气进口连通，连通管路上设置有用于对连通管路内过饱和的水气进行分离的水气分离装置。
[0017]进一步优化：检测组件包括安装在进气管路上的流量传感器、温度传感器和湿度传感器。
[0018]进一步优化：所述流量传感器、温度传感器、湿度传感器的输出端分别与ECU控制器的输入端电性连接。
[0019]本技术采用上述技术方案，构思巧妙，结构合理，可以将传统燃料电池系统中的空压机，增湿器，中冷器进行集成，用以解决传统技术中因为空压机，增湿器，中冷器等关键辅件体积大，集成度差，成本昂贵的问题，并且能够对输送至氢燃料电池内的空气进行增压、冷却、增湿，使高压湿润空气湿润质子交换膜，提高氢燃料电池的整体性能，同时还能提高空压机的效率，降低氢燃料电池系统的寄生能耗，提高使用效果。
[0020]并且能够对空气中的过饱和水气进行分离，减少空气中掺杂的多余液态水，使输送至氢燃料电池内的空气为湿润空气，进而能够完全防止“水淹”氢燃料电池电堆的现象发生。
[0021]并且整体工作均由ECU控制器进行控制，使其整体自动化程度高，方便使用效果，大大提高使用效果。
[0022]下面结合附图和实施例对本技术进一步说明。
附图说明
[0023]图1为本技术实施例的总体结构示意图；
[0024]图2为本技术实施例中工作状态的示意图。
[0025]图中：1
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空压机；2
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空压机入口；3
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一级压气机叶轮；4
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一级压气机扩压区；5
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一级压气机壳流道；6
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一级压气机壳；7
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连接管；8
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喷射雾化器；9
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二级压气机入口；10
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二级压气机壳；11
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二级压气机叶轮；12
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二级压气机扩压区；13
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二级压气机壳流道；14
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高速电机；15
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进气管路；16
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流量传感器；17
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温度传感器；18
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湿度传感器。
具体实施方式
[0026]实施例：请参阅图1
‑
2，一种具有喷射雾化增湿功能的氢燃料电池用空压机，包括空压机1，所述空压机1的排气口与氢燃料电池的空气进口连通，所述空压机1的进气口处设置有用于检测空气组成状态的检测组件，空压机1的空压机入口2与氢燃料电池的空气进口之间的管路上设置有雾化加湿装置。
[0027]所述空压机1的进气口外设置有进气过滤组件，所述进气过滤组件用于过滤空气中的杂质、微粒等有害物质。
[0028]所述进气过滤组件为现有技术，可由市面上直接购买获得。
[0029]这样设计，在使用时，其外界空气首先经过进气过滤组件，进气过滤组件用于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有喷射雾化增湿功能的氢燃料电池用空压机，包括空压机（1），其特征在于：空压机（1）的排气口与氢燃料电池的空气进口连通，空压机（1）的进气口处设置有用于检测空气组成状态的检测组件，空压机（1）的空压机入口（2）与氢燃料电池的空气进口之间的管路上设置有雾化加湿装置。2.根据权利要求1所述的一种具有喷射雾化增湿功能的氢燃料电池用空压机，其特征在于：空压机（1）为二级增压空压机，其具体结构包括空压机外壳，空压机外壳的两侧分别设置有一级增压装置和二级增压装置，空压机入口（2）开设在一级增压装置上，空压机入口（2）的外端连通有进气管路（15），进气管路（15）与外设进气过滤组件连通。3.根据权利要求2所述的一种具有喷射雾化增湿功能的氢燃料电池用空压机，其特征在于：空压机（1）的一侧设置有连接管（7），连接管（7）的一端与一级增压装置的出气端连通，连接管（7）的另一端与二级增压装置的二级压气机入口（9）连通。4.根据权利要求3所述的一种具有喷射雾化增湿功能的氢燃料电池用空压机，其特征在于：雾化加湿装置包括喷射雾化器（8），喷射雾化器（8）内的喷射介质为氢燃料电池的产物。5.根据权利要求4所述的一种具有喷射雾化增湿功能的氢燃料电池用空压机，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：李延昭，张林营，
申请(专利权)人：潍坊科技学院，
类型：新型
国别省市：