一种用于质子交换膜燃料电池的空气湿焓转换装置制造方法及图纸

一种用于质子交换膜燃料电池的空气湿焓转换装置，包括动力部分、湿焓转换部分，其特征在于：所述的空气湿焓转换装置还包括分水部分；动力部分由调速电机和与电机控制器组成，湿焓转换部分由带支承座的固定端板（２０１）、浮动端板、多腔的湿焓转换筒以及密封件组成，分水部分（３）由壳体（３０１）和设置于壳体（３０１）内的筛网（３０３）组成，本发明专利技术优点为：装置使用范围广，质子交换膜燃料电池使用寿命和发电效率有保证，维护成本低。

【技术实现步骤摘要】
一种用于质子交换膜燃料电池的空气湿焓转换装置
本专利技术涉及质子交换膜燃料电池
，尤其涉及质子交换膜燃料电池的空气湿焓转换装置。
技术介绍
质子交换膜燃料电池是将氢燃料及氧化剂转化成电能及其产物的装置，是一种高效的、环境友好的发电装置，可以作为一切车、船运载工具的动力系统，又可以用作手提式、移动式、固定式的发电装置。质子交换膜电池在运行过程中需要有水分子对质子交换膜保湿，所以向燃料电池供应空气需要增湿，使进入燃料电池的空气相对湿度提高，以免质子交换膜失水。空气增湿同时，提高空气的温度，能提高质子交换膜燃料电池发电效率。根据空气进入质子交换膜燃料电池压力不同可分为常压燃料电池和加压燃料电池。常压燃料电池功耗低，但空气在电池组各节单池间分配不如采用加压的均匀，更重要的是采用常压空气供气时，进入电池前空气的相对湿度要求高，否则会导致电池组内膜电极失水，大幅度降低电池性能。因此至今世界大功率电池系统均选用加压空气供气。现有技术中使用的质子交换膜燃料电池的空气增湿装置主要包括动力部分和湿焓转换部分，动力部分的电机是恒速电机，湿焓转换部分的湿焓转换筒是两腔或四腔的筒，摩擦副与筒体是一体的，摩擦副的间隙用螺杆调整，只能用于常压系统。现有技术的空气增湿装置的不足在于：1、由于采用恒速电机，电机转速不可调，不能根据质子交换膜燃料电池输出功率不同，对湿焓要求不同，而采用不同的转速；2、湿焓转换筒的摩擦副与筒体是一体结构，在摩擦副磨损较大后，只能整体更换装置，不能单独更换摩擦副，维护费用高；3、湿焓转换筒的摩擦副采用螺杆调整间隙，装配难度大，精度低；4、因为摩擦副磨损，使用过程中要经常调整螺杆松紧，操作繁琐；5、湿焓转换筒采用两腔或四腔结构，没有缓冲腔，空气泄漏量较大；6、没有分水部分，湿焓转换后少部分液态水直接进入质子交换膜燃料电池，影响电池的发电效率和寿命。-->
技术实现思路
为了克服上述现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种结构简单，效率高，寿命长，维护成本低，适用压力范围广的用于质子交换膜燃料电池的空气湿焓转换装置。本专利技术的目的通过以下技术方案实现：一种用于质子交换膜燃料电池的空气湿焓转换装置，包括动力部分、湿焓转换部分，其结构在于：所述的空气湿焓转换装置还包括分水部分；所述的动力部分由调速电机和与调速电机线路连接的电机控制器组成；所述的湿焓转换部分由带支承座的固定端板、浮动端板、拉杆、设置于固定端板和浮动端板之间的多腔的湿焓转换筒、设置于湿焓转换筒外侧的外密封筒、与湿焓转换筒在中部固定连接的中心主轴以及密封件组成，拉杆穿过浮动端板与固定端板联为一体，固定端板及浮动端板与湿焓转换筒间分别设置有耐磨密封摩擦副，中心主轴穿过固定端板和浮动端板中心孔，与固定端板和浮动端板间为可转动连接，湿焓转换筒两端面上，在左右两侧分别设置有新鲜空气进口、湿空气出口、新鲜空气中间管、湿空气进口，固定端板上设置有新鲜空气进口、湿空气出口，浮动端板上设置有新鲜空气中间管、湿空气进口，新鲜空气进口和湿空气出口与外界大气相通，湿空气进口与质子交换膜燃料电池的空气出进口相连，新鲜空气中间管与分水部分相连；新鲜空气进口和湿空气进口的面积最大只能与湿焓转换筒的二个腔同时连通；所述的分水部分由壳体和设置于壳体内的筛网组成，壳体上设置有新鲜空气出口、排水孔及与湿焓转换部分的新鲜空气中间管相连接的连接口；新鲜空气出口与质子交换膜燃料电池的空气进口相连。本专利技术所述用于质子交换膜燃料电池的湿焓转换装置，其结构在于：所述多腔湿焓转换筒是在湿焓转换筒的内部沿筒体截面圆的半径径用分割板平均分为六个或六个以上的扇形腔体，每个腔体内填充有多孔陶瓷填料。本专利技术所述用于质子交换膜燃料电池的湿焓转换装置，其结构在于：所述固定端板与外密封筒间设置有O形密封圈，浮动端板与外密封筒间设置有轴用Yx密封圈，浮动端板与中心主轴间设置有骨架密封件。本专利技术所述用于质子交换膜燃料电池的湿焓转换装置，其结构在于：在浮-->动端板的外侧设置有压紧端板，在压紧端板和浮动端板之间设置有压紧弹簧，压紧端板和浮动端板不直接接触，通过紧弹簧压紧，拉杆的上端穿过压紧端板将浮动端板和固定端板联为一体。本专利技术所述用于质子交换膜燃料电池发动机的湿焓转换装置，其结构在于：在固定端板和浮动端板的新鲜空气进口、湿空气出口、新鲜空气中间管、湿空气进口之间分别设置有密封件。本专利技术具有如下优点：1、燃料电池的空气湿焓转换装置中包含了分水部分，使进入质子交换膜燃料电池的空气基本不含有液态水，保证了质子交换膜燃料电池使用寿命和发电效率。2、湿焓转换筒的浮动端板由压紧弹簧压紧，比现有技术用螺杆调节更为科学、便捷，不必频繁的调节螺杆，并可根据新鲜空气、湿空气压力和压差大小，对摩擦副压强要求的不同，选用和调节弹簧，使装置使用范围更广。3、湿焓转换筒采用六腔或六腔以上的设计，新鲜空气进口和湿空气进口都只能同时与湿焓转换筒两个腔连通，所以，其工作的时候，至少有两个腔，不进行湿焓转换，起到缓冲作用，减少新鲜空气和湿空气窜气量，提高装置湿焓转换效率。4、采用独立的摩擦副设计，使摩擦副的调整和安装更方便，精度更高，并且在摩擦副磨损后，更换更容易，且只需更换摩擦副，不必更换整个装置，降低了维护成本。5、动力部分采用调速电机，使的本专利技术的装置可以根据质子交换膜燃料电池输出功率不同，对湿焓要求不同，而采用不同的转速供气。本专利技术可适用于常压燃料电池和加压燃料电池的空气湿焓转换装置。附图说明本专利技术共有附图五幅，其中：图1为本专利技术的空气湿焓转换装置的结构示意图。图2为本专利技术的空气湿焓转换装置的压紧弹簧压紧浮动端板结构示意图。图3为本专利技术的空气湿焓转换装置的湿焓转换筒的横断面的结构示意图。图4为本专利技术的空气湿焓转换装置的固定端板示意图。图5为本专利技术的空气湿焓转换装置的浮动端板示意图。-->附图中，1、动力部分  101、调速电极  102、电极控制器  2、湿焓转换部分  201、固定端板  202、摩擦副  203、外密封筒  204、湿焓转换筒205、多孔陶瓷填料  206、浮动端板  207、压紧弹簧  208、压紧端板  209、新鲜空气进口  210、新鲜空气中间管  211、湿空气进口  212、湿空气出口213、拉杆  214、O形密封圈  215、Xy密封圈  216、中心主轴  217、骨架密封件  218、密封件  3、分水部分  301、壳体  302、新鲜空气出口303、筛网  304、排水口  4、质子膜燃料电池。具体实施方式下面将结合附图的实施例对本专利技术作进一步说明。如图1和2所示，动力部分1由调速电机101和与调速电机101线路连接的电机控制器102组成。湿焓转换部分2由带支承座的固定端板201、浮动端板206、浮动端板206、设置于固定端板201和浮动端板206之间的内部分为六个或六个以上腔体的湿焓转换筒204、以及设置于湿焓转换筒204外侧的外密封筒203组成；在固定端板201及浮动端板206与湿焓转换筒204间分别设置有耐磨密封摩擦副202，湿焓转换筒204的腔体为扇形，其内填充有多孔陶瓷填料205；在湿焓转换筒204的中部固定有中心主轴216，中心主轴216与固定端板201和浮动端板206间为可转动本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于质子交换膜燃料电池的空气湿焓转换装置，包括动力部分（１）、湿焓转换部分（２），其特征在于：所述的空气湿焓转换装置还包括分水部分（３）；所述的动力部分由调速电机（１０１）和与调速电机（１０１）线路连接的电机控制器（１０２） 组成；所述的湿焓转换部分（２）由带支承座的固定端板（２０１）、浮动端板（２０６）、拉杆、设置于固定端板（２０１）和浮动端板（２０６）之间的多腔的湿焓转换筒（２０４）、设置于湿焓转换筒（２０４）外侧的外密封筒（２０３）、与湿焓转换筒（ ２０４）在中部固定连接的中心主轴（２１６）以及密封件组成，拉杆（２１３）穿过浮动端板（２０６）与固定端板（２０１）联为一体，固定端板（２０１）及浮动端板（２０６）与湿焓转换筒（２０４）间分别设置有耐磨密封摩擦副（２０２），中心主轴（２１６）穿过固定端板（２０１）和浮动端板（２０６）中心孔，与固定端板（２０１）和浮动端板（２０６）间为可转动连接，固定端板（２０１）上设置有新鲜空气进口（２０９）、湿空气出口（２１２），浮动端板（２０６）上设置有新鲜空气中间管（２１０）、湿空气进口（２１１），新鲜空气进口（２０９）和湿空气出口（２１２）与外界大气相通，湿空气进口（２１１）与质子交换膜燃料电池（４）的空气出进口相连，新鲜空气中间管（２１０）与分水部分相连，新鲜空气进口和湿空气进口的面积最大只能与湿焓转换筒的二个腔同时连通；所述的分水部分（３）由壳体（３０１）和设置于壳体（３０１）内的筛网（３０３）组成，壳体（３０１）上设置有新鲜空气出口（３０２）、排水孔（３０４）及与湿焓转换部分的新鲜空气中间管（２１０）相连接的连接口；新鲜空气出口（３０２）与质 子交换膜燃料电池（４）的空气进口相连。...

【技术特征摘要】
1、用于质子交换膜燃料电池的空气湿焓转换装置，包括动力部分(1)、湿焓转换部分(2)，其特征在于：所述的空气湿焓转换装置还包括分水部分(3)；所述的动力部分由调速电机(101)和与调速电机(101)线路连接的电机控制器(102)组成；所述的湿焓转换部分(2)由带支承座的固定端板(201)、浮动端板(206)、拉杆、设置于固定端板(201)和浮动端板(206)之间的多腔的湿焓转换筒(204)、设置于湿焓转换筒(204)外侧的外密封筒(203)、与湿焓转换筒(204)在中部固定连接的中心主轴(216)以及密封件组成，拉杆(213)穿过浮动端板(206)与固定端板(201)联为一体，固定端板(201)及浮动端板(206)与湿焓转换筒(204)间分别设置有耐磨密封摩擦副(202)，中心主轴(216)穿过固定端板(201)和浮动端板(206)中心孔，与固定端板(201)和浮动端板(206)间为可转动连接，固定端板(201)上设置有新鲜空气进口(209)、湿空气出口(212)，浮动端板(206)上设置有新鲜空气中间管(210)、湿空气进口(211)，新鲜空气进口(209)和湿空气出口(212)与外界大气相通，湿空气进口(211)与质子交换膜燃料电池(4)的空气出进口相连，新鲜空气中间管(210)与分水部分相连，新鲜空气进口和湿空气进口的面积最大只能与湿焓转换筒的二个腔同时连通；所述的分水部分(3)由壳体(301)和设置于壳体(301)内的筛网(303)组成，壳体(301)上设置有新鲜空气...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙茂喜，侯中军，马庸颇，孙基文，明平文，徐洪峰，于强，王宇晨，
申请(专利权)人：新源动力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：91[中国|大连]