本实用新型专利技术涉及一种用于燃料电池测试台的气体预热加湿装置，顶盖总成上设有湿气体出口，罐体自上而下依次设有水路进口和干气体入口，底盖总成上设有水路出口，水路进口用于通入热水；罐体内部自上而下依次设有除湿结构、喷淋组件和预热器，喷淋组件接通水路进口，预热器的进气口接通干气体入口，预热器的出气口包括多个曝气头。与现有技术相比，本实用新型专利技术先将气体在预热器内预热，经由曝气头生成细密均匀的气泡，与水充分接触加湿，再通过喷淋组件再次加湿，预热加湿效果好，且除湿结构采用滤水网与除雾器组合，既可以有效过滤湿气体中携带的水分，又降低因过滤增加的阻力，防止湿气体中的液态水从除雾器与滤水网的边缘缝隙进入湿气体出口。进入湿气体出口。进入湿气体出口。
【技术实现步骤摘要】
一种用于燃料电池测试台的气体预热加湿装置
[0001]本技术涉及燃料电池
，尤其是涉及一种用于燃料电池测试台的气体预热加湿装置。
技术介绍
[0002]质子交换膜燃料电池是一种把氢气所具有的化学能直接转化为电能的装置，通过电化学反应产生电能，不受卡诺循坏限制，因此燃料电池的能量转换效率高。但燃料电池质子交换膜质子的电导率与水含量、温度密切相关，当质子交换膜失水或者水过量时，质子电导率都会变慢；低温或高温也会影响燃料电池能量转换效率。因此，需要控制好反应气体的温度与湿度。
[0003]BOP零件是燃料电池系统重要组成部分，如氢气循环泵、引射器、气水分离器等，也需要通入一定温度与湿度的气体进行测试。通过测试结果对BOP零部件进行优化，使其更适合应用于燃料电池。
[0004]综上，需要一套气体的预热加湿装置，对燃料电池及BOP零部件进行测试，确保燃料电池及BOP零件能够在合适的气体温度与湿度下运行。
[0005]现有技术中，专利CN211427168U公开了一种燃料电池测试台气体加湿装置，该装置包括加湿罐、加热装置、进水单元、进气单元、温湿度传感器及喷雾装置，该装置能够将气体加温加湿到预定的范围内。但是该装置有两处问题：1、在温湿度传感器前端没有除雾装置，可能导致传感器湿度显示不准确；2、在加湿罐底部铺有填充物，如玻璃珠等，虽然能够让气体通过时变成小气泡但不均匀，填充物会在水中相互撞击，产生噪音；撞击还会产生细小颗粒，影响水质等问题。
[0006]专利CN103776121B公开了一种用于实验室系统的带压加湿装置，专利装置包括进水管路、进气管路、加湿罐、加湿管道、捕集网、泄压阀等，该专利能够对气体进行加湿并过滤掉气体中的液滴，确保气体湿度的准确性。但气体经过加湿罐时，气体产生的气泡较大且不均匀，气体无法充分被水湿润，导致气体加湿不充分，会影响出口处气体的湿度。
技术实现思路
[0007]本技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于燃料电池测试台的气体预热加湿装置。
[0008]本技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0009]一种用于燃料电池测试台的气体预热加湿装置，包括顶盖总成、罐体、底盖总成和传感器单元；
[0010]所述顶盖总成上设有湿气体出口，所述罐体自上而下依次设有水路进口和干气体入口，所述底盖总成上设有水路出口，所述水路进口用于通入热水；
[0011]所述罐体内部自上而下依次设有除湿结构、喷淋组件和预热器，所述喷淋组件接通水路进口，热水通过所述喷淋组件进行喷淋，其喷淋区域覆盖了整个罐体内部区域，所述
预热器的进气口接通干气体入口，在所述预热器内气体与罐体内的热水进行热交换，所述预热器的出气口包括多个曝气头，所述曝气头设置在罐体的底部，用于生成气泡。
[0012]优选的，所述除湿结构包括滤水网、除雾器和挡板，所述挡板为设置在罐体内壁上的凸块，除雾器固定安装在挡板上方，滤水网布置在除雾器的上方；采用滤水网与除雾器组合，既可以有效过滤湿气体中携带的水分，又降低因过滤增加的阻力；新增挡板既能固定除雾器，又有效防止湿气体中的液态水从除雾器与滤水网的边缘缝隙进入到湿气体出口。
[0013]优选的，所述预热器包括中心主管、多个预热盘管、多个盘管侧支撑杆、多个支路弯管和多个曝气头；
[0014]所述中心主管包括两段，分别为上主管和下主管，上主管和下主管上分别固定安装有盘管固定盘，所述盘管侧支撑杆与预热盘管一一对应，两端分别与盘管固定盘连接，用于支撑预热盘管，所述预热盘管固定在两个盘管固定盘之间；
[0015]上主管的进气口接通干气体入口，上主管的出气口接入各个预热盘管的进气口；所述预热盘管为螺旋柱状结构，各个预热盘管的出气口均接入下主管的进气口，下主管的出气口通过支路弯管接入各个曝气头；所述支路弯管的出气口的位置高于支路弯管的进气口的位置。
[0016]一方面通过预热盘管增加换热面积，能使气体充分加热，另一方面气体通过曝气头生成细密均匀的气泡，曝气头在罐体底部，气体与水能够充分接触，气体预热加湿效果更好。
[0017]优选的，所述预热器还包括活动限位盘和底座连接盘，所述活动限位盘设于预热器的顶端，用于将预热器固定在罐体的侧壁上，所述底座连接盘设于预热器的底端，用于将预热器固定在底盖总成上。
[0018]优选的，所述预热器与干气体入口连接的位置设有快换卡盘。
[0019]优选的，所述湿气体出口设有快换卡盘，所述水路进口和水路出口均设有快换卡盘，所述干气体入口设有卡套管，便于与外部测试台等设备连接。
[0020]优选的，所述曝气头为金属烧结制成，孔隙率高、孔径分布均匀，使用寿命长。
[0021]优选的，所述罐体包括上段罐体和下段罐体，这样的分段设置便于加工以及内部的预热器、喷淋组件等的安装，顶盖总成上带有法兰盘，上段罐体的上下两端带有法兰盘，下段罐体的上下两端带有法兰盘，底盖总成上带有法兰盘，所述上段罐体分别与顶盖总成和下段罐体密封连接，所述下段罐体分别与上段罐体和底盖总成密封连接；所述除湿结构、喷淋组件和水路进口布置在上段罐体，所述干气体入口和预热器布置在下段罐体。
[0022]优选的，所述底盖总成的底部还设有法兰盘，用于固定气体预热加湿装置。
[0023]优选的，所述罐体上还设有多个视镜，分别设于罐体上的不同位置，用于观察喷淋组件和曝气头生成的气泡。
[0024]优选的，所述罐体外部包覆有保温层，包覆整个罐体的保温层既减少热量损失，又防止人被烫伤。
[0025]优选的，所述底盖总成上设有排水阀。
[0026]优选的，所述传感器单元包括温度传感器和压力传感器，所述温度传感器和压力传感器布置在湿气体出口处。
[0027]优选的，所述罐体上设有液位管，用于反应罐体内的液位情况，所述传感器单元包
括布置在所述液位管上的液位传感器，所述罐体上还设有补水口，所述补水口设于干气体入口下方，且靠近底盖总成，液位传感器的位置处于干气体入口与曝气头最高点之间。设置液位传感器其实为了检测罐体内部水的容量(体现为液位高度)，补水时超过液位最高点，则停止补水；当水量低于曝气头最高处，气体的湿度得不到保证，就会触发液位传感器，对罐体进行补水。
[0028]优选的，所述液位管为透明或半透明液位管，便于肉眼观察液位情况。
[0029]与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：
[0030](1)湿气体的湿度更准确：采用滤水网与除雾器组合，既可以有效过滤湿气体中携带的水分，又降低因过滤增加的阻力，新增挡板，既能固定除雾器，又有效防止湿气体中的液态水从除雾器与滤水网的边缘缝隙进入到湿气体出口。
[0031](2)安全可靠：本装置本身不不具有加热、升温部件，通入外界的热水对其他进行加热，热量完全来自于外界热水，因此在罐体内部对氢气等活泼气体的加热不存在风险，不会出现爆炸等危险，因此更适合应用于对活泼气本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于燃料电池测试台的气体预热加湿装置，其特征在于，包括顶盖总成(1)、罐体、底盖总成(4)和传感器单元；所述顶盖总成(1)上设有湿气体出口(Q2)，所述罐体自上而下依次设有水路进口(H1)和干气体入口(Q1)，所述底盖总成(4)上设有水路出口(H2)，所述水路进口(H1)用于通入热水；所述罐体内部自上而下依次设有除湿结构、喷淋组件(13)和预热器(14)，所述喷淋组件(13)接通水路进口(H1)，热水通过所述喷淋组件(13)进行喷淋，所述预热器(14)的进气口接通干气体入口(Q1)，在所述预热器(14)内气体与罐体内的热水进行热交换，所述预热器(14)的出气口包括多个曝气头(147)，所述曝气头(147)设置在罐体的底部，用于生成气泡。2.根据权利要求1所述的一种用于燃料电池测试台的气体预热加湿装置，其特征在于，所述除湿结构包括滤水网(11)、除雾器(12)和挡板(21)，所述挡板(21)为设置在罐体内壁上的凸块，除雾器(12)固定安装在挡板(21)上方，滤水网(11)布置在除雾器(12)的上方。3.根据权利要求1所述的一种用于燃料电池测试台的气体预热加湿装置，其特征在于，所述预热器(14)包括中心主管(142)、多个预热盘管(145)、多个盘管侧支撑杆(146)、多个支路弯管(148)和多个曝气头(147)；所述中心主管(142)包括两段，分别为上主管和下主管，上主管和下主管上分别固定安装有盘管固定盘(144)，所述盘管侧支撑杆(146)与预热盘管(145)一一对应，两端分别与盘管固定盘(144)连接，用于支撑预热盘管(145)，所述预热盘管(145)固定在两个盘管固定盘(144)之间；上主管的进气口接通干气体入口(Q1)，上主管的出气口接入各个预热盘管(145)的进气口；所述预热盘管(145)为螺旋柱状结构，各个预热盘管(145)的出气口均接入下主管的进气口，下主管的出气口通过支路弯管(148)接入各个曝气头(147)；所述支路弯管(148)的出气口的位置高于支路弯管(148)的进气口的位置。4.根据权利要求3所述的一种用于燃料电池测试台的...
【专利技术属性】
技术研发人员：马天才，
申请(专利权)人：上海澄朴科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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