[发明专利]使用注射器的燃料电池用空气加湿装置及空气加湿方法

权利要求书

1.一种用于燃料电池的空气加湿装置，其包括：

空气压缩机，配置成将空气供应到所述燃料电池的阴极；以及

注射器，设置在与所述空气压缩机的入口连接的空气供应管线中，从而使用从所述空气压缩机的出口旁通来的压缩空气将从所述燃料电池排出的冷凝水注射到所述空气压缩机的入口。

2.根据权利要求1所述的用于燃料电池的空气加湿装置，其中将所述空气压缩机的出口连接到注射器的入口的旁通管线包括配置成调整开放和闭合角度的旁通阀。

3.根据权利要求1所述的用于燃料电池的空气加湿装置，其中所述注射器是双流体喷嘴，其包括：

外中空体，其具有设置在所述外中空体的一侧的中心部分的第一喷嘴；以及

内中空体，其具有插入到所述第一喷嘴的中心部分中且设置在所述内中空体的一端的第二喷嘴。

4.根据权利要求1所述的用于燃料电池的空气加湿装置，其中所述注射器是双流体喷嘴，其包括：

外中空体，其具有设置在所述外中空体的一侧的中心部分的第一喷嘴；以及

内中空体，其具有隔开地插入到所述第一喷嘴的中心部分中且设置在所述内中空体的一端的第二喷嘴。

5.根据权利要求3所述的用于燃料电池的空气加湿装置，其中所述注射器的所述外中空体与所述内中空体之间的空间形成为通过旁通管线与所述空气压缩机的出口连通地连接的压缩空气流空间，且所述内中空体的内部空间形成为通过与所述燃料电池的冷凝水储器连接的冷凝水排出管线连通地连接的冷凝水流空间。

6.根据权利要求4所述的用于燃料电池的空气加湿装置，其中所述注射器的所述外中空体与所述内中空体之间的空间形成为通过旁通管线与所述空气压缩机的出口连通地连接的压缩空气流空间，且所述内中空体的内部空间形成为通过与所述燃料电池的冷凝水储器连接的冷凝水排出管线连通地连接的冷凝水流空间。

7.根据权利要求1所述的用于燃料电池的空气加湿装置，其中所述空气压缩机的出口并排地设有用于供应到所述阴极的空气的测量相对湿度的湿度传感器和测量温度的温度传感器。

8.一种用于燃料电池的空气加湿方法，其包括以下步骤：

通过空气压缩机抽吸并压缩外部空气且将所压缩的外部空气供应到所述燃料电池；

使用旁通管线从所述空气压缩机的出口将压缩空气的一部分旁通到所述空气压缩机的入口侧；

通过注射器将从所述燃料电池排出的冷凝水注射到所述空气压缩机的入口中，同时使用旁通到所述空气压缩机的入口侧的压缩空气抽吸从所述燃料电池排出的冷凝水；以及

使所述外部空气在通过所注射的冷凝水进行加湿的同时经过所述空气压缩机。

9.根据权利要求8所述的用于燃料电池的空气加湿方法，其中当所述空气压缩机的出口温度T_o达到预定温度T_t或更大时，将所注射的冷凝水与所述压缩空气一起旁通到所述空气压缩机的入口，而当T_o小于T_t时，停止所述冷凝水的注射。

10.根据权利要求8所述的用于燃料电池的空气加湿方法，其中所述冷凝水的注射量控制从所述空气压缩机的出口旁通到入口的压缩空气的旁通量，从而将所述空气压缩机的出口侧的相对湿度调整为等于或小于约100％。

11.一种用于燃料电池的空气加湿装置，其包括：

空气压缩机，配置成将空气供应到所述燃料电池的阴极；以及

注射器，设置在与所述空气压缩机的入口连接的空气供应管线中，从而将从所述燃料电池排出的冷凝水直接注射到所述空气压缩机的入口。

12.根据权利要求11所述的用于燃料电池的空气加湿装置，其中所述注射器是注水喷嘴，其通过冷凝水排出管线直接注射来自冷凝水储器的冷凝水，在所述冷凝水储器中储存从所述燃料电池排出的冷凝水。

13.一种用于燃料电池的空气加湿方法，其包括以下步骤：

通过空气压缩机抽吸并压缩外部空气且将所压缩的外部空气供应到所述燃料电池；

通过注射器使用注水喷嘴将从所述燃料电池排出的冷凝水直接注射到所述空气压缩机的入口中；以及

使所述外部空气在通过所注射的冷凝水进行加湿的同时经过所述空气压缩机。