[发明专利]一种大功率燃料电池测试台用增湿器

权利要求书

1.一种大功率燃料电池测试台用增湿器，其特征在于，包括鼓泡增湿区(6)、位于鼓泡增湿区(6)上部的喷淋增湿区(5)和位于鼓泡增湿区(6)下部的储水区(7)，所述鼓泡增湿区(6)与喷淋增湿区(5)之间留有空间，所述鼓泡增湿区(6)的下部设有气体进口(1)，所述喷淋增湿区(5)的顶部设有气体出口(2)与去离子水进口(3)，所述储水区(7)的底部设有去离子水出口(4)，去离子水进口(3)与去离子水出口(4)之间通过外部管道连接；

所述喷淋增湿区(5)包括喷淋装置(8)、第一填料层(9)和第一气体均布板(10)，所述喷淋装置(8)设置在去离子水进口(3)的下方，所述第一填料层(9)设置在喷淋装置(8)与第一气体均布板(10)之间，所述第一填料层(9)由多孔材料填充而成；

所述喷淋装置(8)包括导液管(81)和喷淋管(82)，导液管(81)与去离子水进口(3)连接，喷淋管(82)与导液管(81)连接，喷淋管(82)下部管壁上均匀分布有小孔，小孔孔径为1.0-5.0mm,通过小孔将去离子水均匀喷淋到第一填料层(9)；

所述鼓泡增湿区(6)包括第二气体均布板(12)和第二填料层(11)，所述所述第二气体均布板(12)设置在靠近储水区(7)的一面，所述第二填料层(11)由多孔材料填充而成；

所述储水区(7)内设置有加热装置(14)，所述加热装置(14)为加热棒或换热器，所述鼓泡增湿区(6)与储水区(7)由导管(13)连通，导管的上端高于第二填料层(11)，导管(13)的下端浸入储水区(7)的液位之下；

所述第一填料层(9)中的多孔填料为多孔纤维无纺布或不锈钢丝网，多孔填料的比表面积为1000-2500m²/m³；

所述第一气体均布板(10)和第二气体均布板(12)上均匀分布有小孔，小孔孔径为0.1-3.0mm，第二气体均布板(12)上的小孔孔径大于第一气体均布板(10)上的小孔孔径；

所述第二填料层(11)中的多孔填料为陶瓷鲍尔环或不锈钢网；

所述第二气体均布板(12)与气体进口(1)之间的垂直距离大于气体进口(1)直径的5倍；

所述储水区(7)的直径不小于鼓泡增湿区(6)的直径。

2.根据权利要求1所述的一种大功率燃料电池测试台用增湿器，其特征在于，所述增湿器的加湿方法包括如下步骤：

向所述储水区(7)中注入适量的去离子水，使液位淹没导管(13)的下端，循环水由增湿区(5)上部的循环水进口(3)进入增湿器，经喷淋装置(8)均匀喷洒于第一填料层(9)上，循环水经第一气体均布板(10)后进入鼓泡增湿区(6)，循环水由第二气体均布板(12)或导管(13)返回到储水区(7)，循环水在增湿区内形成循环后维持稳定的流量和温度；

反应气体由所述气体进口(1)进入鼓泡增湿区(6)下部，经第二气体均布板(12)分散均匀进入第二填料层(11)，第二填料层(11)进一步分散气体，增加水的蒸发面积，在气-液界面进行水汽交换，使反应气体得到预增湿，预增湿的反应气通过第一气体均布板(10)后进入第一填料层(9)，气液两相在填料表面进行充分的传热、传质后经气体出口(2)进入燃料电池电堆进行电化学反应。