[发明专利]一种鼓泡喷雾组合加湿器及其用于的燃料电池加湿系统

权利要求书

1.一种采用鼓泡喷雾组合加湿器的燃料电池加湿系统，加湿对象为燃料电池电堆模块，该加湿系统包括：干湿气分配系统、气体组合加湿系统、冷凝补水系统、电堆模块冷却系统；

所述干湿气分配系统包括：进气电磁阀、干气体质量流量控制器、干气体进气换热器和待加湿气体质量流量控制器，进气经过进气电磁阀后分为两路，一路为干气体，另一路为带加湿气体；干气体依次传输给干气体质量流量控制器和干气体进气换热器，然后输出预热好的干气体，带加湿气体传输给待加湿气体质量流量控制器后输入气体组合加湿系统；

所述气体组合加湿系统包括：膜加湿器、鼓泡喷雾组合加湿器和电堆混合进气加热器；待加湿气体进入加湿系统后，首先通过膜加湿器，利用燃料电池电堆模块尾气对待加湿气体进行初步加湿和预热，然后进入鼓泡喷雾组合加湿器，鼓泡喷雾组合加湿器输出加湿完成的干气体，然后预热好的干气体和加湿完成的干气体在电堆混合进气加热器内进行混合预热，最后混合预热完的加湿气体进入燃料电池电堆模块中进行反应；

所述冷凝补水系统包括：冷凝器、储水罐、加湿器补水水泵、补水换热器和补水加热器；燃料电池电堆模块的尾气经过膜加湿器后依次通过冷凝器、储水罐、加湿器补水水泵后输入补水换热器，补水换热器对流入的加湿补水进行预热，预热完成后的加湿补水进入补水加热器进行加热，加热完成后进入鼓泡喷雾组合加湿器中进行喷雾加湿，同时补充鼓泡加湿消耗的水分；

所述电堆模块冷却系统包括：干气体进气换热器、冷却回路补水水箱、冷却回路循环水泵、补水换热器、冷却回路加热器和冷却回路散热器；从燃料电池电堆模块流出的冷却水进入鼓泡喷雾组合加湿器的换热夹套中，冷却水流过鼓泡喷雾组合加湿器的换热夹套后进入干气体换热器中对所述干湿气分配系统中的干气体进行预热，然后进入补水水箱，经由冷却回路循环水泵后，冷却水流进补水换热器对所述冷凝补水系统中加湿补水进行预热，最后依次经过冷却回路加热器和冷却回路散热器流回燃料电池电堆模块；

所述鼓泡喷雾组合加湿器包括：鼓泡加湿器和喷雾加湿器，所述鼓泡加湿器和喷雾加湿器共用同一加湿器塔体；其特征在于，加湿器塔体包括：外壳和内壳，外壳和内壳之间形成腔体，该腔体为换热夹套；外壳的两侧分别设置换热夹套的液体进口和液体出口，保温液体进液体尽快流入换热夹套，注满换热夹套后从液体出口流出，从而保持加湿器塔体的温度恒定。

2.如权利要求1所述的燃料电池加湿系统，其特征在于，所述鼓泡加湿器包括：气体分布器、与喷雾加湿器共用的加湿器塔体，所述气体分布器位于加湿器塔体底部；所述喷雾加湿器包括：液体喷嘴、液体捕集器、加湿器气体出口、与鼓泡加湿器共用的加湿器塔体，所述液体捕集器设置于加湿器塔体的顶部，所述加湿器气体出口的内径大于液体喷嘴的外径，该液体喷嘴位于气体出口的内部轴心位置，喷嘴进水口位于加湿器塔体外部，喷嘴出水口穿过液体捕集器；加湿器塔体内部的湿空气穿过液体捕集器后通过加湿器气体出口流出；所述加湿器气体出口处和气体分布器的进口处设置湿度传感器，所述换热夹套的液体进口处和加湿器塔体内部设置温度传感器。

3.如权利要求1所述的燃料电池加湿系统，其特征在于，在电堆混合进气加热器与电堆模块之间的管路内部设置有压力传感器P、湿度传感器RH3、温度传感器T1，在电堆模块与鼓泡喷雾组合加湿器之间的管路内部设置温度传感器T2，在鼓泡喷雾组合加湿器的加湿器气体出口处设置湿度传感器RH2，在鼓泡喷雾组合加湿器的加湿器塔体内部设置温度传感器T6，在膜加湿器与鼓泡喷雾组合加湿器之间的管路内部设置湿度传感器RH1，在补水加热器与鼓泡喷雾组合加湿器之间的管路内部设置温度传感器T5，在冷却回路散热器与电堆模块之间的管路内部设置温度传感器T3，在冷凝器与储水罐之间的管路内部设置温度传感器T4。