[实用新型]氢燃料电堆用增湿器内部结构

说明书

本实用新型提供一种氢燃料电堆用增湿器内部结构，通过设置干空气进口供干燥空气进入到中空管式膜内，湿气从湿气出气口进入到增湿器外壳内，从内管的微孔进入到内管内部和中空管式膜外表面接触，此时湿气对膜另一侧的干空气进行加湿，加湿完毕后的湿气从湿气出气口排出，被增湿的干空气从干空气出口出来后进入到氢燃料电堆内部，从而达到给中空管式膜内部干燥空气加湿的目的，通过环形内部气流通道，弧形内管的方式，先使湿气能相对均匀的到达内管表面，随后通过微孔进入内管内部，极大的提高了湿气的均匀性，可以相对传统结构提升性能30%以上，极大的降低了制造成本。

技术领域

本实用新型涉及氢燃料电堆增湿领域，尤其涉及一种氢燃料电堆用增湿器内部结构。

背景技术

氢燃料作为人类的终极能源，早在20世纪中期就进入了人类的视野，美国早在20世纪60年代的登月计划中就有使用过相关的技术，进入21世纪以后车用氢燃料技术有了长足的发展和进步，但其的核心零部件和核心技术只被少数几家外国企业掌握，为了打破垄断，近年来国家不断加大了在氢燃料电池上的投入。

氢燃料电池是一种将氢气和氧气结合起来产生电力、水和热的电化学装置，电堆的进气为氢气和（氧气）空气，排出高温水汽。

空气在空压机的驱动下被输入电堆，而此时空压机出口空气的温度非常的高，在经过冷却后仍然可以达到60-90℃，并且此时相对湿度极低，氢燃料电堆用增湿器是一种在此时给干燥的空气增加湿度的装置。

大部分氢燃料电堆内部都需要维持一定的湿度才能正常工作，目前绝大部分氢燃料电堆都通过使用增湿器对进入电堆的气体进行加湿来达到维持堆内湿度的目的，因而增湿器成为氢燃料电堆不可或缺的零部件之一，在整堆工作中发挥着重要的作用，而增湿器的内部结构是决定增湿器性能高低的关键因素。

增湿器一般是由足够面积的板式膜或足够数量的中空管式膜封装而成，以中空管式膜为例，普通30-60KW的氢燃料电堆用增湿器其膜管的数量可达4000-6000根，使用环氧树脂或者聚氨酯等材料封装而成，这里主要以中空管式膜增湿器为例进行说明。

中空管式膜增湿器器工作的原理是干空气经过膜的内侧，电堆排出的高温水汽经过膜的外侧，水汽透过膜给内侧干空气加湿，在膜材料定型以后，如何利用有效的内部结构进行封装是提升性能的关键，因此增湿器性能的影响因素分为两大点：一是膜本身的性能，这里包括膜材料，膜的微观结构设计以及工艺影响等等决定了膜本身的增湿性能；二是增湿器内部结构布置方式，由于膜管的规模庞大增湿器的内部结构如何合理布置成了影响性能的关键因素。

目前普通的中空管式膜增湿器有一部分是中空管式膜直接布置在增湿器壳体内，湿气进来后马上接触到中空管式膜的外壁，结构简单但气流均匀性程度不佳，影响增湿性能，另一种采取分区形式，将内部的中空管式管式膜分为几组，分别装在各自的内管中，内管被提前封到增湿器壳体中，湿气进来后通过内管上的“窗口”进入内管，采用分区形式湿气气流不均匀程度有所改善，但进入窗口的气流有明显的方向性，导致各内管内的气流情况差异较大，对中空管式膜来说，依旧存在不均匀的问题。因此解决上述问题就显得十分重要了了。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供一种氢燃料电堆用增湿器内部结构，通过设置干空气进口供干燥空气进入到中空管式膜内，湿气从湿气出气口进入到增湿器外壳内，从内管的微孔进入到内管内部和中空管式膜外表面接触，此时湿气对膜另一侧的干空气进行加湿，加湿完毕后的湿气从湿气出气口排出，被增湿的干空气从干空气出口出来后进入到氢燃料电堆内部，从而达到给中空管式膜内部干燥空气加湿的目的，通过环形内部气流通道，弧形内管的方式，先使湿气能相对均匀的到达内管表面，随后通过微孔进入内管内部，极大的提高了湿气的均匀性，可以相对传统结构提升性能30%以上，极大的降低了制造成本，解决了背景技术中出现的问题。