一种加湿系统气体温湿度快速调节方法及调节装置与流程

1.本发明涉及燃料电池技术领域，具体为一种加湿系统气体温湿度快速调节方法及调节装置。


背景技术：

2.燃料电池系统指用于车辆、游艇、航空航天及水下动力设备等作为驱动动力电源或辅助动力，通过电化学反应过程将反应物(燃料和氧化剂)的化学能转化为电能和热能的系统。
3.在燃料电池利用测试平台对其进行测试的时候需要对测试平台中的温度湿度以及输送压力进行精确控制,而现有的设备中通常仅仅通过蒸汽对测试平台进行气体输送,而这样的传统方式会影响到影响燃料电池测试平台的测试精度，并且加湿过程需要人工参与，自动化程度低，人工强度高，而且现有供气温湿度响应慢，控制精度较差，而且在气体输送的过程中因为需要将气体进行加湿输送，所以在气体输送的过程中容易出现加湿气体会出现湿度不均的情况，为此，我们提出一种加湿系统气体温湿度快速调节方法及调节装置。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种加湿系统气体温湿度快速调节方法及调节装置，以解决背景技术中需要解决的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种加湿系统气体温湿度快速调节方法，包括以下步骤:
6.s1：首先将所需气体进行输送，并利用气体流量控制器对所需气体的流量进行控制；
7.s2：随后将流量控制器输送的气体经过三通比例调节阀分流处两组气体，其中一组气体设置为常温干气，并将常温干气输送至混合器的内部；
8.s3：步骤s2分流之后的另一组气体则输送至可以自动补充去离子水的蒸发罐的内部，而蒸发罐的内部设置有使去离子水升温的电加热器，随后分流之后的另一组气体则会经过去离子水内部的干气加热板换升温为过热气体，随后经过加热后的过热气体则输送至混合器的内部与s2步骤中的常温干气进行混合；
9.s4：步骤s3所述蒸发罐内部上方蒸发罐配有多个加热器和雾化喷头，雾化去离子水通过计量泵从去离子水储存罐内部定量泵入至蒸发罐的内部，随后雾化的去离子水可以通过多个加热器加热为过饱和蒸汽,而蒸发罐产生的所需过饱和蒸汽蒸汽量可通过测试所需气体露点温度和相对湿度进行推算而得,随后将s2步骤中的其中一组常温干气、s3步骤中的过热气体以及产生的过饱和蒸汽在混合器内部相互混合；
10.s41：在混合器使用的过程中，设置有将常温干气、过热气体和过饱和蒸汽进行收集的进气机构，而进气机构利用过热气体输送管、过饱和蒸汽输送管和常温干气输送管将三组气体进行收集,随后三组气体整合输送至整合管对其进行气体初步混合；
11.s42：经过初步混合之后的三组气体继续输送至容积小于整合管容积的第一加速混合段内部，而第一加速混合段的容积小于整合管的容积，在输送至第一加速混合段内部时气体则可以产生喷射效果，从而达到第二步混合；
12.s43：随后经过第一加速段第二步混合之后的三组气体会分为两组并分别送入至储存空腔的内部，随后两组气体会经过尺寸更小的第二加速混合段的内部，随后三组混合气体经过内部容积小于储存空腔的第二加速混合段，从而再次达到喷射混合效果，从而完成气体的第三步混合；
13.s44：经过三次混合的两组气体输送至出气管的内部，从而使两股分别混合的气体进行整合再次混合，随后再次混合的两股气体则可以经过出气管混合之后进行输送利用。
14.一种加湿系统气体温湿度快速调节装置，所述混合器包括混合罐，所述混合罐的顶部设置有将三组气体进行输入收集的进气机构，所述混合罐的内部设置有对输入气体进行三段均匀混合的混合机构，所述混合机构的顶部与进气机构的底部固定连通，所述进气机构包括整合管、过热气体输送管、过饱和蒸汽输送管和常温干气输送管，所述整合管固定安装于混合罐的内部，所述整合管的顶部分别与过热气体输送管、过饱和蒸汽输送管和常温干气输送管固定连通，所述常温干气输送管与s步骤中三通比例调节阀分流的常温干气固定连通，所述过热气体输送管与s步骤中升温完成后的过热气体固定连通，所述过饱和蒸汽输送管与s步骤中形成的过饱和蒸汽固定连通。
15.优选的，所述输送管的表面设置有用于控制测试所需气体压力的压力调节阀。
16.优选的，所述混合机构包括收缩管、第一内密封板、第一外密封板、储存空腔、第二内密封板和第二外密封板，所述整合管的底部固定连通有收缩管，所述收缩管的内部形成第一加速混合段，所述混合罐的内部且位于收缩管的一侧固定连接有对称分布的第一内密封板，所述第一内密封板的内壁与收缩管的外壁之间形成用于气体初步混合储存的储存空腔，所述收缩管的外壁与第一内密封板的外壁相互连通，所述第一内密封板的一端固定连接有倾斜设置的第二内密封板，所述混合罐的内部且位于第一内密封板和第二内密封板的外表面固定连接有第一外密封板和第二外密封板.
17.优选的,所述第一内密封板、第二内密封板的外壁与第一外密封板、第二外密封板的内壁之间形成二次气体混合的第二加速混合段，所述第二加速混合段的底部与出气管的底部固定连通,所述第一加速混合段的内部直径小于整合管的内部直径。
18.优选的，所述收缩管的外表面贯穿设置有滤网,所述过热气体输送管、过饱和蒸汽输送管和常温干气输送管尺寸相同，且所述混合罐的内壁与第二外密封板的外壁之间填充有保温棉。
19.优选的，所述常温干气输送管的内部设置有用于对输送气体均流阻挡的均流阻挡机构，所述均流阻挡机构包括安装环、密封板和活动板，所述安装环固定安装于常温干气输送管的内部，所述安装环内壁的一侧固定连接有密封板，所述密封板的表面通过对称分布的铰接叶片铰接有活动板，所述密封板与活动板之间通过弹性连接件弹性连接。
20.优选的，所述弹性连接件包括中空管和伸缩管，密封板的顶部固定安装有第一铰接块，所述第一铰接块的顶部固定连接有中空管，所述中空管的内部滑动连接有伸缩管，所述中空管内壁的底部固定连接有弹簧，所述弹簧远离中空管内壁的一端固定安装有弹簧的底部，所述伸缩管的顶部固定连接有第二铰接块，所述第二铰接块的一侧固定安装于活动
板的表面。
21.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
22.1、本发明可根据燃料电池电堆不同运行工况，快速、精确调节气体流量、压力、温度和湿度，而通过设置单独输出的常温干气、通过利用干气加热板换进行加工的过热气体以及通过蒸发罐内部电加热器加热去离子水加热完成后的过饱和蒸汽，这样的三组气体可以在混合罐的内部进行气体的充分混合，而且通过三通比例调节阀以及蒸汽流量控制器可以及时调节三组气体的流动速度，这样的设置可以通过调节三组气体的流动速度，这样的设置可以及时调整气体的混合比例，从而可以实现所需湿度温度的快速调节；
23.2、而设置的混合器可以将过热气体、过饱和蒸汽和常温干气分别通过过热气体输送管、过饱和蒸汽输送管和常温干气输送管输送至整合管的内部进行气体充分混合，而设置的混合机构可以对输送的三组气体利用三段不同体积的第一加速混合段、储存空腔以及第二加速混合段进行三步气体混合，这样的气体混合方式可以保证气体实现充分混合，不会出现湿气干气分布不均的情况；
24.3、而设置的均流阻挡机构可以对控制加湿气体主要的常温干气进行均流处理，而且当常温干气输出量较小的时候可以通过活动板阻挡另外两组气体产生回流，并且当常温气体出气速度较快的时候可以对活动板进行吹动，而利用弹性连接件进行牵拉的活动板和密封板可以对活动板进行牵拉，从而在常温干气输送的过程中不会呈现完全关闭的情况，这样的设置可以使活动板产生一定的关闭效果，从而加快了常温干气的流动速度，这样的设置可以利用常温干气对另外两组气体进行冲击，从而可以在第一加速混合段进行充分混合。
附图说明
25.图1为本发明立体图结构示意图；
26.图2为本发明正式剖视结构示意图；
27.图3为本发明均流阻挡机构俯视图结构示意图；
28.图4为本发明密封板与活动板侧视图连接结构示意图。
29.图中：1混合罐、2进气机构、3出气管、4混合机构、5整合管、6过热气体输送管、7过饱和蒸汽输送管、8常温干气输送管、9收缩管、10第一加速混合段、11第一内密封板、12第一外密封板、13储存空腔、14第二内密封板、15第二外密封板、16第二加速混合段、17均流阻挡机构、18安装环、19密封板、20铰接叶片、21活动板、22第一铰接块、23中空管、24伸缩管、25弹簧、26第二铰接块、27滤网。
具体实施方式
30.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
31.请参阅图1和图2，本发明提供一种技术方案：一种加湿系统气体温湿度快速调节方法，包括以下步骤:
32.s1：首先将所需气体进行输送，并利用气体流量控制器对所需气体的流量进行控制；
33.s2：随后将流量控制器输送的气体经过三通比例调节阀分流处两组气体，其中一组气体设置为常温干气，并将常温干气输送至混合器的内部；
34.s3：步骤s2分流之后的另一组气体则输送至可以自动补充去离子水的蒸发罐的内部，而蒸发罐的内部设置有使去离子水升温的电加热器，随后分流之后的另一组气体则会经过去离子水内部的干气加热板换升温为过热气体，随后经过加热后的过热气体则输送至混合器的内部与s2步骤中的常温干气进行混合；
35.s4：步骤s3所述蒸发罐内部上方蒸发罐配有多个加热器和雾化喷头，雾化去离子水通过计量泵从去离子水储存罐内部定量泵入至蒸发罐的内部，随后雾化的去离子水可以通过多个加热器加热为过饱和蒸汽,而蒸发罐产生的所需过饱和蒸汽蒸汽量可通过测试所需气体露点温度和相对湿度进行推算而得,随后将s2步骤中的其中一组常温干气、s3步骤中的过热气体以及产生的过饱和蒸汽在混合器内部相互混合；
36.s41：在混合器使用的过程中，设置有将常温干气、过热气体和过饱和蒸汽进行收集的进气机构2，而进气机构2利用过热气体输送管6、过饱和蒸汽输送管7和常温干气输送管8将三组气体进行收集,随后三组气体整合输送至整合管5对其进行气体初步混合；
37.s42：经过初步混合之后的三组气体继续输送至容积小于整合管5容积的第一加速混合段10内部，而第一加速混合段10的容积小于整合管5的容积，在输送至第一加速混合段10内部时气体则可以产生喷射效果，从而达到第二步混合；
38.s43：随后经过第一加速段10第二步混合之后的三组气体会分为两组并分别送入至储存空腔13的内部，随后两组气体会经过尺寸更小的第二加速混合段16的内部，随后三组混合气体经过内部容积小于储存空腔13的第二加速混合段16，从而再次达到喷射混合效果，从而完成气体的第三步混合；
39.s44：经过三次混合的两组气体输送至出气管3的内部，从而使两股分别混合的气体进行整合再次混合，随后再次混合的两股气体则可以经过出气管3混合之后进行输送利用。
40.其中，可根据燃料电池电堆不同运行工况，快速、精确调节气体流量、压力、温度和湿度，而通过设置单独输出的常温干气、通过利用干气加热板换进行加工的过热气体以及通过蒸发罐内部电加热器加热去离子水加热完成后的过饱和蒸汽，这样的三组气体可以在混合罐的内部进行气体的充分混合，而且通过三通比例调节阀以及蒸汽流量控制器可以及时调节三组气体的流动速度，这样的设置可以通过调节三组气体的流动速度，这样的设置可以及时调整气体的混合比例，从而可以实现所需湿度温度的快速调节。
41.请参阅图1和图2，所述混合器包括混合罐1，所述混合罐1的顶部设置有将三组气体进行输入收集的进气机构2，所述混合罐1的内部设置有对输入气体进行三段均匀混合的混合机构4，所述混合机构4的顶部与进气机构2的底部固定连通，所述进气机构2包括整合管5、过热气体输送管6、过饱和蒸汽输送管7和常温干气输送管8，所述整合管5固定安装于混合罐1的内部，所述整合管5的顶部分别与过热气体输送管6、过饱和蒸汽输送管7和常温干气输送管8固定连通，所述常温干气输送管8与s1步骤中三通比例调节阀分流的常温干气固定连通，所述过热气体输送管6与s3步骤中升温完成后的过热气体固定连通，所述过饱和
蒸汽输送管7与s4步骤中形成的过饱和蒸汽固定连通。
42.其中，设置的混合器可以将过热气体、过饱和蒸汽和常温干气分别通过过热气体输送管6、过饱和蒸汽输送管7和常温干气输送管8输送至整合管5的内部进行气体充分混合，而设置的混合机构4可以对输送的三组气体利用三段不同体积的输送段进行三步气体混合，这样的气体混合方式可以保证气体实现充分混合，不会出现湿气干气分布不均的情况。
43.所述输送管的表面设置有用于控制测试所需气体压力的压力调节阀。
44.请参阅图2，所述混合机构4包括收缩管9、第一内密封板11、第一外密封板12、储存空腔13、第二内密封板14和第二外密封板15，所述整合管5的底部固定连通有收缩管9，所述收缩管9的内部形成第一加速混合段10，所述混合罐1的内部且位于收缩管9的一侧固定连接有对称分布的第一内密封板11，所述第一内密封板11的内壁与收缩管9的外壁之间形成用于气体初步混合储存的储存空腔13，所述收缩管9的外壁与第一内密封板11的外壁相互连通，所述第一内密封板11的一端固定连接有倾斜设置的第二内密封板14，所述混合罐1的内部且位于第一内密封板11和第二内密封板14的外表面固定连接有第一外密封板12和第二外密封板15，所述第一内密封板11、第二内密封板14的外壁与第一外密封板12、第二外密封板15的内壁之间形成二次气体混合的第二加速混合段16，所述第二加速混合段16的底部与出气管3的底部固定连通，所述收缩管9的外表面贯穿设置有滤网27,所述过热气体输送管6、过饱和蒸汽输送管7和常温干气输送管8尺寸相同，且所述混合罐1的内壁与第二外密封板15的外壁之间填充有保温棉。
45.其中，过热气体输送管6、过饱和蒸汽输送管7和常温干气输送管8可以通过体积较小的第一加速混合段10进行初步气体混合，随后气体则会通过滤网27排放至第一内密封板11以及收缩管9之间的储存空腔13的内部，从而可以使气体完成第二步的混合，随后气体则会经过体积更小的第二加速混合段16进行第三部的气体混合，这样的设置可以使三组气体得到充分的混合，这样的气体混合方式可以保证气体实现充分混合，不会出现湿气干气分布不均的情况。
46.请参阅图2、图3和图4，所述常温干气输送管8的内部设置有用于对输送气体均流阻挡的均流阻挡机构17，所述均流阻挡机构17包括安装环18、密封板19和活动板21，所述安装环18固定安装于常温干气输送管8的内部，所述安装环18内壁的一侧固定连接有密封板19，所述密封板19的表面通过对称分布的铰接叶片20铰接有活动板21，所述密封板19与活动板21之间通过弹性连接件弹性连接。
47.其中，设置的均流阻挡机构17可以对控制加湿气体主要的常温干气进行均流处理，而且当常温干气输出量较小的时候可以通过活动板21阻挡另外两组气体产生回流，并且当常温气体出气速度较快的时候可以对活动板21进行吹动，而利用弹性连接件进行牵拉的活动板21和密封板19可以对活动板21进行牵拉，从而在常温干气输送的过程中不会呈现完全关闭的情况，这样的设置可以使活动板21产生一定的关闭效果，从而加快了常温干气的流动速度，这样的设置可以利用常温干气对另外两组气体进行冲击，从而可以在第一加速混合段10进行充分混合。
48.请参阅图4，所述弹性连接件包括中空管23和伸缩管24，密封板19的顶部固定安装有第一铰接块22，所述第一铰接块22的顶部固定连接有中空管23，所述中空管23的内部滑
动连接有伸缩管24，所述中空管23内壁的底部固定连接有弹簧25，所述弹簧25远离中空管23内壁的一端固定安装有弹簧25的底部，所述伸缩管24的顶部固定连接有第二铰接块26，所述第二铰接块26的一侧固定安装于活动板21的表面。
49.其中，当用于输送常温干气的常温干气输送管8内部的气体流量增大的时候，可以对活动板21进行冲击，这样的设置可以使活动板21沿着密封板19一侧的铰接叶片20进行旋转，这样的设置可以加快常温干气的流动速度，从而加快了常温干气的流动速度，这样的设置可以利用常温干气对另外两组气体进行冲击，从而可以在第一加速混合段10进行充分混合，而当气体流动速度降低之后可以利用弹簧25使活动板21进行复位，这样的设置可以防止活动板21全部打开而造成另外两组气体回流。
50.请参阅图2，所述混合罐1、进气机构2、出气管3、整合管5和均流阻挡机构17的制造材料均为不锈钢材料，不锈钢材料制造的混合罐1、进气机构2、出气管3、整合管5和均流阻挡机构17可以防止三组气体在输送的过程中被产生腐蚀损坏的部件污染。
51.使用时，首先，设置单独输出的常温干气、通过利用干气加热板换进行加工的过热气体以及通过蒸发罐内部电加热器加热去离子水加热完成后的过饱和蒸汽，这样的三组气体可以在混合罐的内部进行气体的充分混合，而且通过三通比例调节阀以及蒸汽流量控制器可以及时调节三组气体的流动速度，这样的设置可以通过调节三组气体的流动速度，这样的设置可以及时调整气体的混合比例，从而可以实现所需湿度温度的快速调节，而设置的混合器可以将过热气体、过饱和蒸汽和常温干气分别通过过热气体输送管6、过饱和蒸汽输送管7和常温干气输送管8输送至整合管5的内部进行气体充分混合，而设置的混合机构4可以对输送的三组气体利用三段不同体积的输送段进行三步气体混合，这样的气体混合方式可以保证气体实现充分混合，不会出现湿气干气分布不均的情况，而过热气体输送管6、过饱和蒸汽输送管7和常温干气输送管8可以通过体积较小的第一加速混合段10进行初步气体混合，随后气体则会通过滤网27排放至第一内密封板11以及收缩管9之间的储存空腔13的内部，从而可以使气体完成第二步的混合，随后气体则会经过体积更小的第二加速混合段16进行第三部的气体混合，这样的设置可以使三组气体得到充分的混合，这样的气体混合方式可以保证气体实现充分混合，不会出现湿气干气分布不均的情况，设置的均流阻挡机构17可以对控制加湿气体主要的常温干气进行均流处理，而且当常温干气输出量较小的时候可以通过活动板21阻挡另外两组气体产生回流，并且当常温气体出气速度较快的时候可以对活动板21进行吹动，而利用弹性连接件进行牵拉的活动板21和密封板19可以对活动板21进行牵拉，从而在常温干气输送的过程中不会呈现完全关闭的情况，这样的设置可以使活动板21产生一定的关闭效果，当用于输送常温干气的常温干气输送管8内部的气体流量增大的时候，可以对活动板21进行冲击，这样的设置可以使活动板21沿着密封板19一侧的铰接叶片20进行旋转，这样的设置可以加快常温干气的流动速度，从而加快了常温干气的流动速度，这样的设置可以利用常温干气对另外两组气体进行冲击，从而可以在第一加速混合段10进行充分混合，而当气体流动速度降低之后可以利用弹簧25使活动板21进行复位，这样的设置可以防止活动板21全部打开而造成另外两组气体回流。
52.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。