专利名称：燃料电池增湿装置的制作方法
技术领域：
本发明关于一种燃料电池增湿装置。
背景技术：
质子交换膜燃料电池是一种产生氢离子的燃料与氧气或空气等含氧化性 气体发生电化学反应而产生电能的装置。在质子交换膜燃料电池工作时，电 池中的质子都是要通过质子交换膜传导。具体的说是以一种水合质子的方式 进行质子传递，从而形成电流。因此，为了保证质子交换膜燃料电池能持续 不断的工作，必须要使燃料电池中的质子交换膜保持湿润。在燃料电池运行 过程中，尤其是燃料电池堆的运行过程，会产生大量的热量，很容易将阴极 区域产生的产物水汽化，而反应气体的快速流动，会迅速带走这些水分，使 得燃料电池中的膜失去水分，导致燃料电池的内阻迅速增加，从而电池的性 能急剧下降。因此，在反应气体参与反应前，需要对反应气体进行增湿。
目前，对燃料电池的反应气体进行增湿的方法主要有内增湿和外增湿两类。
内增湿就是将增湿系统和燃料电池制作成一个整体，无需外加增湿装 置，增湿可以被看作是在电池的内部进行。这种增湿的方法可以减少燃料电 池系统所占的重量和体积，但是，这种增湿的方式难以对反应气体进入反应 区域的湿度进行控制，如果增湿过分容易导致电极被水淹没，电池的性能也下降。CN1710740Y公开了一种燃料电池自增湿方法，在双极板内气体进口 处布置微孔，将双极板内用作加湿的冷却水的水路和气路连通。控制双极板 内用于加湿的冷却水的压力，当有气体流动，水从微孔中吸入气体流道。采 用这样的加湿方法，显然难以控制气体的湿度，而且微孔加工困难，如果气体发生堵塞，气体很容易从微孔处泄露，发生危险。
外增湿就是另外配置一个增湿系统，在反应气体进入燃料电池前进行增 湿。目前，采用外增湿的方法也有很多，比如超声波雾化增湿，中空纤维增
湿法等。CN1516308Y公开了一种超声波雾化增湿型燃料电池，该超声波雾 化增湿型燃料电池包括一盛有水的容器和超声波发生器，超声波发生器位于 容器内，超声波发生器用于将容器中的水雾化，容器与反应气体进入燃料电 池反应堆前的水平管路的向下的开口连接，雾化后的水通过开口弥漫至水平 管路，从而对水平管路中的反应气体进行增湿。这种方案的缺点在于超声波 发生器将水雾化需要消耗大量的能量，并且这种超声波雾化增湿型燃料电池 不能及时调节气体湿度。
发明内容
本发明的目的是针对现有燃料电池增湿装置难以对反应气体的湿度进 行控制的缺点，提供一种可以对'fe应气体的湿度进行控制的燃料电池增湿装置。
本发明提供的燃料电池增湿装置，该装置包括气体容器，气体容器具有
与气体容器内部连通的气体进气口和气体出气口；其中，该增湿装置还包括 雾化喷嘴、水量调节阀和气体容器湿度测量装置；雾化喷嘴包括雾化部件和 水雾出口，雾化部件用于将水雾化，水雾出口位于所述气体容器的内部，用 于将经过雾化后的水雾喷入气体容器中；水量调节阀用于调节雾化喷嘴的进 水量；气体容器湿度测量装置位于气体容器的气体出气口处，用于检测流经 气体出气口的气体的湿度；当气体容器湿度测量装置检测到的气体的湿度不 在预定范围内时，通过水量调节阀调节雾化喷嘴的进水量，直至气体容器湿 度测量装置检测到的气体的湿度达到预定范围内。
本发明提供的燃料电池增湿装置引入了湿度测量装置，用于检测进入燃料电池的反应气体湿度，根据显示的湿度调节雾化喷嘴的进水量，从而可以 对气体的湿度进行实时控制，克服了现有技术的燃料电池增湿装置不能及时 调节进入燃料电池的反应气体湿度的缺点。
图1为本发明提供的燃料电池增湿装置的结构图2为本发明提供的燃料电池增湿装置的雾化喷嘴的结构图3为本发明提供的燃料电池增湿装置的一种优选的具体实施方式
的结 构图。
图4为本发明提供的燃料电池增湿装置的第一种具体实施方式
和第三种具体实施方式
的结构图。
图5为本发明提供的燃料电池增湿装置的气体容器湿度控制单元的结构框图。
图6为本发明提供的燃料电池增湿装置的第二种具体实施方式
和第四种具体实施方式
的结构图。
图7为本发明提供的燃料电池增湿装置的第五种具体实施方式
和第七种具体实施方式
的结构图。
图8为本发明提供的燃料电池增湿装置的第六种具体实施方式
和第八种具体实施方式
的结构图。
图9为本发明提供的燃料电池增湿装置的气体容器液位控制单元的结构框图。
图10为本发明提供的燃料电池增湿装置的第九种具体实施方式
和第十 种具体实施方式
的结构图。
图11为本发明提供的燃料电池增湿装置的供水容器液位控制单元的结 构框图。
图12为本发明提供的燃料电池增湿装置的第十一种具体实施方式
的结 构图。
图13为本发明提供的燃料电池增湿装置的电子控制单元的结构框图。 图14为本发明提供的燃料电池增湿装置的第十二种具体实施方式
的结 构图。
图15为本发明提供的燃料电池增湿装置的第一种具体实施方式
的程序 流程图。
图16为本发明提供的燃料电池增湿装置的第二种具体实施方式
的程序 流程图。
图17为本发明提供的燃料电池增湿装置的第三种具体实施方式
的程序 流程图。
图18为本发明提供的燃料电池增湿装置的第四种具体实施方式
的程序 流程图。
图19为本发明提供的燃料电池增湿装置的第五种具体实施方式
的程序 流程图。
图20为本发明提供的燃料电池增湿装置的第六种具体实施方式
的程序 流程图。
图21为本发明提供的燃料电池增湿装置的第七种具体实施方式
的程序 流程图。
图22为本发明提供的燃料电池增湿装置的第八种具体实施方式
的程序 流程图。
图23为本发明提供的燃料电池增湿装置的第九种具体实施方式
的程序 流程图。
图24为本发明提供的燃料电池增湿装置的第十种具体实施方式
的程序 流程图。
图25为本发明提供的燃料电池增湿装置的第十一种具体实施方式
的程 序流程图。
图26为本发明提供的燃料电池增湿装置的第十二种具体实施方式
的程 序流程图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，本发明提供的一种燃料电池增湿装置，该装置包括气体容 器l，气体容器1具有与气体容器1内部连通的气体进气口 11和气体出气口 12;其中，该增湿装置还包括雾化喷嘴2、水量调节阀17和气体容器湿度测 量装置5;如图2所示，雾化喷嘴2包括雾化部件22和水雾出口 23;雾化 部件22用于将水雾化，水雾出口23位于所述气体容器1的内部，用于将经 过雾化后的水雾喷入气体容器1中；水量调节阀17用于调节雾化喷嘴2的 进水量；气体容器湿度测量装置5位于气体容器1的气体出气口 12处，用 于检测流经气体出气口 12的气体的湿度；当气体容器湿度测量装置5检测 到的气体的湿度不在预定范围内时，通过水量调节阀17调节雾化喷嘴2的 进水量，直至气体容器湿度测量装置5检测到的气体的湿度达到预定范围内。
所述气体容器1为具有与气体容器1内部连通的气体进气口 11和气体 出气口 12的容器，干燥的反应气体从气体进气口 ll进入，干燥的反应气体 与水雾出口23喷出的水雾结合而增湿，增湿后的反应气体从气体出气口 12 流出，气体容器1用于提供从反应气体与水雾结合的场所。优选情况下，气 体容器1的气体进气口 11在气体容器1的下部，气体容器1的气体出气口 12在气体容器1的上部，反应气体从气体进气口 ll进入，从气体出气口 12 流出，气体容器l中的反应气体从下往上流动。
由于水雾中有很多液态水，所以增湿过程中在气体容器l中留下液态水，所以如图3所示，气体容器1还可以具有出水口 13，出水口13与气体容器 1内部连通并且位于气体容器1侧面的底部，出水口 13用于将气体容器1 中多余的水排出。
所述雾化喷嘴2可以为任意可以将水雾化的喷嘴，例如，空气雾化喷嘴。 如图2所示，雾化喷嘴2包括雾化部件22和水雾出口 23，雾化部件22通过 压縮空气和液体的混合产生极细的雾化颗粒将水雾化，在水雾出口 23产生 水雾向气体容器1内部喷射。雾化喷嘴2在不需要消耗大量能量的情况下就 可以将水雾化，减少了燃料电池增湿装置的能量消耗。
优选情况下，雾化喷嘴2与气体容器1的顶部连接，水雾出口 23从上 往下喷出水雾；从下往上流动的反应气体与从上往下喷出的水雾产生逆流接 触，水雾与反应气体的混合更加均匀。
所述水量调节阀17与雾化喷嘴2固定连接，用于调节雾化喷嘴2的进 水量，水量调节阀17为任意雾化喷嘴2的进水量的阀门，例如可以为电磁 阔或球阀。
所述气体容器湿度测量装置5可以为任意可以检测气体湿度的装置，例 如可以为湿度传感器。优选情况下，气体容器湿度测量装置5为可以发出电 信号的湿度计，例如超声波湿度计。预先对气体容器湿度测量装置5设定一 个范围，即进入燃料电池的反应气体所需的湿度范围，该范围为本领域技术 人员所公知，例如可以为百分之十至百分之九十。当气体容器湿度测量装置 5所测得的湿度不在预定的范围内时，气体容器湿度测量装置5发出电信号。
如图3所示，优选情况下，本发明的燃料电池增湿装置还包括管道16， 所述管道16的一端与水源连接，管道16的另一端与雾化部件22连接，用 于将水引入雾化部件22。管道16与雾化部件22的连接方式例如可以为螺纹 固定或焊接。管道16为任意可以将水引入雾化部件22的管路。优选情况下， 所述管道16与水量调节阀17固定连接，水量调节阀17调节进入管道16的
水量。
按照本发明的第一种具体实施方式
，如图4所示，本发明提供的燃料电 池增湿装置还包括气体容器湿度控制单元27和调节阀驱动装置3;气体容器
湿度测量装置5为能够发出电信号的湿度测量装置，调节阀驱动装置3与水 量调节阀17连接，用于调节水量调节阀17从而调节雾化喷嘴2的进水量； 如图5所示，气体容器湿度控制单元27包括气体容器湿度信号处理单元10; 预先对气体容器湿度测量装置5设定一个湿度范围，如图15所示，当气体 容器湿度测量装置5检测到的气体的湿度大于或等于预先存储的湿度范围的 上限时，气体容器湿度测量装置5发出表示湿度偏大的电信号至气体容器湿 度信号处理单元IO，气体容器湿度信号处理单元IO接收该信号，驱动调节 阀驱动装置3调节水量调节阀17，使进入雾化喷嘴2的水量减少；当气体容 器湿度测量装置5检测到的气体的湿度等于或小于预先存储的湿度范围的下 限时，气体容器湿度测量装置5发出表示湿度偏小的电信号至气体容器湿度 信号处理单元IO，气体容器湿度信号处理单元IO接收该信号，驱动调节阀 驱动装置3调节水量调节阀17，使进入雾化喷嘴2的水量增加；当气体的湿 度在预先存储的湿度范围的上限和下限之间时，温度测量装置5不发出电信 号或向气体容器湿度信号处理单元10发出湿度正常的电信号，气体容器湿 度信号处理单元10接收该信号，停止调节阀驱动装置3。
按照本发明的第二种具体实施方式
，如图6所示，本发明提供的燃料电 池增湿装置还包括气体容器湿度控制单元27，气体容器湿度测量装置5为能 够发出电信号的湿度测量装置，水量调节阀17为电磁阀；如图5所示，气 体容器湿度控制单元27包括气体容器湿度信号处理单元10，预先对气体容 器湿度测量装置5设定一个湿度范围，如图16所示，当气体容器湿度测量 装置5检测到的气体的湿度大于或等于预先存储的湿度范围的上限时，气体 容器湿度测量装置5发出表示湿度偏大的电信号至气体容器湿度信号处理单元10，气体容器湿度信号处理单元IO接收该电信号，调节水量调节阀17， 使进入雾化喷嘴2的水量减少；当气体容器湿度测量装置5检测到的气体的 湿度等于或小于预先存储的湿度范围的下限时，气体容器湿度测量装置5发 出表示湿度偏小的电信号至气体容器湿度信号处理单元10，气体容器湿度信 号处理单元IO接收该电信号，调节水量调节阀17,使进入雾化喷嘴2的水 量增加；当气体容器湿度测量装置5检测到的气体的湿度在预先存储的湿度 范围的上限和下限之间时，气体容器湿度测量装置5发出表示湿度正常的电 信号至气体容器湿度信号处理单元10，气体容器湿度信号处理单元10接收 该电信号，保持水量调节阀17处于当前状态。
根据本发明提供的第三种具体实施方式
，如图4所示，本发明提供的燃 料电池增湿装置还包括气体容器湿度控制单元27和调节阀驱动装置3;调节 阀驱动装置3与水量调节阀17连接，用于调节水量调节阀17从而调节雾化 喷嘴2的进水量，如图5所示，气体容器湿度控制单元27包括气体容器湿 度信号接收辨别单元9和气体容器湿度信号处理单元10,气体容器湿度信号 接收辨别单元9预先存储有一个表示湿度范围的电信号范围，气体容器湿度 信号接收辨别单元9接收气体容器湿度测量装置5检测到的表示气体的湿度 的电信号，将该电信号与预先存储的表示湿度范围的电信号范围进行比对； 如图17所示，当该电信号大于或等于预先存储的表示湿度范围的电信号范 围的上限时，气体容器湿度信号接收辨别单元9向气体容器湿度信号处理单 元10发出减少进水量的指令，气体容器湿度信号处理单元10接收该指令， 驱动调节阀驱动装置3调节水量调节阀17，使进入雾化喷嘴2的水量减少； 当该电信号等于或小于预先存储的表示湿度范围的电信号范围的下限时，气 体容器湿度信号接收辨别单元9向气体容器湿度信号处理单元10发出增加 进水量的指令，气体容器湿度信号处理单元10接收该指令，驱动调节阀驱 动装置3调节水量调节阀17，使进入雾化喷嘴2的水量增加；当该电信号在预先存储的表示湿度范围的电信号范围的上限和下限之间时，气体容器湿度 信号接收辨别单元9向气体容器湿度信号处理单元10发出保持进水量的指
令，气体容器湿度信号处理单元10接收该指令，停止驱动调节阀驱动装置3。
根据本发明提供的第四种具体实施方式
，如图6所示，本发明提供的燃 料电池增湿装置还包括气体容器湿度控制单元27，水量调节阀17为电磁阀； 如图5所示，气体容器湿度控制单元27包括气体容器湿度信号接收辨别单 元9和气体容器湿度信号处理单元10，气体容器湿度信号接收辨别单元9 预先存储有一个表示湿度范围的电信号范围，气体容器湿度信号接收辨别单 元9接收气体容器湿度测量装置5检测到的表示气体湿度的电信号，并将该 电信号与预先存储的表示湿度范围的电信号范围进行比对；如图18所示， 当该电信号大于或等于预先存储的表示湿度范围的电信号范围的上限时，气 体容器湿度信号接收辨别单元9向气体容器湿度信号处理单元10发出减少 进水量的指令，气体容器湿度信号处理单元10接收该指令，调节水量调节 阀17，使进入雾化喷嘴2的水量减少；当该电信号等于或小于预先存储的表 示湿度范围的电信号范围的下限时，气体容器湿度信号接收辨别单元9向气 体容器湿度信号处理单元10发出增加进水量的指令，气体容器湿度信号处 理单元IO接收该指令，调节水量调节阀17，使进入雾化喷嘴2的水量增加； 当该电信号在预先存储的表示湿度范围的电信号范围的上限和下限之间时， 气体容器湿度信号接收辨别单元9向气体容器湿度信号处理单元10发出保 持进水量的指令，气体容器湿度信号处理单元10接收该指令，保持水量调 节阀17处于当前状态。
本发明提供的第一至第四种具体实施方式
采用了气体容器湿度控制单 元27，使得本发明提供的燃料电池增湿装置可以自动调节进入燃料电池的反 应气体的湿度。
根据本发明提供的第五种具体实施方式
，如图7所示，本发明提供的燃
料电池增湿装置还包括气体容器液位测量装置6、阀门驱动装置25、位于所
述气体容器l下部的出水口 13、安装在出水口 13上的阀门7和气体容器液 位控制单元28;气体容器液位测量装置6用于测量气体容器1内部的水的液 位，为能够发出电信号的液位测量装置；阀门驱动装置25与阀门7连接， 用于驱动阀门7，使阀门7打开或关闭；如图9所示，气体容器液位控制单 元28包括气体容器液位信号处理单元16，预先对气体容器液位测量装置6 设定一个液位范围，如图19所示，当气体容器液位测量装置6所测得的气 体容器1的液位大于或等于预先存储的液位范围的上限时，气体容器液位测 量装置6发出表示液位偏高的电信号至气体容器液位信号处理单元16，气体 容器液位信号处理单元16接收该电信号，驱动阀门驱动装置25打开阀门7， 使得气体容器1中的水从出水口 13排出；当气体容器液位测量装置6所测 得的液位等于或小于预先存储的液位范围下限时，气体容器液位测量装置6 发出表示液位偏低的信号至气体容器液位信号处理单元16，气体容器液位信 号处理单元16接收该指令，驱动阀门驱动装置25关闭阀门7，防止气体从 出水口 13泄露。
根据本发明提供的第六种具体实施方式
，如图8所示，本发明提供的燃 料电池增湿装置还包括气体容器液位测量装置6、位于所述气体容器l下部 的出水口 13、安装在出水口 B上的阀门7和气体容器液位控制单元28;气 体容器液位测量装置6为能够发出电信号的液位测量装置，用于测量气体容 器1的液位，阀门7为电磁阀，如图9所示，气体容器液位控制单元28包 括气体容器液位信号处理单元16，预先对气体容器液位测量装置6设定一个 液位范围，如图20所示，当气体容器液位测量装置6所测得的气体容器1 的液位大于或等于预先存储的液位范围上限时，气体容器液位测量装置6发 出表示液位偏高的电信号至气体容器液位信号处理单元16，气体容器液位信 号处理单元16接收该电信号，打开阀门7，使得气体容器1中的水从出水口13排出；当气体容器液位测量装置6所测得的气体容器1的液位等于或小于 预先存储的液位范围下限时，气体容器液位测量装置6发出表示液位偏低的信号至气体容器液位信号处理单元16，气体容器液位信号处理单元16接收 该指令，关闭阀门7，防止气体从出水口 13泄露。
根据本发明提供的第七种具体实施方式
，如图7所示，本发明提供的燃 料电池增湿装置还包括气体容器液位测量装置6、阀门驱动装置25、位于所 述气体容器l下部的出水口 13、安装在出水口 13上的阀门7和气体容器液 位控制单元28，气体容器液位测量装置6用于测量气体容器1内部的水的液 位，为能够发出电信号的液位测量装置；阀门驱动装置25与阀门7连接， 用于驱动阀门7，使阀门7打开或关闭；如图9所示，气体容器液位控制单 元28包括气体容器液位信号接收辨别单元15和气体容器液位信号处理单元 16;气体容器液位信号接收辨别单元15预先存储有一个表示液位范围的电 信号范围，气体容器液位信号接收辨别单元15接收气体容器液位测量装置6 所测得的表示气体容器1中的液位的电信号，并将该电信号与预先存储的表 示液位范围的电信号范围进行比对；如图21所示，当该电信号大于或等于 预先存储的表示液位范围的电信号范围的上限时，气体容器液位信号接收辨 别单元15向气体容器液位信号处理单元16发出降低液位的指令，气体容器 液位信号处理单元16接收该指令，气体容器液位信号处理单元16接收该指 令，驱动阀门驱动装置25打开阀门7，使得气体容器1中的水从出水口 13 排出；当该电信号等于或小于预先存储的表示液位范围的电信号范围的下限 时，气体容器液位信号接收辨别单元15向气体容器液位信号处理单元16发 出保持液位的指令，气体容器液位信号处理单元16接收该指令，驱动阀门 驱动装置25关闭阀门7，防止气体从出水口 13泄露。
根据本发明的第八种具体实施方式
，如图8所示，如本发明提供的燃料 电池增湿装置还包括气体容器液位测量装置6、位于所述气体容器1下部的
出水口 13、安装在出水口 13上的阀门7和气体容器液位控制单元28;气体 容器液位测量装置6为能够发出电信号的液位测量装置，用于测量气体容器1内部的水的液位，阀门7为电磁阀；如图9所示，气体容器液位控制单元28包括气体容器液位信号接收辨别单元15和气体容器液位信号处理单元 16，气体容器液位信号接收辨别单元15预先存储有一个表示液位范围的电 信号范围，气体容器液位信号接收辨别单元15接收气体容器液位测量装置6 所测得的表示气体容器1中的液位的电信号，并将该电信号与预先存储的表 示液位范围的电信号范围进行比对；如图22所示，当该电信号大于或等于 预先存储的表示液位范围的电信号范围的上限时，气体容器液位信号接收辨 别单元15向气体容器液位信号处理单元16发出降低液位的指令，气体容器 液位信号处理单元16接收该指令，气体容器液位信号处理单元16接收该指 令，打幵阀门7，使得气体容器l中的水从出水口 13排出；当该电信号等于 或小于预先存储的表示液位范围的电信号范围的下限时，气体容器液位信号 接收辨别单元15向气体容器液位信号处理单元16发出保持液位的指令，气 体容器液位信号处理单元16接收该指令，关闭阀门7，防止气体从出水口 13泄露。
本发明提供的第五至第八种具体实施方式
采用了气体容器液位控制单 元28，使得本发明提供的燃料电池增湿装置的气体容器1的液位可以保持在 设定范围之内，既不会因为气体容器1中的液位过高而使气体入口 11堵塞， 又不会因为气体容器1中的液位过低而使反应气体从出水口 13泄露。
根据本发明的第九种具体实施方式
，如图IO所示，本发明提供的燃料 电池增湿装置还包括管道16、加水装置22、供水容器18、供水容器液位测 量装置20和供水容器液位控制单元31;管道16的一端与雾化部件22连接， 用于将水引入雾化部件22，加水装置22用于向供水容器18供水；供水容器 18通过管道16与雾化喷嘴2的雾化部件22连通，用于向雾化喷嘴2供水；供水容器液位测量装置20用于测量供水容器18中的液位；供水容器液位测
量装置20为能够发出电信号的液位计，预先对供水容器液位测量装置20设 定一个液位范围，如图11所示，供水容器液位控制单元31包括供水容器液 位信号处理单元24，如图23所示，当供水容器液位测量装置20测得的液位 大于或等于预先存储的液位范围的上限时，供水容器液位测量装置20发出 表示液位偏高的电信号至供水容器液位信号处理单元24，供水容器液位信号 处理单元24接收该电信号，停止加水装置22向供水容器18供水；当供水 容器液位测量装置20测得的液位等于或小于预先存储的液位范围的下限时， 供水容器液位测量装置20发出表示液位偏低的电信号至供水容器液位信号 处理单元24，供水容器液位信号处理单元24接收该电信号，启动加水装置 22向供水容器18供水。
根据本发明的第十种具体实施方式
，如图IO所示，本发明提供的燃料 电池增湿装置还包括管道16、加水装置22、供水容器18、供水容器液位测 量装置20和供水容器液位控制单元31;管道16的一端与雾化部件22连接， 用于将水引入雾化部件22，加水装置22用于向供水容器18供水；供水容器 18通过管道16与雾化喷嘴2的雾化部件22连通，用于向雾化喷嘴2供水； 供水容器液位测量装置20用于测量供水容器18中的液位，为能够发出电信 号的液位计；如图11所示，供水容器液位控制单元31包括供水容器液位信 号接收辨别单元30和供水容器液位信号处理单元24，供水容器液位信号接 收辨别单元30预先存储有一个表示液位范围的电信号范围，供水容器液位 信号接收辨别单元30接收供水容器液位测量装置20所测得的表示供水容器 18中的液位电信号，并将该电信号与预先存储的表示液位范围的电信号范围 进行比对；如图24所示，当该电信号大于或等于预先存储的表示液位范围 的电信号范围的上限时，供水容器液位信号接收辨别单元30向供水容器液 位信号处理单元24发送保持液位的指令，供水容器液位信号处理单元24接收该指令，停止加水装置22向供水容器18供水；当该电信号等于或小于所 述表示液位范围的电信号范围的下限时，供水容器液位信号接收辨别单元30 向供水容器液位信号处理单元24发出液位偏低的指令，供水容器液位信号 处理单元24接收该指令，启动加水装置22向供水容器18供水。
本发明提供的第九和第十个具体实施方式
采用了供水容器液位控制单 元31，使得供水容器18中的液位维持在设定范围内，实现了液位自动控制。
根据本发明的第十一种具体实施方式
，如图12所示，本发明提供的燃 料电池增湿装置还包括调节阀驱动装置3、气体容器液位测量装置6、位于 所述气体容器1下部的出水口 13、安装在出水口 13上的阀门7、阀门驱动 装置25、加水装置22、供水容器18、供水容器液位测量装置20、电子控制 单元26;如图13所示，电子控制单元26包括接收辨别单元29及控制单元 32;控制单元32包括气体容器湿度控制单元27、气体容器液位控制单元28 和供水容器液位控制单元29中的至少一个；气体容器湿度控制单元27包括 气体容器湿度信号处理单元10;气体容器液位控制单元28包括气体容器液 位信号处理单元16;供水容器液位控制单元29包括供水容器液位信号处理 单元24;气体容器湿度测量装置5是可以发出电信号的湿度测量装置，调节
阔驱动装置3用于驱动水量调节阀17,调节进入雾化喷嘴2的水量；气体容 器液位测量装置6是可以发出电信号的液位测量装置，用于测定气体容器1 中的液位；阀门驱动装置25用于驱动阀门7，使阀门7打开或关闭；加水装 置22用于向供水容器18供水；供水容器18通过管道16与雾化喷嘴2的雾 化部件22连通，用于向雾化喷嘴2供水；供水容器液位测量装置20是可以 发出电信号的液位测量装置，用于测定供水容器18中的液位；预先对气体 容器湿度测量装置5设定一个气体容器湿度范围；预先对气体容器液位测量 装置6设定一个气体容器液位范围，并且预先对供水容器液位测量装置20 设定一个供水容器液位范围；当气体容器湿度测量装置5检测到的气体的湿度大于或等于设定的气体容器湿度范围的上限时，气体容器湿度测量装置5 发出表示湿度偏大的电信号至接收辨别单元29;当气体容器湿度测量装置5 检测到的气体的湿度等于或小于设定的气体容器湿度范围的下限时，气体容器湿度测量装置5发出表示湿度偏小的电信号至接收辨别单元29;当气体容 器湿度测量装置5检测到的气体的湿度在设定的气体容器湿度范围的上限和 下限之间时，气体容器湿度测量装置5发出表示湿度正常的电信号至接收辨 别单元29;当气体容器液位测量装置6检测到的气体容器1的液位大于或等 于设定的气体容器液位范围的上限时，气体容器液位测量装置6发出表示气 体容器液位偏高的电信号至接收辨别单元29;当气体容器液位测量装置6 检测到的气体容器l的液位小于设定的气体容器液位范围的下限时，气体容 器液位测量装置6发出表示气体容器液位偏低的电信号至接收辨别单元29; 当供水容器液位测量装置20检测到的供水容器18中的液位大于或等于设定 的供水容器液位范围的上限时，供水容器液位测量装置20发出表示供水容 器液位偏高的电信号至接收辨别单元29;当供水容器液位测量装置20的液 位等于或小于设定的供水容器液位范围的下限时，供水容器液位测量装置20 发出表示供水容器液位偏低的电信号至接收辨别单元29;如图25所示，接 收辨别单元29接收来自气体容器湿度测量装置5、气体容器液位测量装置6 和供水容器液位测量装置20的电信号并对该电信号进行辨别；当该电信号 来自气体容器湿度测量装置5时，接收辨别单元29辨别该信号为湿度电信 号，接收辨别单元29发送启动指令至气体容器湿度控制单元27，启动气体 容器湿度控制单元27，当该湿度电信号为表示湿度偏大的电信号时，气体容 器湿度信号处理单元10调节阀驱动装置3调节水量调节阀17，使进入雾化 喷嘴2的水量减少；当该湿度电信号为表示湿度偏小的电信号时，气体容器 湿度信号处理单元10调节阀驱动装置3调节水量调节阀17，使进入雾化喷 嘴2的水量增加；当该湿度电信号为表示湿度正常的电信号时，气体容器湿度信号处理单元10停止调节阀驱动装置3;当该电信号来自气体容器液位测 量装置6时，接收辨别单元29辨别该信号是气体容器液位电信号，接收辨
别单元29发送启动指令至气体容器液位控制单元28，启动气体容器液位控 制单元28，当该气体容器液位电信号为表示气体容器液位偏高的信号时，气 体容器液位信号处理单元16驱动阀门驱动装置25打开阀门7，使得气体容 器1中的水从出水口 13排出；当该气体容器液位电信号为表示气体容器液 位偏低的电信号时，气体容器液位信号处理单元16驱动阀门驱动装置25关 闭阀门7，防止气体从出水口 13泄露；当该电信号来自供水容器液位测量装 置20时，接收辨别单元29辨别该电信号是供水容器液位电信号，接收辨别 单元29发送启动指令至供水容器液位控制单元31 ，启动供水容器液位控制 单元31，当该供水容器液位电信号为表示供水容器液位偏高的电信号时，供 水容器液位信号处理单元24停止加水装置22向供水容器18供水；当该供 水容器液位信号为表示供水容器液位偏低的电信号时，供水容器液位信号处 理单元24启动加水装置22向供水容器18供水。
根据本发明提供的第十二种具体实施方式
，如图14所示，本发明提供 的燃料电池增湿装置还包括气体容器液位测量装置6、位于所述气体容器1 下部的出水口 13、安装在出水口 13上的阀门7、加水装置22、供水容器18、 供水容器液位测量装置20、电子控制单元26;如图13所示，电子控制单元 26包括接收辨别单元29及控制单元32;控制单元32包括气体容器湿度控 制单元27、气体容器液位控制单元28和供水容器液位控制单元29中的至少 一个；气体容器湿度控制单元27包括气体容器湿度信号接收辨别单元9和 气体容器湿度信号处理单元10;气体容器液位控制单元28包括气体容器液 位信号接收辨别单元15和气体容器液位信号处理单元16;供水容器液位控 制单元29包括供水容器液位信号接收辨别单元30和供水容器液位信号处理 单元24;气体容器湿度测量装置5是可以发出电信号的湿度测量装置，水量
调节阔17为电磁阀；气体容器液位测量装置6是可以发出电信号的液位测
量装置，用于测定气体容器1中的液位；阀门7为电磁阀；加水装置22用 于向供水容器18供水；供水容器18通过管道16与雾化喷嘴2的雾化部件 22连通，用于向雾化喷嘴2供水；供水容器液位测量装置20是可以发出电 信号的液位测量装置，用于测定供水容器18中的液位；气体容器湿度测量 装置5发送检测到的表示气体的湿度的电信号至接收辨别单元29，气体容器 液位测量装置6发送检测到的表示气体容器1液位的电信号至接收辨别单元 29，供水容器液位测量装置20发送检测到的表示供水容器18中的液位的电 信号至接收辨别单元29;如图26所示，接收辨别单元29接收气体容器湿度 测量装置5发送的表示气体的湿度的电信号、气体容器液位测量装置6发送 的表示气体容器1液位的电信号以及供水容器液位测量装置20发送的表示 供水容器18中的液位的电信号，对这些信号进行辨别；当该电信号来自气 体容器湿度测量装置5时，接收辨别单元29辨别该信号为湿度电信号，并 将该电信号发送至气体容器湿度控制单元27;气体容器湿度控制单元27中 的气体容器湿度信号接收辨别单元9预先存储有一个表示湿度范围的电信号 范围，气体容器湿度信号接收辨别单元9接收来自接收辨别单元29的气体 容器湿度测量装置5检测到的表示气体湿度的电信号，并将该电信号与预先 存储的表示湿度范围的电信号范围进行比对；当该电信号大于或等于预先存 储的表示湿度范围的电信号范围的上限时，气体容器湿度信号接收辨别单元 9向气体容器湿度信号处理单元10发出减少进水量的指令，气体容器湿度信 号处理单元10接收该指令，调节水量调节阀17，使进入雾化喷嘴2的水量 减少；当该电信号等于或小于预先存储的表示湿度范围的电信号范围的下限 时，气体容器湿度信号接收辨别单元9向气体容器湿度信号处理单元10发 出增加进水量的指令，气体容器湿度信号处理单元10接收该指令，调节水 量调节阀17，使进入雾化喷嘴2的水量增加；当该电信号在预先存储的表示湿度范围的电信号范围的上限和下限之间时，气体容器湿度信号接收辨别单 元9向气体容器湿度信号处理单元10发出保持进水量的指令，气体容器湿 度信号处理单元10接收该指令，保持水量调节阀17处于当前状态；当该电信号来自气体容器液位测量装置6时，接收辨别单元29辨别该信号是气体 容器液位电信号，接收辨别单元29发送该电信号至气体容器液位控制单元 28;气体容器液位控制单元28中的气体容器液位信号接收辨别单元15预先 存储有一个表示液位范围的电信号范围，气体容器液位信号接收辨别单元15 接收来自接收辨别单元29的气体容器液位测量装置6所测得的表示气体容 器1中的液位的电信号，并且将该电信号与预先存储的表示液位范围的电信 号范围进行比对；如图23所示，当该电信号大于或等于预先存储的表示液 位范围的电信号范围的上限时，气体容器液位信号接收辨别单元15向气体 容器液位信号处理单元16发出降低液位的指令，气体容器液位信号处理单 元16接收该指令，气体容器液位信号处理单元16接收该指令，打开阀门7， 使得气体容器1中的水从出水口 13排出；当该电信号等于或小于预先存储 的表示液位范围的电信号范围的下限时，气体容器液位信号接收辨别单元15 向气体容器液位信号处理单元16发出保持液位的指令，气体容器液位信号 处理单元16接收该指令，关闭阀门7，防止气体从出水口 13泄露；当该电 信号来自供水容器液位测量装置20时，接收辨别单元29辨别该电信号是供 水容器液位电信号，接收辨别单元29发送该电信号至供水容器液位控制单 元31，启动供水容器液位控制单元31中的供水容器液位信号接收辨别单元 30预先存储有一个表示液位范围的电信号范围，供水容器液位信号接收辨别 单元30接收来自接收辨别单元29的供水容器液位测量装置20所测得的表 示供水容器18中的液位的电信号，并将该电信号与预先存储的表示液位范 围的电信号范围进行比对；当该电信号大于或等于预先存储的表示液位范围 的电信号范围的上限时，供水容器液位信号接收辨别单元30向供水容器液位信号处理单元24发送保持液位的指令，供水容器液位信号处理单元24接
收该指令，停止加水装置22向供水容器18供水；当该电信号等于或小于所 述表示液位范围的电信号范围的下限时，供水容器液位信号接收辨别单元30 向供水容器液位信号处理单元24发出液位偏低的指令，供水容器液位信号 处理单元24接收该指令，启动加水装置22向供水容器18供水。
本发明提供的第十一种和第十二种具体实施方式
采用了电子控制单元 26，对进入燃料电池的反应气体的湿度、气体容器1中的液位和供水容器18 中的液位进行自动控制，完成了对本发明提供的燃料电池增湿装置的自动控 制。
所述调节阀驱动装置3与水量调节阀17连接，用于调节水量调节阀17 从而调节雾化喷嘴2的进水量，所述调节阀驱动装置3为任意可以调节水量 调节阀17的驱动装置，例如，可以为电动机。
所述气体容器液位测量装置6为任意可以测量气体容器1中液位的装 置。优选情况下，气体容器液位测量装置6为可以发出电信号的液位计，例 如超声波液位计。预先对气体容器液位测量装置6设定一个液位范围，所述 液位范围的上限的高度比所述气体进气口 11低1-3厘米，所述液位范围的下 限的高度比所述出水口 13高1-3厘米，当气体容器液位测量装置6所测得 的液位不在预定的范围内时，气体容器液位测量装置6发出电信号。
所述阀门驱动装置25与液位控制器14和阀门7连接，用于调节阀门7， 所述阀门驱动装置25为任意可以调节阀门7的驱动装置，例如，可以为电 动机。
所述加水装置22与水容器18内部连通，用于向供水容器18供应水。 加水装置22为任意可以向供水容器18供应水的装置，例如自来水管。
所述供水容器18通过管道16与雾化喷嘴2的雾化部件22连通，用于 向雾化喷嘴2供水，所述供水容器18可以为任意可以存储水的容器，例如水槽。
所述供水容器液位测量装置20为任意可以测量供水容器18中水的液位 的仪器，用于测量供水容器18中的水的液位，优选情况下，供水容器液位
测量装置20为可以发出电信号的液位计，例如超声波液位计。预先对供水 容器液位测量装置20设定一个液位范围，所述液位范围可以为所述供水容 器液位测量装置20高度的百分之十至百分之九十。当供水容器液位测量装 置20所测得的液位不在预定的范围内时，供水容器液位测量装置20发出电 信号。
所述气体容器湿度控制单元27为任意可以控制气体湿度的控制器，所 述气体容器液位控制单元28为任意可以控制气体容器1中液位的控制器， 所述供水容器液位控制单元31为任意可以控制供水容器18中液位的控制 器，例如可以为PLC或单片机。所述气体容器湿度控制单元27、所述气体 容器液位控制单元28和所述供水容器液位控制单元31可以为一个控制单 元。
权利要求
1、一种燃料电池增湿装置，该装置包括气体容器(1)，气体容器(1)具有与气体容器(1)内部连通的气体进气口(11)和气体出气口(12)；其中，该增湿装置还包括雾化喷嘴(2)、水量调节阀(17)和气体容器湿度测量装置(5)；雾化喷嘴(2)包括雾化部件(22)和水雾出口(23)，雾化部件(22)用于将水雾化，水雾出口(23)位于所述气体容器(1)的内部，用于将经过雾化后的水雾喷入气体容器(1)中；水量调节阀(17)用于调节雾化喷嘴(2)的进水量；气体容器湿度测量装置(5)位于气体容器(1)的气体出气口(12)处，用于检测流经气体出气口(12)的气体的湿度；当气体容器湿度测量装置(5)检测到的气体的湿度不在预定范围内时，通过水量调节阀(17)调节雾化喷嘴(2)的进水量，直至气体容器湿度测量装置(5)检测到的气体的湿度达到预定范围内。
2、 根据权利要求l所述的装置，其中，该装置还包括管道(16)，管道 (16)的一端与雾化部件(22)连接，用于将水引入雾化部件(22)，水量调节阀(17)安装在雾化部件(22)上或管道(16)上。
3、 根据权利要求1或2所述的装置，其中，水量调节阀(17)为针阀、 球阀或电磁阀。
4、 根据权利要求1所述的装置，其中，气体容器湿度测量装置(5)为 超声波湿度计或湿度传感器。
5、 根据权利要求1所述的装置，其中，该装置还包括气体容器湿度控 制单元(27)和调节阀驱动装置(3);气体容器湿度测量装置(5)为能够 发出电信号的湿度测量装置，调节阀驱动装置(3)与水量调节阀(17)连接，用于调节水量调节阀(17)从而调节雾化喷嘴(2)的进水量；气体容 器湿度控制单元(27)包括气体容器湿度信号处理单元(10)，预先对气体容器湿度测量装置(5)设定一个湿度范围，当气体容器湿度测量装置(5)检测到的气体的湿度大于或等于预先存储的湿度范围的上限时，气体容器湿度测量装置(5)发出表示湿度偏大的电信号至气体容器湿度信号处理单元 (10)，气体容器湿度信号处理单元(10)接收该信号，驱动调节阀驱动装 置(3)调节水量调节阀(17)，使进入雾化喷嘴(2)的水量减少；当气体 容器湿度测量装置(5)检测到的气体的湿度等于或小于预先存储的湿度范 围的下限时，气体容器湿度测量装置(5)发出表示湿度偏小的电信号至气 体容器湿度信号处理单元(10)，气体容器湿度信号处理单元(10)接收该 信号，驱动调节闽驱动装置(3)调节水量调节阀(17)，使进入雾化喷嘴(2) 的水量增加；当气体的湿度在预先存储的湿度范围的上限和下限之间时，温 度测量装置(5)不发出电信号或向气体容器湿度信号处理单元(10)发出 湿度正常的电信号，气体容器湿度信号处理单元(10)接收该信号，停止调 节阀驱动装置(3)。
6、根据权利要求1所述的装置，其中，该装置还包括气体容器湿度控 制单元(27)，气体容器湿度测量装置(5)为能够发出电信号的湿度测量装 置，水量调节阀(17)为电磁阀；气体容器湿度控制单元(27)包括气体容 器湿度信号处理单元(10)，预先对气体容器湿度测量装置(5)设定一个湿 度范围，当气体容器湿度测量装置(5)检测到的气体的湿度大于或等于预 先存储的湿度范围的上限时，气体容器湿度测量装置(5)发出表示湿度偏 大的电信号至气体容器湿度信号处理单元(10)，气体容器湿度信号处理单 元(10)接收该电信号，调节水量调节阀(17)，使进入雾化喷嘴(2)的水 量减少；当气体容器湿度测量装置(5)检测到的气体的湿度等于或小于预先存储的湿度范围的下限时，气体容器湿度测量装置(5)发出表示湿度偏小的电信号至气体容器湿度信号处理单元(10)，气体容器湿度信号处理单元(10)接收该电信号，调节水量调节阀(17)，使进入雾化喷嘴(2)的水量增加；当气体容器湿度测量装置(5)检测到的气体的湿度在预先存储的湿度范围的上限和下限之间时，气体容器湿度测量装置(5)发出表示湿度 正常的电信号至气体容器湿度信号处理单元(10)，气体容器湿度信号处理 单元(10)接收该电信号，保持水量调节阀(17)处于当前状态。
7、根据权利要求1所述的装置，其中，该装置还包括气体容器湿度控制单元(27)和调节阀驱动装置(3);调节阀驱动装置(3)与水量调节阀(17)连接，用于调节水量调节阀(17)从而调节雾化喷嘴(2)的进水量， 气体容器湿度控制单元(27)包括气体容器湿度信号接收辨别单元(9)和 气体容器湿度信号处理单元(10)，气体容器湿度信号接收辨别单元(9)预先存储有一个表示湿度范围的电信号范围，气体容器湿度信号接收辨别单元(9)接收气体容器湿度测量装置(5)检测到的表示气体的湿度的电信号， 将该电信号与预先存储的表示湿度范围的电信号范围进行比对；当该电信号大于或等于预先存储的表示湿度范围的电信号范围的上限时，气体容器湿度 信号接收辨别单元(9)向气体容器湿度信号处理单元(10)发出减少进水 量的指令，气体容器湿度信号处理单元(10)接收该指令，驱动调节阀驱动 装置(3)调节水量调节阀(17)，使进入雾化喷嘴(2)的水量减少；当该 电信号等于或小于预先存储的表示湿度范围的电信号范围的下限时，气体容器湿度信号接收辨别单元(9)向气体容器湿度信号处理单元(10)发出增 加进水量的指令，气体容器湿度信号处理单元(10)接收该指令，驱动调节 阀驱动装置(3)调节水量调节阀(17)，使进入雾化喷嘴(2)的水量增加; 当该电信号在预先存储的表示湿度范围的电信号范围的上限和下限之间时，气体容器湿度信号接收辨别单元(9)向气体容器湿度信号处理单元(10) 发出保持进水量的指令，气体容器湿度信号处理单元(10)接收该指令，停 止驱动调节阀驱动装置(3)。
8、 根据权利要求1所述的装置，其中，该装置还包括气体容器湿度控 制单元(27),水量调节阀(17)为电磁阀；气体容器湿度控制单元(27) 包括气体容器湿度信号接收辨别单元(9)和气体容器湿度信号处理单元(10);气体容器湿度信号接收辨别单元(9)预先存储有一个表示湿度范围 的电信号范围，气体容器湿度信号接收辨别单元(9)接收气体容器湿度测 量装置(5)检测到的表示气体湿度的电信号，并将该电信号与预先存储的 表示湿度范围的电信号范围进行比对；当该电信号大于或等于预先存储的表 示湿度范围的电信号范围的上限时，气体容器湿度信号接收辨别单元(9) 向气体容器湿度信号处理单元(10)发出减少进水量的指令，气体容器湿度 信号处理单元(10)接收该指令，调节水量调节阀(17)，使进入雾化喷嘴(2)的水量减少；当该电信号等于或小于预先存储的表示湿度范围的电信 号范围的下限时，气体容器湿度信号接收辨别单元(9)向气体容器湿度信 号处理单元(10)发出增加进水量的指令，气体容器湿度信号处理单元(10) 接收该指令，调节水量调节阀(17)，使进入雾化喷嘴(2)的水量增加；当 该电信号在预先存储的表示湿度范围的电信号范围的上限和下限之间时，气 体容器湿度信号接收辨别单元(9)向气体容器湿度信号处理单元(10)发 出保持进水量的指令，气体容器湿度信号处理单元(10)接收该指令，保持 水量调节阀(17)处于当前状态。
9、 根据权利要求1或5所述的装置，其中，该装置还包括气体容器液 位测量装置(6)、阀门驱动装置(25)、位于所述气体容器(1)下部的出水口(13)、安装在出水口(13)上的阀门(7)和气体容器液位控制单元(28); 气体容器液位测量装置(6)用于测量气体容器(1)内部的水的液位，为能够发出电信号的液位测量装置；阔门驱动装置(25)与阀门(7)连接，用于驱动阀门(7)，使阀门(7)打开或关闭；气体容器液位控制单元(28) 包括气体容器液位信号处理单元(16)，预先对气体容器液位测量装置(6) 设定一个液位范围，当气体容器液位测量装置(6)所测得的气体容器(1) 的液位大于或等于预先存储的液位范围的上限时，气体容器液位测量装置 (6)发出表示液位偏高的电信号至气体容器液位信号处理单元(16)，气体容器液位信号处理单元(16)接收该电信号，驱动阀门驱动装置(25)打开阀门(7)，使得气体容器(1)中的水从出水口 (13)排出；当气体容器液位测量装置(6)所测得的液位等于或小于预先存储的液位范围下限时，气体容器液位测量装置(6)发出表示液位偏低的信号至气体容器液位信号处 理单元(16)，气体容器液位信号处理单元(16)接收该指令，驱动阀门驱动装置(25)关闭阀门(7)，防止气体从出水口 (13)泄露。
10、根据权利要求1或5所述的装置，其中，该装置还包括气体容器液位测量装置(6)、位于所述气体容器(1)下部的出水口(13)、安装在出水口(13)上的阀门(7)和气体容器液位控制单元(28);气体容器液位测量装置(6)为能够发出电信号的液位测量装置，用于测量气体容器(1)的液位，阀门(7)为电磁阀，气体容器液位控制单元(28)包括气体容器液位信号处理单元(16)，预先对气体容器液位测量装置(6)设定一个液位范围，当气体容器液位测量装置(6)所测得的气体容器(1)的液位大于或等于预 先存储的液位范围上限时，气体容器液位测量装置(6)发出表示液位偏高的电信号至气体容器液位信号处理单元(16)，气体容器液位信号处理单元(16)接收该电信号，打开阀门(7)，使得气体容器(1)中的水从出水口(13)排出；当气体容器液位测量装置(6)所测得的气体容器(1)的液位 等于或小于预先存储的液位范围下限时，气体容器液位测量装置(6)发出 表示液位偏低的信号至气体容器液位信号处理单元(16)，气体容器液位信号处理单元(16)接收该指令，关闭阀门(7)，防止气体从出水口 (13)泄露。
11、根据权利要求1或5所述的装置，其中，该装置还包括气体容器液 位测量装置(6)、阀门驱动装置(25)、位于所述气体容器(1)下部的出水 口 (13)、安装在出水口 (13)上的阀门(7)和气体容器液位控制单元(28)， 气体容器液位测量装置(6)用于测量气体容器(1)内部的水的液位，为能 够发出电信号的液位测量装置；阀门驱动装置(25)与阀门(7)连接，用 于驱动阀门(7)，使阀门(7)打开或关闭；气体容器液位控制单元(28) 包括气体容器液位信号接收辨别单元(15)和气体容器液位信号处理单元 (16)，气体容器液位信号接收辨别单元(15)预先存储有一个表示液位范 围的电信号范围，气体容器液位信号接收辨别单元(15)接收气体容器液位 测量装置(6)所测得的表示气体容器(1)中的液位的电信号，并将该电信 号与预先存储的表示液位范围的电信号范围进行比对；当该电信号大于或等 于预先存储的表示液位范围的电信号范围的上限时，气体容器液位信号接收 辨别单元(15)向气体容器液位信号处理单元(16)发出降低液位的指令， 气体容器液位信号处理单元(16)接收该指令，气体容器液位信号处理单元 (16)接收该指令，驱动阀门驱动装置(25)打开阀门(7)，使得气体容器 (1)中的水从出水口 (13)排出；当该电信号等于或小于预先存储的表示 液位范围的电信号范围的下限时，气体容器液位信号接收辨别单元(15)向 气体容器液位信号处理单元(16)发出保持液位的指令，气体容器液位信号 处理单元(16)接收该指令，驱动阀门驱动装置(25)关闭阀门(7)，防止气体从出水口 (13)泄露。
12、 根据权利要求1或5所述的装置，其中，该装置还包括气体容器液 位测量装置(6)、位于所述气体容器(1)下部的出水口 (13)、安装在出水 口 (13)上的阀门(7)和气体容器液位控制单元(28);气体容器液位测量 装置(6)为能够发出电信号的液位测量装置，用于测量气体容器(1)内部 的水的液位，阀门(7)为电磁阀；气体容器液位控制单元(28)包括气体 容器液位信号接收辨别单元(15)和气体容器液位信号处理单元(16)，气 体容器液位信号接收辨别单元(15)预先存储有一个表示液位范围的电信号 范围，气体容器液位信号接收辨别单元(15)接收气体容器液位测量装置(6) 所测得的表示气体容器(1)中的液位的电信号，并将该电信号与预先存储 的表示液位范围的电信号范围进行比对；当该电信号大于或等于预先存储的 表示液位范围的电信号范围的上限时，气体容器液位信号接收辨别单元(15) 向气体容器液位信号处理单元(16)发出降低液位的指令，气体容器液位信 号处理单元(16)接收该指令，气体容器液位信号处理单元(16)接收该指 令，打开阀门(7)，使得气体容器(1)中的水从出水口 (13)排出；当该 电信号等于或小于预先存储的表示液位范围的电信号范围的下限时，气体容 器液位信号接收辨别单元(15)向气体容器液位信号处理单元(16)发出保 持液位的指令，气体容器液位信号处理单元(16)接收该指令，关闭阀门(7)， 防止气体从出水口 (13)泄露。
13、 根据权利要求1或5所述的装置，其中，该装置还包括管道(16)、 加水装置(22)、供水容器(18)、供水容器液位测量装置(20)和供水容器 液位控制单元(31);管道(16)的一端与雾化部件(22)连接，用于将水 引入雾化部件(22)，加水装置(22)用于向供水容器(18)供水；供水容器(18)通过管道(16)与雾化喷嘴(2)的雾化部件(22)连通，用于向雾化喷嘴(2)供水；供水容器液位测量装置(20)用于测量供水容器(18) 中的液位；供水容器液位测量装置(20)为能够发出电信号的液位计，预先对供水容器液位测量装置(20)设定一个液位范围，供水容器液位控制单元 (31)包括供水容器液位信号处理单元(24)，当供水容器液位测量装置(20) 测得的液位大于或等于预先存储的液位范围的上限时，供水容器液位测量装置(20)发出表示液位偏高的电信号至供水容器液位信号处理单元(24)， 供水容器液位信号处理单元(24)接收该电信号，停止加水装置(22)向供水容器(18)供水；当供水容器液位测量装置(20)测得的液位等于或小于预先存储的液位范围的下限时，供水容器液位测量装置(20)发出表示液位偏低的电信号至供水容器液位信号处理单元(24)，供水容器液位信号处理单元(24)接收该电信号，启动加水装置(22)向供水容器(18)供水。
14、根据权利要求1或5所述的装置，其中，该装置还包括该装置还包括管道(16)、加水装置(22)、供水容器(18)、供水容器液位测量装置(20) 和供水容器液位控制单元(31);管道(16)的一端与雾化部件(22)连接， 用于将水引入雾化部件(22)，加水装置(22)用于向供水容器(18)供水； 供水容器(18)通过管道(16)与雾化喷嘴(2)的雾化部件(22)连通， 用于向雾化喷嘴(2)供水；供水容器液位测量装置(20)用于测量供水容器(18)中的液位，为能够发出电信号的液位计；供水容器液位控制单元(31) 包括供水容器液位信号接收辨别单元(30)和供水容器液位信号处理单元 (24)，供水容器液位信号接收辨别单元(30)预先存储有一个表示液位范围的电信号范围，供水容器液位信号接收辨别单元(30)接收供水容器液位测量装置(20)所测得的表示供水容器(18)中的液位电信号，并将该电信号与预先存储的表示液位范围的电信号范围进行比对；当该电信号大于或等于预先存储的表示液位范围的电信号范围的上限时，供水容器液位信号接收辨别单元(30)向供水容器液位信号处理单元(24)发送保持液位的指令， 供水容器液位信号处理单元(24)接收该指令，停止加水装置(22)向供水 容器(18)供水；当该电信号等于或小于所述表示液位范围的电信号范围的 下限时，供水容器液位信号接收辨别单元(30)向供水容器液位信号处理单 元(24)发出液位偏低的指令，供水容器液位信号处理单元(24)接收该指 令，启动加水装置(22)向供水容器(18)供水。
15、根据权利要求1所述的装置，其中，该装置还包括调节阀驱动装置 (3)、气体容器液位测量装置(6)、位于所述气体容器(1)下部的出水口 (13)、安装在出水口 (13)上的阀门(7)、阀门驱动装置(25)、加水装置 (22)、供水容器(18)、供水容器液位测量装置(20)、电子控制单元(26); 电子控制单元(26)包括接收辨别单元(29)及控制单元(32)，控制 单元(32)包括气体容器湿度控制单元(27)、气体容器液位控制单元(28) 和供水容器液位控制单元(29)中的至少一个；气体容器湿度控制单元(27)包括气体容器湿度信号处理单元(10); 气体容器液位控制单元(28)包括气体容器液位信号处理单元(16);供水 容器液位控制单元(29)包括供水容器液位信号处理单元(24);气体容器湿度测量装置(5)是可以发出电信号的湿度测量装置，调节 阀驱动装置(3)用于驱动水量调节阀(17)，调节进入雾化喷嘴(2)的水量； 气体容器液位测量装置(6)是可以发出电信号的液位测量装置，用于 测定气体容器(1)中的液位；阀门驱动装置(25)用于驱动阀门(7)，使 阀门(7)打开或关闭；加水装置(22)用于向供水容器(18)供水；供水容器(18)通过管道 (16)与雾化喷嘴(2)的雾化部件(22)连通，用于向雾化喷嘴(2)供水；供水容器液位测量装置(20)是可以发出电信号的液位测量装置，用于测定 供水容器(18)中的液位；预先对气体容器湿度测量装置(5)设定一个气体容器湿度范围；预先 对气体容器液位测量装置(6)设定一个气体容器液位范围，并且预先对供 水容器液位测量装置(20)设定一个供水容器液位范围；当气体容器湿度测量装置(5)检测到的气体的湿度大于或等于设定的 气体容器湿度范围的上限时，气体容器湿度测量装置(5)发出表示湿度偏大的电信号至接收辨别单元(29);当气体容器湿度测量装置(5)检测到的气体的湿度等于或小于设定的气体容器湿度范围的下限时，气体容器湿度测量装置(5)发出表示湿度偏小的电信号至接收辨别单元(29);当气体容器 湿度测量装置(5)检测到的气体的湿度在设定的气体容器湿度范围的上限 和下限之间时，气体容器湿度测量装置(5)发出表示湿度正常的电信号至接收辨别单元(29);当气体容器液位测量装置(6)检测到的气体容器(1)的液位大于或等 于设定的气体容器液位范围的上限时，气体容器液位测量装置(6)发出表示气体容器液位偏高的电信号至接收辨别单元(29);当气体容器液位测量装置(6)检测到的气体容器(1)的液位小于设定的气体容器液位范围的下 限时，气体容器液位测量装置(6)发出表示气体容器液位偏低的电信号至 接收辨别单元(29);当供水容器液位测量装置(20)检测到的供水容器(18)中的液位大于 或等于设定的供水容器液位范围的上限时，供水容器液位测量装置(20)发 出表示供水容器液位偏高的电信号至接收辨别单元(29);当供水容器液位 测量装置(20)的液位等于或小于设定的供水容器液位范围的下限时，供水 容器液位测量装置(20)发出表示供水容器液位偏低的电信号至接收辨别单元(29);接收辨别单元(29)接收来自气体容器湿度测量装置(5)、气体容器液位测量装置(6)和供水容器液位测量装置(20)的电信号并对该电信号进行辨别；当该电信号来自气体容器湿度测量装置(5)时，接收辨别单元(29) 辨别该信号为湿度电信号，接收辨别单元(29)发送启动指令至气体容器湿度控制单元(27)，启动气体容器湿度控制单元(27)，当该湿度电信号为表示湿度偏大的电信号时，气体容器湿度信号处理单元(10)调节阀驱动装置 (3)调节水量调节阀(17)，使进入雾化喷嘴(2)的水量减少；当该湿度 电信号为表示湿度偏小的电信号时，气体容器湿度信号处理单元(10)调节阀驱动装置(3)调节水量调节阀(17)，使进入雾化喷嘴(2)的水量增加； 当该湿度电信号为表示湿度正常的电信号时，气体容器湿度信号处理单元 (10)停止调节阀驱动装置(3);当该电信号来自气体容器液位测量装置(6)时，接收辨别单元(29) 辨别该信号是气体容器液位电信号，接收辨别单元(29)发送启动指令至气体容器液位控制单元(28)，启动气体容器液位控制单元(28)，当该气体容 器液位电信号为表示气体容器液位偏高的信号时，气体容器液位信号处理单元(16)驱动阀门驱动装置(25)打开阀门(7)，使得气体容器(1)中的水从出水口 (13)排出；当该气体容器液位电信号为表示气体容器液位偏低的电信号时，气体容器液位信号处理单元(16)驱动阀门驱动装置(25)关闭阀门(7)，防止气体从出水口 (13)泄露；当该电信号来自供水容器液位测量装置(20)时，接收辨别单元(29) 辨别该电信号是供水容器液位电信号，接收辨别单元(29)发送启动指令至供水容器液位控制单元(31),启动供水容器液位控制单元(31)，当该供水容器液位电信号为表示供水容器液位偏高的电信号时，供水容器液位信号处 理单元(24)停止加水装置(22)向供水容器(18)供水；当该供水容器液位信号为表示供水容器液位偏低的电信号时，供水容器液位信号处理单元(24)启动加水装置(22)向供水容器(18)供水。
16、根据权利要求1所述的装置，其中，该装置还包括气体容器液位测量装置(6)、位于所述气体容器(l)下部的出水口(13)、安装在出水口(13)上的阀门(7)、加水装置(22)、供水容器(18)、供水容器液位测量装置(20)、 电子控制单元(26);电子控制单元(26)包括接收辨别单元(29)及控制单元(32)，控制 单元(32)包括气体容器湿度控制单元(27)、气体容器液位控制单元(28) 和供水容器液位控制单元(29)中的至少一个；气体容器湿度控制单元(27)包括气体容器湿度信号接收辨别单元(9) 和气体容器湿度信号处理单元(10);气体容器液位控制单元(28)包括气体容器液位信号接收辨别单元(15)和气体容器液位信号处理单元(16); 供水容器液位控制单元(29)包括供水容器液位信号接收辨别单元(30)和供水容器液位信号处理单元(24);气体容器湿度测量装置(5)是可以发出电信号的湿度测量装置，水量调节阀(17)为电磁阀；气体容器液位测量装置(6)是可以发出电信号的液位测量装置，用于测定气体容器(1)中的液位；阀门(7)为电磁阀；加水装置(22)用于向供水容器(18)供水；供水容器(18)通过管道(16)与雾化喷嘴(2)的雾化部件(22)连通，用于向雾化喷嘴(2)供水； 供水容器液位测量装置(20)是可以发出电信号的液位测量装置，用于测定供水容器(18)中的液位；气体容器湿度测量装置(5)发送检测到的表示气体的湿度的电信号至接收辨别单元(29)，气体容器液位测量装置(6)发送检测到的表示气体容器(1)液位的电信号至接收辨别单元(29)，供水容器液位测量装置(20) 发送检测到的表示供水容器(18)中的液位的电信号至接收辨别单元(29);接收辨别单元(29)接收气体容器湿度测量装置(5)发送的表示气体 的湿度的电信号，气体容器液位测量装置(6)发送的表示气体容器(1)液 位的电信号以及供水容器液位测量装置(20)发送的表示供水容器(18)中 的液位的电信号，对这些信号进行辨别；当该电信号来自气体容器湿度测量装置(5)时，接收辨别单元(29) 辨别该信号为湿度电信号，并将该电信号发送至气体容器湿度控制单元 (27);气体容器湿度控制单元(27)中的气体容器湿度信号接收辨别单元(9) 预先存储有一个表示湿度范围的电信号范围，气体容器湿度信号接收 辨别单元(9)接收来自接收辨别单元(29)的气体容器湿度测量装置(5) 检测到的表示气体湿度的电信号，并将该电信号与预先存储的表示湿度范围 的电信号范围进行比对；当该电信号大于或等于预先存储的表示湿度范围的 电信号范围的上限时，气体容器湿度信号接收辨别单元(9)向气体容器湿 度信号处理单元(10)发出减少进水量的指令，气体容器湿度信号处理单元(10) 接收该指令，调节水量调节阀(17)，使进入雾化喷嘴(2)的水量减 少；当该电信号等于或小于预先存储的表示湿度范围的电信号范围的下限 时，气体容器湿度信号接收辨别单元(9)向气体容器湿度信号处理单元(IO) 发出增加进水量的指令，气体容器湿度信号处理单元(10)接收该指令，调 节水量调节阀(17)，使进入雾化喷嘴(2)的水量增加；当该电信号在预先 存储的表示湿度范围的电信号范围的上限和下限之间时，气体容器湿度信号 接收辨别单元(9)向气体容器湿度信号处理单元(10)发出保持进水量的 指令，气体容器湿度信号处理单元(10)接收该指令，保持水量调节阀(17) 处于当前状态；当该电信号来自气体容器液位测量装置(6)时，接收辨别单元(29)辨别该信号是气体容器液位电信号，接收辨别单元(29)发送该电信号至气 体容器液位控制单元(28);气体容器液位控制单元(28)中的气体容器液位信号接收辨别单元(15)预先存储有一个表示液位范围的电信号范围，气体容器液位信号接收辨别单元(15)接收来自接收辨别单元(29)的气体容器液位测量装置(6)所测得的表示气体容器(1)中的液位的电信号，并且将该电信号与预先存储的表示液位范围的电信号范围进行比对；当该电信号大于或等于预先存储的表示液位范围的电信号范围的上限时，气体容器液位信号接收辨别单元(15)向气体容器液位信号处理单元(16)发出降低液位的指令，气体容器液位信号处理单元(16)接收该指令，气体容器液位信号处理单元(16)接收该指令，打开阀门(7)，使得气体容器(1)中的水从 出水口(13)排出；当该电信号等于或小于预先存储的表示液位范围的电信号范围的下限时，气体容器液位信号接收辨别单元(15)向气体容器液位信号处理单元(16)发出保持液位的指令，气体容器液位信号处理单元(16) 接收该指令，关闭阀门(7)，防止气体从出水口(13)泄露；当该电信号来自供水容器液位测量装置(20)时，接收辨别单元(29) 辨别该电信号是供水容器液位电信号，接收辨别单元(29)发送该电信号至 供水容器液位控制单元(31)，启动供水容器液位控制单元(31)中的供水容器液位信号接收辨别单元(30)预先存储有一个表示液位范围的电信号范围，供水容器液位信号接收辨别单元(30)接收来自接收辨别单元(29)的 供水容器液位测量装置(20)所测得的表示供水容器(18)中的液位的电信号，并将该电信号与预先存储的表示液位范围的电信号范围进行比对；当该电信号大于或等于预先存储的表示液位范围的电信号范围的上限时，供水容器液位信号接收辨别单元(30)向供水容器液位信号处理单元(24)发送保 持液位的指令，供水容器液位信号处理单元(24)接收该指令，停止加水装 置(22)向供水容器(18)供水；当该电信号等于或小于所述表示液位范围的电信号范围的下限时，供水容器液位信号接收辨别单元(30)向供水容器液位信号处理单元(24)发出液位偏低的指令，供水容器液位信号处理单元 (24)接收该指令，启动加水装置(22)向供水容器(18)供水。
全文摘要
本发明提供的燃料电池增湿装置包括气体容器，气体容器具有与气体容器内部连通的气体进气口和气体出气口；其中，该增湿装置还包括雾化喷嘴、水量调节阀和气体容器湿度测量装置；当气体容器湿度测量装置检测到的气体的湿度不在预定范围内时，通过水量调节阀调节雾化喷嘴的进水量，直至气体容器湿度测量装置检测到的气体的湿度达到预定范围内。本发明提供的燃料电池增湿装置引入了湿度测量装置，根据检测得到的湿度调节雾化喷嘴的进水量，从而可以对气体的湿度进行实时控制。
文档编号H01M8/04GK101174702SQ200610137930
公开日2008年5月7日 申请日期2006年11月1日 优先权日2006年11月1日
发明者张日清, 李治国, 董俊卿 申请人:比亚迪股份有限公司