专利名称：一种燃料电池湿焓转换装置喷水润滑的密封摩擦件的制作方法
技术领域：
本实用新型属于质子交换膜燃料电池领域，尤其涉及质子交换膜燃料电池的湿焓转换装置，具体涉及湿焓转换装置的密封摩擦部件。
背景技术：
质子交换膜电池在运行的过程中需要有水分子保湿。现有技术中，质子交换膜燃料电池大多利用燃料电池尾排的空气(尾气)中所含的水汽和废热对空气进行增湿，通常的做法是将燃料电池尾排的空气(尾气)送入湿焓转换装置中，通过湿焓转换，给进入增湿装置的干燥的新鲜空气增湿。现有技术的空气增湿装置大多是用电机带动湿焓转换筒转动，湿焓转换筒内装有多孔陶瓷，使不断进入空气增湿装置的新鲜空气增湿后送入燃料电池。现有的湿焓转换装置的湿焓转换筒置于两个端板之间，端板和湿焓转换筒两端面之间是滑动摩擦，由于电池不能被污染，所以端板和湿焓转换筒两端面之间的摩擦不能用油脂进行润滑。现有技术的不足在于1、由于湿焓转换筒的转速慢(5 20转/分钟)，电池尾排的空气(尾气)中所含的水汽，不能在端板和湿焓转换筒之间形成带水膜的摩擦副，因此，湿焓转换装置摩擦力大，因而要求电机功率大；2、摩擦副磨损严重，使用寿命短，维护费用高；3、质子交换膜燃料电池在低功率和高功率时存在增湿不足的现象。
发明内容为克服上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种增湿效果好，寿命长，维护成本低的可喷水润滑的密封摩擦件，使之适用于质子交换膜燃料电池的空气湿焓转换装置。本实用新型的目的通过以下技术方案实现一种燃料电池湿焓转换装置喷水润滑的密封摩擦件，包括湿焓转换筒和设置在湿焓转换筒两端的上端板和下端板，上端板和下端板与湿焓转换筒两端面构成密封摩擦件，湿焓转换筒的中心轴是空心轴，空心轴与湿焓转换筒紧固连接，空心轴上端封闭并与设在上端板上的电机连接，空心轴与上端板和下端板之间设有骨架密封圈和机械密封，空心轴与上端板和下端板之间为滑动密封，上端板和下端板上设有中心孔、空气入口和尾气出口，其特征在于在所述下端板的中心孔外表面处设有转换函，转换函为一密闭空腔，转换函上开有与水泵相连的接口，所述湿焓转换筒两端与端板接触的面上开有与空心轴的空心连通的喷雾孔，所述空心轴下端开口并穿过上端板中心孔、湿焓转换筒和下端板中心孔伸入下端板中心孔外表面处的转换函内。所述一种燃料电池湿焓转换装置喷水润滑的密封摩擦件，其特征在于在所述喷雾孔的孔径为0. Imm-O. 5謹，喷雾孔由N个组成，2彡N彡100。所述一种燃料电池湿焓转换装置喷水润滑的密封摩擦件，其特征在于在所述喷雾孔在湿焓转换筒两端面以中心孔为对称点沿直径对称分布。所述一种燃料电池湿焓转换装置喷水润滑的密封摩擦件，其特征在于在所述喷雾孔沿一条以上均布的直径对称分布。[0008]本实用新型的原理是水经水泵增压后，进入转换函，通过空心轴进入湿焓转换筒两端面上的喷雾孔，从而在湿焓转换筒两端面与上下端板所形成的摩擦副中形成一层喷雾水膜，起到润滑和密封作用；同时，当湿焓转换筒两端喷雾孔转到端板上空气入口和尾气出口时，又会对进燃料电池的空气进行喷雾增湿，加强了湿焓转换装置的增湿能力。湿焓转换筒的空心轴与端板之间设有骨架密封圈和机械密封，防止湿焓转换装置高压气泄露和高压水不经空心轴直接进入湿焓转换装置内。与现有技术相比，本实用新型的有益效果为1、由于摩擦副之间形成一层水膜，防止了干摩擦的掉屑现象，减少了摩擦力，从而降低了湿焓转换装置的电机功率，增加焓转换装置的可靠性和使用寿命。2、由于对进燃料电池的空气进行喷雾增湿，加强了的增湿能力，改变了质子交换膜燃料电池在低功率和高功率时增湿不足的现象，保证了质子交换膜燃料电池使用寿命和发电效率。
本实用新型有附图3幅，其中图1为本实用新型的喷水润滑密封摩擦件在湿焓转换装置中的结构示意图。图2为本实用新型的喷水润滑的密封摩擦件的端板示意图。图3为本实用新型的喷水润滑的密封摩擦件的湿焓转换筒端面示意图。附图中，1、空气入口，2、转换函，3、机械密封，4、喷雾孔 5、下摩擦副，6、空心轴， 7、湿焓转换筒，8、骨架密封圈，9、上端板，10、尾气出口，11、电机，12、多孔陶瓷，13、下端板， 14、上摩擦副。
具体实施方式
下面将结合附图的实施例对本实用新型作进一步说明。实施例是湿焓转换筒7由六个隔板将湿焓转换筒7分成均勻的六个容腔的湿焓转换筒。在六个隔板的每个隔板的两端沿隔板从中心向圆周开有六个均布的喷雾孔4，六个均布的喷雾孔4通过一根通道与空心轴6的空心连通，空心轴6上端与设在上端板9上的电机连接，空心轴6与上端板9和下端板13之间设有骨架密封圈8和机械密封3，空心轴6 与上端板9和下端板13之间为滑动密封，上端板9和下端板13上设有中心孔、空气入口 1 和尾气出口 10，下端板13的中心孔外表面处设有转换函2，转换函2为一密闭空腔，转换函 2上开有与水泵相连的竹节接头，空心轴6另一端穿过上端板9、湿焓转换筒7和下端板13 的中心孔伸入下端板中心孔外表面处的转换函2内。水泵的出口用管道与转换函2上的竹节接头相连，水经过空心轴6进入湿焓转换筒7的六个隔板两端的喷雾孔4，由于湿焓转换筒7的空心轴6与上端板9和下端板13之间设有骨架密封圈8和机械密封3，防止湿焓转换装置内高压气泄露和高压水不经空心轴6 直接进入湿焓转换装置内。喷雾孔4内的高压水，在湿焓转换筒7转动时，两端端面与上端板9和下端板13之间形成的摩擦副5和14中形成一层水膜，起到润滑和密封作用；同时， 当湿焓转换筒7两端的喷雾孔4转到端板上空气入口 1和尾气出口 10的位置时，又会对进燃料电池的空气进行喷雾增湿，加强了的增湿能力。
权利要求1.一种燃料电池湿焓转换装置喷水润滑的密封摩擦件，包括湿焓转换筒(7)和设置在湿焓转换筒(7)两端的上端板(9)和下端板(13)，上端板(9)和下端板(13)与湿焓转换筒(7)两端面构成密封摩擦件，湿焓转换筒(7)的中心轴是空心轴(6)，空心轴(6)与湿焓转换筒(7)紧固连接，空心轴(6)上端封闭并与设在上端板(9)上的电机(11)连接，空心轴(6)与上端板(9)和下端板(1 之间设有骨架密封圈(8)和机械密封(3)，空心轴(6) 与上端板(9)和下端板(1 之间为滑动密封，上端板(9)和下端板(1 上设有中心孔、空气入口(1)和尾气出口(10)，其特征在于在所述下端板(1 的中心孔外表面处设有转换函 0)，转换函(2)为一密闭空腔，转换函(2)上开有与水泵相连的接口，所述湿焓转换筒(7) 两端与端板(9)接触的面上开有与空心轴(6)的空心连通的喷雾孔G)，所述空心轴(6)下端开口并穿过上端板(9)中心孔、湿焓转换筒(7)和下端板(1 中心孔伸入下端板中心孔外表面处的转换函O)内。
2.根据权利要求1所述一种燃料电池湿焓转换装置喷水润滑的密封摩擦件，其特征在于在所述喷雾孔⑷的孔径为0. lmm-0. 5mm,喷雾孔(4)由N个组成，2彡N彡100。
3.根据权利要求2所述一种燃料电池湿焓转换装置喷水润滑的密封摩擦件，其特征在于在所述喷雾孔(4)在湿焓转换筒(7)两端面上以中心孔为对称点沿直径对称分布。
4.根据权利要求3所述一种燃料电池湿焓转换装置喷水润滑的密封摩擦件，其特征在于在所述喷雾孔(4)沿一条以上均布的直径对称分布。
专利摘要一种燃料电池湿焓转换装置喷水润滑的密封摩擦件，包括上端板和下端板与湿焓转换筒两端面构成密封摩擦件，湿焓转换筒的中心轴是空心轴，空心轴上端与电机连接，空心轴与上端板和下端板之间设有密封机构，上下端板上设有中心孔、空气入口和尾气出口，下端板的中心孔外表面处设有转换函，转换函为一密闭空间，转换函上开有与水泵相连的接口，湿焓转换筒两端与端板接触的面上开有与空心轴的空心连通的喷雾孔，空心轴下端穿过上端板、湿焓转换筒和下端板的中心孔伸入转换函内。与现有技术相比，本实用新型的有益效果为防止了干摩擦的掉屑现象，减少了摩擦力，降低电机功率，增加焓转换装置的可靠性和使用寿命；加强了的增湿能力和发电效率。
文档编号H01M8/04GK202019022SQ201120090180
公开日2011年10月26日 申请日期2011年3月31日 优先权日2011年3月31日
发明者侯中军, 刘常福, 孙基文, 明平文, 江洪春, 胡军 申请人:新源动力股份有限公司