一种小功率增湿器的制作方法

本技术属于燃料电池领域，具体涉及一种小功率增湿器。

背景技术：

1、质子交换膜燃料电池由于具有工作温度低、启动快、比功率高、结构简单、操作方便等优点，被公认为电动汽车、固定发电站等的首选能源。质子交换膜燃料电池中所用的质子交换膜，在电池运行过程中需要有水分子存在，因为只有水化的质子才可以自由的穿透质子交换膜，因此需要对质子交换膜增湿，如果增湿不足，质子交换膜传输能力差，影响电池性能。

2、目前实际测试应用时，在小功率燃料电池测试过程中进气增湿的增湿器主要有：膜增湿器，通过水分在膜中的扩散对气体增湿；鼓泡增湿器，反应气通过鼓泡器，以控制鼓泡器内部水温的方式进行增湿控制。

3、膜增湿器具有结构紧凑、低压降等特点，其典型结构包括湿板、聚合物膜和扩散层、以及干板，其中干板上的流动通道用于干气体的流通和增湿，湿板上有增湿通道。膜材料透水、但不透气，它一侧与湿板接触，另外一侧是由弹性、导电、透气材料制成的扩散层。但是，膜增湿器存在密封和承压问题，因为聚合物膜遇水溶胀，膜在干-湿态之间的反复溶胀-收缩，会导致与密封面脱离，从而发生渗漏；另外，聚合物膜是有机材料，易于变形，且耐压能力差，在使用过程中可能会在气压的作用下发生破裂。

4、鼓泡增湿器是指将反应气通过水温控制鼓泡器进行增湿；鼓泡器是指装有液态水以及底部放置一些多孔物质，如玻璃珠，用于分散增湿器内的气泡，增大水的蒸发表面积，便于反应气更好的润湿，最后通过液面上的另一个管道排出接近饱和的气体。这种增湿方法由于外置电加热循环水控制增湿水温度导致增湿温度很难精确控制，内部结构当电池快速启动活负载突然大幅度变化时，气体流量瞬时增大，气液交互面积不够，不能及时与之同步响应，导致增湿湿度不够。在燃料电池测试台测试过程中，鼓泡增湿不能完全解决小功率燃料电池增湿问题。

技术实现思路

1、针对上述不足，本实用新型提供一种小功率增湿器，反应气通过进气口进入微孔曝气器内，在容器液位中气体扩散成微小气泡，气液完全交互后从出气口排出。

2、微孔曝气器是80年代研制的最新型曝气装置，该装置曝气气泡直径小，气液界面直径小，气液界面积大，气泡扩散均匀，不会产生孔眼堵塞，耐腐蚀性强，经上海同济大学环境工程学院和中国市政工程华北设计院进行清水和污水充氧测试，并经50多家用户多年使用效果良好。

3、本实用新型增湿器结构气体通过微孔曝气器，在热水中把气体扩散成微小气泡，气泡扩散均匀，最大限度，最短时间的增加气液交互面积，通过加热器对容器内的温度控制达到需要的露点温度，通过对增湿器结构设计，最大限度减少容器年内空间体积，减少测试过程中的背压时间，增湿后的反应气为燃料电池电堆使用。本实用新型可将反应气快速达到要求的温度和湿度以及压力，增湿后的反应气为质子交换膜燃料电池电堆使用。

4、本实用新型的上述目的是通过以下技术方案实现的：

5、一种小功率增湿器，包括容器和快装接头卡盘盲板底座，容器和快装接头卡盘盲板底座通过快装接头连接，容器由不锈钢无缝管焊接不锈钢快装接头卡盘，变径以及不锈钢板加工而成，快装接头卡盘盲板底座与电加热器以及微孔曝气器连接件组合焊接而成，电加热器接线柱为密封不锈钢管套用于快装接头卡盘盲板底座焊接密封，快装接头卡盘盲板底座上设有进气口，微孔曝气器与其连接件螺纹链接，连接件另一端与进气口焊接。

6、进一步的，所述容器的顶部设有出气口，上端设有高液位和压力传感器，下端设有低液位和补水口，中部设有温度传感器。

7、进一步的，所述快装接头卡盘盲板底座上还设有排水口。

8、本实用新型与现有技术相比的有益效果是：

9、1)本实用新型可解决小功率燃料电池测试过程中反应气温湿度变化相应慢的问题，保证了燃料电池电堆运行。

10、2)本实用新型可解决小功率燃料电池测试过程中反应气增湿过程中湿度低的问题，保证了燃料电池电堆运行。

11、3)本实用新型设计结构巧妙，减少测试过程中背压速度慢的问题，保证了燃料电池电堆运行。

12、4)本实用新型结构设计巧妙，增湿罐各部件材料通用，结构简单，加工工艺难度低，经济性良好。

技术特征：

1.一种小功率增湿器，其特征是，包括容器(1)和快装接头卡盘盲板底座(2)，容器(1)和快装接头卡盘盲板底座(2)通过快装接头连接，容器(1)由不锈钢无缝管焊接不锈钢快装接头卡盘，变径以及不锈钢板加工而成，快装接头卡盘盲板底座(2)与电加热器(3)以及微孔曝气器(4)连接件组合焊接而成，电加热器(3)接线柱为密封不锈钢管套用于快装接头卡盘盲板底座(2)焊接密封，快装接头卡盘盲板底座(2)上设有进气口(a)，微孔曝气器(4)与其连接件螺纹链接，连接件另一端与进气口(a)焊接。

2.如权利要求1所述的一种小功率增湿器，其特征是，所述容器(1)的顶部设有出气口(c)，上端设有高液位(b1)和压力传感器(d)，下端设有低液位(b2)和补水口(f)，中部设有温度传感器(e)。

3.如权利要求1所述的一种小功率增湿器，其特征是，所述快装接头卡盘盲板底座(2)上还设有排水口(g)。

技术总结
本技术属于燃料电池领域，公开了一种小功率增湿器，包括容器和快装接头卡盘盲板底座，容器和快装接头卡盘盲板底座通过快装接头连接，容器由不锈钢无缝管焊接不锈钢快装接头卡盘，变径以及不锈钢板加工而成，快装接头卡盘盲板底座与电加热器以及微孔曝气器连接件组合焊接而成，电加热器接线柱为密封不锈钢管套用于快装接头卡盘盲板底座焊接密封，快装接头卡盘盲板底座上设有进气口，微孔曝气器与其连接件螺纹链接，连接件另一端与进气口焊接。本技术结构设计巧妙，增湿罐各部件材料通用，结构简单，加工工艺难度低，经济性良好。

技术研发人员：高鹏,李明磊
受保护的技术使用者：大连锐格新能源科技有限公司
技术研发日：20230207
技术公布日：2024/1/12