一种用于燃料电池的膜式增湿器的制作方法

1.本实用新型涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种用于燃料电池的膜式增湿器。


背景技术：

2.随着国家政策大力扶持，氢能行业的发展愈演愈烈，燃料电池发动机技术对氢能行业的发展起到举足轻重的作用，受到市场的青睐。随着国民生活水平的提高，市场对产品的舒适性要求越来越高，其中噪声是影响舒适性的重要指标之一。
3.燃料电池发动机的空气系统是其本体辐射噪声的主要来源，增湿器是空气系统中的核心关键零部件。现有的增湿器辐射出的气动噪声很大，严重影响了燃料电池发动机工作过程中的整体辐射噪声，导致整体辐射噪声很大，导致用户体验较差。


技术实现要素：

4.鉴于上述的分析，本实用新型实施例旨在提供一种用于燃料电池的膜式增湿器，用以解决现有增湿器辐射出的气动噪声过大的问题。
5.一方面，本实用新型实施例提供了一种用于燃料电池的膜式增湿器，包括壳体（101）和设置于壳体（101）内的纤维膜结构（106）；其中，
6.所述壳体（101）采用中空结构，其外壁上覆盖有吸音材料层，内部具有容纳纤维膜结构（106）的容腔，上方开设有进水口，左右两侧分别开设有干空气进口（102）、湿空气出口（103）；
7.所述纤维膜结构（106）包括上下平行堆叠设置的若干层纤维膜，每层纤维膜上分别设置有多个微孔。
8.上述技术方案的有益效果如下：采用了纤维膜结构增湿，并在增湿器壳体外壁上增加吸音材料层后，能够有效降低燃料电池发动机工作过程中增湿器的辐射噪声，能够显著提升用户体验。
9.基于上述增湿器的进一步改进，所述壳体（101）的上方还开设有排气进口（104）和排气出口（105）；其中，
10.所述排气进口（104）设置于近湿空气出口（103）侧，所述排气出口（105）设置于近干空气进口（102）侧；
11.燃料电池电堆输出的尾气经所述排气进口（104）进入增湿器内干燥后，从所述排气出口（105）排出。
12.进一步，所述壳体（101）的底部开设有排水口；其中，
13.所述排水口连接有排水管道，所述排水管道上依次设置有电磁阀和电热片，另一端连接至所述壳体（101）的进水口。
14.进一步，所述壳体（101）的左、右两侧分别设置有用于密封卡紧所述纤维膜结构（106）的封装件（108）。
15.进一步，所述壳体（101）为一体注塑成型的壳体。
16.进一步，所述壳体（101）的进水口和干空气进口（102）均设有能够自由拆卸安装的过滤网。
17.进一步，所述微孔为纳米级微孔。
18.进一步，该膜式增湿器还包括补水预热装置；其中，
19.所述补水预热装置的输出端也与所述壳体（101）的进水口连接。
20.进一步，所述补水预热装置进一步包括水箱、水泵和加热器；其中，
21.所述水泵的进水口与水箱的出水口连接，其出水口与壳体（101）的进水口连接；
22.所述加热器的加热构件设置于水箱的箱体外壁或箱体内壁上。
23.进一步，所述补水预热装置还包括用于监测入堆气体湿度、温度的湿度温度一体化传感器、控制器；其中，
24.所述湿度温度一体化传感器，设置于壳体（101）的湿空气出口（103）管道内壁上；
25.所述控制器的输入端与湿度温度一体化传感器的输出端连接，其输出端与水泵的控制端连接。
26.与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果之一：
27.1、在现有增湿器的空气管路连接的基础上，设计水循环系统（进水口-出水口）以及补水预热装置，有效提高了增湿效果；
28.2、在增湿器的进水口和干空气进口（102）处设置了过滤网，防止杂质进入电堆内部，对质子交换膜产生不可挽回的损伤；
29.3、结构简单，耗材少，易损件少，维护成本低满足，能够达到市场化需求。
30.提供实用新型内容部分是为了以简化的形式来介绍对概念的选择，它们在下文的具体实施方式中将被进一步描述。实用新型内容部分无意标识本公开的重要特征或必要特征，也无意限制本公开的范围。
附图说明
31.通过结合附图对本公开示例性实施例进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。
32.图1示出了实施例1用于燃料电池的膜式增湿器结构示意图；
33.图2示出了实施例2用于燃料电池的膜式增湿器结构示意图。
34.附图标记：
35.101
‑ꢀ
外壁上覆盖有吸音材料层的壳体；102
‑ꢀ
干空气进口；103
‑ꢀ
湿空气出口；104
‑ꢀ
排气进口；105
‑ꢀ
排气出口；106
‑ꢀ
纤维膜结构；108
‑ꢀ
封装件。
具体实施方式
36.下面将参照附图更详细地描述本公开的实施例。虽然附图中显示了本公开的实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。
37.在本文中使用的术语“包括”及其变形表示开放性包括，即“包括但不限于”。除非
特别申明，术语“或”表示“和/或”。术语“基于”表示“至少部分地基于”。术语“一个示例实施例”和“一个实施例”表示“至少一个示例实施例”。术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”。术语“第一”、“第二”等等可以指代不同的或相同的对象。下文还可能包括其他明确的和隐含的定义。
38.实施例1
39.本发明的一个实施例，公开了一种用于燃料电池的膜式增湿器，包括壳体101和设置于壳体101内的纤维膜结构106。
40.其中，如图1所示，壳体101采用中空结构，其外壁上覆盖有吸音材料层，内部具有容纳纤维膜结构106的容腔，上方开设有进水口，左右两侧分别开设有干空气进口102、湿空气出口103。纤维膜结构106包括上下平行堆叠设置的若干层纤维膜，每层纤维膜上分别设置有多个微孔。
41.实施时，膜式增湿器的干空气进口102与鼓风机的输出端连接，湿空气出口103与燃料电池电堆的空气入口连接。
42.与现有技术相比，本实施例采用了纤维膜结构增湿，并在增湿器壳体外壁上增加吸音材料层后，能够有效降低燃料电池发动机工作过程中增湿器的辐射噪声，能够显著提升用户体验。
43.实施例2
44.在实施例1的基础上进行改进，如图2所示，所述壳体101的上方还开设有排气进口104和排气出口105。其中，所述排气进口104设置于近湿空气出口103侧，所述排气出口105设置于近干空气进口102侧。
45.燃料电池电堆输出的尾气经所述排气进口104进入增湿器内干燥后，从所述排气出口105排出。
46.优选地，所述壳体101的底部开设有排水口。其中，所述排水口连接有排水管道，所述排水管道上依次设置有电磁阀和电热片，另一端连接至所述壳体101的进水口。
47.优选地，所述壳体101的左、右两侧分别设置有用于密封卡紧所述纤维膜结构106的封装件108。
48.优选地，所述壳体101为一体注塑成型的壳体。
49.优选地，所述壳体101的进水口和干空气进口102均设有能够自由拆卸安装的过滤网。
50.优选地，所述微孔为纳米级微孔。
51.优选地，该膜式增湿器还包括补水预热装置。其中，所述补水预热装置的输出端也与所述壳体101的进水口连接。
52.优选地，所述补水预热装置进一步包括水箱、水泵和加热器。其中，所述水泵的进水口与水箱的出水口连接，其出水口与壳体101的进水口连接；所述加热器的加热构件设置于水箱的箱体外壁或箱体内壁上。
53.加热器用于对水箱内的水进行加热，加热后的水返回到进水口，对干燥气体进行湿润。
54.优选地，所述补水预热装置还包括用于监测入堆气体湿度、温度的湿度温度一体化传感器、控制器。其中，所述湿度温度一体化传感器，设置于壳体101的湿空气出口103管
道内壁上；所述控制器的输入端与湿度温度一体化传感器的输出端连接，其输出端与水泵的控制端连接。
55.与实施例1相比，本实施例具有以下有益效果：
56.1、在现有增湿器的空气管路连接的基础上，设计水循环系统（进水口-出水口）以及补水预热装置，有效提高了增湿效果；
57.2、在增湿器的进水口和干空气进口（102）处设置了过滤网，防止杂质进入电堆内部，对质子交换膜产生不可挽回的损伤；
58.3、结构简单，耗材少，易损件少，维护成本低满足，能够达到市场化需求。
59.以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对现有技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

技术特征：
1.一种用于燃料电池的膜式增湿器，其特征在于，包括壳体（101）和设置于壳体（101）内的纤维膜结构（106）；其中，所述壳体（101）采用中空结构，其外壁上覆盖有吸音材料层，内部具有容纳纤维膜结构（106）的容腔，上方开设有进水口，左右两侧分别开设有干空气进口（102）、湿空气出口（103）；所述纤维膜结构（106）包括上下平行堆叠设置的若干层纤维膜，每层纤维膜上分别设置有多个微孔。2.根据权利要求1所述的用于燃料电池的膜式增湿器，其特征在于，所述壳体（101）的上方还开设有排气进口（104）和排气出口（105）；其中，所述排气进口（104）设置于近湿空气出口（103）侧，所述排气出口（105）设置于近干空气进口（102）侧；燃料电池电堆输出的尾气经所述排气进口（104）进入增湿器内干燥后，从所述排气出口（105）排出。3.根据权利要求1或2所述的用于燃料电池的膜式增湿器，其特征在于，所述壳体（101）的底部开设有排水口；其中，所述排水口连接有排水管道，所述排水管道上依次设置有电磁阀和电热片，另一端连接至所述壳体（101）的进水口。4.根据权利要求3所述的用于燃料电池的膜式增湿器，其特征在于，所述壳体（101）的左、右两侧分别设置有用于密封卡紧所述纤维膜结构（106）的封装件（108）。5.根据权利要求1-2、4之一所述的用于燃料电池的膜式增湿器，其特征在于，所述壳体（101）为一体注塑成型的壳体。6.根据权利要求5所述的用于燃料电池的膜式增湿器，其特征在于，所述壳体（101）的进水口和干空气进口（102）均设有能够自由拆卸安装的过滤网。7.根据权利要求1-2、4、6之一所述的用于燃料电池的膜式增湿器，其特征在于，所述微孔为纳米级微孔。8.根据权利要求1-2、4、6之一所述的用于燃料电池的膜式增湿器，其特征在于，还包括补水预热装置；其中，所述补水预热装置的输出端也与所述壳体（101）的进水口连接。9.根据权利要求8所述的用于燃料电池的膜式增湿器，其特征在于，所述补水预热装置进一步包括水箱、水泵和加热器；其中，所述水泵的进水口与水箱的出水口连接，其出水口与壳体（101）的进水口连接；所述加热器的加热构件设置于水箱的箱体外壁或箱体内壁上。10.根据权利要求9所述的用于燃料电池的膜式增湿器，其特征在于，所述补水预热装置还包括用于监测入堆气体湿度、温度的湿度温度一体化传感器、控制器；其中，所述湿度温度一体化传感器，设置于壳体（101）的湿空气出口（103）管道内壁上；所述控制器的输入端与湿度温度一体化传感器的输出端连接，其输出端与水泵的控制端连接。

技术总结
本实用新型提供了一种用于燃料电池的膜式增湿器，属于燃料电池技术领域，解决了现有增湿器辐射出的气动噪声过大的问题。该膜式增湿器包括壳体和设置于壳体内的纤维膜结构。其中，壳体采用中空结构，其外壁上覆盖有吸音材料层，内部具有容纳纤维膜结构的容腔，上方开设有进水口，左右两侧分别开设有干空气进口、湿空气出口；纤维膜结构包括上下平行堆叠设置的若干层纤维膜，每层纤维膜上分别设置有多个微孔。实现了有效降低现有增湿器的辐射噪声，能够显著提升用户体验。能够显著提升用户体验。能够显著提升用户体验。


技术研发人员：马宏 姜海林 周宝 张宇
受保护的技术使用者：北京亿华通科技股份有限公司
技术研发日：2021.12.03
技术公布日：2022/4/15