專利名稱：燃料電池系統(tǒng)的加濕裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體涉及燃料電池系統(tǒng)，且更具體地，涉及一種燃料電池系統(tǒng)的加濕裝置，其使用具有熱線的螺旋形干空氣導(dǎo)流管，從而提高了加濕效率。
背景技術(shù)：
用作電動汽車的動力能源的燃料電池系統(tǒng)需要加濕的空氣，以便促進化學(xué)反應(yīng)。燃料電池系統(tǒng)使用加濕裝置，將水分從燃料電池排放的廢氣傳送給干空氣，其中該廢氣為濕氣體。
優(yōu)選地，加濕裝置具有低的功率消耗并且需要小的安裝空間。通常，在燃料電池系統(tǒng)中使用采用中空纖維膜的加濕裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實施例提供了一種燃料電池系統(tǒng)的加濕裝置，其在寬的區(qū)域范圍內(nèi)快速地進行干空氣和濕空氣的交換，因此提高了加濕效率，并且其在寒冷氣候中適當(dāng)?shù)丶訜岣煽諝夂蜐窨諝?，從而防止?jié)窨諝獾乃謨鼋Y(jié)，所以可在寒冷地區(qū)有效地使用。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，燃料電池系統(tǒng)的加濕裝置包括中空纖維膜和干空氣導(dǎo)流管，其中中空纖維膜用于傳遞干空氣和濕空氣，使得在干空氣和濕空氣之間進行水分交換，而干空氣導(dǎo)流管用于將新的干空氣供應(yīng)到中空纖維膜中。
優(yōu)選地，加濕裝置還包括加熱裝置，用于加熱注入中空纖維膜中的干空氣和濕空氣。
此外，干空氣導(dǎo)流管包括多個圓環(huán)，其相互部分地重疊并且沿著中空纖維膜的縱向布置。在干空氣導(dǎo)流管上沿其縱向形成有多個排氣孔，用于噴射干空氣。
另外，干空氣導(dǎo)流管為具有內(nèi)管和外管的套管式結(jié)構(gòu)，且加熱裝置包括嵌入內(nèi)管和外管之間的熱線。


為了更好地理解本發(fā)明的實質(zhì)和目的，應(yīng)結(jié)合附圖參考以下詳細說明，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)的加濕裝置的剖視圖；和圖2是根據(jù)本發(fā)明的干空氣導(dǎo)流管的部分剖開透視圖。
具體實施例方式
以下，將參考附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細說明。
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的、燃料電池系統(tǒng)的加濕裝置的橫截面。詳細說明，在殼體1中容納有多張中空纖維膜2。第一進氣口3和第一出氣口4設(shè)置在殼體1中。干空氣通過第一進氣口3注入殼體1中，而通過第一出氣口4排出殼體1。
此外，濕空氣進口5和濕空氣出口6設(shè)置在殼體1中，并設(shè)置成與第一進氣口3和第一出氣口4垂直且與中空纖維膜2平行。濕空氣通過濕空氣進口5注入殼體1中，而通過濕空氣出口6排出殼體1。
當(dāng)濕空氣通過濕空氣進口5注入殼體1時，濕空氣流經(jīng)中空纖維膜2，其后通過濕空氣出口6排出殼體1。加載在濕空氣中的水分通過中空纖維膜2的毛細管作用從濕空氣中分離。分離出的水分在流到中空纖維膜的外部之前，在流經(jīng)中空纖維膜2的毛細管時凝結(jié)。
同時，當(dāng)干空氣通過第一進氣口3注入殼體1時，干空氣流動到中空纖維膜2的外部。此時，干空氣由從濕空氣分離出的水分加濕，其后通過第一出氣口4排出殼體1。
干空氣導(dǎo)流管7安裝在中空纖維膜2中，其中中空纖維膜2容納在殼體1內(nèi)。干空氣導(dǎo)流管7包括多個相互部分地重疊的圓環(huán)。干空氣導(dǎo)流管7的進口與第二干空氣進口8相連接，其中第二干空氣進口8設(shè)置在殼體1中，并與第一進氣口3相對。干空氣導(dǎo)流管7的出口設(shè)置成面向第二干空氣出口9，其中第二干空氣出口9設(shè)置在殼體1中，并與第一出氣口4相對。
如圖2所示，干空氣導(dǎo)流管7為具有內(nèi)管7a和外管7b的套管式結(jié)構(gòu)。熱線10設(shè)置在內(nèi)管7a和外管7b之間，并且當(dāng)電流提供到熱線10上時產(chǎn)生熱量。在干空氣導(dǎo)流管7的幾個部分上沿其縱向形成有多個排氣孔7c。
當(dāng)干空氣通過第二進氣口8注入干空氣導(dǎo)流管7時，干空氣沿著干空氣導(dǎo)流管7流動。在干空氣流動時，干空氣通過排氣孔7c排出干空氣導(dǎo)流管7。通過排氣孔7c排出的干空氣在殼體1內(nèi)均勻地噴射出中空纖維膜2。因此，提高了干空氣的加濕效率。
因為干空氣通過排氣孔7c快速地噴射出中空纖維膜2，增加了水分交換的速度，并且提高了加濕效率。經(jīng)過干空氣導(dǎo)流管7供應(yīng)的大部分干空氣通過第二出氣口9排出殼體1。剩下的干空氣與通過第一進氣口3注入的干空氣混合，從而該混合氣通過第一出氣口4排出殼體1。
此外，在寒冷的時候，將電流提供到熱線10上。此時，干空氣導(dǎo)流管7由熱線10加熱，從而防止了流出中空纖維膜的水分凍結(jié)，因此有效地加濕干空氣。
根據(jù)上述很明顯，本發(fā)明提供了一種燃料電池系統(tǒng)的加濕裝置，其構(gòu)造為使干空氣經(jīng)安裝在中空纖維膜中的干空氣導(dǎo)流管噴射出來，從而使干空氣能夠均勻地噴射在殼體內(nèi)的中空纖維膜的外部，從而提高了干空氣的加濕效率。此外，加濕裝置提高了干空氣的噴射速度，從而提高了干空氣與濕空氣進行交換的速度。當(dāng)寒冷的時候，嵌入在干空氣導(dǎo)流管中的熱線加熱干空氣和濕空氣，從而防止?jié)窨諝獾乃謨鼋Y(jié)，因此提高了干空氣的加濕效率。
權(quán)利要求
1.一種燃料電池系統(tǒng)的加濕裝置，其包括中空纖維膜，其用于傳遞干空氣和濕空氣，從而進行所述干空氣和所述濕空氣之間的水分交換；和干空氣導(dǎo)流管，其用于將新的干空氣供應(yīng)到所述中空纖維膜中。
2.如權(quán)利要求1所述的加濕裝置，其還包括加熱裝置，其用于對注入所述中空纖維膜的所述干空氣和所述濕空氣進行加熱。
3.如權(quán)利要求2所述的加濕裝置，其中所述干空氣導(dǎo)流管包括多個相互部分重疊的圓環(huán)，其沿著所述中空纖維膜的縱向設(shè)置；和多個排氣孔，其在所述干空氣導(dǎo)流管上沿所述干空氣導(dǎo)流管的縱向形成，且噴射所述干空氣。
4.如權(quán)利要求3所述的加濕裝置，其中所述干空氣導(dǎo)流管為具有內(nèi)管和外管的套管式結(jié)構(gòu)，并且所述加熱裝置包括嵌入在所述內(nèi)管和外管之間的熱線。
5.如權(quán)利要求4所述的加濕裝置，其中所述中空纖維膜容納在殼體中，且所述殼體包括第一和第二干空氣進口、第一和第二干空氣出口以及濕空氣進口和濕空氣出口，其設(shè)置為與所述第一和第二干空氣進口及所述第一和第二干空氣出口相垂直。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種燃料電池系統(tǒng)的加濕裝置，其在寬的區(qū)域范圍內(nèi)快速地進行干空氣和濕空氣的交換，從而提高了加濕效率，并且其在寒冷的氣候中適當(dāng)?shù)丶訜岣煽諝夂蜐窨諝?，從而防止了濕空氣的水分凍結(jié)，因此可在寒冷地區(qū)有效地使用。該加濕裝置包括中空纖維膜和干空氣導(dǎo)流管，其中中空纖維膜用于傳遞干空氣和濕空氣，使得在干空氣和濕空氣之間進行水分交換，而干空氣導(dǎo)流管用于將新的干空氣供應(yīng)到中空纖維膜中。
文檔編號H01M8/04GK1960044SQ20051012433
公開日2007年5月9日 申請日期2005年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月2日
發(fā)明者金賢裕 申請人:現(xiàn)代自動車株式會社