一种采用级间加湿中冷的燃料电池用空压机的制作方法

1.本实用新型涉及空压机技术领域，具体涉及一种采用级间加湿中冷的燃料电池用空压机。


背景技术：

2.燃料电池采用氢氧质子交换来产生电能，氢气采用高压氢气瓶来供给，而空气中因富含21％的氧气，所以氧气路采用压缩空气来供给，入电堆的空气需要满足温度、湿度、压力、流量的要求，现有该方案结构复杂、成本高昂、占用系统空间极大，并且其中加湿器技术难度高，成本高。
3.现有装置随着使用，也逐渐的暴露出了该技术的不足之处，主要表现在以下方面：
4.第一，现有结构的空压机在使用过程中，加湿器设置在高压级之后，导致气流压力高，并且加湿气流无法均匀的实现进入至高压级，导致增加了加湿器的功耗。
5.第二，由于低压级出口气体的温度较高，使得在进入至高压级后，直接降低了空压机的增压压力。
6.综上可知，现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。


技术实现要素：

7.针对现有技术中的缺陷，本实用新型解决了传统技术中的装置在使用过程中，加湿器设置在高压级之后，导致气流压力高，并且加湿气流无法均匀的实现进入至高压级，导致增加了加湿器功耗的问题。
8.为解决上述问题，本实用新型提供如下技术方案：
9.一种采用级间加湿中冷的燃料电池用空压机，包括空压机，所述空压机的低压级的出口与高压级的入口之间设有导流管，所述导流管上设有加湿气流引入管。
10.作为一种优化的方案，所述加湿气流引入管靠近所述空压机的低压级。
11.作为一种优化的方案，所述导流管上设有缩口段，所述加湿气流引入管的出口端连接于所述缩口段上。
12.作为一种优化的方案，所述缩口段的两端分别通过渐扩式过渡段和渐缩式过渡段连接于所述导流管上。
13.作为一种优化的方案，所述加湿气流引入管包括进口段以及与所述渐缩式过渡段相贴合的出口段。
14.作为一种优化的方案，所述出口段的出口连接所述缩口段的内腔。
15.作为一种优化的方案，所述进口段通过流量控制阀连接加湿器。
16.作为一种优化的方案，所述加湿气流引入管内的气流温度低于所述空压机的低压级出口气体温度。
17.作为一种优化的方案，所述导流管靠近所述高压级入口端的内腔壁上并列设有随形设置的导流板。
18.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
19.本装置是在低压级和高压级之间提前引入加湿中冷气流，一方面起到中冷作用，另一方面减少加湿器功耗；
20.在空压机低压级与高压级之间引入加湿器气流，引入的加湿器气流温度低于低压级出口气体温度，使得低压级出口气流经中冷后引入高压级，从而提高增压压力；
21.在低压级与高压级级间引入加湿气流，由于低压级出口压力低于高压级出口压力，减少了加湿器的功耗；
22.加湿气流引入管开在导流管上，靠近低压级出口，使得气流混合均匀，得到充分中冷的增压气流；
23.导流管采用缩口段结构，加快气体流速，保证加湿气流顺利进入导流管中；
24.加湿器连接流量控制阀，通过流量控制阀实现加湿气流的控制，实现不同工况下，加湿气流与增压气流的充分混合；
25.加湿气流引入管开在导流管上，靠近低压级出口，使得气流混合均匀后得到充分中冷的增压气流；
26.通过设置渐扩式过渡段、渐缩式过渡段及缩口段，由于缩口段管径的减小，气体流速增加，保证加湿气流顺利进入导流管中。
附图说明
27.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
28.图1为本实用新型的结构示意图；
29.图2为本实用新型导流管的结构示意图。
30.图中：1-空压机；2-低压级；3-高压级；4-导流管；5-导流板；6-加湿气流引入管；7-加湿器；8-进口段；9-出口段；10-缩口段；11-渐扩式过渡段；12-流量控制阀；13-渐缩式过渡段。
具体实施方式
31.下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
32.如图1和图2所示，采用级间加湿中冷的燃料电池用空压机，包括空压机1，空压机1的低压级2的出口与高压级3的入口之间设有导流管4，导流管4上设有加湿气流引入管。
33.加湿气流引入管靠近空压机1的低压级2。
34.导流管4上设有缩口段10，加湿气流引入管的出口端连接于缩口段10上。
35.缩口段10的两端分别通过渐扩式过渡段11和渐缩式过渡段13连接于导流管4上。
36.加湿气流引入管6包括进口段8以及与渐缩式过渡段13相贴合的出口段9。
37.出口段9的出口连接缩口段10的内腔。
38.进口段8通过流量控制阀12连接加湿器7。
39.加湿气流引入管内的气流温度低于空压机1的低压级2出口气体温度。
40.导流管4靠近高压级3入口端的内腔壁上并列设有随形设置的导流板5，通过导流板5实现对进入的气流进行导向。
41.本装置的工作原理：
42.在空压机低压级2与高压级3之间引入加湿器7气流，引入的加湿器7气流温度低于低压级2出口气体温度，使得低压级2出口气流经中冷后引入高压级3，从而提高增压压力；
43.加湿气流引入管开在导流管4上，靠近低压级2出口，使得气流混合均匀，得到充分中冷的增压气流；
44.导流管4采用缩口段10结构，加快气体流速，保证加湿气流顺利进入导流管4中；
45.加湿器7连接流量控制阀12，通过流量控制阀12实现加湿气流的控制，实现不同工况下，加湿气流与增压气流的充分混合；
46.引入的加湿器7气流温度低于低压级2出口气体温度，使得低压级2出口气流经中冷后引入高压级3，从而提高增压压力；
47.加湿气流引入管开在导流管4上，靠近低压级2出口，使得气流混合均匀后得到充分中冷的增压气流；
48.通过设置渐扩式过渡段11、渐缩式过渡段13及缩口段10，由于缩口段10管径的减小，气体流速增加，保证加湿气流顺利进入导流管4中；
49.在低压级2与高压级3级间引入加湿气流，由于低压级2出口压力低于高压级3出口压力，减少了加湿器7的功耗。
50.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。


技术特征：
1.一种采用级间加湿中冷的燃料电池用空压机，其特征在于：包括空压机（1），所述空压机（1）的低压级（2）的出口与高压级（3）的入口之间设有导流管（4），所述导流管（4）上设有加湿气流引入管；所述加湿气流引入管（6）靠近所述空压机（1）的低压级（2）；所述导流管（4）上设有缩口段（10），所述加湿气流引入管的出口端连接于所述缩口段（10）上；所述缩口段（10）的两端分别通过渐扩式过渡段（11）和渐缩式过渡段（13）连接于所述导流管（4）上。2.根据权利要求1所述的一种采用级间加湿中冷的燃料电池用空压机，其特征在于：所述加湿气流引入管（6）包括进口段（8）以及与所述渐缩式过渡段（13）相贴合的出口段（9）。3.根据权利要求2所述的一种采用级间加湿中冷的燃料电池用空压机，其特征在于：所述出口段（9）的出口连接所述缩口段（10）的内腔。4.根据权利要求2所述的一种采用级间加湿中冷的燃料电池用空压机，其特征在于：所述进口段（8）通过流量控制阀（12）连接加湿器（7）。5.根据权利要求1所述的一种采用级间加湿中冷的燃料电池用空压机，其特征在于：所述加湿气流引入管内的气流温度低于所述空压机（1）的低压级（2）出口气体温度。6.根据权利要求1所述的一种采用级间加湿中冷的燃料电池用空压机，其特征在于：所述导流管（4）靠近所述高压级（3）入口端的内腔壁上并列设有随形设置的导流板（5）。

技术总结
一种采用级间加湿中冷的燃料电池用空压机，涉及空压机技术领域，包括空压机，空压机的低压级的出口与高压级的入口之间设有导流管，导流管上设有加湿气流引入管。本实用新型解决了传统技术中的装置在使用过程中，加湿器设置在高压级之后，导致气流压力高，并且加湿气流无法均匀的进入至高压级，导致增加了加湿器功耗的问题。耗的问题。耗的问题。


技术研发人员：张健健 马超 刘莹 苗熠芝 王丹妮 王宁宁 吕凡海 王孝丽
受保护的技术使用者：康跃科技（山东）有限公司
技术研发日：2022.04.25
技术公布日：2022/5/24