專利名稱：燃料電池增濕裝置的制作方法
技術領域：
本發明關于一種燃料電池增濕裝置。
背景技術：
質子交換膜燃料電池是一種產生氫離子的燃料與氧氣或空氣等含氧化性 氣體發生電化學反應而產生電能的裝置。在質子交換膜燃料電池工作時，電 池中的質子都是要通過質子交換膜傳導。具體的說是以一種水合質子的方式 進行質子傳遞，從而形成電流。因此，為了保證質子交換膜燃料電池能持續 不斷的工作，必須要使燃料電池中的質子交換膜保持濕潤。在燃料電池運行 過程中，尤其是燃料電池堆的運行過程，會產生大量的熱量，很容易將陰極 區域產生的產物水汽化，而反應氣體的快速流動，會迅速帶走這些水分，使 得燃料電池中的膜失去水分，導致燃料電池的內阻迅速增加，從而電池的性 能急劇下降。因此，在反應氣體參與反應前，需要對反應氣體進行增濕。
目前，對燃料電池的反應氣體進行增濕的方法主要有內增濕和外增濕兩類。
內增濕就是將增濕系統和燃料電池制作成一個整體，無需外加增濕裝 置，增濕可以被看作是在電池的內部進行。這種增濕的方法可以減少燃料電 池系統所占的重量和體積，但是，這種增濕的方式難以對反應氣體進入反應 區域的濕度進行控制，如果增濕過分容易導致電極被水淹沒，電池的性能也下降。CN1710740Y公開了一種燃料電池自增濕方法，在雙極板內氣體進口 處布置微孔，將雙極板內用作加濕的冷卻水的水路和氣路連通。控制雙極板 內用于加濕的冷卻水的壓力，當有氣體流動，水從微孔中吸入氣體流道。采 用這樣的加濕方法，顯然難以控制氣體的濕度，而且微孔加工困難，如果氣體發生堵塞，氣體很容易從微孔處泄露，發生危險。
外增濕就是另外配置一個增濕系統，在反應氣體進入燃料電池前進行增 濕。目前，采用外增濕的方法也有很多，比如超聲波霧化增濕，中空纖維增
濕法等。CN1516308Y公開了一種超聲波霧化增濕型燃料電池，該超聲波霧 化增濕型燃料電池包括一盛有水的容器和超聲波發生器，超聲波發生器位于 容器內，超聲波發生器用于將容器中的水霧化，容器與反應氣體進入燃料電 池反應堆前的水平管路的向下的開口連接，霧化后的水通過開口彌漫至水平 管路，從而對水平管路中的反應氣體進行增濕。這種方案的缺點在于超聲波 發生器將水霧化需要消耗大量的能量，并且這種超聲波霧化增濕型燃料電池 不能及時調節氣體濕度。
發明內容
本發明的目的是針對現有燃料電池增濕裝置難以對反應氣體的濕度進 行控制的缺點，提供一種可以對'fe應氣體的濕度進行控制的燃料電池增濕裝置。
本發明提供的燃料電池增濕裝置，該裝置包括氣體容器，氣體容器具有
與氣體容器內部連通的氣體進氣口和氣體出氣口；其中，該增濕裝置還包括 霧化噴嘴、水量調節閥和氣體容器濕度測量裝置；霧化噴嘴包括霧化部件和 水霧出口，霧化部件用于將水霧化，水霧出口位于所述氣體容器的內部，用 于將經過霧化后的水霧噴入氣體容器中；水量調節閥用于調節霧化噴嘴的進 水量；氣體容器濕度測量裝置位于氣體容器的氣體出氣口處，用于檢測流經 氣體出氣口的氣體的濕度；當氣體容器濕度測量裝置檢測到的氣體的濕度不 在預定范圍內時，通過水量調節閥調節霧化噴嘴的進水量，直至氣體容器濕 度測量裝置檢測到的氣體的濕度達到預定范圍內。
本發明提供的燃料電池增濕裝置引入了濕度測量裝置，用于檢測進入燃料電池的反應氣體濕度，根據顯示的濕度調節霧化噴嘴的進水量，從而可以 對氣體的濕度進行實時控制，克服了現有技術的燃料電池增濕裝置不能及時 調節進入燃料電池的反應氣體濕度的缺點。
圖1為本發明提供的燃料電池增濕裝置的結構圖2為本發明提供的燃料電池增濕裝置的霧化噴嘴的結構圖3為本發明提供的燃料電池增濕裝置的一種優選的具體實施方式
的結 構圖。
圖4為本發明提供的燃料電池增濕裝置的第一種具體實施方式
和第三種具體實施方式
的結構圖。
圖5為本發明提供的燃料電池增濕裝置的氣體容器濕度控制單元的結構框圖。
圖6為本發明提供的燃料電池增濕裝置的第二種具體實施方式
和第四種具體實施方式
的結構圖。
圖7為本發明提供的燃料電池增濕裝置的第五種具體實施方式
和第七種具體實施方式
的結構圖。
圖8為本發明提供的燃料電池增濕裝置的第六種具體實施方式
和第八種具體實施方式
的結構圖。
圖9為本發明提供的燃料電池增濕裝置的氣體容器液位控制單元的結構框圖。
圖10為本發明提供的燃料電池增濕裝置的第九種具體實施方式
和第十 種具體實施方式
的結構圖。
圖11為本發明提供的燃料電池增濕裝置的供水容器液位控制單元的結 構框圖。
圖12為本發明提供的燃料電池增濕裝置的第十一種具體實施方式
的結 構圖。
圖13為本發明提供的燃料電池增濕裝置的電子控制單元的結構框圖。 圖14為本發明提供的燃料電池增濕裝置的第十二種具體實施方式
的結 構圖。
圖15為本發明提供的燃料電池增濕裝置的第一種具體實施方式
的程序 流程圖。
圖16為本發明提供的燃料電池增濕裝置的第二種具體實施方式
的程序 流程圖。
圖17為本發明提供的燃料電池增濕裝置的第三種具體實施方式
的程序 流程圖。
圖18為本發明提供的燃料電池增濕裝置的第四種具體實施方式
的程序 流程圖。
圖19為本發明提供的燃料電池增濕裝置的第五種具體實施方式
的程序 流程圖。
圖20為本發明提供的燃料電池增濕裝置的第六種具體實施方式
的程序 流程圖。
圖21為本發明提供的燃料電池增濕裝置的第七種具體實施方式
的程序 流程圖。
圖22為本發明提供的燃料電池增濕裝置的第八種具體實施方式
的程序 流程圖。
圖23為本發明提供的燃料電池增濕裝置的第九種具體實施方式
的程序 流程圖。
圖24為本發明提供的燃料電池增濕裝置的第十種具體實施方式
的程序 流程圖。
圖25為本發明提供的燃料電池增濕裝置的第十一種具體實施方式
的程 序流程圖。
圖26為本發明提供的燃料電池增濕裝置的第十二種具體實施方式
的程 序流程圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明作進一步說明。
如圖1所示，本發明提供的一種燃料電池增濕裝置，該裝置包括氣體容 器l，氣體容器1具有與氣體容器1內部連通的氣體進氣口 11和氣體出氣口 12;其中，該增濕裝置還包括霧化噴嘴2、水量調節閥17和氣體容器濕度測 量裝置5;如圖2所示，霧化噴嘴2包括霧化部件22和水霧出口 23;霧化 部件22用于將水霧化，水霧出口23位于所述氣體容器1的內部，用于將經 過霧化后的水霧噴入氣體容器1中；水量調節閥17用于調節霧化噴嘴2的 進水量；氣體容器濕度測量裝置5位于氣體容器1的氣體出氣口 12處，用 于檢測流經氣體出氣口 12的氣體的濕度；當氣體容器濕度測量裝置5檢測 到的氣體的濕度不在預定范圍內時，通過水量調節閥17調節霧化噴嘴2的 進水量，直至氣體容器濕度測量裝置5檢測到的氣體的濕度達到預定范圍內。
所述氣體容器1為具有與氣體容器1內部連通的氣體進氣口 11和氣體 出氣口 12的容器，干燥的反應氣體從氣體進氣口 ll進入，干燥的反應氣體 與水霧出口23噴出的水霧結合而增濕，增濕后的反應氣體從氣體出氣口 12 流出，氣體容器1用于提供從反應氣體與水霧結合的場所。優選情況下，氣 體容器1的氣體進氣口 11在氣體容器1的下部，氣體容器1的氣體出氣口 12在氣體容器1的上部，反應氣體從氣體進氣口 ll進入，從氣體出氣口 12 流出，氣體容器l中的反應氣體從下往上流動。
由于水霧中有很多液態水，所以增濕過程中在氣體容器l中留下液態水，所以如圖3所示，氣體容器1還可以具有出水口 13，出水口13與氣體容器 1內部連通并且位于氣體容器1側面的底部，出水口 13用于將氣體容器1 中多余的水排出。
所述霧化噴嘴2可以為任意可以將水霧化的噴嘴，例如，空氣霧化噴嘴。 如圖2所示，霧化噴嘴2包括霧化部件22和水霧出口 23，霧化部件22通過 壓縮空氣和液體的混合產生極細的霧化顆粒將水霧化，在水霧出口 23產生 水霧向氣體容器1內部噴射。霧化噴嘴2在不需要消耗大量能量的情況下就 可以將水霧化，減少了燃料電池增濕裝置的能量消耗。
優選情況下，霧化噴嘴2與氣體容器1的頂部連接，水霧出口 23從上 往下噴出水霧；從下往上流動的反應氣體與從上往下噴出的水霧產生逆流接 觸，水霧與反應氣體的混合更加均勻。
所述水量調節閥17與霧化噴嘴2固定連接，用于調節霧化噴嘴2的進 水量，水量調節閥17為任意霧化噴嘴2的進水量的閥門，例如可以為電磁 闊或球閥。
所述氣體容器濕度測量裝置5可以為任意可以檢測氣體濕度的裝置，例 如可以為濕度傳感器。優選情況下，氣體容器濕度測量裝置5為可以發出電 信號的濕度計，例如超聲波濕度計。預先對氣體容器濕度測量裝置5設定一 個范圍，即進入燃料電池的反應氣體所需的濕度范圍，該范圍為本領域技術 人員所公知，例如可以為百分之十至百分之九十。當氣體容器濕度測量裝置 5所測得的濕度不在預定的范圍內時，氣體容器濕度測量裝置5發出電信號。
如圖3所示，優選情況下，本發明的燃料電池增濕裝置還包括管道16， 所述管道16的一端與水源連接，管道16的另一端與霧化部件22連接，用 于將水引入霧化部件22。管道16與霧化部件22的連接方式例如可以為螺紋 固定或焊接。管道16為任意可以將水引入霧化部件22的管路。優選情況下， 所述管道16與水量調節閥17固定連接，水量調節閥17調節進入管道16的
水量。
按照本發明的第一種具體實施方式
，如圖4所示，本發明提供的燃料電 池增濕裝置還包括氣體容器濕度控制單元27和調節閥驅動裝置3;氣體容器
濕度測量裝置5為能夠發出電信號的濕度測量裝置，調節閥驅動裝置3與水 量調節閥17連接，用于調節水量調節閥17從而調節霧化噴嘴2的進水量； 如圖5所示，氣體容器濕度控制單元27包括氣體容器濕度信號處理單元10; 預先對氣體容器濕度測量裝置5設定一個濕度范圍，如圖15所示，當氣體 容器濕度測量裝置5檢測到的氣體的濕度大于或等于預先存儲的濕度范圍的 上限時，氣體容器濕度測量裝置5發出表示濕度偏大的電信號至氣體容器濕 度信號處理單元IO，氣體容器濕度信號處理單元IO接收該信號，驅動調節 閥驅動裝置3調節水量調節閥17，使進入霧化噴嘴2的水量減少；當氣體容 器濕度測量裝置5檢測到的氣體的濕度等于或小于預先存儲的濕度范圍的下 限時，氣體容器濕度測量裝置5發出表示濕度偏小的電信號至氣體容器濕度 信號處理單元IO，氣體容器濕度信號處理單元IO接收該信號，驅動調節閥 驅動裝置3調節水量調節閥17，使進入霧化噴嘴2的水量增加；當氣體的濕 度在預先存儲的濕度范圍的上限和下限之間時，溫度測量裝置5不發出電信 號或向氣體容器濕度信號處理單元10發出濕度正常的電信號，氣體容器濕 度信號處理單元10接收該信號，停止調節閥驅動裝置3。
按照本發明的第二種具體實施方式
，如圖6所示，本發明提供的燃料電 池增濕裝置還包括氣體容器濕度控制單元27，氣體容器濕度測量裝置5為能 夠發出電信號的濕度測量裝置，水量調節閥17為電磁閥；如圖5所示，氣 體容器濕度控制單元27包括氣體容器濕度信號處理單元10，預先對氣體容 器濕度測量裝置5設定一個濕度范圍，如圖16所示，當氣體容器濕度測量 裝置5檢測到的氣體的濕度大于或等于預先存儲的濕度范圍的上限時，氣體 容器濕度測量裝置5發出表示濕度偏大的電信號至氣體容器濕度信號處理單元10，氣體容器濕度信號處理單元IO接收該電信號，調節水量調節閥17， 使進入霧化噴嘴2的水量減少；當氣體容器濕度測量裝置5檢測到的氣體的 濕度等于或小于預先存儲的濕度范圍的下限時，氣體容器濕度測量裝置5發 出表示濕度偏小的電信號至氣體容器濕度信號處理單元10，氣體容器濕度信 號處理單元IO接收該電信號，調節水量調節閥17,使進入霧化噴嘴2的水 量增加；當氣體容器濕度測量裝置5檢測到的氣體的濕度在預先存儲的濕度 范圍的上限和下限之間時，氣體容器濕度測量裝置5發出表示濕度正常的電 信號至氣體容器濕度信號處理單元10，氣體容器濕度信號處理單元10接收 該電信號，保持水量調節閥17處于當前狀態。
根據本發明提供的第三種具體實施方式
，如圖4所示，本發明提供的燃 料電池增濕裝置還包括氣體容器濕度控制單元27和調節閥驅動裝置3;調節 閥驅動裝置3與水量調節閥17連接，用于調節水量調節閥17從而調節霧化 噴嘴2的進水量，如圖5所示，氣體容器濕度控制單元27包括氣體容器濕 度信號接收辨別單元9和氣體容器濕度信號處理單元10,氣體容器濕度信號 接收辨別單元9預先存儲有一個表示濕度范圍的電信號范圍，氣體容器濕度 信號接收辨別單元9接收氣體容器濕度測量裝置5檢測到的表示氣體的濕度 的電信號，將該電信號與預先存儲的表示濕度范圍的電信號范圍進行比對； 如圖17所示，當該電信號大于或等于預先存儲的表示濕度范圍的電信號范 圍的上限時，氣體容器濕度信號接收辨別單元9向氣體容器濕度信號處理單 元10發出減少進水量的指令，氣體容器濕度信號處理單元10接收該指令， 驅動調節閥驅動裝置3調節水量調節閥17，使進入霧化噴嘴2的水量減少； 當該電信號等于或小于預先存儲的表示濕度范圍的電信號范圍的下限時，氣 體容器濕度信號接收辨別單元9向氣體容器濕度信號處理單元10發出增加 進水量的指令，氣體容器濕度信號處理單元10接收該指令，驅動調節閥驅 動裝置3調節水量調節閥17，使進入霧化噴嘴2的水量增加；當該電信號在預先存儲的表示濕度范圍的電信號范圍的上限和下限之間時，氣體容器濕度 信號接收辨別單元9向氣體容器濕度信號處理單元10發出保持進水量的指
令，氣體容器濕度信號處理單元10接收該指令，停止驅動調節閥驅動裝置3。
根據本發明提供的第四種具體實施方式
，如圖6所示，本發明提供的燃 料電池增濕裝置還包括氣體容器濕度控制單元27，水量調節閥17為電磁閥； 如圖5所示，氣體容器濕度控制單元27包括氣體容器濕度信號接收辨別單 元9和氣體容器濕度信號處理單元10，氣體容器濕度信號接收辨別單元9 預先存儲有一個表示濕度范圍的電信號范圍，氣體容器濕度信號接收辨別單 元9接收氣體容器濕度測量裝置5檢測到的表示氣體濕度的電信號，并將該 電信號與預先存儲的表示濕度范圍的電信號范圍進行比對；如圖18所示， 當該電信號大于或等于預先存儲的表示濕度范圍的電信號范圍的上限時，氣 體容器濕度信號接收辨別單元9向氣體容器濕度信號處理單元10發出減少 進水量的指令，氣體容器濕度信號處理單元10接收該指令，調節水量調節 閥17，使進入霧化噴嘴2的水量減少；當該電信號等于或小于預先存儲的表 示濕度范圍的電信號范圍的下限時，氣體容器濕度信號接收辨別單元9向氣 體容器濕度信號處理單元10發出增加進水量的指令，氣體容器濕度信號處 理單元IO接收該指令，調節水量調節閥17，使進入霧化噴嘴2的水量增加； 當該電信號在預先存儲的表示濕度范圍的電信號范圍的上限和下限之間時， 氣體容器濕度信號接收辨別單元9向氣體容器濕度信號處理單元10發出保 持進水量的指令，氣體容器濕度信號處理單元10接收該指令，保持水量調 節閥17處于當前狀態。
本發明提供的第一至第四種具體實施方式
采用了氣體容器濕度控制單 元27，使得本發明提供的燃料電池增濕裝置可以自動調節進入燃料電池的反 應氣體的濕度。
根據本發明提供的第五種具體實施方式
，如圖7所示，本發明提供的燃
料電池增濕裝置還包括氣體容器液位測量裝置6、閥門驅動裝置25、位于所
述氣體容器l下部的出水口 13、安裝在出水口 13上的閥門7和氣體容器液 位控制單元28;氣體容器液位測量裝置6用于測量氣體容器1內部的水的液 位，為能夠發出電信號的液位測量裝置；閥門驅動裝置25與閥門7連接， 用于驅動閥門7，使閥門7打開或關閉；如圖9所示，氣體容器液位控制單 元28包括氣體容器液位信號處理單元16，預先對氣體容器液位測量裝置6 設定一個液位范圍，如圖19所示，當氣體容器液位測量裝置6所測得的氣 體容器1的液位大于或等于預先存儲的液位范圍的上限時，氣體容器液位測 量裝置6發出表示液位偏高的電信號至氣體容器液位信號處理單元16，氣體 容器液位信號處理單元16接收該電信號，驅動閥門驅動裝置25打開閥門7， 使得氣體容器1中的水從出水口 13排出；當氣體容器液位測量裝置6所測 得的液位等于或小于預先存儲的液位范圍下限時，氣體容器液位測量裝置6 發出表示液位偏低的信號至氣體容器液位信號處理單元16，氣體容器液位信 號處理單元16接收該指令，驅動閥門驅動裝置25關閉閥門7，防止氣體從 出水口 13泄露。
根據本發明提供的第六種具體實施方式
，如圖8所示，本發明提供的燃 料電池增濕裝置還包括氣體容器液位測量裝置6、位于所述氣體容器l下部 的出水口 13、安裝在出水口 B上的閥門7和氣體容器液位控制單元28;氣 體容器液位測量裝置6為能夠發出電信號的液位測量裝置，用于測量氣體容 器1的液位，閥門7為電磁閥，如圖9所示，氣體容器液位控制單元28包 括氣體容器液位信號處理單元16，預先對氣體容器液位測量裝置6設定一個 液位范圍，如圖20所示，當氣體容器液位測量裝置6所測得的氣體容器1 的液位大于或等于預先存儲的液位范圍上限時，氣體容器液位測量裝置6發 出表示液位偏高的電信號至氣體容器液位信號處理單元16，氣體容器液位信 號處理單元16接收該電信號，打開閥門7，使得氣體容器1中的水從出水口13排出；當氣體容器液位測量裝置6所測得的氣體容器1的液位等于或小于 預先存儲的液位范圍下限時，氣體容器液位測量裝置6發出表示液位偏低的信號至氣體容器液位信號處理單元16，氣體容器液位信號處理單元16接收 該指令，關閉閥門7，防止氣體從出水口 13泄露。
根據本發明提供的第七種具體實施方式
，如圖7所示，本發明提供的燃 料電池增濕裝置還包括氣體容器液位測量裝置6、閥門驅動裝置25、位于所 述氣體容器l下部的出水口 13、安裝在出水口 13上的閥門7和氣體容器液 位控制單元28，氣體容器液位測量裝置6用于測量氣體容器1內部的水的液 位，為能夠發出電信號的液位測量裝置；閥門驅動裝置25與閥門7連接， 用于驅動閥門7，使閥門7打開或關閉；如圖9所示，氣體容器液位控制單 元28包括氣體容器液位信號接收辨別單元15和氣體容器液位信號處理單元 16;氣體容器液位信號接收辨別單元15預先存儲有一個表示液位范圍的電 信號范圍，氣體容器液位信號接收辨別單元15接收氣體容器液位測量裝置6 所測得的表示氣體容器1中的液位的電信號，并將該電信號與預先存儲的表 示液位范圍的電信號范圍進行比對；如圖21所示，當該電信號大于或等于 預先存儲的表示液位范圍的電信號范圍的上限時，氣體容器液位信號接收辨 別單元15向氣體容器液位信號處理單元16發出降低液位的指令，氣體容器 液位信號處理單元16接收該指令，氣體容器液位信號處理單元16接收該指 令，驅動閥門驅動裝置25打開閥門7，使得氣體容器1中的水從出水口 13 排出；當該電信號等于或小于預先存儲的表示液位范圍的電信號范圍的下限 時，氣體容器液位信號接收辨別單元15向氣體容器液位信號處理單元16發 出保持液位的指令，氣體容器液位信號處理單元16接收該指令，驅動閥門 驅動裝置25關閉閥門7，防止氣體從出水口 13泄露。
根據本發明的第八種具體實施方式
，如圖8所示，如本發明提供的燃料 電池增濕裝置還包括氣體容器液位測量裝置6、位于所述氣體容器1下部的
出水口 13、安裝在出水口 13上的閥門7和氣體容器液位控制單元28;氣體 容器液位測量裝置6為能夠發出電信號的液位測量裝置，用于測量氣體容器1內部的水的液位，閥門7為電磁閥；如圖9所示，氣體容器液位控制單元28包括氣體容器液位信號接收辨別單元15和氣體容器液位信號處理單元 16，氣體容器液位信號接收辨別單元15預先存儲有一個表示液位范圍的電 信號范圍，氣體容器液位信號接收辨別單元15接收氣體容器液位測量裝置6 所測得的表示氣體容器1中的液位的電信號，并將該電信號與預先存儲的表 示液位范圍的電信號范圍進行比對；如圖22所示，當該電信號大于或等于 預先存儲的表示液位范圍的電信號范圍的上限時，氣體容器液位信號接收辨 別單元15向氣體容器液位信號處理單元16發出降低液位的指令，氣體容器 液位信號處理單元16接收該指令，氣體容器液位信號處理單元16接收該指 令，打幵閥門7，使得氣體容器l中的水從出水口 13排出；當該電信號等于 或小于預先存儲的表示液位范圍的電信號范圍的下限時，氣體容器液位信號 接收辨別單元15向氣體容器液位信號處理單元16發出保持液位的指令，氣 體容器液位信號處理單元16接收該指令，關閉閥門7，防止氣體從出水口 13泄露。
本發明提供的第五至第八種具體實施方式
采用了氣體容器液位控制單 元28，使得本發明提供的燃料電池增濕裝置的氣體容器1的液位可以保持在 設定范圍之內，既不會因為氣體容器1中的液位過高而使氣體入口 11堵塞， 又不會因為氣體容器1中的液位過低而使反應氣體從出水口 13泄露。
根據本發明的第九種具體實施方式
，如圖IO所示，本發明提供的燃料 電池增濕裝置還包括管道16、加水裝置22、供水容器18、供水容器液位測 量裝置20和供水容器液位控制單元31;管道16的一端與霧化部件22連接， 用于將水引入霧化部件22，加水裝置22用于向供水容器18供水；供水容器 18通過管道16與霧化噴嘴2的霧化部件22連通，用于向霧化噴嘴2供水；供水容器液位測量裝置20用于測量供水容器18中的液位；供水容器液位測
量裝置20為能夠發出電信號的液位計，預先對供水容器液位測量裝置20設 定一個液位范圍，如圖11所示，供水容器液位控制單元31包括供水容器液 位信號處理單元24，如圖23所示，當供水容器液位測量裝置20測得的液位 大于或等于預先存儲的液位范圍的上限時，供水容器液位測量裝置20發出 表示液位偏高的電信號至供水容器液位信號處理單元24，供水容器液位信號 處理單元24接收該電信號，停止加水裝置22向供水容器18供水；當供水 容器液位測量裝置20測得的液位等于或小于預先存儲的液位范圍的下限時， 供水容器液位測量裝置20發出表示液位偏低的電信號至供水容器液位信號 處理單元24，供水容器液位信號處理單元24接收該電信號，啟動加水裝置 22向供水容器18供水。
根據本發明的第十種具體實施方式
，如圖IO所示，本發明提供的燃料 電池增濕裝置還包括管道16、加水裝置22、供水容器18、供水容器液位測 量裝置20和供水容器液位控制單元31;管道16的一端與霧化部件22連接， 用于將水引入霧化部件22，加水裝置22用于向供水容器18供水；供水容器 18通過管道16與霧化噴嘴2的霧化部件22連通，用于向霧化噴嘴2供水； 供水容器液位測量裝置20用于測量供水容器18中的液位，為能夠發出電信 號的液位計；如圖11所示，供水容器液位控制單元31包括供水容器液位信 號接收辨別單元30和供水容器液位信號處理單元24，供水容器液位信號接 收辨別單元30預先存儲有一個表示液位范圍的電信號范圍，供水容器液位 信號接收辨別單元30接收供水容器液位測量裝置20所測得的表示供水容器 18中的液位電信號，并將該電信號與預先存儲的表示液位范圍的電信號范圍 進行比對；如圖24所示，當該電信號大于或等于預先存儲的表示液位范圍 的電信號范圍的上限時，供水容器液位信號接收辨別單元30向供水容器液 位信號處理單元24發送保持液位的指令，供水容器液位信號處理單元24接收該指令，停止加水裝置22向供水容器18供水；當該電信號等于或小于所 述表示液位范圍的電信號范圍的下限時，供水容器液位信號接收辨別單元30 向供水容器液位信號處理單元24發出液位偏低的指令，供水容器液位信號 處理單元24接收該指令，啟動加水裝置22向供水容器18供水。
本發明提供的第九和第十個具體實施方式
采用了供水容器液位控制單 元31，使得供水容器18中的液位維持在設定范圍內，實現了液位自動控制。
根據本發明的第十一種具體實施方式
，如圖12所示，本發明提供的燃 料電池增濕裝置還包括調節閥驅動裝置3、氣體容器液位測量裝置6、位于 所述氣體容器1下部的出水口 13、安裝在出水口 13上的閥門7、閥門驅動 裝置25、加水裝置22、供水容器18、供水容器液位測量裝置20、電子控制 單元26;如圖13所示，電子控制單元26包括接收辨別單元29及控制單元 32;控制單元32包括氣體容器濕度控制單元27、氣體容器液位控制單元28 和供水容器液位控制單元29中的至少一個；氣體容器濕度控制單元27包括 氣體容器濕度信號處理單元10;氣體容器液位控制單元28包括氣體容器液 位信號處理單元16;供水容器液位控制單元29包括供水容器液位信號處理 單元24;氣體容器濕度測量裝置5是可以發出電信號的濕度測量裝置，調節
闊驅動裝置3用于驅動水量調節閥17,調節進入霧化噴嘴2的水量；氣體容 器液位測量裝置6是可以發出電信號的液位測量裝置，用于測定氣體容器1 中的液位；閥門驅動裝置25用于驅動閥門7，使閥門7打開或關閉；加水裝 置22用于向供水容器18供水；供水容器18通過管道16與霧化噴嘴2的霧 化部件22連通，用于向霧化噴嘴2供水；供水容器液位測量裝置20是可以 發出電信號的液位測量裝置，用于測定供水容器18中的液位；預先對氣體 容器濕度測量裝置5設定一個氣體容器濕度范圍；預先對氣體容器液位測量 裝置6設定一個氣體容器液位范圍，并且預先對供水容器液位測量裝置20 設定一個供水容器液位范圍；當氣體容器濕度測量裝置5檢測到的氣體的濕度大于或等于設定的氣體容器濕度范圍的上限時，氣體容器濕度測量裝置5 發出表示濕度偏大的電信號至接收辨別單元29;當氣體容器濕度測量裝置5 檢測到的氣體的濕度等于或小于設定的氣體容器濕度范圍的下限時，氣體容器濕度測量裝置5發出表示濕度偏小的電信號至接收辨別單元29;當氣體容 器濕度測量裝置5檢測到的氣體的濕度在設定的氣體容器濕度范圍的上限和 下限之間時，氣體容器濕度測量裝置5發出表示濕度正常的電信號至接收辨 別單元29;當氣體容器液位測量裝置6檢測到的氣體容器1的液位大于或等 于設定的氣體容器液位范圍的上限時，氣體容器液位測量裝置6發出表示氣 體容器液位偏高的電信號至接收辨別單元29;當氣體容器液位測量裝置6 檢測到的氣體容器l的液位小于設定的氣體容器液位范圍的下限時，氣體容 器液位測量裝置6發出表示氣體容器液位偏低的電信號至接收辨別單元29; 當供水容器液位測量裝置20檢測到的供水容器18中的液位大于或等于設定 的供水容器液位范圍的上限時，供水容器液位測量裝置20發出表示供水容 器液位偏高的電信號至接收辨別單元29;當供水容器液位測量裝置20的液 位等于或小于設定的供水容器液位范圍的下限時，供水容器液位測量裝置20 發出表示供水容器液位偏低的電信號至接收辨別單元29;如圖25所示，接 收辨別單元29接收來自氣體容器濕度測量裝置5、氣體容器液位測量裝置6 和供水容器液位測量裝置20的電信號并對該電信號進行辨別；當該電信號 來自氣體容器濕度測量裝置5時，接收辨別單元29辨別該信號為濕度電信 號，接收辨別單元29發送啟動指令至氣體容器濕度控制單元27，啟動氣體 容器濕度控制單元27，當該濕度電信號為表示濕度偏大的電信號時，氣體容 器濕度信號處理單元10調節閥驅動裝置3調節水量調節閥17，使進入霧化 噴嘴2的水量減少；當該濕度電信號為表示濕度偏小的電信號時，氣體容器 濕度信號處理單元10調節閥驅動裝置3調節水量調節閥17，使進入霧化噴 嘴2的水量增加；當該濕度電信號為表示濕度正常的電信號時，氣體容器濕度信號處理單元10停止調節閥驅動裝置3;當該電信號來自氣體容器液位測 量裝置6時，接收辨別單元29辨別該信號是氣體容器液位電信號，接收辨
別單元29發送啟動指令至氣體容器液位控制單元28，啟動氣體容器液位控 制單元28，當該氣體容器液位電信號為表示氣體容器液位偏高的信號時，氣 體容器液位信號處理單元16驅動閥門驅動裝置25打開閥門7，使得氣體容 器1中的水從出水口 13排出；當該氣體容器液位電信號為表示氣體容器液 位偏低的電信號時，氣體容器液位信號處理單元16驅動閥門驅動裝置25關 閉閥門7，防止氣體從出水口 13泄露；當該電信號來自供水容器液位測量裝 置20時，接收辨別單元29辨別該電信號是供水容器液位電信號，接收辨別 單元29發送啟動指令至供水容器液位控制單元31 ，啟動供水容器液位控制 單元31，當該供水容器液位電信號為表示供水容器液位偏高的電信號時，供 水容器液位信號處理單元24停止加水裝置22向供水容器18供水；當該供 水容器液位信號為表示供水容器液位偏低的電信號時，供水容器液位信號處 理單元24啟動加水裝置22向供水容器18供水。
根據本發明提供的第十二種具體實施方式
，如圖14所示，本發明提供 的燃料電池增濕裝置還包括氣體容器液位測量裝置6、位于所述氣體容器1 下部的出水口 13、安裝在出水口 13上的閥門7、加水裝置22、供水容器18、 供水容器液位測量裝置20、電子控制單元26;如圖13所示，電子控制單元 26包括接收辨別單元29及控制單元32;控制單元32包括氣體容器濕度控 制單元27、氣體容器液位控制單元28和供水容器液位控制單元29中的至少 一個；氣體容器濕度控制單元27包括氣體容器濕度信號接收辨別單元9和 氣體容器濕度信號處理單元10;氣體容器液位控制單元28包括氣體容器液 位信號接收辨別單元15和氣體容器液位信號處理單元16;供水容器液位控 制單元29包括供水容器液位信號接收辨別單元30和供水容器液位信號處理 單元24;氣體容器濕度測量裝置5是可以發出電信號的濕度測量裝置，水量
調節闊17為電磁閥；氣體容器液位測量裝置6是可以發出電信號的液位測
量裝置，用于測定氣體容器1中的液位；閥門7為電磁閥；加水裝置22用 于向供水容器18供水；供水容器18通過管道16與霧化噴嘴2的霧化部件 22連通，用于向霧化噴嘴2供水；供水容器液位測量裝置20是可以發出電 信號的液位測量裝置，用于測定供水容器18中的液位；氣體容器濕度測量 裝置5發送檢測到的表示氣體的濕度的電信號至接收辨別單元29，氣體容器 液位測量裝置6發送檢測到的表示氣體容器1液位的電信號至接收辨別單元 29，供水容器液位測量裝置20發送檢測到的表示供水容器18中的液位的電 信號至接收辨別單元29;如圖26所示，接收辨別單元29接收氣體容器濕度 測量裝置5發送的表示氣體的濕度的電信號、氣體容器液位測量裝置6發送 的表示氣體容器1液位的電信號以及供水容器液位測量裝置20發送的表示 供水容器18中的液位的電信號，對這些信號進行辨別；當該電信號來自氣 體容器濕度測量裝置5時，接收辨別單元29辨別該信號為濕度電信號，并 將該電信號發送至氣體容器濕度控制單元27;氣體容器濕度控制單元27中 的氣體容器濕度信號接收辨別單元9預先存儲有一個表示濕度范圍的電信號 范圍，氣體容器濕度信號接收辨別單元9接收來自接收辨別單元29的氣體 容器濕度測量裝置5檢測到的表示氣體濕度的電信號，并將該電信號與預先 存儲的表示濕度范圍的電信號范圍進行比對；當該電信號大于或等于預先存 儲的表示濕度范圍的電信號范圍的上限時，氣體容器濕度信號接收辨別單元 9向氣體容器濕度信號處理單元10發出減少進水量的指令，氣體容器濕度信 號處理單元10接收該指令，調節水量調節閥17，使進入霧化噴嘴2的水量 減少；當該電信號等于或小于預先存儲的表示濕度范圍的電信號范圍的下限 時，氣體容器濕度信號接收辨別單元9向氣體容器濕度信號處理單元10發 出增加進水量的指令，氣體容器濕度信號處理單元10接收該指令，調節水 量調節閥17，使進入霧化噴嘴2的水量增加；當該電信號在預先存儲的表示濕度范圍的電信號范圍的上限和下限之間時，氣體容器濕度信號接收辨別單 元9向氣體容器濕度信號處理單元10發出保持進水量的指令，氣體容器濕 度信號處理單元10接收該指令，保持水量調節閥17處于當前狀態；當該電信號來自氣體容器液位測量裝置6時，接收辨別單元29辨別該信號是氣體 容器液位電信號，接收辨別單元29發送該電信號至氣體容器液位控制單元 28;氣體容器液位控制單元28中的氣體容器液位信號接收辨別單元15預先 存儲有一個表示液位范圍的電信號范圍，氣體容器液位信號接收辨別單元15 接收來自接收辨別單元29的氣體容器液位測量裝置6所測得的表示氣體容 器1中的液位的電信號，并且將該電信號與預先存儲的表示液位范圍的電信 號范圍進行比對；如圖23所示，當該電信號大于或等于預先存儲的表示液 位范圍的電信號范圍的上限時，氣體容器液位信號接收辨別單元15向氣體 容器液位信號處理單元16發出降低液位的指令，氣體容器液位信號處理單 元16接收該指令，氣體容器液位信號處理單元16接收該指令，打開閥門7， 使得氣體容器1中的水從出水口 13排出；當該電信號等于或小于預先存儲 的表示液位范圍的電信號范圍的下限時，氣體容器液位信號接收辨別單元15 向氣體容器液位信號處理單元16發出保持液位的指令，氣體容器液位信號 處理單元16接收該指令，關閉閥門7，防止氣體從出水口 13泄露；當該電 信號來自供水容器液位測量裝置20時，接收辨別單元29辨別該電信號是供 水容器液位電信號，接收辨別單元29發送該電信號至供水容器液位控制單 元31，啟動供水容器液位控制單元31中的供水容器液位信號接收辨別單元 30預先存儲有一個表示液位范圍的電信號范圍，供水容器液位信號接收辨別 單元30接收來自接收辨別單元29的供水容器液位測量裝置20所測得的表 示供水容器18中的液位的電信號，并將該電信號與預先存儲的表示液位范 圍的電信號范圍進行比對；當該電信號大于或等于預先存儲的表示液位范圍 的電信號范圍的上限時，供水容器液位信號接收辨別單元30向供水容器液位信號處理單元24發送保持液位的指令，供水容器液位信號處理單元24接
收該指令，停止加水裝置22向供水容器18供水；當該電信號等于或小于所 述表示液位范圍的電信號范圍的下限時，供水容器液位信號接收辨別單元30 向供水容器液位信號處理單元24發出液位偏低的指令，供水容器液位信號 處理單元24接收該指令，啟動加水裝置22向供水容器18供水。
本發明提供的第十一種和第十二種具體實施方式
采用了電子控制單元 26，對進入燃料電池的反應氣體的濕度、氣體容器1中的液位和供水容器18 中的液位進行自動控制，完成了對本發明提供的燃料電池增濕裝置的自動控 制。
所述調節閥驅動裝置3與水量調節閥17連接，用于調節水量調節閥17 從而調節霧化噴嘴2的進水量，所述調節閥驅動裝置3為任意可以調節水量 調節閥17的驅動裝置，例如，可以為電動機。
所述氣體容器液位測量裝置6為任意可以測量氣體容器1中液位的裝 置。優選情況下，氣體容器液位測量裝置6為可以發出電信號的液位計，例 如超聲波液位計。預先對氣體容器液位測量裝置6設定一個液位范圍，所述 液位范圍的上限的高度比所述氣體進氣口 11低1-3厘米，所述液位范圍的下 限的高度比所述出水口 13高1-3厘米，當氣體容器液位測量裝置6所測得 的液位不在預定的范圍內時，氣體容器液位測量裝置6發出電信號。
所述閥門驅動裝置25與液位控制器14和閥門7連接，用于調節閥門7， 所述閥門驅動裝置25為任意可以調節閥門7的驅動裝置，例如，可以為電 動機。
所述加水裝置22與水容器18內部連通，用于向供水容器18供應水。 加水裝置22為任意可以向供水容器18供應水的裝置，例如自來水管。
所述供水容器18通過管道16與霧化噴嘴2的霧化部件22連通，用于 向霧化噴嘴2供水，所述供水容器18可以為任意可以存儲水的容器，例如水槽。
所述供水容器液位測量裝置20為任意可以測量供水容器18中水的液位 的儀器，用于測量供水容器18中的水的液位，優選情況下，供水容器液位
測量裝置20為可以發出電信號的液位計，例如超聲波液位計。預先對供水 容器液位測量裝置20設定一個液位范圍，所述液位范圍可以為所述供水容 器液位測量裝置20高度的百分之十至百分之九十。當供水容器液位測量裝 置20所測得的液位不在預定的范圍內時，供水容器液位測量裝置20發出電 信號。
所述氣體容器濕度控制單元27為任意可以控制氣體濕度的控制器，所 述氣體容器液位控制單元28為任意可以控制氣體容器1中液位的控制器， 所述供水容器液位控制單元31為任意可以控制供水容器18中液位的控制 器，例如可以為PLC或單片機。所述氣體容器濕度控制單元27、所述氣體 容器液位控制單元28和所述供水容器液位控制單元31可以為一個控制單 元。
權利要求
1、一種燃料電池增濕裝置，該裝置包括氣體容器(1)，氣體容器(1)具有與氣體容器(1)內部連通的氣體進氣口(11)和氣體出氣口(12)；其中，該增濕裝置還包括霧化噴嘴(2)、水量調節閥(17)和氣體容器濕度測量裝置(5)；霧化噴嘴(2)包括霧化部件(22)和水霧出口(23)，霧化部件(22)用于將水霧化，水霧出口(23)位于所述氣體容器(1)的內部，用于將經過霧化后的水霧噴入氣體容器(1)中；水量調節閥(17)用于調節霧化噴嘴(2)的進水量；氣體容器濕度測量裝置(5)位于氣體容器(1)的氣體出氣口(12)處，用于檢測流經氣體出氣口(12)的氣體的濕度；當氣體容器濕度測量裝置(5)檢測到的氣體的濕度不在預定范圍內時，通過水量調節閥(17)調節霧化噴嘴(2)的進水量，直至氣體容器濕度測量裝置(5)檢測到的氣體的濕度達到預定范圍內。
2、 根據權利要求l所述的裝置，其中，該裝置還包括管道(16)，管道 (16)的一端與霧化部件(22)連接，用于將水引入霧化部件(22)，水量調節閥(17)安裝在霧化部件(22)上或管道(16)上。
3、 根據權利要求1或2所述的裝置，其中，水量調節閥(17)為針閥、 球閥或電磁閥。
4、 根據權利要求1所述的裝置，其中，氣體容器濕度測量裝置(5)為 超聲波濕度計或濕度傳感器。
5、 根據權利要求1所述的裝置，其中，該裝置還包括氣體容器濕度控 制單元(27)和調節閥驅動裝置(3);氣體容器濕度測量裝置(5)為能夠 發出電信號的濕度測量裝置，調節閥驅動裝置(3)與水量調節閥(17)連接，用于調節水量調節閥(17)從而調節霧化噴嘴(2)的進水量；氣體容 器濕度控制單元(27)包括氣體容器濕度信號處理單元(10)，預先對氣體容器濕度測量裝置(5)設定一個濕度范圍，當氣體容器濕度測量裝置(5)檢測到的氣體的濕度大于或等于預先存儲的濕度范圍的上限時，氣體容器濕度測量裝置(5)發出表示濕度偏大的電信號至氣體容器濕度信號處理單元 (10)，氣體容器濕度信號處理單元(10)接收該信號，驅動調節閥驅動裝 置(3)調節水量調節閥(17)，使進入霧化噴嘴(2)的水量減少；當氣體 容器濕度測量裝置(5)檢測到的氣體的濕度等于或小于預先存儲的濕度范 圍的下限時，氣體容器濕度測量裝置(5)發出表示濕度偏小的電信號至氣 體容器濕度信號處理單元(10)，氣體容器濕度信號處理單元(10)接收該 信號，驅動調節閩驅動裝置(3)調節水量調節閥(17)，使進入霧化噴嘴(2) 的水量增加；當氣體的濕度在預先存儲的濕度范圍的上限和下限之間時，溫 度測量裝置(5)不發出電信號或向氣體容器濕度信號處理單元(10)發出 濕度正常的電信號，氣體容器濕度信號處理單元(10)接收該信號，停止調 節閥驅動裝置(3)。
6、根據權利要求1所述的裝置，其中，該裝置還包括氣體容器濕度控 制單元(27)，氣體容器濕度測量裝置(5)為能夠發出電信號的濕度測量裝 置，水量調節閥(17)為電磁閥；氣體容器濕度控制單元(27)包括氣體容 器濕度信號處理單元(10)，預先對氣體容器濕度測量裝置(5)設定一個濕 度范圍，當氣體容器濕度測量裝置(5)檢測到的氣體的濕度大于或等于預 先存儲的濕度范圍的上限時，氣體容器濕度測量裝置(5)發出表示濕度偏 大的電信號至氣體容器濕度信號處理單元(10)，氣體容器濕度信號處理單 元(10)接收該電信號，調節水量調節閥(17)，使進入霧化噴嘴(2)的水 量減少；當氣體容器濕度測量裝置(5)檢測到的氣體的濕度等于或小于預先存儲的濕度范圍的下限時，氣體容器濕度測量裝置(5)發出表示濕度偏小的電信號至氣體容器濕度信號處理單元(10)，氣體容器濕度信號處理單元(10)接收該電信號，調節水量調節閥(17)，使進入霧化噴嘴(2)的水量增加；當氣體容器濕度測量裝置(5)檢測到的氣體的濕度在預先存儲的濕度范圍的上限和下限之間時，氣體容器濕度測量裝置(5)發出表示濕度 正常的電信號至氣體容器濕度信號處理單元(10)，氣體容器濕度信號處理 單元(10)接收該電信號，保持水量調節閥(17)處于當前狀態。
7、根據權利要求1所述的裝置，其中，該裝置還包括氣體容器濕度控制單元(27)和調節閥驅動裝置(3);調節閥驅動裝置(3)與水量調節閥(17)連接，用于調節水量調節閥(17)從而調節霧化噴嘴(2)的進水量， 氣體容器濕度控制單元(27)包括氣體容器濕度信號接收辨別單元(9)和 氣體容器濕度信號處理單元(10)，氣體容器濕度信號接收辨別單元(9)預先存儲有一個表示濕度范圍的電信號范圍，氣體容器濕度信號接收辨別單元(9)接收氣體容器濕度測量裝置(5)檢測到的表示氣體的濕度的電信號， 將該電信號與預先存儲的表示濕度范圍的電信號范圍進行比對；當該電信號大于或等于預先存儲的表示濕度范圍的電信號范圍的上限時，氣體容器濕度 信號接收辨別單元(9)向氣體容器濕度信號處理單元(10)發出減少進水 量的指令，氣體容器濕度信號處理單元(10)接收該指令，驅動調節閥驅動 裝置(3)調節水量調節閥(17)，使進入霧化噴嘴(2)的水量減少；當該 電信號等于或小于預先存儲的表示濕度范圍的電信號范圍的下限時，氣體容器濕度信號接收辨別單元(9)向氣體容器濕度信號處理單元(10)發出增 加進水量的指令，氣體容器濕度信號處理單元(10)接收該指令，驅動調節 閥驅動裝置(3)調節水量調節閥(17)，使進入霧化噴嘴(2)的水量增加; 當該電信號在預先存儲的表示濕度范圍的電信號范圍的上限和下限之間時，氣體容器濕度信號接收辨別單元(9)向氣體容器濕度信號處理單元(10) 發出保持進水量的指令，氣體容器濕度信號處理單元(10)接收該指令，停 止驅動調節閥驅動裝置(3)。
8、 根據權利要求1所述的裝置，其中，該裝置還包括氣體容器濕度控 制單元(27),水量調節閥(17)為電磁閥；氣體容器濕度控制單元(27) 包括氣體容器濕度信號接收辨別單元(9)和氣體容器濕度信號處理單元(10);氣體容器濕度信號接收辨別單元(9)預先存儲有一個表示濕度范圍 的電信號范圍，氣體容器濕度信號接收辨別單元(9)接收氣體容器濕度測 量裝置(5)檢測到的表示氣體濕度的電信號，并將該電信號與預先存儲的 表示濕度范圍的電信號范圍進行比對；當該電信號大于或等于預先存儲的表 示濕度范圍的電信號范圍的上限時，氣體容器濕度信號接收辨別單元(9) 向氣體容器濕度信號處理單元(10)發出減少進水量的指令，氣體容器濕度 信號處理單元(10)接收該指令，調節水量調節閥(17)，使進入霧化噴嘴(2)的水量減少；當該電信號等于或小于預先存儲的表示濕度范圍的電信 號范圍的下限時，氣體容器濕度信號接收辨別單元(9)向氣體容器濕度信 號處理單元(10)發出增加進水量的指令，氣體容器濕度信號處理單元(10) 接收該指令，調節水量調節閥(17)，使進入霧化噴嘴(2)的水量增加；當 該電信號在預先存儲的表示濕度范圍的電信號范圍的上限和下限之間時，氣 體容器濕度信號接收辨別單元(9)向氣體容器濕度信號處理單元(10)發 出保持進水量的指令，氣體容器濕度信號處理單元(10)接收該指令，保持 水量調節閥(17)處于當前狀態。
9、 根據權利要求1或5所述的裝置，其中，該裝置還包括氣體容器液 位測量裝置(6)、閥門驅動裝置(25)、位于所述氣體容器(1)下部的出水口(13)、安裝在出水口(13)上的閥門(7)和氣體容器液位控制單元(28); 氣體容器液位測量裝置(6)用于測量氣體容器(1)內部的水的液位，為能夠發出電信號的液位測量裝置；闊門驅動裝置(25)與閥門(7)連接，用于驅動閥門(7)，使閥門(7)打開或關閉；氣體容器液位控制單元(28) 包括氣體容器液位信號處理單元(16)，預先對氣體容器液位測量裝置(6) 設定一個液位范圍，當氣體容器液位測量裝置(6)所測得的氣體容器(1) 的液位大于或等于預先存儲的液位范圍的上限時，氣體容器液位測量裝置 (6)發出表示液位偏高的電信號至氣體容器液位信號處理單元(16)，氣體容器液位信號處理單元(16)接收該電信號，驅動閥門驅動裝置(25)打開閥門(7)，使得氣體容器(1)中的水從出水口 (13)排出；當氣體容器液位測量裝置(6)所測得的液位等于或小于預先存儲的液位范圍下限時，氣體容器液位測量裝置(6)發出表示液位偏低的信號至氣體容器液位信號處 理單元(16)，氣體容器液位信號處理單元(16)接收該指令，驅動閥門驅動裝置(25)關閉閥門(7)，防止氣體從出水口 (13)泄露。
10、根據權利要求1或5所述的裝置，其中，該裝置還包括氣體容器液位測量裝置(6)、位于所述氣體容器(1)下部的出水口(13)、安裝在出水口(13)上的閥門(7)和氣體容器液位控制單元(28);氣體容器液位測量裝置(6)為能夠發出電信號的液位測量裝置，用于測量氣體容器(1)的液位，閥門(7)為電磁閥，氣體容器液位控制單元(28)包括氣體容器液位信號處理單元(16)，預先對氣體容器液位測量裝置(6)設定一個液位范圍，當氣體容器液位測量裝置(6)所測得的氣體容器(1)的液位大于或等于預 先存儲的液位范圍上限時，氣體容器液位測量裝置(6)發出表示液位偏高的電信號至氣體容器液位信號處理單元(16)，氣體容器液位信號處理單元(16)接收該電信號，打開閥門(7)，使得氣體容器(1)中的水從出水口(13)排出；當氣體容器液位測量裝置(6)所測得的氣體容器(1)的液位 等于或小于預先存儲的液位范圍下限時，氣體容器液位測量裝置(6)發出 表示液位偏低的信號至氣體容器液位信號處理單元(16)，氣體容器液位信號處理單元(16)接收該指令，關閉閥門(7)，防止氣體從出水口 (13)泄露。
11、根據權利要求1或5所述的裝置，其中，該裝置還包括氣體容器液 位測量裝置(6)、閥門驅動裝置(25)、位于所述氣體容器(1)下部的出水 口 (13)、安裝在出水口 (13)上的閥門(7)和氣體容器液位控制單元(28)， 氣體容器液位測量裝置(6)用于測量氣體容器(1)內部的水的液位，為能 夠發出電信號的液位測量裝置；閥門驅動裝置(25)與閥門(7)連接，用 于驅動閥門(7)，使閥門(7)打開或關閉；氣體容器液位控制單元(28) 包括氣體容器液位信號接收辨別單元(15)和氣體容器液位信號處理單元 (16)，氣體容器液位信號接收辨別單元(15)預先存儲有一個表示液位范 圍的電信號范圍，氣體容器液位信號接收辨別單元(15)接收氣體容器液位 測量裝置(6)所測得的表示氣體容器(1)中的液位的電信號，并將該電信 號與預先存儲的表示液位范圍的電信號范圍進行比對；當該電信號大于或等 于預先存儲的表示液位范圍的電信號范圍的上限時，氣體容器液位信號接收 辨別單元(15)向氣體容器液位信號處理單元(16)發出降低液位的指令， 氣體容器液位信號處理單元(16)接收該指令，氣體容器液位信號處理單元 (16)接收該指令，驅動閥門驅動裝置(25)打開閥門(7)，使得氣體容器 (1)中的水從出水口 (13)排出；當該電信號等于或小于預先存儲的表示 液位范圍的電信號范圍的下限時，氣體容器液位信號接收辨別單元(15)向 氣體容器液位信號處理單元(16)發出保持液位的指令，氣體容器液位信號 處理單元(16)接收該指令，驅動閥門驅動裝置(25)關閉閥門(7)，防止氣體從出水口 (13)泄露。
12、 根據權利要求1或5所述的裝置，其中，該裝置還包括氣體容器液 位測量裝置(6)、位于所述氣體容器(1)下部的出水口 (13)、安裝在出水 口 (13)上的閥門(7)和氣體容器液位控制單元(28);氣體容器液位測量 裝置(6)為能夠發出電信號的液位測量裝置，用于測量氣體容器(1)內部 的水的液位，閥門(7)為電磁閥；氣體容器液位控制單元(28)包括氣體 容器液位信號接收辨別單元(15)和氣體容器液位信號處理單元(16)，氣 體容器液位信號接收辨別單元(15)預先存儲有一個表示液位范圍的電信號 范圍，氣體容器液位信號接收辨別單元(15)接收氣體容器液位測量裝置(6) 所測得的表示氣體容器(1)中的液位的電信號，并將該電信號與預先存儲 的表示液位范圍的電信號范圍進行比對；當該電信號大于或等于預先存儲的 表示液位范圍的電信號范圍的上限時，氣體容器液位信號接收辨別單元(15) 向氣體容器液位信號處理單元(16)發出降低液位的指令，氣體容器液位信 號處理單元(16)接收該指令，氣體容器液位信號處理單元(16)接收該指 令，打開閥門(7)，使得氣體容器(1)中的水從出水口 (13)排出；當該 電信號等于或小于預先存儲的表示液位范圍的電信號范圍的下限時，氣體容 器液位信號接收辨別單元(15)向氣體容器液位信號處理單元(16)發出保 持液位的指令，氣體容器液位信號處理單元(16)接收該指令，關閉閥門(7)， 防止氣體從出水口 (13)泄露。
13、 根據權利要求1或5所述的裝置，其中，該裝置還包括管道(16)、 加水裝置(22)、供水容器(18)、供水容器液位測量裝置(20)和供水容器 液位控制單元(31);管道(16)的一端與霧化部件(22)連接，用于將水 引入霧化部件(22)，加水裝置(22)用于向供水容器(18)供水；供水容器(18)通過管道(16)與霧化噴嘴(2)的霧化部件(22)連通，用于向霧化噴嘴(2)供水；供水容器液位測量裝置(20)用于測量供水容器(18) 中的液位；供水容器液位測量裝置(20)為能夠發出電信號的液位計，預先對供水容器液位測量裝置(20)設定一個液位范圍，供水容器液位控制單元 (31)包括供水容器液位信號處理單元(24)，當供水容器液位測量裝置(20) 測得的液位大于或等于預先存儲的液位范圍的上限時，供水容器液位測量裝置(20)發出表示液位偏高的電信號至供水容器液位信號處理單元(24)， 供水容器液位信號處理單元(24)接收該電信號，停止加水裝置(22)向供水容器(18)供水；當供水容器液位測量裝置(20)測得的液位等于或小于預先存儲的液位范圍的下限時，供水容器液位測量裝置(20)發出表示液位偏低的電信號至供水容器液位信號處理單元(24)，供水容器液位信號處理單元(24)接收該電信號，啟動加水裝置(22)向供水容器(18)供水。
14、根據權利要求1或5所述的裝置，其中，該裝置還包括該裝置還包括管道(16)、加水裝置(22)、供水容器(18)、供水容器液位測量裝置(20) 和供水容器液位控制單元(31);管道(16)的一端與霧化部件(22)連接， 用于將水引入霧化部件(22)，加水裝置(22)用于向供水容器(18)供水； 供水容器(18)通過管道(16)與霧化噴嘴(2)的霧化部件(22)連通， 用于向霧化噴嘴(2)供水；供水容器液位測量裝置(20)用于測量供水容器(18)中的液位，為能夠發出電信號的液位計；供水容器液位控制單元(31) 包括供水容器液位信號接收辨別單元(30)和供水容器液位信號處理單元 (24)，供水容器液位信號接收辨別單元(30)預先存儲有一個表示液位范圍的電信號范圍，供水容器液位信號接收辨別單元(30)接收供水容器液位測量裝置(20)所測得的表示供水容器(18)中的液位電信號，并將該電信號與預先存儲的表示液位范圍的電信號范圍進行比對；當該電信號大于或等于預先存儲的表示液位范圍的電信號范圍的上限時，供水容器液位信號接收辨別單元(30)向供水容器液位信號處理單元(24)發送保持液位的指令， 供水容器液位信號處理單元(24)接收該指令，停止加水裝置(22)向供水 容器(18)供水；當該電信號等于或小于所述表示液位范圍的電信號范圍的 下限時，供水容器液位信號接收辨別單元(30)向供水容器液位信號處理單 元(24)發出液位偏低的指令，供水容器液位信號處理單元(24)接收該指 令，啟動加水裝置(22)向供水容器(18)供水。
15、根據權利要求1所述的裝置，其中，該裝置還包括調節閥驅動裝置 (3)、氣體容器液位測量裝置(6)、位于所述氣體容器(1)下部的出水口 (13)、安裝在出水口 (13)上的閥門(7)、閥門驅動裝置(25)、加水裝置 (22)、供水容器(18)、供水容器液位測量裝置(20)、電子控制單元(26); 電子控制單元(26)包括接收辨別單元(29)及控制單元(32)，控制 單元(32)包括氣體容器濕度控制單元(27)、氣體容器液位控制單元(28) 和供水容器液位控制單元(29)中的至少一個；氣體容器濕度控制單元(27)包括氣體容器濕度信號處理單元(10); 氣體容器液位控制單元(28)包括氣體容器液位信號處理單元(16);供水 容器液位控制單元(29)包括供水容器液位信號處理單元(24);氣體容器濕度測量裝置(5)是可以發出電信號的濕度測量裝置，調節 閥驅動裝置(3)用于驅動水量調節閥(17)，調節進入霧化噴嘴(2)的水量； 氣體容器液位測量裝置(6)是可以發出電信號的液位測量裝置，用于 測定氣體容器(1)中的液位；閥門驅動裝置(25)用于驅動閥門(7)，使 閥門(7)打開或關閉；加水裝置(22)用于向供水容器(18)供水；供水容器(18)通過管道 (16)與霧化噴嘴(2)的霧化部件(22)連通，用于向霧化噴嘴(2)供水；供水容器液位測量裝置(20)是可以發出電信號的液位測量裝置，用于測定 供水容器(18)中的液位；預先對氣體容器濕度測量裝置(5)設定一個氣體容器濕度范圍；預先 對氣體容器液位測量裝置(6)設定一個氣體容器液位范圍，并且預先對供 水容器液位測量裝置(20)設定一個供水容器液位范圍；當氣體容器濕度測量裝置(5)檢測到的氣體的濕度大于或等于設定的 氣體容器濕度范圍的上限時，氣體容器濕度測量裝置(5)發出表示濕度偏大的電信號至接收辨別單元(29);當氣體容器濕度測量裝置(5)檢測到的氣體的濕度等于或小于設定的氣體容器濕度范圍的下限時，氣體容器濕度測量裝置(5)發出表示濕度偏小的電信號至接收辨別單元(29);當氣體容器 濕度測量裝置(5)檢測到的氣體的濕度在設定的氣體容器濕度范圍的上限 和下限之間時，氣體容器濕度測量裝置(5)發出表示濕度正常的電信號至接收辨別單元(29);當氣體容器液位測量裝置(6)檢測到的氣體容器(1)的液位大于或等 于設定的氣體容器液位范圍的上限時，氣體容器液位測量裝置(6)發出表示氣體容器液位偏高的電信號至接收辨別單元(29);當氣體容器液位測量裝置(6)檢測到的氣體容器(1)的液位小于設定的氣體容器液位范圍的下 限時，氣體容器液位測量裝置(6)發出表示氣體容器液位偏低的電信號至 接收辨別單元(29);當供水容器液位測量裝置(20)檢測到的供水容器(18)中的液位大于 或等于設定的供水容器液位范圍的上限時，供水容器液位測量裝置(20)發 出表示供水容器液位偏高的電信號至接收辨別單元(29);當供水容器液位 測量裝置(20)的液位等于或小于設定的供水容器液位范圍的下限時，供水 容器液位測量裝置(20)發出表示供水容器液位偏低的電信號至接收辨別單元(29);接收辨別單元(29)接收來自氣體容器濕度測量裝置(5)、氣體容器液位測量裝置(6)和供水容器液位測量裝置(20)的電信號并對該電信號進行辨別；當該電信號來自氣體容器濕度測量裝置(5)時，接收辨別單元(29) 辨別該信號為濕度電信號，接收辨別單元(29)發送啟動指令至氣體容器濕度控制單元(27)，啟動氣體容器濕度控制單元(27)，當該濕度電信號為表示濕度偏大的電信號時，氣體容器濕度信號處理單元(10)調節閥驅動裝置 (3)調節水量調節閥(17)，使進入霧化噴嘴(2)的水量減少；當該濕度 電信號為表示濕度偏小的電信號時，氣體容器濕度信號處理單元(10)調節閥驅動裝置(3)調節水量調節閥(17)，使進入霧化噴嘴(2)的水量增加； 當該濕度電信號為表示濕度正常的電信號時，氣體容器濕度信號處理單元 (10)停止調節閥驅動裝置(3);當該電信號來自氣體容器液位測量裝置(6)時，接收辨別單元(29) 辨別該信號是氣體容器液位電信號，接收辨別單元(29)發送啟動指令至氣體容器液位控制單元(28)，啟動氣體容器液位控制單元(28)，當該氣體容 器液位電信號為表示氣體容器液位偏高的信號時，氣體容器液位信號處理單元(16)驅動閥門驅動裝置(25)打開閥門(7)，使得氣體容器(1)中的水從出水口 (13)排出；當該氣體容器液位電信號為表示氣體容器液位偏低的電信號時，氣體容器液位信號處理單元(16)驅動閥門驅動裝置(25)關閉閥門(7)，防止氣體從出水口 (13)泄露；當該電信號來自供水容器液位測量裝置(20)時，接收辨別單元(29) 辨別該電信號是供水容器液位電信號，接收辨別單元(29)發送啟動指令至供水容器液位控制單元(31),啟動供水容器液位控制單元(31)，當該供水容器液位電信號為表示供水容器液位偏高的電信號時，供水容器液位信號處 理單元(24)停止加水裝置(22)向供水容器(18)供水；當該供水容器液位信號為表示供水容器液位偏低的電信號時，供水容器液位信號處理單元(24)啟動加水裝置(22)向供水容器(18)供水。
16、根據權利要求1所述的裝置，其中，該裝置還包括氣體容器液位測量裝置(6)、位于所述氣體容器(l)下部的出水口(13)、安裝在出水口(13)上的閥門(7)、加水裝置(22)、供水容器(18)、供水容器液位測量裝置(20)、 電子控制單元(26);電子控制單元(26)包括接收辨別單元(29)及控制單元(32)，控制 單元(32)包括氣體容器濕度控制單元(27)、氣體容器液位控制單元(28) 和供水容器液位控制單元(29)中的至少一個；氣體容器濕度控制單元(27)包括氣體容器濕度信號接收辨別單元(9) 和氣體容器濕度信號處理單元(10);氣體容器液位控制單元(28)包括氣體容器液位信號接收辨別單元(15)和氣體容器液位信號處理單元(16); 供水容器液位控制單元(29)包括供水容器液位信號接收辨別單元(30)和供水容器液位信號處理單元(24);氣體容器濕度測量裝置(5)是可以發出電信號的濕度測量裝置，水量調節閥(17)為電磁閥；氣體容器液位測量裝置(6)是可以發出電信號的液位測量裝置，用于測定氣體容器(1)中的液位；閥門(7)為電磁閥；加水裝置(22)用于向供水容器(18)供水；供水容器(18)通過管道(16)與霧化噴嘴(2)的霧化部件(22)連通，用于向霧化噴嘴(2)供水； 供水容器液位測量裝置(20)是可以發出電信號的液位測量裝置，用于測定供水容器(18)中的液位；氣體容器濕度測量裝置(5)發送檢測到的表示氣體的濕度的電信號至接收辨別單元(29)，氣體容器液位測量裝置(6)發送檢測到的表示氣體容器(1)液位的電信號至接收辨別單元(29)，供水容器液位測量裝置(20) 發送檢測到的表示供水容器(18)中的液位的電信號至接收辨別單元(29);接收辨別單元(29)接收氣體容器濕度測量裝置(5)發送的表示氣體 的濕度的電信號，氣體容器液位測量裝置(6)發送的表示氣體容器(1)液 位的電信號以及供水容器液位測量裝置(20)發送的表示供水容器(18)中 的液位的電信號，對這些信號進行辨別；當該電信號來自氣體容器濕度測量裝置(5)時，接收辨別單元(29) 辨別該信號為濕度電信號，并將該電信號發送至氣體容器濕度控制單元 (27);氣體容器濕度控制單元(27)中的氣體容器濕度信號接收辨別單元(9) 預先存儲有一個表示濕度范圍的電信號范圍，氣體容器濕度信號接收 辨別單元(9)接收來自接收辨別單元(29)的氣體容器濕度測量裝置(5) 檢測到的表示氣體濕度的電信號，并將該電信號與預先存儲的表示濕度范圍 的電信號范圍進行比對；當該電信號大于或等于預先存儲的表示濕度范圍的 電信號范圍的上限時，氣體容器濕度信號接收辨別單元(9)向氣體容器濕 度信號處理單元(10)發出減少進水量的指令，氣體容器濕度信號處理單元(10) 接收該指令，調節水量調節閥(17)，使進入霧化噴嘴(2)的水量減 少；當該電信號等于或小于預先存儲的表示濕度范圍的電信號范圍的下限 時，氣體容器濕度信號接收辨別單元(9)向氣體容器濕度信號處理單元(IO) 發出增加進水量的指令，氣體容器濕度信號處理單元(10)接收該指令，調 節水量調節閥(17)，使進入霧化噴嘴(2)的水量增加；當該電信號在預先 存儲的表示濕度范圍的電信號范圍的上限和下限之間時，氣體容器濕度信號 接收辨別單元(9)向氣體容器濕度信號處理單元(10)發出保持進水量的 指令，氣體容器濕度信號處理單元(10)接收該指令，保持水量調節閥(17) 處于當前狀態；當該電信號來自氣體容器液位測量裝置(6)時，接收辨別單元(29)辨別該信號是氣體容器液位電信號，接收辨別單元(29)發送該電信號至氣 體容器液位控制單元(28);氣體容器液位控制單元(28)中的氣體容器液位信號接收辨別單元(15)預先存儲有一個表示液位范圍的電信號范圍，氣體容器液位信號接收辨別單元(15)接收來自接收辨別單元(29)的氣體容器液位測量裝置(6)所測得的表示氣體容器(1)中的液位的電信號，并且將該電信號與預先存儲的表示液位范圍的電信號范圍進行比對；當該電信號大于或等于預先存儲的表示液位范圍的電信號范圍的上限時，氣體容器液位信號接收辨別單元(15)向氣體容器液位信號處理單元(16)發出降低液位的指令，氣體容器液位信號處理單元(16)接收該指令，氣體容器液位信號處理單元(16)接收該指令，打開閥門(7)，使得氣體容器(1)中的水從 出水口(13)排出；當該電信號等于或小于預先存儲的表示液位范圍的電信號范圍的下限時，氣體容器液位信號接收辨別單元(15)向氣體容器液位信號處理單元(16)發出保持液位的指令，氣體容器液位信號處理單元(16) 接收該指令，關閉閥門(7)，防止氣體從出水口(13)泄露；當該電信號來自供水容器液位測量裝置(20)時，接收辨別單元(29) 辨別該電信號是供水容器液位電信號，接收辨別單元(29)發送該電信號至 供水容器液位控制單元(31)，啟動供水容器液位控制單元(31)中的供水容器液位信號接收辨別單元(30)預先存儲有一個表示液位范圍的電信號范圍，供水容器液位信號接收辨別單元(30)接收來自接收辨別單元(29)的 供水容器液位測量裝置(20)所測得的表示供水容器(18)中的液位的電信號，并將該電信號與預先存儲的表示液位范圍的電信號范圍進行比對；當該電信號大于或等于預先存儲的表示液位范圍的電信號范圍的上限時，供水容器液位信號接收辨別單元(30)向供水容器液位信號處理單元(24)發送保 持液位的指令，供水容器液位信號處理單元(24)接收該指令，停止加水裝 置(22)向供水容器(18)供水；當該電信號等于或小于所述表示液位范圍的電信號范圍的下限時，供水容器液位信號接收辨別單元(30)向供水容器液位信號處理單元(24)發出液位偏低的指令，供水容器液位信號處理單元 (24)接收該指令，啟動加水裝置(22)向供水容器(18)供水。
全文摘要
本發明提供的燃料電池增濕裝置包括氣體容器，氣體容器具有與氣體容器內部連通的氣體進氣口和氣體出氣口；其中，該增濕裝置還包括霧化噴嘴、水量調節閥和氣體容器濕度測量裝置；當氣體容器濕度測量裝置檢測到的氣體的濕度不在預定范圍內時，通過水量調節閥調節霧化噴嘴的進水量，直至氣體容器濕度測量裝置檢測到的氣體的濕度達到預定范圍內。本發明提供的燃料電池增濕裝置引入了濕度測量裝置，根據檢測得到的濕度調節霧化噴嘴的進水量，從而可以對氣體的濕度進行實時控制。
文檔編號H01M8/04GK101174702SQ200610137930
公開日2008年5月7日 申請日期2006年11月1日 優先權日2006年11月1日
發明者張日清, 李治國, 董俊卿 申請人:比亞迪股份有限公司