引射器单元及具备该引射器单元的燃料电池氢气循环系统技术方案

本发明专利技术提供一种引射器单元及具备该引射器单元的燃料电池氢气循环系统，具备串联连接的第一引射器和第二引射器，第一引射器具备：第一射流入口和第一引流入口，与第一射流入口连通的第一射流孔，与第一引流入口及第一射流孔连通的第一混合空间，和与第一混合空间连通的第一出口；第二引射器具备：第二射流入口和与第一出口连通的第二引流入口，与第二射流入口连通的第二射流孔，与第二引流入口及第二射流孔连通的第二混合空间；和与第二混合空间连通的第二出口；形成为第一射流入口与第二射流入口相并联、第一引流入口与第二引流入口相串联的结构。根据本发明专利技术，能实现灵活多样的引射组合以满足不同功率条件下氢气循环量的需求。

Ejector unit and fuel cell hydrogen cycle system with the ejector unit

【技术实现步骤摘要】
引射器单元及具备该引射器单元的燃料电池氢气循环系统
本专利技术涉及燃料电池
，尤其涉及车用燃料电池发动机系统，具体涉及一种引射器单元及具备该引射器单元的燃料电池氢气循环系统。
技术介绍
目前常用的燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的发电装置，燃料电池系统能量转换效率高，是非常理想的能源利用方式，商业化应用存在着广阔的发展前景，具有重要的研究意义。在实践中，为了避免反应气体浓度过低导致的发电性能下降以及气流量减少导致的水淹等问题，燃料电池中的氢气和氧气的供应量必须高于电化学反应消耗的量。为了提高氢气的利用率，同时对燃料电池进行有效的水管理，氢气循环是非常有效的方法。通常燃料电池系统的氢气循环采用两种方法，即循环泵和引射器。其中，循环泵因具有机械运动部件，加之潮湿氢气的环境影响，导致其可靠性较难保证，与此同时为了避免对氢气的污染，循环泵与氢气接触的部分不能有油，更进一步地增加了循环泵的加工难度。此外，循环泵的运转也会额外地消耗掉燃料电池产生的电能，降低了整个系统的效率。相对于此，引射器则是利用一股高速高能流引射另一股低速低能流的装置，具有加工难度低，耗能低等优点。然而，传统的引射器在大功率大流量条件下的引射效果较好，而在小功率小流量条件下的引射效果较差，甚至在小功率下无法满足氢气循环量的需求。
技术实现思路
专利技术要解决的问题：针对上述问题，本专利技术的目的在于提供一种引射器单元及具备该引射器单元的燃料电池氢气循环系统，能解决小流量下引射器引射量不足的问题，同时能降低大流量下对引射器前端氢气压力的需求，从而提高氢气利用率、系统效率和经济性。解决问题的技术手段：本专利技术提供一种引射器单元，具备串联连接的第一引射器和第二引射器，所述第一引射器具备：第一射流入口和第一引流入口，与所述第一射流入口连通并喷射射流的第一射流孔，与所述第一引流入口及第一射流孔连通的第一混合空间，和与所述第一混合空间连通的第一出口；所述第二引射器具备：第二射流入口和与所述第一出口连通的第二引流入口，与所述第二射流入口连通并喷射射流的第二射流孔，与所述第二引流入口及第二射流孔连通的第二混合空间；和与所述第二混合空间连通的第二出口；所述第一引射器和所述第二引射器形成为所述第一射流入口与所述第二射流入口相并联、所述第一引流入口与所述第二引流入口相串联的结构。根据本专利技术，由于引射器单元中的第一引射器和第二引射器形成为第一射流入口与第二射流入口相并联、第一引流入口与第二引流入口相串联的结构，因此，串联引射器的每个射流喷孔可采用更小的孔径，可基于第一引射器和第二引射器的射流孔孔径的不同组合，实现灵活多样的引射组合以满足不同功率条件下氢气循环量的需求。由于第二引射器相比于传统引射器可采用更小的喷射孔径，因此在小流量下也有较高的引射量，从而能解决小流量下引射器引射量不足的问题，改善了小流量下系统的氢气循环能力。同时，采用第一、第二这样的二级引射器相比于传统的单一引射器，能降低大流量下对氢气压力的需求，从而提高氢气利用率、系统效率和经济性。也可以是，本专利技术中，在所述第一引射器和所述第二引射器的串联轴线上，形成依次连通所述第一射流入口、所述第一射流孔、所述第一混合空间、所述第一出口、所述第二引流入口、所述第二射流孔、所述第二混合空间、所述第二出口的流通通路；所述第一引流入口形成为从所述引流器单元的侧壁开孔至所述第一混合空间的通路；所述第二射流入口形成为从所述引流器单元的侧壁开孔至所述第二射流孔的通路。也可以是，本专利技术中，在所述第一引射器和所述第二引射器的串联轴线上，形成依次连通所述第一射流入口、所述第一射流孔、所述第一混合空间、所述第一出口、所述第二引流入口、所述第二混合空间、所述第二出口的流通通路；所述第一引流入口形成为从所述引流器单元的侧壁开孔至所述第一混合空间的通路；所述第二射流入口形成为从所述引流器单元的侧壁开孔至所述第二射流孔的通路；所述第二射流孔设于所述引射器单元内部的所述流通通路的侧壁，并围绕所述第二引流入口与所述第二混合空间的邻接位置形成为环形均匀布置的多条缝隙。也可以是，本专利技术中，所述第一引流入口的前端采用锥形结构。由此，便于加工和安装。也可以是，本专利技术中，在所述第一引射器和所述第二引射器的串联轴线上，形成依次连通所述第一引流入口、所述第一混合空间、所述第一出口、所述第二引流入口、所述第二混合空间、所述第二出口的流通通路；所述第一射流入口形成为从所述引流器单元的侧壁开孔至所述第一射流孔的通路；所述第二射流入口从所述引流器单元的侧壁开孔至所述第二射流孔的通路；所述第一射流孔设于所述引射器单元内部的所述流通通路的侧壁，并围绕所述第一引流入口与所述第一混合空间的邻接位置形成为环形均匀布置的多条缝隙；所述第二射流孔设于所述引射器单元内部的所述流通通路的侧壁，并围绕所述第二引流入口与所述第二混合空间的邻接位置形成为环形均匀布置的多条缝隙。也可以是，本专利技术中，在所述第一引射器和所述第二引射器的串联轴线上，形成依次连通所述第一引流入口、所述第一混合空间、所述第一出口、所述第二引流入口、第二射流孔、所述第二混合空间、所述第二出口的流通通路；所述第一射流入口形成为从所述引流器单元的侧壁开孔至所述第一射流孔的通路；所述第二射流入口从所述引流器单元的侧壁开孔至所述第二射流孔的通路；所述第一射流孔设于所述引射器单元内部的所述流通通路的侧壁，并围绕所述第一引流入口与所述第一混合空间的邻接位置形成为环形均匀布置的多条缝隙。本专利技术提供一种燃料电池氢气循环系统，具备：燃料电池堆、氢气储罐、中压阀、第一比例阀、第二比例阀、根据本专利技术的上述引射器单元、压力传感器和水分离器；其中，所述氢气储罐与所述中压阀连接，所述中压阀以并联的形式与所述第一比例阀和所述第二比例阀连接，所述第一比例阀与所述第一射流入口连接，所述第二比例阀与所述第二射流入口连接，所述第一出口与所述第二引流入口连接，所述第二出口与所述燃料电池堆的进气口连接并安装有所述压力传感器，所述燃料电池堆的出气口与所述水分离器的入口连接，所述水分离器的出口与所述第一引流入口连接；所述压力传感器以能根据特定策略控制开度的方式与所述第一比例阀和所述第二比例阀电气连接。也可以是，本专利技术中，当检测到功率为预设的大功率的情况下，同时打开所述第一比例阀和所述第二比例阀；当检测到功率为预设的小功率的情况下，关闭所述第一比例阀而仅打开所述第二比例阀；当检测到功率为预设的大功率与小功率之间的情况下，根据实时反馈控制所述第一比例阀和所述第二比例阀各自的开度。根据本专利技术，压力传感器设置于第二出口与燃料电池堆的进气口的连接通路上，其根据检测出的反馈信号，通过预先设定的特定策略控制第一比例阀和第二比例阀的开度，从而调节第一引射器和第二引射器的射流压力，通过第一比例阀和第二比例阀的配合，可实现射流压力和引射流量的平稳过渡，同时基于第一引射器和第二引射器射流孔径的不同组合，实现灵活多样的引射组合以满足不同功率条件下氢气循环量的需求，提高了燃料利用率，并通过氢气循环系统的设计实现稳定、可靠、经济的氢气循环，降低了燃料电池系统的设备成本，提高了系统效率。本专利技术提供一种燃料电池氢气循环系统，具备：燃料电池堆、氢气储罐、中压阀、比例阀、电磁阀、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种引射器单元，其特征在于，具备串联连接的第一引射器和第二引射器，所述第一引射器具备：第一射流入口和第一引流入口，与所述第一射流入口连通并喷射射流的第一射流孔，与所述第一引流入口及第一射流孔连通的第一混合空间，和与所述第一混合空间连通的第一出口；所述第二引射器具备：第二射流入口和与所述第一出口连通的第二引流入口，与所述第二射流入口连通并喷射射流的第二射流孔，与所述第二引流入口及第二射流孔连通的第二混合空间；和与所述第二混合空间连通的第二出口；所述第一引射器和所述第二引射器形成为所述第一射流入口与所述第二射流入口相并联、所述第一引流入口与所述第二引流入口相串联的结构。

【技术特征摘要】
1.一种引射器单元，其特征在于，具备串联连接的第一引射器和第二引射器，所述第一引射器具备：第一射流入口和第一引流入口，与所述第一射流入口连通并喷射射流的第一射流孔，与所述第一引流入口及第一射流孔连通的第一混合空间，和与所述第一混合空间连通的第一出口；所述第二引射器具备：第二射流入口和与所述第一出口连通的第二引流入口，与所述第二射流入口连通并喷射射流的第二射流孔，与所述第二引流入口及第二射流孔连通的第二混合空间；和与所述第二混合空间连通的第二出口；所述第一引射器和所述第二引射器形成为所述第一射流入口与所述第二射流入口相并联、所述第一引流入口与所述第二引流入口相串联的结构。2.根据权利要求1所述的引射器单元，其特征在于，在所述第一引射器和所述第二引射器的串联轴线上，形成依次连通所述第一射流入口、所述第一射流孔、所述第一混合空间、所述第一出口、所述第二引流入口、所述第二射流孔、所述第二混合空间、所述第二出口的流通通路；所述第一引流入口形成为从所述引流器单元的侧壁开孔至所述第一混合空间的通路；所述第二射流入口形成为从所述引流器单元的侧壁开孔至所述第二射流孔的通路。3.根据权利要求1所述的引射器单元，其特征在于，在所述第一引射器和所述第二引射器的串联轴线上，形成依次连通所述第一射流入口、所述第一射流孔、所述第一混合空间、所述第一出口、所述第二引流入口、所述第二混合空间、所述第二出口的流通通路；所述第一引流入口形成为从所述引流器单元的侧壁开孔至所述第一混合空间的通路；所述第二射流入口形成为从所述引流器单元的侧壁开孔至所述第二射流孔的通路；所述第二射流孔设于所述引射器单元内部的所述流通通路的侧壁，并围绕所述第二引流入口与所述第二混合空间的邻接位置形成为环形均匀布置的多条缝隙。4.根据权利要求2或3所述的引射器单元，其特征在于，所述第一引流入口的前端采用锥形结构。5.根据权利要求1所述的引射器单元，其特征在于，在所述第一引射器和所述第二引射器的串联轴线上，形成依次连通所述第一引流入口、所述第一混合空间、所述第一出口、所述第二引流入口、所述第二混合空间、所述第二出口的流通通路；所述第一射流入口形成为从所述引流器单元的侧壁开孔至所述第一射流孔的通路；所述第二射流入口从所述引流器单元的侧壁开孔至所述第二射流孔的通路；所述第一射流孔设于所述引射器单元内部的所述流通通路的侧壁，并围绕所述第一引流入口与所述第一混合空间的邻接位置形成为环形均匀布置的多条缝隙；所述第二射流孔设于所述引射器单元内部的所述流通通路的侧壁，并围绕所述第二引流入口与所述第二混合空间的邻接位置形成为环形均匀布置的多条缝隙。6.根据权利要求1所述的引射器单元，...

【专利技术属性】
技术研发人员：马天才，杜玮，祖文强，刘通，朱东，
申请(专利权)人：上海楞次新能源汽车科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31