一种氢燃料电池空压机用可变截面喷嘴环组件及增压器制造技术

本申请公开了一种氢燃料电池空压机用可变截面喷嘴环组件及增压器，包括安装盘、以及分别设置在安装盘两侧的叶片与拨叉，所述的叶片通过叶杆与拨叉连接，所述的安装盘开设有安装孔，所述的叶杆从安装孔穿过，所述的叶杆外表面与安装孔之间存在间隙，水可穿过该间隙，拨叉转动通过叶杆带动叶片旋转。通过增加可变截面喷嘴环可实时调节尾气能量回收的流量，配合燃料电池的涡轮进行增压，使增压器满足增压的同时，使涡轮在全功率段保持高效率状态，也使燃料电池始终处于最佳功率状态，最大幅度地降低增压部分的寄生功率占比。降低增压部分的寄生功率占比。降低增压部分的寄生功率占比。

【技术实现步骤摘要】
一种氢燃料电池空压机用可变截面喷嘴环组件及增压器


[0001]本申请涉及氢燃料电池领域，尤其是涉及一种氢燃料电池空压机用可变截面喷嘴环组件及增压器。

技术介绍

[0002]氢燃料电池在新能源领域的应用越来越广泛，为得到更小的电池体积、更大的功率，需要给燃料电池的参与反应的空气增压，加大参与反应的氧气含量。目前氢燃料电池空压系统一般使用二级增压器，属于电动涡轮增压。其电力供应是直接从汽车的蓄电池或燃料电池获得，因此存在较大的寄生功率。
[0003]中国专利申请“用于为燃料电池装料的具有涡轮增压器的装置”，申请号：CN201910439819.0；公开了：所述燃料电池优选地是用氢气操作的燃料电池，其中，所述压缩机经由轴有效驱动地连接到所述涡轮增压器的涡轮机，所述涡轮机能由所述燃料电池的排气流驱动，并且此外，涡轮增压器经由所述轴有效驱动地连接到马达，其中，所述涡轮增压器的轴的安装件通过气体或空气润滑的安装件形成。
[0004]而在氢燃料电池反应堆的氢氧反应后会有一部份的高温空气和尾气被排放出去，没有得到利用。现有的专利虽然利用一尾气能量，但因其增压器流道截面不可变，只能在某一区域的功率段有较高的转化效率，不能让涡轮在全功率段保持高效率状态，也不能让燃料电池在全功率段都处在最佳功率状态。为了更好地能利用燃料电池的尾气能量，结合氢燃料电池的实际结构和工作原理，设计出一种适用喷嘴环组件，将可变截面涡轮增压应用在氢燃料电池的增压中，让涡轮始终保持在高效率状态，从而保证燃料电池始终处于最佳功率状态。

技术实现思路

[0005]本申请所要解决的技术问题是提供一种氢燃料电池空压机用可变截面喷嘴环组件及增压器，通过增加可变截面喷嘴环可实时调节尾气能量回收的流量，配合燃料电池的涡轮进行增压，使增压器满足增压的同时，使涡轮在全功率段保持高效率状态，也使燃料电池始终处于最佳功率状态，最大幅度地降低增压部分的寄生功率占比。
[0006]本申请采用的技术方案为：一种氢燃料电池空压机用可变截面喷嘴环组件，包括安装盘、以及分别设置在安装盘两侧的叶片与拨叉，所述的叶片通过叶杆与拨叉连接，所述的安装盘开设有安装孔，所述的叶杆从安装孔穿过，所述的叶杆外表面与安装孔之间存在间隙，水可穿过该间隙，拨叉转动通过叶杆带动叶片旋转。
[0007]与现有技术相比，本申请的优点在于：设置有可旋转调节的叶片，叶片的旋转改变了喷嘴环的截面，从而实现对燃料电池的尾气能量的利用。氢燃料电池反应堆产生的气体中含有大量的水份，且环境温度大概在100℃左右。但燃料电池空要利用的尾气含水量较高，作为调节机构的喷嘴环组件的各部件间容易覆盖一层水膜，叶杆与安装盘的安装孔的间隙若处理的过小，叶杆与安装盘叶杆孔壁产生积水无法排出，积水在低温环境下就会冻
结。导致喷嘴环组件无法正常工作。本申请设置叶杆与安装孔之间存在可让水通过的间隙。在其工作时，会有水进入到间隙内形成的水膜，可有效减少摩擦损耗。而在静态时，涡轮叶片旋转会把喷嘴环组件中安装孔位置处的水及时吹出，避免叶杆与安装孔之间产生积水，从而防止在低温环境下的结冰。因此，本申请能够在氢燃料电池上应用，且通过调节叶片的的角度，从而实现喷嘴环组件的截面可变。可实时调节尾气能量回收的流量，配合燃料电池的涡轮进行增压，使增压器满足增压的同时，使涡轮在全功率段保持高效率状态，也使燃料电池始终处于最佳功率状态，最大幅度地降低增压部分的寄生功率占比。
[0008]具体的，所述的安装盘一侧面分布有多个叶片，所述的拨叉与叶片一一对应设置。叶片的角度将决定了喷嘴环的截面，从而决定了通过的废气量。
[0009]本申请的另一构思在于：要保证喷嘴环驱动的一致性，通过安装孔去限制叶杆在旋转时绕其轴线旋转，而不产生晃动。
[0010]在本申请的一些实施例中，所述的叶杆表面设置至少一条凸棱，所述的凸棱与安装孔壁面接触。本申请通过在叶杆表面设置凸棱，使得叶杆即能够与安装孔壁面接触，使得安装孔能够起到限制叶杆径向晃动的作用。而且使得安装孔壁面与叶杆外表面存在间隙，能够让水通过。
[0011]优选的，所述的凸棱沿叶杆的轴向设置，确保积水能够顺利通过安装孔。
[0012]优选的，所述的叶杆表面均匀分布有四条凸棱。确保叶杆在安装孔内旋转是稳定的。
[0013]在本申请的一些实施例中，所述的安装孔内壁设置至少一条凸棱，所述的凸棱与叶杆接触。所述的凸棱沿安装孔的轴向设置。本申请通过在安装孔表面设置凸棱，其效果与在叶杆表面设置凸棱类似，起到限制叶杆径向移动的作用，并能让水顺利通过。
[0014]优选的，所述的安装孔内壁均匀分布有四条凸棱。确保叶杆在安装孔内旋转是稳定的。
[0015]在本申请的一些实施例中，所述的叶杆表面设置至少一条凹槽，凹槽穿出安装孔两端，所述的叶杆外周面与安装孔壁面接触。在本实施例中，叶杆的直径与安装孔的内径相适应，安装孔能够起到限制叶杆径向晃动的作用。而凹槽的设置，使得安装孔壁面与叶杆外表面存在间隙，能够让水沿着凹槽处的避空通过。优选的，所述的凹槽沿叶杆的轴向设置。当然凹槽也可以设置成弯曲的形状，只是排水效果不佳。
[0016]优选的，所述的叶杆表面均匀分布有四条凹槽。确保水均匀的分布在叶杆外周，也平衡了水流对叶杆的作用力。
[0017]在本申请的一些实施例中，所述的安装孔壁面设置至少一条凹槽，凹槽穿出安装孔两端，所述的叶杆外周面与安装孔壁面接触。在本实施例中，叶杆的直径与安装孔的内径相适应，安装孔能够起到限制叶杆径向晃动的作用。而凹槽的设置，使得安装孔内壁与叶杆外表面存在间隙，能够让水沿着凹槽处的避空通过。所述的凹槽沿安装孔的轴向设置。
[0018]优选的，所述的安装孔壁面均匀分布有四条凹槽。确保水均匀的分布在叶杆外周，也平衡了水流对叶杆的作用力。
[0019]在本申请的一些实施例中，所述的叶杆的第一端穿出安装槽与拨叉连接，拨叉旋转是绕叶杆的轴线旋转，拨叉带动叶杆同步旋转。即拨叉与叶杆之间不发生相对周向运动。
[0020]在本申请的一些实施例中，所述的叶杆的第二端与叶片连接，所述的叶杆与叶片
一体成型。使得叶片与叶杆之间具有良好的结构强度。
[0021]在本申请的一些实施例中，所述的拨动盘套设在安装盘上，拨动盘与安装盘同轴设置，所述的拨动盘可在安装盘上旋转。
[0022]具体的，所述的安装盘为阶梯圆台结构，安装盘包括叠合的内环与外环，所述的拨动盘套设在内环外周，且拨动圆盘位于外环上。拨动盘旋转即为在内环外周旋转。
[0023]在本申请的一些实施例中，所述的拨动盘表面开设有多个槽口，槽口与拨叉一一对应。拨叉的第一端与叶杆连接，拨叉的第二端安装在槽口内。拨动盘旋转通过槽口带动拨叉绕叶杆轴线旋转。
[0024]在本申请的一些实施例中，所述的安装盘上还设置有传动组件，所述的传动组件工作带动拨动盘旋转。
[0025]具体的，所述的传动组件包括传动轴、以及套设在传动轴外的轴套或轴承，所述的轴套或轴承上设置本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氢燃料电池空压机用可变截面喷嘴环组件，其特征在于包括安装盘(2)、以及分别设置在安装盘(2)两侧的叶片(3)与拨叉(4)，所述的叶片(3)通过叶杆(6)与拨叉(4)连接，所述的安装盘(2)开设有安装孔(5)，所述的叶杆(6)从安装孔(5)穿过，所述的叶杆(6)外表面与安装孔(5)之间存在间隙，水可穿过该间隙，拨叉(4)转动通过叶杆(6)带动叶片(3)旋转。2.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池空压机用可变截面喷嘴环组件，其特征在于，所述的叶杆(6)表面设置至少一条凸棱(7)，所述的凸棱(7)与安装孔(5)壁面接触；所述的凸棱(7)沿叶杆(6)的轴向设置。3.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池空压机用可变截面喷嘴环组件，其特征在于，所述的安装孔(5)内壁设置至少一条凸棱(7)，所述的凸棱(7)与叶杆(6)接触；所述的凸棱(7)沿安装孔(5)的轴向设置。4.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池空压机用可变截面喷嘴环组件，其特征在于，所述的叶杆(6)表面设置至少一条凹槽(8)，凹槽(8)穿出安装孔(5)两端，所述的叶杆(6)外周面与安装孔(5)壁面接触；所述的凹槽(8)沿叶杆(6)的轴向设置。5.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池空压机用可变截面喷嘴环组件，其特征在于，所述的安装孔(5)壁面设置至少一条凹槽(8)，凹槽(8)穿出安装孔(5)两端，所述的叶杆(6)外...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨启清，黎俊韬，吴学文，林燕华，董忠荣，杜俊律，吴致富，黄勇锋，
申请(专利权)人：萍乡德博科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：