一种氢燃料电池引射器及氢气循环系统技术方案

本申请涉及一种氢燃料电池引射器及氢气循环系统，其中氢燃料电池引射器，包括：安装座、引射体以及密封块，所述引射体内设置有文丘里管，所述文丘里管包括引射体入口腔以及引射体扩容腔，所述密封块安装在所述引射体扩容腔的端部以对所述引射体扩容腔密封；所述引射体入口腔安装有拉瓦尔管，所述安装座内部设置有氢气流道，所述氢气流道与所述拉瓦尔管相通；所述引射体入口腔设置有引射口，所述引射体扩容腔设置有出气口，所述出气口与氢燃料电池的电堆相通，所述引射口用于引射电堆中的回流气体。能够使氢燃料电池不需要消耗额外的功率，通过静态结构组件实现氢气在燃料电池中的循环。循环。循环。

【技术实现步骤摘要】
一种氢燃料电池引射器及氢气循环系统


[0001]本申请涉及氢燃料电池
，具体而言，涉及一种氢燃料电池引射器及氢气循环系统。

技术介绍

[0002]目前，氢气燃料电池系统中，从电堆返回的回流气体一般通过氢气循环泵进行循环，氢气喷射管路与氢气循环泵通过独立的流道向电堆输送，在到达电堆之前通过氢气与回流气体的混合再进入电堆。
[0003]氢燃料电池系统中采用的氢气循环泵存在着功耗大、密封难、体积大、易损坏等缺点，这成为制约燃料电池系统发展的关键问题。

技术实现思路

[0004]本申请的目的是提供一种氢燃料电池引射器及氢气循环系统，能够使氢燃料电池不需要消耗额外的功率，通过静态结构组件实现氢气在燃料电池中的循环。
[0005]为了实现上述目的，第一方面，本专利技术提供一种氢燃料电池引射器，包括：安装座、引射体以及密封块，所述引射体内设置有文丘里管，所述文丘里管包括引射体入口腔以及引射体扩容腔，所述密封块安装在所述引射体扩容腔的端部以对所述引射体扩容腔密封；所述引射体入口腔安装有拉瓦尔管，所述安装座内部设置有氢气流道，所述氢气流道与所述拉瓦尔管相通；所述引射体入口腔设置有引射口，所述引射体扩容腔设置有出气口，所述出气口与氢燃料电池的电堆相通，所述引射口用于引射电堆中的回流气体。
[0006]在可选的实施方式中，所述引射体入口腔包括入口直筒段以及入口渐缩段，所述拉瓦尔管安装在所述入口直筒段。
[0007]在可选的实施方式中，所述拉瓦尔管包括依次设置的进口腔、收缩腔、喉管以及扩张腔，所述进口腔与所述氢气流道相通，所述引射口设置在所述入口直筒段上；所述扩张腔的喷射端面越过所述引射口并设置在所述入口直筒段中，且所述喷射端面与所述入口渐缩段之间至少保留一段距离。
[0008]在可选的实施方式中，所述拉瓦尔管与所述氢气流道同心设置，且所述进口腔的直径小于所述氢气流道的直径。
[0009]在可选的实施方式中，所述安装座上设置有低压泄压阀，氢气经过所述低压泄压阀后进入所述氢气流道。
[0010]在可选的实施方式中，所述拉瓦尔管与所述文丘里管同心设置，所述入口渐缩段与所述引射体扩容腔之间设置有混合腔室。
[0011]在可选的实施方式中，所述引射体扩容腔包括出口渐扩段以及出口直筒段，所述密封块安装在所述出口直筒段的端口上，所述出气口设置在所述出口渐扩段与所述出口直筒段的相交部位。
[0012]在可选的实施方式中，所述安装座与所述引射体的相接部位、所述密封块与所述引射体的相接部位、所述引射口以及所述出气口均设置有密封圈。
[0013]第二方面，本专利技术提供一种氢气循环系统，包括依次设置的高压氢瓶、高压泄压阀、前述实施方式中任一项所述的氢燃料电池引射器以及电堆，所述氢燃料电池引射器与所述电堆之间设置有汽水分离器，用于将所述电堆中的气体进行汽水分离后循环返回至所述氢燃料电池引射器。
[0014]在可选的实施方式中，所述安装座上设置有进气口，所述进气口通过输氢管道与所述高压泄压阀连接，所述引射口通过回流气体管道与所述汽水分离器连接，所述出气口通过混合气体管道与所述电堆连接；所述电堆连接有高温冷却水出水管线及高温冷却水回水管线，所述引射体上设置有进水口及出水口；所述进水口与所述出水口之间设置有环绕在所述文丘里管外侧的氢气加热通道，所述进水口与所述高温冷却水出水管线相接，所述出水口与所述高温冷却水回水管线相接。
[0015]本专利技术中通过文丘里管与拉瓦尔管的相互配合，能够结合拉瓦尔管对工作气体的减压加速，以及文丘里管对混合气体的降压混容减速，将外界输送过来的作为工作气体的氢气与电堆排出的未完全反应的氢气进行混合，通入电堆中，然后再在电堆与引射体之间内部循环，实现氢气的循环再利用。
[0016]拉瓦尔管安装在文丘里管的引射体入口腔，通过拉瓦尔管在引射体入口腔部位将工作气体加速喷射，能够在引射体入口腔形成极低压环境，将电堆排放的回流气体引射至引射体入口腔，并与工作气体进行充分混合后通入电堆。
[0017]拉瓦尔管对工作气体的减压加速、文丘里管对电堆排放气体的引射回流以及文丘里管对混合气体的降压混容，能够在满足氢气循环回流的同时，将工作气体与回流气体进行最大程度上的混合，从而减少能源浪费，提高氢燃料电池的输出功率。
[0018]进一步地，通过工作气体在引射体入口腔的加速喷射以及文丘里管对回流气体的引射回流，结合拉瓦尔管在引射体入口腔内的安装以及引射口在引射体入口腔的设置，能够使回流气体进入引射体入口腔后，以螺旋涡流状态环绕在工作气体外侧，并在工作气体的加速喷射中将螺旋涡流的回流气体盘绕回卷至工作气体中，并在整体气流的推动中进行混合，从而有助于改善工作气体与回流气体的流动状态，增强两者的混容效果，利于回流气体的循环再利用。
[0019]本申请的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0021]图1为本申请中氢燃料电池引射器的外部结构示意图；图2为氢燃料电池引射器的内部结构示意图；
图3为本申请中氢气循环系统的结构示意图。
[0022]图标：a
‑
高压氢瓶；b
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高压泄压阀；c
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引射器；d
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汽水分离器；e
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电堆；1
‑
安装座；11
‑
氢气流道；12
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进气口；13
‑
过滤网；2
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低压泄压阀；3
‑
引射体；31
‑
引射口；32
‑
出气口；33
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进水口；34
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出水口；35
‑
氢气加热通道；36
‑
高温冷却水出水管线；37
‑
高温冷却水回水管线；4
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密封块；5
‑
文丘里管；51
‑
引射体入口腔；51a
‑
入口直筒段；51b
‑
入口渐缩段；52
‑
混合腔室；53
‑
引射体扩容腔；53a
‑
出口渐扩段；53b
‑
出口直筒段；6
‑
拉瓦尔管；61
‑
进口腔；62
‑
收缩腔；63
‑
喉管；64
‑
扩张腔；7
‑
密封圈；8
‑
输氢管道；9
‑
回流气体管道；10
‑
混合气体管道。
具体实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氢燃料电池引射器，其特征在于，包括：安装座、引射体以及密封块，所述引射体内设置有文丘里管，所述文丘里管包括引射体入口腔以及引射体扩容腔，所述密封块安装在所述引射体扩容腔的端部以对所述引射体扩容腔密封；所述引射体入口腔安装有拉瓦尔管，所述安装座内部设置有氢气流道，所述氢气流道与所述拉瓦尔管相通；所述引射体入口腔设置有引射口，所述引射体扩容腔设置有出气口，所述出气口与氢燃料电池的电堆相通，所述引射口用于引射电堆中的回流气体。2.根据权利要求1所述的氢燃料电池引射器，其特征在于，所述引射体入口腔包括入口直筒段以及入口渐缩段，所述拉瓦尔管安装在所述入口直筒段。3.根据权利要求2所述的氢燃料电池引射器，其特征在于，所述拉瓦尔管包括依次设置的进口腔、收缩腔、喉管以及扩张腔，所述进口腔与所述氢气流道相通，所述引射口设置在所述入口直筒段上；所述扩张腔的喷射端面越过所述引射口并设置在所述入口直筒段中，且所述喷射端面与所述入口渐缩段之间至少保留一段距离。4.根据权利要求3所述的氢燃料电池引射器，其特征在于，所述拉瓦尔管与所述氢气流道同心设置，且所述进口腔的直径小于所述氢气流道的直径。5.根据权利要求2所述的氢燃料电池引射器，其特征在于，所述安装座上设置有低压泄压阀，氢气经过所述低压泄压阀后进入所述氢气流道。6.根据权利要求2所述的氢燃料电池引射器，其特征在于，所述拉瓦尔管与所述文丘里管同...

【专利技术属性】
技术研发人员：李喜庆，朱川生，贾坤晗，孙大伟，王玉玺，
申请(专利权)人：南京氢创能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：