【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于燃料电池系统的输送总成的喷入模块，所述输送总成用于输送和/或再循环气态介质、尤其是氢气。
技术介绍
1、燃料电池越来越多地、尤其还在车辆中用作能量转换器，以便将存储在燃料(例如氢气)中的化学能与氧气一起直接转换为电能。燃料电池典型地具有阳极、阴极和布置在阳极与阴极之间的电解质膜。在阳极上进行燃料的氧化，在阴极上进行氧气的还原。在此，在阴极侧上产生水。
2、通常，给燃料电池的阳极持续地过剩地(imüberschuss)供应气态燃料，即，供应与在化学计量上需要供应给阴极的给定氧气供应量相比更多的燃料。剩余燃料通常被再循环或被重新供应给阳极，尤其是被重新供应给用于燃料电池系统的输送总成的喷入模块。
3、de 10 2014 225 274 a1公开一种用于燃料电池系统的输送总成的喷入模块，所述输送总成用于输送和/或再循环气态介质、尤其是氢气，该喷入模块具有计量阀。在此，该喷入模块具有连接开口和/或进入开口，借助所述连接开口和/或进入开口，气态介质流入到喷入模块中。另外，该喷入模块具有小喷嘴体和大喷嘴体，所述小喷嘴体具有第一驱动喷嘴，所述大喷嘴体具有第二驱动喷嘴，借助所述第一驱动喷嘴和第二驱动喷嘴，气态介质从喷入模块中流出，其中，小喷嘴体在纵轴线的方向上以能够运动的方式布置在大喷嘴体中和/或布置在喷入模块中。在此，小喷嘴体和大喷嘴体分别具有气流路径iii、iv，其中，气态介质能够要么仅流动通过第一气流路径iii、要么同时流动通过第一气流路径iii和第二气流路径iv，其中，第二气流路径iv能够
4、由de 10 2014 225 274 a1公开的用于输送总成的喷入模块可能具有一定的缺点。
5、在打开计量阀时，由于原理原因，在喷入模块中产生第二驱动喷嘴的流出侧的喷射泵压力。在此，第二驱动喷嘴的该喷射泵压力作用到小喷嘴体的端面上，由此，接通阀、尤其是气流路径iv被再次关闭。因此，没有产生第二驱动喷嘴的稳定的接通功能。
技术实现思路
1、根据本专利技术，提出一种用于燃料电池系统的输送总成的喷入模块，所述输送总成用于输送和/或再循环气态介质、尤其是氢气。在此，喷入模块具有连接开口和/或进入开口，借助该连接开口和/或进入开口，气态介质流入到喷入模块中，其中，喷入模块具有小喷嘴体和大喷嘴体，该小喷嘴体具有第一驱动喷嘴，该大喷嘴体具有第二驱动喷嘴，借助所述第一驱动喷嘴和第二驱动喷嘴，气态介质从喷入模块中流出。另外，小喷嘴体在纵轴线的方向上以能够运动的方式布置在大喷嘴体中和/或布置在喷入模块中。在此，小喷嘴体和大喷嘴体分别具有气流路径iii、iv，其中，气态介质能够要么仅流动通过第一气流路径iii、要么同时流动通过第一气流路径iii和第二气流路径iv，其中，第二气流路径iv能够借助小喷嘴体的运动打开或者关闭。
2、参考权利要求1，喷入模块这样构造，使得小喷嘴体与止挡盘和/或至少间接地与大喷嘴体相贴靠并且因此构造打开压力面，其中，打开压力面和关闭压力面至少几乎一样大，该关闭压力面尤其在流出侧位于小喷嘴体上，其中，打开切换面能够以流入侧的滞止压力加载。通过这种方式可以实现如下优点：小喷嘴体不在纵轴线的方向上这样朝向止挡盘和/或大喷嘴体运动并且与该大喷嘴体相贴靠，使得第二气流路径iv的流动连接关闭并且因此只有第一气流路径iii仍然被该气态介质穿流。在借助小喷嘴体的运动打开接通阀的情况下，由于原理的原因，在流出侧产生第二驱动喷嘴的喷射泵压力。因此，可以防止，尤其作用到小喷嘴体的关闭压力面上的流出侧的喷射泵压力导致小喷嘴体的关闭运动，而是可以实现这样的具有同心双喷嘴的简单构造的稳定功能，其中，实现接通阀的稳定的、压力控制的打开并且第二气流路径iv在存在喷射泵压力的情况下也保持稳定地被打开，由此，喷入模块能够以所需要的量可靠地提供燃料电池的运行状态所需要的氢气。因此，确保第二喷嘴的稳定的接通功能，并且整个燃料电池系统的效率可以在不同的运行状态中提高。
3、从属权利要求涉及本专利技术的优选的扩展方案。
4、根据喷入模块的一种有利构型，小喷嘴体在纵轴线的方向上是至少几乎柱形的。因此，可以实现输送总成的紧凑的构造形式。
5、根据喷入模块的一种特别有利的扩展方案，除了关闭压力面和打开压力面外，小喷嘴体的流出侧的端面积和流入侧的端面积的总和，至少几乎一样大。通过这种方式可以实现如下优点：在借助小喷嘴体的运动打开接通阀的情况下并且因此在打开的第二气流路径iv的情况下，可以将该第二气流路径保持在稳定状态中，因为流出侧的端面积和流入侧的端面积的总和至少几乎一样大，并且因此在至少几乎相同的滞止压力和喷射泵压力的情况下，在小喷嘴体上出现力平衡并且因此使该小喷嘴体不在纵轴线的方向上运动。这导致喷入模块的和/或输送总成的和/或整个燃料电池系统的改进的效率。
6、根据喷入模块的一种有利构型，小喷嘴体在其背离纵轴线的表面上具有至少一个盘形的引导元件，借助该引导元件在大喷嘴体中尤其与纵轴线正交地引导小喷嘴体。通过这种方式，一方面能够实现快速且成本有利的装配，其方式是，相应的小喷嘴体能够尤其是在纵轴线的方向上被推入到大喷嘴体中。因此，能够降低喷入模块的总成本。另一方面，可以实现在大喷嘴体中对小喷嘴体的可靠的引导，使得可以在喷入模块的整个使用寿命中实现接通阀的可靠的打开。通过这种方式，能够提高整个燃料电池系统的可靠性。
7、根据喷入模块的一种特别有利的扩展方案，该喷入模块具有弹簧元件，其中，该弹簧元件尤其在纵轴线的方向上位于大喷嘴体与小喷嘴体之间，并且其中，该弹簧元件通过弹簧力将小喷嘴体压向止挡盘和/或间接地压向大喷嘴体。通过这种方式能够实现如下优点：如果流入侧的滞止压力小于一定的压力水平，例如在燃料电池的低运行状态和/或小功率输出的情况下和/或在计量阀关闭的情况下，则通过弹簧元件使小喷嘴体运动回到基本位置中，由此关闭第二气流路径iv。由此可以节省为了使小喷嘴体运动回到其在止挡盘和/或大喷嘴体上的基本位置所需要的构件，由此减小喷入模块的复杂性并且因此可以降低生产成本和装配成本。
8、根据喷入模块的一种特别有利的扩展方案，在计量阀打开的情况下，在中间空间中的滞止压力持续地增大，而尤其是在中间空间下游的喷射泵压力保持至少几乎相同，直到达到切换压力水平，在该切换压力水平的情况下，施加到打开压力面上的压力超过弹簧力并且使小喷嘴体在纵轴线的方向上这样运动离开，使得阀座被抬起并且第二气流路径iv打开。通过这种方式能够实现如下优点：小喷嘴体不被在压力空间中的滞止压力影响，并且具有稳定的打开特性。在此，接通阀的打开功能变得与喷射泵压力和/或第二驱动喷嘴的滞止压力无关，在所述打开功能的情况下，用于穿流的第二流动路径打开。因此确保本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.用于燃料电池系统(31)的输送总成(1)的喷入模块(2)，所述输送总成用于输送和/或再循环气态介质、尤其是氢气，其中，所述喷入模块(2)具有连接开口(29)和/或进入开口(3)，借助所述连接开口和/或进入开口，所述气态介质流入到所述喷入模块(2)中，其中，所述喷入模块(2)具有小喷嘴体(13)和大喷嘴体(15)，所述小喷嘴体具有第一驱动喷嘴(12)，所述大喷嘴体具有第二驱动喷嘴(14)，借助所述第一驱动喷嘴和第二驱动喷嘴(12、14)，所述气态介质从所述喷入模块(2)中流出，其中，所述小喷嘴体(13)在纵轴线(52)的方向上以能够运动的方式布置在所述大喷嘴体(15)中和/或布置在所述喷入模块(2)中，其中，所述小喷嘴体(13)和所述大喷嘴体(15)分别具有气流路径(III、IV)，其中，所述气态介质能够要么仅流动通过第一气流路径III、要么同时流动通过第一气流路径III和第二气流路径IV，其中，所述第二气流路径IV能够借助所述小喷嘴体(13)的运动打开或者关闭，其特征在于，所述小喷嘴体(13)与止挡盘(30)和/或至少间接地与所述大喷嘴体(15)相贴靠并且因此构造打开压力面(
2.根据权利要求1所述的喷入模块(2)，其特征在于，所述小喷嘴体(13)在所述纵轴线(52)的方向上至少几乎柱形地实施，其中，所述小喷嘴体(13)具有至少几乎仅平行于或者至少几乎正交于所述纵轴线(52)伸展的面。
3.根据权利要求2所述的喷入模块(2)，其特征在于，除了所述关闭压力面(24)和所述打开压力面(22)外，所述小喷嘴体(13)的流出侧的端面积和流入侧的端面积的总和至少几乎一样大。
4.根据权利要求1所述的喷入模块(2)，其特征在于，所述小喷嘴体(13)在其背离所述纵轴线(52)的表面上具有至少一个盘形的引导元件(46)，借助所述引导元件在所述大喷嘴体(15)中尤其相对于所述纵轴线(52)正交地引导所述小喷嘴体(13)。
5.根据上述权利要求中任一项所述的喷入模块(2)，其特征在于，所述喷入模块(2)具有弹簧元件(18)，其中，所述弹簧元件(18)尤其在所述纵轴线(52)的方向上位于所述大喷嘴体(15)与所述小喷嘴体(13)之间，其中，所述弹簧元件(18)通过弹簧力将所述小喷嘴体(13)压向所述止挡盘(30)和/或间接地压向所述大喷嘴体(15)。
6.根据权利要求5所述的喷入模块(2)，其特征在于，在计量阀(10)打开的情况下，在所述中间空间(25)中的滞止压力(44)持续地增大，而尤其是在所述中间空间(25)下游的喷射泵压力(42)保持至少几乎相同，直到达到切换压力水平，在所述切换压力水平的情况下，施加到所述打开压力面(22)上的压力超过所述弹簧力并且使所述小喷嘴体(13)在所述纵轴线(52)的方向上这样运动离开，使得所述阀座(17)被抬起并且第二气流路径IV打开。
7.根据权利要求5所述的喷入模块(2)，其特征在于，所述弹簧元件(18)的弹簧力尤其在所述小喷嘴体(13)运动时不是关于在所述弹簧元件(18)压缩或者解除压缩时的行程线性地变化，而是所述弹簧元件(18)具有关于弹簧行程逐步变化的弹簧常数。
8.根据权利要求6所述的喷射模块(2)，其特征在于，所述弹簧元件(18)的逐步变化的弹簧常数通过下述方式实现：所述关闭弹簧(18)的绕组直径是可变的和/或所述关闭弹簧(18)由至少两个弹簧段构造，其中，所述弹簧段具有不同弹簧常数。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.用于燃料电池系统(31)的输送总成(1)的喷入模块(2)，所述输送总成用于输送和/或再循环气态介质、尤其是氢气，其中，所述喷入模块(2)具有连接开口(29)和/或进入开口(3)，借助所述连接开口和/或进入开口，所述气态介质流入到所述喷入模块(2)中，其中，所述喷入模块(2)具有小喷嘴体(13)和大喷嘴体(15)，所述小喷嘴体具有第一驱动喷嘴(12)，所述大喷嘴体具有第二驱动喷嘴(14)，借助所述第一驱动喷嘴和第二驱动喷嘴(12、14)，所述气态介质从所述喷入模块(2)中流出，其中，所述小喷嘴体(13)在纵轴线(52)的方向上以能够运动的方式布置在所述大喷嘴体(15)中和/或布置在所述喷入模块(2)中，其中，所述小喷嘴体(13)和所述大喷嘴体(15)分别具有气流路径(iii、iv)，其中，所述气态介质能够要么仅流动通过第一气流路径iii、要么同时流动通过第一气流路径iii和第二气流路径iv，其中，所述第二气流路径iv能够借助所述小喷嘴体(13)的运动打开或者关闭，其特征在于，所述小喷嘴体(13)与止挡盘(30)和/或至少间接地与所述大喷嘴体(15)相贴靠并且因此构造打开压力面(22)，其中，所述打开压力面(22)和关闭压力面(24)至少几乎一样大，所述关闭压力面尤其在流出侧位于所述小喷嘴体上，其中，所述打开压力面(22)能够以流入侧的滞止压力(44)加载。
2.根据权利要求1所述的喷入模块(2)，其特征在于，所述小喷嘴体(13)在所述纵轴线(52)的方向上至少几乎柱形地实施，其中，所述小喷嘴体(13)具有至少几乎仅平行于或者至少几乎正交于所述纵轴线(52)伸展的面。
3.根据权利要求2所述的喷入模块(2)，其特征在于，除了所述关闭压力面(24)和所述打开压力面(22)外，所述小喷嘴体(13)的流出侧的端面积和流入侧的...
【专利技术属性】
技术研发人员：HC·马盖尔，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：
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