本发明专利技术涉及的模块式氢再循环装置(10)，其特征在于，其组成是：喷射器(11a)对从燃料电池堆(2)再循环的剩余气体加压，在喷射器(11a)分支，并重新连接至喷射器(11a)，同时由配备鼓风机(11b)的内部返回线(12)形成的喷射器模块(11)；以及，从燃料电池堆(2)后端连接至喷射器模块(11)的再循环线(13)。运行时，如果是低负荷(低流量)区域就通过喷射器(11a)和鼓风机(11b)进行两次加压处理，如果是高负荷(高流量)区域，仅利用喷射器(11a)加压，既降低了鼓风机运行造成的消耗动力，还减少了噪音，特别是通过喷射器(11a)与鼓风机(11b)的模块化，减少了零部件数量，并实现了布局的最优化。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及氢再循环装置，特别是关于在低负荷区域同时使用喷射器和鼓风机，在高负荷区域仅使用喷射器，既能解除鼓风机造成的所有问题，还能大大提高再循环性能的模块式氢再循环装置的专利技术。
技术介绍
一般来讲，为了能够稳定供应，与空气一起供应给燃料电池堆的氢气要比需求量多出约1.5倍。如上所述，因氢气供应量超过需求量，部分氢气无法在堆中反应，未经反应的氢气要回到堆入口重新利用，能实现这种再循环过程的装置就叫氢再循环装置。一般来讲，氢再循环装置包括鼓风机与喷射器，可以将堆中未反应、下降的氢气压力提升至与供应压力相同的水平。作为泵的一种，鼓风机可以利用通过高速电动机旋转的叶轮提高低压氢压力，喷射器则向氢气罐供应的高压氢(IObar)喷射氢气,提高低压氢压力。图3(a)、(b)是安装在燃料电池汽车中的氢再循环装置。如图所示，氢再循环装置120、230由利用配备流量阀门113、212的氢线111、211从氢气罐100、200接收氢气供应的燃料电池堆110、210后端的分支，并将分支部分连接到流量阀门113、212后端的布局组成。图3(a)是用并联式混合动力方式排列鼓风机和喷射器的氢再循环装置120，其中鼓风机121安装在从燃料电池堆110后端分支，并与从流量阀门113输出的次氢线112相连的鼓风机再循环线124 ;相反的，喷射器123则安装在从鼓风机再循环线124分支，从流量阀门113输出与燃料电池堆110前端相连的氢线111连接的喷射器再循环线124。在上述鼓风机再循环线124与喷射器再循环线122的分支支点安装再循环阀门125。另外，上述次氢线112在喷射器123后端与氢线111相连接。相反的，图3(b)作为用串联混合动力方式排列鼓风机与喷射器的氢再循环装置230，喷射器123在流量阀门212后端安装到氢线211的同时与燃料电池堆110后端分支的再循环线233连接。相反的，鼓风机231在喷射器232后端安装到再循环线233。如上所述，由上述结构组成的氢再循环装置120、230通过掌握再循环控制的控制器启动时，鼓风机121、231可通过电动机叶轮旋转力，从燃料电池堆110、210抽出进入再循环环节的剩余气体(氢+氮+饱和水蒸汽)，提高压力；喷射器123、232是利用向燃料电池堆110、210供应的流体的流动能量，并利用喷嘴及扩散结构对上述剩余气体(氢+氮+饱和水蒸汽)加压后，再循环至燃料电池堆110、210。上述喷射器123、232可同时实现向燃料电池堆110、210供应氢气罐100、200中的氢气的一次性作用。
技术实现思路
技术课题 但是，图3 (a)所示的并联式混合动力方式的氢再循环装置120至少需要2个再循环线122、124和再循环阀门125。与串联式混合动力方式相比并联式更为复杂，因此，用于汽车布局难免存在不利的因素。特别是并联式混合动力方式氢再循环装置120复杂的结构既存在组合性低下的问题，还存在再循环氢气压力大幅下降等问题。相反的，与并联式混合动力方式相比图3(b)所示的串联式混合动力方式的氢再循环装置230比较简单，有利于汽车布局。特别是鼓风机231负责低负荷(低流量)区域，喷射器232负责高负荷(高流量)区域，可根据负荷分担再循环性能。但是，串联式混合动力方式的氢再循环装置230，因鼓风机231导致的低流量再循环式时的喷射器232结构本身，不可避免的受到流动阻力。相反的，喷射器形成的高流量再循环时，则因鼓风机231流入受阻。因此，串联式混合动力方式的氢再循环装置230，因鼓风机231与喷射器232的串联式排列，低负荷(低流量)区域与高负荷(高流量)区域中再循环氢气的流入均受阻，存在氢再循环装置230很难发挥出最大性能的问题。考虑到上述问题，本专利技术的目的在于提供氢再循环时在低负荷(低流量)区域由喷射器一次加压，紧接着用鼓风机二次加压；相反的在高负荷(高流量)区域仅使用喷射器加压，减少因鼓风机转动消耗的动力并降低启动噪音的模块式氢再循环装置。另外，本专利技术目的还在于，提供一种模块式氢再循环装置，对鼓风机与喷射器以及气体管道做模块化处理，减少零部件数量，并简化整体布局。技术方案 为了实现上述目的，本专利技术模块式氢再循环装置的特征在于，包括:对从燃料电池堆再循环的剩余气体加压，并在与氢气罐供应的氢气混合并在喷射器分支，配备与上述喷射器相连的内部返回线，并在上述内部返回线安装鼓风机的喷射器模块；以及，从上述燃料电池堆后端与上述喷射器相连，形成上述剩余气体流动路径的再循环线。上述内部返回线利用闭合回路包裹上述喷射器。上述内部返回线在上述喷射器出口分支，与上述喷射器入口相连。上述内部返回线还包括连通或切断上述喷射器出口与上述氢线，并与上述内部返回线相连通的闭合阀。上述再循环线与上述喷射器入口相连。上述喷射器与上述鼓风机在低负荷(低流量)区域同时转动；但在高负荷区域，上述鼓风机不转动。在上述低负荷区域，可利用上述喷射器进行一次加压，再利用上述鼓风机进行二次加压。在上述低负荷区域与上述高负荷区域之间的中负荷区域，上述喷射器与上述鼓风机同时转动。上述低负荷区域和上述高负荷区域以上述鼓风机的加压效率为标准。有益效果 本专利技术的效果在于，在低负荷(低流量)区域利用喷射器对氢再循环进行一次加压后，用鼓风机二次加压；相反的，在高负荷(高流量)区域，鼓风机未转动的前提下仅使用喷射器加压，通过最大程度地减少鼓风机运行来降低动力消耗和运行噪音。另外，本专利技术的效果还在于，氢再循环时通过分别控制低负荷(低流量)区域与高负荷(高流量)区域，提升氢再循环效率，并通过减少鼓风机消耗的动力提高燃料效率。另外，本专利技术的效果还在于，利用喷射器对低负荷(低流量)区域的氢再循环进行一次加压后，用鼓风机进行再次加压，实现加压效果的极大化；在高负荷(低流量)区域氢再循环时，则因停止了鼓风机运行，能防止串联式混合动力方式因鼓风机而造成的再循环性能的减退。另外，本专利技术的效果还在于，在喷射器出口与鼓风机入口形成相同方向的气流流动，既大大减少发生回流的可能性，还省去了止回阀等额外零部件。另外，本专利技术的效果还在于，整合鼓风机与喷射器以及气体管道，形成模块化，既能减少零部件数量，还能实现整体布局的单纯化。附图说明图1是适用于燃料电池汽车的模块式氢再循环装置的结构 图2(a)、(b)是模块式氢再循环装置在低负荷区域与高负荷区域中选择性的运行状态； 图3(a)、(b)是传统的氢再循环装置。附图标记说明 I:氢气罐2:燃料电池堆 3:氢线4:流量阀门 10:氢再循环装置 11:喷射器模块 Ila:喷射器Ilb:鼓风机 12:内部返回线13:再循环线。具体实施例方式图1是适用于燃料电池汽车的模块式氢再循环装置的结构图。如图所示，氢再循环装置10包括:对再循环到燃料电池堆2的剩余气体加压，并与由氢气罐I供应，流经氢线3的与氢气相混合的喷射器模块11 ;以及，在燃料电池堆2后端分支，并与控制由氢气罐I供应氢气量的流量阀门4后端相连接，形成剩余气体流动路径的再循环线13。上述喷射器模块11安装在控制由氢气罐I供应氢气量的流量阀门4的后端。上述喷射器模块11由通过喷嘴及扩压器结构加压，并向氢气罐I供应的高压(IObar)氢气喷射，提高低压氢压力的喷射器Ila ;利本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种模块式氢再循环装置，其特征在于，包括：对从燃料电池堆再循环的剩余气体加压，并在与氢气罐供应的氢气混合的喷射器分支，配备连接至上述喷射器的内部返回线，并在上述内部返回线安装鼓风机的喷射器模块；从上述燃料电池堆后端连接至上述喷射器，并形成上述剩余气体流动路径的再循环线。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙基硕，
申请(专利权)人：现代摩比斯株式会社，
类型：发明
国别省市：
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