一种氢循环系统的双喷射双出口引射器

allin2026-03-06  22


本技术涉及氢燃料电池,特指一种氢循环系统的双喷射双出口引射器。


背景技术:

1、氢燃料电池是实现氢能转换为电能利用的关键载体,在碳中和、碳达峰目标提出后,获得了基础研究与产业应用层面新的高度关注。

2、在氢燃料电池系统中,为了使燃料电池堆内部反应充分,提升输出性能,通常供给过量的氢气;而氢气循环系统的作用是将燃料电池堆中未反应的氢气再次循环到燃料电池堆的氢气入口,以节约氢气燃料,提升氢气利用率。

3、目前,燃料电池氢气循环系统的核心装置主要是氢气循环泵和引射器;在氢气循环方面,氢气循环泵和引射器各有优缺点;虽然氢气循环泵可以通过调节转速来适应不同工况下燃料电池的功率范围,但运行会产生较大的寄生功率,同时体积大、噪声高;与氢气循环泵相比,引射器是个纯机械零部件,无寄生功率,结构简单、成本低、体积小、可靠性高,但缺点也同样明显,难以适配燃料电池堆在宽范围内的功率变化的氢气引射需求,尤其是在低功率负载下引射效果不佳。

4、虽然市场上也出现了双喷氢引射器装置,如现有技术cn201710102900.0公开的一种燃料电池汽车动力系统的双喷氢引射器装置,现有技术cn202021099344.x公开的一种双氢喷阀及引射器气体循环结构,均设置有两个单独的喷氢引射器,不仅导致结构复杂,增加了生产成本,且体积大。


技术实现思路

1、本实用新型目的是为了克服现有技术的不足而提供一种氢循环系统的双喷射双出口引射器。

2、为达到上述目的,本实用新型采用的技术方案是:一种氢循环系统的双喷射双出口引射器,包含壳体、分别设置在壳体内的入口腔、混合腔和扩散腔;

3、所述混合腔位于入口腔和扩散腔之间;

4、所述入口腔设置在壳体的入口端,包括高压入口腔、同轴设置在高压入口腔内的低压入口腔、设置在壳体侧面且与混合腔连通的气体回流管;

5、所述扩散腔设置在壳体的出口端,包括高压扩散腔、同轴设置在高压扩散腔内的低压扩散腔;所述低压扩散腔与低压入口腔同轴放置,且低压扩散腔的入口大于低压入口腔的出口。

6、优选的,所述低压入口腔和低压扩散腔分别通过多根支撑柱与高压入口腔和高压扩散腔连接。

7、优选的,所述支撑柱设置有多组,沿低压入口腔或低压扩散腔的轴线方向均匀间隔放置,其中每组支撑柱也设置有多个,沿低压入口腔或低压扩散腔的径向方向均匀间隔放置。

8、优选的,所述高压入口腔和低压入口腔均设置有入口直筒段和入口渐缩段。

9、优选的,所述高压扩散腔和低压扩散腔均设置有渐缩段和扩张段。

10、优选的,所述气体回流管倾斜设置在壳体侧面,与高压入口腔或低压入口腔的夹角小于90度。

11、由于上述技术方案的运用,本实用新型与现有技术相比具有下列优点:

12、1、本实用新型通过采用双喷射,双出口的运行方式,解决了燃料电池汽车动力系统全工况运行范围的氢气循环量需求,解决了传统引射器在0-10kw无法引射氢气的痛点;

13、当燃料电池在低功率下运行时,氢气由高压氢瓶喷出,经过泄压阀,只通过低压入口腔以及低压扩散腔,进而使得引射器具有较高的势能,避免了因工作流体能量不足而导致的引射性能差的缺点;

14、当燃料电池在中高功率下运行时,氢气由高压氢瓶喷出,经过泄压阀,从高压入口腔喷入,引射电堆回流氢气再由高压扩散腔和低压扩散腔共同喷出进入电堆入口,供电堆使用;

15、当燃料电池在最高功率下运行时,氢气由高压氢瓶喷出,经过泄压阀,从高压入口腔和低压入口腔共同喷入,引射电堆回流氢气再由高压扩散腔和低压扩散腔共同喷出进入电堆入口,保证了全工况运行时的氢气循环需求;

16、2、本实用新型还改善了传统引射器不能满足燃料电池变况运行的缺点,提高了氢气的利用率,保证了氢燃料电池的工作功率的稳定性,并具有结构简单紧凑等优点。



技术特征:

1.一种氢循环系统的双喷射双出口引射器,其特征在于:包含壳体、分别设置在壳体内的入口腔、混合腔和扩散腔;

2.根据权利要求1所述的氢循环系统的双喷射双出口引射器,其特征在于:所述低压入口腔和低压扩散腔分别通过多根支撑柱与高压入口腔和高压扩散腔连接。

3.根据权利要求2所述的氢循环系统的双喷射双出口引射器,其特征在于:所述支撑柱设置有多组,沿低压入口腔或低压扩散腔的轴线方向均匀间隔放置,其中每组支撑柱也设置有多个,沿低压入口腔或低压扩散腔的径向方向均匀间隔放置。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的氢循环系统的双喷射双出口引射器,其特征在于:所述高压入口腔和低压入口腔均设置有入口直筒段和入口渐缩段。

5.根据权利要求1-3任意一项所述的氢循环系统的双喷射双出口引射器,其特征在于:所述高压扩散腔和低压扩散腔均设置有渐缩段和扩张段。

6.根据权利要求1所述的氢循环系统的双喷射双出口引射器,其特征在于:所述气体回流管倾斜设置在壳体侧面,与高压入口腔或低压入口腔的夹角小于90度。


技术总结
本技术涉及一种氢循环系统的双喷射双出口引射器,包含壳体、分别设置在壳体内的入口腔、混合腔和扩散腔;所述混合腔位于入口腔和扩散腔之间;所述入口腔设置在壳体的入口端,包括高压入口腔、同轴设置在高压入口腔内的低压入口腔、设置在壳体侧面且与混合腔连通的气体回流管;所述扩散腔设置在壳体的出口端,包括高压扩散腔、同轴设置在高压扩散腔内的低压扩散腔;所述低压扩散腔与低压入口腔同轴放置;本技术通过采用双喷射,双出口的运行方式,解决了传统引射器在电堆低功率负载下引射效果不佳的问题,从而覆盖燃料电池发动机的全部工作区间,且改善了传统引射器不能满足燃料电池变况运行的缺点,并具有结构简单紧凑等优点。

技术研发人员:郭子涵,孙聪聪,张智淼,田菲,万长东,路文涛
受保护的技术使用者:苏州市职业大学
技术研发日:20240229
技术公布日:2024/10/31
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