一种用于燃料电池系统氢循环的可调式引射器技术方案

本发明专利技术公开了一种用于燃料电池系统氢循环的可调式引射器，包括入口组件、吸入室、等截面混合室、扩压室、出口组件、调节头、螺杆、螺纹套筒、密封安装壳和驱动电机。本发明专利技术的高压流体通过高压流体入口经过喷嘴后，在吸入室内中引射由低压流体入口流入的低压流体，高压流体和低压流体在等截面混合室中混合后，通过扩压室后，从混合流体出口流出。本发明专利技术通过改变调节头在引射器等截面混合室中的位置来改变引射器等截面混合室的有效面积，从而改变氢气引射器的引射系数，进而满足燃料电池的变工况需求；本发明专利技术的可调式引射器只改变低压流体的质量流量，不改变高压流体的质量流量，从而能快速精准地满足氢燃料电池系统氢循环量的需求。速精准地满足氢燃料电池系统氢循环量的需求。

【技术实现步骤摘要】
一种用于燃料电池系统氢循环的可调式引射器


[0001]本专利技术属于燃料电池
，特别涉及一种用于燃料电池系统氢循环的可调式引射器。

技术介绍

[0002]在氢燃料电池系统中常采用氢气循环泵或氢气引射器来回收燃料电池中未完全消耗的氢气。
[0003]采用氢气循环泵可以在变工况条件下实现氢气循环量的调节，但是氢气循环泵需要消耗电能和维护保养，工作中产生振动，且占用较大空间。
[0004]采用氢气引射器结构简单，无运动部件，维护方便且无需电源供应。但由于结构尺寸固定后，氢气引射器的引射性能是固定的；在变工况条件下氢气引射器难以满足氢燃料电池系统的需求，从而会影响氢燃料电池系统的工作。为了克服这一问题，目前采用可调式引射器来满足变工况条件下氢燃料电池系统氢循环量的需求。该方法是通过调节针改变氢气引射器中喷嘴喉部截面面积的大小，使得氢气引射器的引射系数改变，从而满足燃料电池系统的工作需求。但是，氢气引射器中喷嘴喉部的尺寸极小，例如80kW的氢燃料电池，其引射器喷嘴喉部的直径为1.2mm。这么小的尺寸很难用调节针快速精准地对喷嘴喉部截面面积进行调节；另外，喷嘴喉部面积的改变不仅使得引射器的引射系数改变，还会导致高压流体质量流量改变。这样进一步导致氢气引射器在变工况下难以快速精准满足氢燃料电池系统氢循环量的需求。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术存在的上述问题，本专利技术要设计一种易于快速精准调节燃料电池系统氢循环量的用于燃料电池系统氢循环的可调式引射器。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种用于燃料电池系统氢循环的可调式引射器，包括入口组件、吸入室、等截面混合室、扩压室、出口组件、调节头、螺杆、螺纹套筒、密封安装壳和驱动电机；所述入口组件、吸入室、等截面混合室、扩压室、出口组件和密封安装壳从左至右依次连接成整体；
[0007]所述入口组件包括圆筒壳体和喷嘴；所述喷嘴安装在圆筒壳体内，喷嘴的大端口为高压流体入口，小端口伸入吸入室；所述圆筒壳体的侧面开设低压流体入口；所述圆筒壳体的右端与吸入室连接；
[0008]所述出口组件为L形管路，L形管路的水平段左端与扩压室的混合流体出口连接，竖直段与燃料电池连接；
[0009]所述出口组件的水平段右端与密封安装壳密封连接；
[0010]所述螺杆的右端与驱动电机连接、且位于密封安装壳内，左端与调节头连接，且位于等截面混合室内；所述螺纹套筒带有内螺纹，固定在出口组件的水平段右端、且位于密封安装壳内；所述驱动电机固定安装于密封安装壳内；驱动电机的输出轴带有外螺纹，螺纹套
筒与驱动电机的输出轴的内外螺纹之间采用间隙配合。
[0011]进一步地，所述调节头为实心圆锥、圆柱或椭球，且调节头和等截面混合室同轴设置。
[0012]进一步地，所述螺杆为实心杆。
[0013]本专利技术流体运行路线如下：本专利技术的高压流体通过高压流体入口经过喷嘴后，在吸入室内中引射由低压流体入口流入的低压流体，高压流体和低压流体在等截面混合室中混合后，通过扩压室后，从混合流体出口流出。
[0014]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0015]1、本专利技术通过改变调节头在引射器等截面混合室中的位置来改变引射器等截面混合室的有效面积，从而改变氢气引射器的引射系数，进而满足燃料电池的变工况需求；
[0016]2、本专利技术的可调式引射器只改变低压流体的质量流量，不改变高压流体的质量流量。因此，氢气引射器的引射系数对调节头位置变化不敏感，从而能快速精准地满足氢燃料电池系统氢循环量的需求。
附图说明
[0017]图1为本专利技术的结构示意图。
[0018]图中：1、入口组件，2、吸入室，3、等截面混合室，4、扩压室，5、出口组件，6、调节头，7、螺杆，8、螺纹套筒，9、密封安装壳，10，驱动电机。
具体实施方式
[0019]为使本专利技术的技术手段、达成目的便于了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本专利技术。
[0020]如图1所示，一种用于燃料电池系统氢循环的可调式引射器，包括入口组件1、吸入室2、等截面混合室3、扩压室4、出口组件5、调节头6、螺杆7、螺纹套筒8、密封安装壳9和驱动电机10；所述入口组件1、吸入室2、等截面混合室3、扩压室4、出口组件5和密封安装壳9从左至右依次连接成整体；
[0021]所述入口组件1包括圆筒壳体和喷嘴；所述喷嘴安装在圆筒壳体内，喷嘴的大端口为高压流体入口，小端口伸入吸入室2；所述圆筒壳体的侧面开设低压流体入口；所述圆筒壳体的右端与吸入室2连接；
[0022]所述出口组件5为L形管路，L形管路的水平段左端与扩压室4的混合流体出口连接，竖直段与燃料电池连接；
[0023]所述出口组件5的水平段右端与密封安装壳9密封连接；
[0024]所述螺杆7的右端与驱动电机10连接、且位于密封安装壳9内，左端与调节头6连接，且位于等截面混合室3内；所述螺纹套筒8带有内螺纹，固定在出口组件5的水平段右端、且位于密封安装壳9内；所述驱动电机10固定安装于密封安装壳9内；驱动电机10的输出轴带有外螺纹，螺纹套筒8与驱动电机10的输出轴的内外螺纹之间采用间隙配合。
[0025]进一步地，所述调节头6为实心圆锥、圆柱或椭球，且调节头6和等截面混合室3同轴设置。
[0026]进一步地，所述螺杆7为实心杆。
[0027]本专利技术的工作原理如下：
[0028]在变工况条件下的氢燃料电池系统中，通过驱动电机10改变调节头6在引射器等截面混合室3中的轴向位置，来改变氢气引射器的引射系数，使其引射性能满足氢燃料电池系统的实际需求。
[0029]当氢燃料电池从低功率工况向高功率工况转换时，氢燃料电池中氢气的利用率上升，未参加反应的氢气量减少，氢燃料电池所需的氢气循环量降低。因此，氢气引射器的引射系数需要降低。此时，调节头6位于等截面混合室3出口处。当驱动电机10正向旋转时，驱动电机10的输出轴向前运动，进而推动与驱动电机10的输出轴相连的螺杆7，螺杆7带动调节头6，使调节头6向引射器等截面混合室3入口处移动。当调节头6运动至引射器等截面混合室3合适位置时，其引射系数可以满足燃料电池需求时，驱动电机10停止工作。
[0030]当氢燃料电池从高功率工况向低功率工况转换时，氢燃料电池中氢气的利用率下降，未参加反应的氢气量增多，氢燃料电池所需的氢气循环量升高。因此，氢气引射器的引射系数需要提高。此时，调节头6位于引射器等截面混合室3某一位置(对应于高功率工况)。驱动电机10的输出轴反向旋转，驱动电机10的输出轴向后运动，进而带动与驱动电机10的输出轴相连的螺杆7，螺杆7带动调节头6，使调节头6向引射器等截面混合室3出口移动。当调节头6运动至引射器等截面混合室3合适位置时，其引射系数可以满足燃料电池需求时，驱动电机10停止工作。
[0031]本专利技术的水平、竖直、左、右方向仅相对于图1。
[0032]虽然以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于燃料电池系统氢循环的可调式引射器，其特征在于：包括入口组件(1)、吸入室(2)、等截面混合室(3)、扩压室(4)、出口组件(5)、调节头(6)、螺杆(7)、螺纹套筒(8)、密封安装壳(9)和驱动电机(10)；所述入口组件(1)、吸入室(2)、等截面混合室(3)、扩压室(4)、出口组件(5)和密封安装壳(9)从左至右依次连接成整体；所述入口组件(1)包括圆筒壳体和喷嘴；所述喷嘴安装在圆筒壳体内，喷嘴的大端口为高压流体入口，小端口伸入吸入室(2)；所述圆筒壳体的侧面开设低压流体入口；所述圆筒壳体的右端与吸入室(2)连接；所述出口组件(5)为L形管路，L形管路的水平段左端与扩压室(4)的混合流体出口连接，竖直段与燃料电池连接；所述出口组件(5)的水平段右...

【专利技术属性】
技术研发人员：董景明，时宇，何南，潘新祥，杨国刚，
申请(专利权)人：大连海事大学，
类型：发明
国别省市：