一种集成式防结冰引射器结构的制作方法

专利2026-07-08  7


本技术属于氢燃料电池配件领域,具体涉及一种集成式防结冰引射器结构。


背景技术:

1、氢燃料电池是一种利用空气和氢气进行电子交换,从而产生电能的发电装置。阳极端需要通入氢气,与空气端进行质子交换化学反应。燃料电池系统不同工况下,需求的氢气压力和流量均有差异,为了能够对氢气入口进行精确控制,氢气入口端需要设置氢气调节器。同时燃料电池反应有过量的氢气,为了提高氢气利用率,在电池氢气出口处会设置回氢装置,把过量的氢气重复使用。目前行业上对进氢控制采用比例阀的方式进行控制,回氢采用氢气循环泵或者引射器。燃料电池在低温(-30℃)状态,当水分吹扫不充分情况下,容易出现结冰冻住现象,而影响进氢和回氢控制。目前行业上进氢和回氢一般采用分体的方式,单独进行控制,采用线圈和ptc加热方式,如图1所示。采用当前方案,存在诸多缺陷:如进氢和回氢装备采用分体式,系统集成度不高;进氢和回氢单独加热进行破冰,效率低;采用ptc加热片,采用电控方式,结构复杂。

2、氢燃料电池系统目前逐渐往集成式,一体化方向开发零件,同时对环境要求也越来越高,如何在高度集成下,同时也能满足高低温启动要求,是行业关注的方向。本实用新型主要是为了在进氢和回氢集成的方式下,解决结冰问题,更利于控制,和加热进氢的温度,提高氢气利用率和电堆反应效率。


技术实现思路

1、本实用新型公开一种集成式防结冰引射器结构。本实用新型是满足高度集成状态下,通过燃料电池系统冷却流道的液体,对进氢模块和回氢模块同时进行加热,解决结冰问题,同时也能持续加热入氢温度,提高系统效率。

2、本实用新型是把进氢控制模块和回氢双引射设置成集成方式,结构紧凑,功能包含截止阀开发,双比例阀控制,压力检测,双喷嘴引射,和比例阀/喷嘴加热流道等功能。集成度高,体积小,系统布置简便;本体上增加热流道,可对引射器和比例阀同时加热,解决低温冷启动问题。实现高效启动,避免控制不稳的现象。

3、本实用新型技术方案如下。

4、一种集成式防结冰引射器结构,包括氢气控制模块和回流引射器模块;氢气控制模块和回流引射器模块集成于引射器本体内;所述氢气控制模块和回流引射器模块周围设置有热流道,热流道对氢气控制模块和回流引射器模块加热,在低温环境下,通过系统主流道热量对引射器本体进行加热。

5、进一步地,所述氢气控制模块包括氢气入口和比例阀;所述回流引射器模块包括引射器喷嘴、氢回流腔、出氢口和回氢口;

6、所述氢气入口通过管道与引射器喷嘴连接,所述引射器喷嘴与氢回流腔、出氢口顺次连接,所述管道上设置有比例阀;所述回氢口通过管道与引射器喷嘴连接,使得循环氢(二次流体)从回氢口进入引射器,氢气(一次流体)从喷嘴射出,经过文丘效应,氢气混和后进入电堆;所述热流道环绕设置于比例阀与引射器喷嘴周围。

7、进一步地,本实用新型还包括压力传感器,所述压力传感器设置在氢气路上的,用于检测氢气入口压力的。

8、进一步地,本实用新型还包括截止阀;所述截止阀设置于回氢口上。

9、进一步地,所述引射器喷嘴包括第一引射器喷嘴和第二引射器喷嘴,所述第一引射器喷嘴和第二引射器喷嘴分别连接于氢气入口管道上。

10、进一步地,所述比例阀包括第一比例阀和第二比例阀,所述第一比例阀和第二比例阀分别控制第一引射器喷嘴和第二引射器喷嘴的氢气流量。

11、进一步地,所述氢回流腔的个数与引射器喷嘴个数相同,且每个引射器喷嘴对应连接一个氢回流腔。

12、进一步地,所述氢回流腔为文丘里管。

13、进一步地,所述氢回流腔上设置有泄压阀,其作用为防止引射器内部氢气压力过大,损伤电堆。

14、进一步地,所述氢回流腔上设置有出口压力传感器,其作用为监测引射器出口压力,实现系统氢气流量控制。

15、与现有技术相比,本实用新型的优势在于:

16、1、本实用新型中引射器集成度高,系统布置方便。

17、2、本实用新型中对进氢模组和回氢模组同时加热,且不需增加ptc电加热片,直接采用系统主流道液体进行加热,成本更低,且更可靠。



技术特征:

1.一种集成式防结冰引射器结构,其特征在于,包括氢气控制模块和回流引射器模块;氢气控制模块和回流引射器模块集成于引射器本体(1)内;所述氢气控制模块和回流引射器模块周围设置有热流道,热流道对氢气控制模块和回流引射器模块加热,在低温环境下,通过系统主流道热量对引射器本体进行加热。

2.根据权利要求1所述集成式防结冰引射器结构,其特征在于,所述氢气控制模块包括氢气入口(2)和比例阀;所述回流引射器模块包括引射器喷嘴、氢回流腔(11)、出氢口(13)和回氢口(14);

3.根据权利要求2所述集成式防结冰引射器结构,其特征在于,还包括压力传感器(12),所述压力传感器(12)设置在氢气路上的,用于检测氢气入口压力的。

4.根据权利要求2所述集成式防结冰引射器结构,其特征在于,还包括截止阀(5);所述截止阀(5)设置于回氢口(14)上。

5.根据权利要求2所述集成式防结冰引射器结构,其特征在于,所述引射器喷嘴包括第一引射器喷嘴(9)和第二引射器喷嘴(10),所述第一引射器喷嘴(9)和第二引射器喷嘴(10)分别连接于氢气入口(2)管道上。

6.根据权利要求2所述集成式防结冰引射器结构,其特征在于,所述比例阀包括第一比例阀(3)和第二比例阀(4),所述第一比例阀(3)和第二比例阀(4)分别控制第一引射器喷嘴(9)和第二引射器喷嘴(10)的氢气流量。

7.根据权利要求2所述集成式防结冰引射器结构,其特征在于,所述氢回流腔(11)的个数与引射器喷嘴个数相同,且每个引射器喷嘴对应连接一个氢回流腔(11)。

8.根据权利要求7所述集成式防结冰引射器结构,其特征在于,所述氢回流腔(11)为文丘里管。

9.根据权利要求2所述集成式防结冰引射器结构,其特征在于,所述氢回流腔(11)上设置有泄压阀(7),其作用为防止引射器内部氢气压力过大,损伤电堆。

10.根据权利要求2所述集成式防结冰引射器结构,其特征在于,所述氢回流腔(11)上设置有出口压力传感器(8),其作用为监测引射器出口压力,实现系统氢气流量控制。


技术总结
本技术属于氢燃料电池配件领域,公开一种集成式防结冰引射器结构。所述引射器包括氢气控制模块和回流引射器模块;氢气控制模块和回流引射器模块集成于引射器本体内;所述氢气控制模块和回流引射器模块周围设置有热流道,热流道对氢气控制模块和回流引射器模块加热,在低温环境下,通过系统主流道热量对引射器本体进行加热。本技术是满足高度集成状态下,通过燃料电池系统冷却流道的液体,对进氢模块和回氢模块同时进行加热,解决结冰问题,同时也能持续加热入氢温度,提高系统效率。

技术研发人员:胡永国,池滨,杨强,张志鹏,黄腾涛,林广豪
受保护的技术使用者:广东云韬氢能科技有限公司
技术研发日:20240402
技术公布日:2024/12/17
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