CN217334152U - 一种用于燃料电池氢气循环的引射回流装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于燃料电池氢气循环的引射回流装置，包括引射器主体、隔离阀和比例阀；所述引射器主体包括主路氢气输入端、氢气控制端、循环氢气输入端以及氢气输出端，主路氢气输入端出口连接隔离阀和氢气控制端入口，氢气控制端出口连接比例阀，比例阀连接氢气输出端入口，循环氢气输入端出口连接氢气输出端入口。本实用新型能够精准控制氢气的进气量，提高了氢气的利用率，达到发电效率精准可控的效果。

Description

一种用于燃料电池氢气循环的引射回流装置

技术领域

本实用新型涉及燃料电池技术领域，特别涉及一种用于燃料电池氢气循环的引射回流装置。

背景技术

燃料电池是一种将贮存在燃料和氧化剂中的化学能直接转化为电能的装置，相比煤、石油、天然气等传统能源有着巨大的优势，是解决环境污染和能源危机的有效手段，燃料电池的燃料一般是氢气、甲醇、甲烷等，空气或氧气等为氧化剂。

在燃料电池的技术领域中，现有燃料电池采用的燃料气体一般是氢气，然而，氢气并不会在燃料电堆中完全进行化学反应，从而燃料电池会排出一部分氢气尾气。如果直接将燃料电池排出的氢气尾气排放至外界中，则会造成资源的浪费以及空气的污染，因此，现有技术中大部分都需要对燃料电池排出的氢气尾气进行循环利用，氢气尾气的循环利用技术中，就会涉及到氢气循环的引射器装置。

现有的引射器装置几乎都是采用纯机械结构的，对于氢气的进气量并没有精准地进行控制，而氢气进气量的具体数量会直接影响到燃料电池的发电功率以及效率的。另外，现有的引射器装置大部分都没有设置一个可以及时地控制氢气输入的开关阀门。

实用新型内容

本实用新型为解决上述技术问题之一，提供一种用于燃料电池氢气循环的引射回流装置，能够精准控制氢气的进气量，提高了氢气的利用率，达到发电效率精准可控的效果。

为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：一种用于燃料电池氢气循环的引射回流装置，包括引射器主体、隔离阀和比例阀；所述引射器主体包括主路氢气输入端、氢气控制端、循环氢气输入端以及氢气输出端，主路氢气输入端出口连接隔离阀和氢气控制端入口，氢气控制端出口连接比例阀，比例阀连接氢气输出端入口，循环氢气输入端出口连接氢气输出端入口。

优选的是，所述氢气输入端包括第一输入通道和第二输入通道，所述第一输入通道的左侧端口连接所述第二输入通道的右侧端口。

优选的是，所述第一输入通道和第二输入通道均为圆柱形，其中第一输入通道的直径大于第二输入通道的直径。

优选的是，所述隔离阀包括隔离阀外壳主体、电磁阀、电磁阀芯、弹簧、密封阀，所述电磁阀芯顶部通过弹簧连接电磁阀，电磁阀芯底部固定连接密封阀。

优选的是，所述氢气控制端包括第一控制通道、第二控制通道和第三控制通道，第一控制通道和第三控制通道垂直设置，第二控制通道水平设置，第一控制通道垂直于第二控制通道且第一控制通道下端口连接第二控制通道右端口，第三控制通道垂直于第二控制通道且第三控制通道下端口连接第二控制通道左端口；

所述密封阀底部连接第一控制通道上端口，密封阀右侧连接第二输入通道左端口。

优选的是，所述第一控制通道、第二控制通道和第三控制通道均为圆柱形。

优选的是，所述比例阀包括比例阀主体壳体、控制阀机和控制阀芯，所述控制阀机包括集气口、集气腔、排气孔和阀芯腔，所述集气口设置于控制阀机底部，所述集气腔下端口与集气口连接，所述排气孔设置于集气腔外侧且集气腔一侧开口与集气腔连接，所述排气孔设置有若干个；阀芯腔下端口与集气腔上端口连接；所述阀芯腔与集气腔均为圆柱体，且阀芯腔的直径小于集气腔的直径；所述控制阀芯为圆柱体，控制阀芯的直径小于阀芯腔的直径；所述控制阀芯一部分位于阀芯腔内，另一部分位于集气腔内，控制阀芯可在阀芯腔内进行上下运动；控制阀芯的直径大于集气口上端口的直径。

优选的是，所述氢气控制端还包括排气腔和第四控制通道，所述排气腔的左侧开口与第四控制通道的右端口连接；所述排气孔设置于排气腔内。

优选的是，所述氢气输出端包括喷嘴、第一输出通道、第二输出通道、第三输出通道和第四输出通道，所述喷嘴的右端口连接所述第四控制通道的左端口，喷嘴的左端口深入至所述第二输出通道内；所述第一输出通道为圆柱形，第二输出通道为圆台形且第二输出通道左端开口小于右端开口，第三输出通道为圆柱形，第四输出通道为圆台形且第四输出通道左端开口大于右端开口，第四输出通道的右端开口连接第三输出通道的左端开口，第三输出通道的右端开口连接第二输出通道的左端开口，第二输出通道的右端开口连接第一输出通道的左端开口。

优选的是，所述循环氢气输入端包括循环氢气输入通道，所述循环氢气输入通道的上端开口连接第一输出通道。

采用上述技术方案后，本实用新型至少具有如下有益效果：本实用新型通过设置隔离阀和比例阀，能够精准控制氢气的进气量以及控制氢气的进入引射回流装置内，提高了氢气的利用率，能够精准地为燃料电池提供实际所需的氢气量，达到发电效率精准可控的效果。

附图说明

图1为本实用新型引射回流装置的立体示意图。

图2为本实用新型引射回流装置的结构示意图。

图3为本实用新型隔离阀的结构示意图。

图4为本实用新型比例阀的结构示意图。

图5为本实用新型喷嘴的结构示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合，下面结合附图和具体实施例对本申请作进一步详细说明。

实施例1

如图1-5所示，本实施例公开一种用于燃料电池氢气循环的引射回流装置，包括引射器主体1、隔离阀2和比例阀3；其中，所述引射器主体1用于接收主路氢气供应系统输送过来的氢气和接收循环系统输送过来的氢气，并将两种输送过来的氢气进行混合输送给燃料电池；所述隔离阀2用于控制主路氢气供应系统输送过来的氢气进入引射回流装置内部，即具备隔离氢气的作用，相当于一个隔离阀门；所述比例阀3用于控制主路氢气供应系统输送过来的氢气，控制氢气的进气量，达到氢气进气量的精度控制效果。

如图2所示，所述引射器主体1包括主路氢气输入端12、氢气控制端13、循环氢气输入端14以及氢气输出端15；其中，主路氢气输入端12入口用于接收主路氢气供应系统输送过来的氢气，主路氢气输入端12出口连接隔离阀2和氢气控制端13入口，隔离阀2用于控制主路氢气输入端12出口的氢气进入氢气控制端13入口；氢气控制端13出口连接比例阀3，比例阀3连接氢气输出端15入口，比例阀3用于控制氢气控制端13中的氢气进入氢气输出端15入口的进气量；循环氢气输入端14入口用于接收循环系统输送过来的氢气，循环氢气输入端14出口连接氢气输出端15入口，循环氢气输入端14用于将循环系统输送过来的氢气输送至氢气输出端15入口；氢气输出端15用于接收比例阀3的氢气和循环氢气输入端14的氢气，并将两种氢气进行混合输送给燃料电池。

所述氢气输入端12包括第一输入通道121和第二输入通道122，所述第一输入通道121的左侧端口连接所述第二输入通道122的右侧端口，所述第一输入通道121和第二输入通道122均为圆柱形，其中第一输入通道121的直径大于第二输入通道122的直径。所述第一输入通道121和第二输入通道122均为水平设置。

如图3所示，所述隔离阀2包括隔离阀外壳主体21、电磁阀22、电磁阀芯23、弹簧24、密封阀25，所述电磁阀芯23顶部通过弹簧24连接电磁阀22，电磁阀芯23底部固定连接密封阀25。在电磁阀22处于断电情况下，也即是在电磁阀22没有接收到开启阀门的信号情况下，弹簧24处于伸展状态并向下顶住电磁阀芯23；在电磁阀22处于通电情况下，也即是在电磁阀22接收到开启阀门的信号情况下，电磁阀22产生磁力，弹簧24处于压缩状态并向上拉住电磁阀芯23，电磁阀芯23带动密封阀25往上移动。

所述氢气控制端13包括第一控制通道131、第二控制通道132和第三控制通道133，所述第一控制通道131、第二控制通道132和第三控制通道133均为圆柱形，第一控制通道131和第三控制通道133垂直设置，第二控制通道132水平设置，第一控制通道131垂直于第二控制通道132且第一控制通道131下端口连接第二控制通道132右端口，第三控制通道133垂直于第二控制通道132且第三控制通道133下端口连接第二控制通道132左端口。

密封阀25底部连接第一控制通道131上端口，密封阀25右侧连接第二输入通道122左端口；当电磁阀22处于断电情况下，也即是在电磁阀22没有接收到开启阀门的信号情况下，弹簧24处于伸展状态并向下顶住电磁阀芯23，电磁阀芯23带动密封阀25向下压住并密封住第一控制通道131上端口，第二输入通道122左端口的氢气无法进入第一控制通道131；在电磁阀22处于通电情况下，也即是在电磁阀22接收到开启阀门的信号情况下，电磁阀22产生磁力，弹簧24处于压缩状态并向上拉住电磁阀芯23，电磁阀芯23带动密封阀25往上移动，密封阀25与第一控制通道131上端口产生开口，第二输入通道122左端口的氢气进入第一控制通道131。

如图4所示，所述比例阀3包括比例阀主体壳体31、控制阀机32和控制阀芯33，所述控制阀机32包括集气口321、集气腔322、排气孔323和阀芯腔324，所述集气口321设置于控制阀机32底部，所述集气腔322下端口与集气口321连接，所述排气孔323设置于集气腔322外侧且集气腔322一侧开口与集气腔322连接，所述排气孔323设置有若干个；阀芯腔324下端口与集气腔322上端口连接；所述阀芯腔324与集气腔322均为圆柱体，且阀芯腔324的直径小于集气腔322的直径；所述控制阀芯33为圆柱体，控制阀芯33的直径小于阀芯腔324的直径，控制阀芯33一部分位于阀芯腔324内，另一部分位于集气腔322内，控制阀芯33可在阀芯腔324内进行上下运动，控制阀芯33通过在阀芯腔324内上下运动从而控制从集气口321进入集气腔322的氢气的进气量；控制阀芯33的直径大于集气口321上端口的直径；当比例阀3处于断电情况下，也即是在比例阀3没有接收到开启阀门的信号情况下，控制阀芯33底部直接接触并封住集气口321上端口，集气口321的氢气无法进入集气腔322内；当比例阀3处于通电情况下，也即是在比例阀3接收到开启阀门的信号情况下，控制阀芯33在阀芯腔324内向上运动一定位移，控制阀芯33底部离开集气口321上端口，集气口321的氢气进入集气腔322内，控制阀芯33具体的向上运动位移由控制阀机32进行控制；集气腔322内的氢气通过排气孔323输送出去。

所述氢气控制端13还包括排气腔134和第四控制通道135，所述排气腔134的左侧开口与第四控制通道135的右端口连接；所述排气孔323设置于排气腔134内，集气腔322内的氢气通过排气孔323输送气到排气腔134内，排气腔134再通过第四控制通道135输送氢气至氢气输出端15内

所述氢气输出端15包括喷嘴151、第一输出通道152、第二输出通道153、第三输出通道154和第四输出通道155，所述喷嘴151的右端口连接所述第四控制通道135的左端口，喷嘴151的左端口深入至所述第二输出通道153内；所述第一输出通道152为圆柱形，第二输出通道153为圆台形且第二输出通道153左端开口小于右端开口，第三输出通道154为圆柱形，第四输出通道155为圆台形且第四输出通道155左端开口大于右端开口，第四输出通道155的右端开口连接第三输出通道154的左端开口，第三输出通道154的右端开口连接第二输出通道153的左端开口，第二输出通道153的右端开口连接第一输出通道152的左端开口。

所述循环氢气输入端14包括循环氢气输入通道141，所述循环氢气输入通道141的上端开口连接第一输出通道152，循环氢气输入通道141的上端开口接收循环系统输送过来的氢气。

本实施例的一种用于燃料电池氢气循环的引射回流装置，其具体的使用方法为：燃料电池开机运行后，对隔离阀2和比例阀3进行通电，隔离阀2的电磁阀22产生磁力，弹簧24处于压缩状态并向上拉住电磁阀芯23，电磁阀芯23带动密封阀25往上移动，密封阀25与第一控制通道131上端口之间产生空隙；同时，氢气输入端12接收来自主路氢气供应系统输送过来的氢气，氢气经过第一输入通道121和第二输入通道122，最后由第二输入通道122的左端开口通过密封阀25与第一控制通道131上端口之间的空隙输送氢气进入第一控制通道131，氢气经过氢气控制端13的第一控制通道131、第二控制通道132和第三控制通道133，到达比例阀3的集气口321，控制阀芯33通过在阀芯腔324内上下运动从而控制从集气口321进入集气腔322的氢气的进气量，集气腔322通过排气孔323将氢气输送至排气腔134内，第四控制通道135接收排气腔134的氢气，喷嘴151接收第四控制通道135的氢气，并将氢气从喷嘴151左侧端口喷出到第二输出通道153内，由于喷出的氢气具有压力，带动了第一输出通道152的氢气往前运动，其中第一输出通道152的氢气来自于循环氢气输入端14的循环氢气输入通道141，而氢气输入通道141的氢气是由循环系统输送过来的；第二输出通道153汇集了喷嘴和第一输出通道152的氢气，并将氢气通过第三输出通道154和第四输出通道155输送至燃料电池内进行氧化反应。

本实用新型的引射回流装置通过设置隔离阀2和比例阀3，能够精准控制氢气的进气量以及控制氢气的进入引射回流装置内，提高了氢气的利用率，能够精准地为燃料电池提供实际所需的氢气量，达到发电效率精准可控的效果。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解的是，在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种等效的变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同范围限定。

Claims (10)

1.一种用于燃料电池氢气循环的引射回流装置，其特征在于，包括引射器主体、隔离阀和比例阀；所述引射器主体包括主路氢气输入端、氢气控制端、循环氢气输入端以及氢气输出端，主路氢气输入端出口连接隔离阀和氢气控制端入口，氢气控制端出口连接比例阀，比例阀连接氢气输出端入口，循环氢气输入端出口连接氢气输出端入口。

2.根据权利要求1所述的一种用于燃料电池氢气循环的引射回流装置，其特征在于，所述氢气输入端包括第一输入通道和第二输入通道，所述第一输入通道的左侧端口连接所述第二输入通道的右侧端口。

3.根据权利要求2所述的一种用于燃料电池氢气循环的引射回流装置，其特征在于，所述第一输入通道和第二输入通道均为圆柱形，其中第一输入通道的直径大于第二输入通道的直径。

4.根据权利要求2或3所述的一种用于燃料电池氢气循环的引射回流装置，其特征在于，所述隔离阀包括隔离阀外壳主体、电磁阀、电磁阀芯、弹簧、密封阀，所述电磁阀芯顶部通过弹簧连接电磁阀，电磁阀芯底部固定连接密封阀。

5.根据权利要求4所述的一种用于燃料电池氢气循环的引射回流装置，其特征在于，所述氢气控制端包括第一控制通道、第二控制通道和第三控制通道，第一控制通道和第三控制通道垂直设置，第二控制通道水平设置，第一控制通道垂直于第二控制通道且第一控制通道下端口连接第二控制通道右端口，第三控制通道垂直于第二控制通道且第三控制通道下端口连接第二控制通道左端口；

所述密封阀底部连接第一控制通道上端口，密封阀右侧连接第二输入通道左端口。

6.根据权利要求5所述的一种用于燃料电池氢气循环的引射回流装置，其特征在于，所述第一控制通道、第二控制通道和第三控制通道均为圆柱形。

7.根据权利要求5或6所述的一种用于燃料电池氢气循环的引射回流装置，其特征在于，所述比例阀包括比例阀主体壳体、控制阀机和控制阀芯，所述控制阀机包括集气口、集气腔、排气孔和阀芯腔，所述集气口设置于控制阀机底部，所述集气腔下端口与集气口连接，所述排气孔设置于集气腔外侧且集气腔一侧开口与集气腔连接，所述排气孔设置有若干个；阀芯腔下端口与集气腔上端口连接；所述阀芯腔与集气腔均为圆柱体，且阀芯腔的直径小于集气腔的直径；所述控制阀芯为圆柱体，控制阀芯的直径小于阀芯腔的直径；所述控制阀芯一部分位于阀芯腔内，另一部分位于集气腔内，控制阀芯可在阀芯腔内进行上下运动；控制阀芯的直径大于集气口上端口的直径。

8.根据权利要求7所述的一种用于燃料电池氢气循环的引射回流装置，其特征在于，所述氢气控制端还包括排气腔和第四控制通道，所述排气腔的左侧开口与第四控制通道的右端口连接；所述排气孔设置于排气腔内。

9.根据权利要求8所述的一种用于燃料电池氢气循环的引射回流装置，其特征在于，所述氢气输出端包括喷嘴、第一输出通道、第二输出通道、第三输出通道和第四输出通道，所述喷嘴的右端口连接所述第四控制通道的左端口，喷嘴的左端口深入至所述第二输出通道内；所述第一输出通道为圆柱形，第二输出通道为圆台形且第二输出通道左端开口小于右端开口，第三输出通道为圆柱形，第四输出通道为圆台形且第四输出通道左端开口大于右端开口，第四输出通道的右端开口连接第三输出通道的左端开口，第三输出通道的右端开口连接第二输出通道的左端开口，第二输出通道的右端开口连接第一输出通道的左端开口。

10.根据权利要求9所述的一种用于燃料电池氢气循环的引射回流装置，其特征在于，所述循环氢气输入端包括循环氢气输入通道，所述循环氢气输入通道的上端开口连接第一输出通道。

Images