CN217903165U - 一种可分离汽水的引射器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可分离汽水的引射器，属于燃料电池技术领域；其包括：壳体以及设置于壳体中的汽水分离组件和引射组件；所述汽水分离组件包括相互连通的第一分离腔和第二分离腔以及蓄水池，所述第一分离腔中设有用于分离液态水的挡流板，所述第二分离腔中设有与所述壳体固定连接的旋流叶片，所述旋流叶片能够驱动气流转动；所述蓄水池分别与所述第一分离腔和第二分离腔的下部连通，以供收集液态水；所述第一分离腔的一端设有与外界连通的进气口，所述第二分离腔的一端设有连通口，所述连通口与所述引射组件连通，所述引射组件能够导引来自所述连通口的二次气流给燃料电池。本实用新型能够集成汽水分离装置和引射器，并能够高效分离水汽。

Description

一种可分离汽水的引射器

技术领域

本实用新型涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种可分离汽水的引射器。

背景技术

当前，发展新能源燃料电池汽车被认为是交通能源动力转型的重要环节，为了保障燃料电池发动机正常工作，燃料电池发动机一般需要氢气供应子系统、空气供应子系统和循环水冷却管理子系统等辅助系统。燃料电池是通过可燃物质(氢气)与空气中的氧气之间的电化学反应产生电能，其中，燃料电池反应后，排出的气体中含有大量的氢气，这些氢气若直接排放到大气中，一方面是能源的浪费，另一方面是对环境造成污染，三是氢气易燃易爆会产生危险。

工业上常采用引射器将这些含氢混合气体循环回燃料电池进行回收再利用。但是，燃料电池电堆在发电的过程中，反应生成的水会被含氢混合气体带出，导致含氢混合气体内的水蒸气含量很高，湿度很大，在这些含氢混合气体进入引射器之前，需要将水蒸气进行分离。

传统引射器也很难适应大功率燃料电池系统在宽功率范围内变化的回氢性能要求。现在的汽水分离器与引射器，一般都是分体设置，两者之间通过管路进行连接，传输距离远，传输过程中压力损耗大，管路连接复杂，占用空间大，且管路内容易积水。

实用新型内容

有鉴于此，有必要提供一种可分离汽水的引射器，用以解决现有的引射器难以分离汽水不便的问题。

本实用新型提供一种可分离汽水的引射器，包括：壳体以及设置于壳体中的汽水分离组件和引射组件；

所述汽水分离组件包括相互连通的第一分离腔和第二分离腔以及蓄水池，所述第一分离腔中设有用于分离液态水的挡流板，所述第二分离腔中设有与所述壳体固定连接的旋流叶片，所述旋流叶片能够驱动气流转动；所述蓄水池分别与所述第一分离腔和第二分离腔的下部连通，以供收集液态水；所述第一分离腔的一端设有与外界连通的进气口，所述第二分离腔的一端设有连通口，所述连通口与所述引射组件连通，所述引射组件能够导引来自所述连通口的二次气流给燃料电池。

进一步的，所述挡流板与所述第一分离腔的内壁固定连接，至少两所述挡流板交错设置。

进一步的，所述挡流板之间间隔设置，所述挡流板垂直于气流移动方向设置。

进一步的，所述旋流叶片的轴线方向与气流的移动方向一致。

进一步的，所述蓄水池的顶部设有进水口，所述进水口同时与所述第一分离腔和第二分离腔连通。

进一步的，所述进水口的周围设有倾斜设置的引流板，所述引流板能够将液态水引导至所述进水口中。

进一步的，所述蓄水池的底部设有可开闭的排水口，所述排水口与外界连通。

进一步的，所述引射组件包括与所述连通口相连通的混合室、与混合室的一侧连通的喷入口以及与混合室的另一侧连通的扩压室，所述扩压室与燃料电池连通，所述喷入口包括与所述混合室连通的双喷嘴，每一个所述喷嘴能够控制自身的开闭。

进一步的，所述混合室为喇叭形，所述混合室、喷嘴和扩压室沿所述混合室的轴线布置，所述连通口与所述混合室的一侧连通。

进一步的，所述扩压室自所述混合室至开口渐扩设置。

与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果为：

(1)本实用新型的一种可分离汽水的引射器，在引射器中设置汽水分离组件，汽水分离组件包括相互连通的第一分离腔和第二分离腔以及蓄水池，三者均设置于壳体中，第一分离腔中设有用于分离液态水的挡流板，混有液态水的气体经过挡流板时，流动方向会被改变，具有惯性的水滴会聚集在挡流板表面与气流分离。第二分离腔中设有与壳体固定连接的旋流叶片，气流在流经旋流叶片的过程中发生转动，气流中的水滴在离心力的作用下与气流分离。蓄水池分别与第一分离腔和第二分离腔的下部连通，从气流中分离的水滴在重力的作用下被蓄水池收集，完成对气流中水气的分离和储存。引射器通过双重脱水结构，分离气流中的液态水，分离程度大，效率高，可以方便气流中氢气的循环再利用。

(2)本实用新型的一种可分离汽水的引射器，包括壳体以及设置于壳体中的汽水分离组件和引射组件，用于分离汽水的汽水分离组件和用于引导二次气体的引射组件全部集成在壳体中，结构更加紧凑、空间的占用率低，压力损失小。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型整体的截面示意图；

图2是本实用新型中A-A处的剖视结构示意图；

图3是本实用新型的外形结构示意图；

图中，壳体100、汽水分离组件200、第一分离腔210、进气口211、挡流板212、第二分离腔220、连通口221、旋流叶片222、引射组件300、混合室310、喷入口320、喷嘴321、扩压室330、蓄水池230、进水口231、引流板232、排水口233。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本实用新型的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本实用新型的实施例一起用于阐释本实用新型的原理，并非用于限定本实用新型的范围。

本实施例中的一种可分离汽水的引射器，涉及燃料电池技术领域，将引射器和汽水分离器集成在一起，分离二次气流中的液态水，循环使用残留有氢气的燃料电池尾气。

请参阅图1至图3，本实施例中的一种可分离汽水的引射器，包括：壳体100以及设置于壳体100中的汽水分离组件200和引射组件300，用于分离汽水的汽水分离组件200和用于引导二次气体的引射组件300全部集成在壳体100中，结构更加紧凑、空间的占用率低，压力损失小。

汽水分离组件200包括相互连通的第一分离腔210和第二分离腔220以及蓄水池230，三者均设置于壳体100中，第一分离腔210中设有用于分离液态水的挡流板212，混有液态水的气体经过挡流板212时，流动方向会被改变，具有惯性的水滴会聚集在挡流板212表面与气流分离。第二分离腔220中设有与壳体100固定连接的旋流叶片222，气流＝在流经旋流叶片222的过程中发生转动，气流中的水滴在离心力的作用下与气流分离。蓄水池230分别与第一分离腔210和第二分离腔220的下部连通，从气流中分离的水滴在重力的作用下被蓄水池230收集，完成对气流中水气的分离和储存。第一分离腔210的一端设有与外界连通的进气口211，二次气体从进气口211输入。第二分离腔220的一端设有连通口221，连通口221与引射组件300连通，经过水汽分离的气流从连通口221输入到引射组件300中，引射组件300引导二次气流重新输送给燃料电池，完成对残留氢气的彻底使用，杜绝对氢气的浪费，也消除了安全隐患。

在使用过程中，首先往进气口211中输入燃料电池产生的二次气流，二次气流中的水汽首先在挡流板212处被分离，而后在旋流叶片222处被分离，二次气流中的液态水的含量大幅减少，经过水汽分离的二次气体被输入到引射组件300中，与一次气流混合并重新输入到燃料电池中。

请参阅图1，挡流板212与第一分离腔210的内壁固定连接，至少两挡流板212交错设置，每一个挡流板212都能改变气流的流动方向，分离气流中的水汽，通过增加挡流板212的数量即可提高第一分离腔210对气流中水汽的分离效率，减少经过第一分离腔210的气流中水汽的含量。作为进一步的实施方式，挡流板212之间间隔设置，挡流板212垂直于气流移动方向设置，气流垂直撞击在挡流板212上，气流方向发生90°偏移，对气流中水滴的分离效果更好。

请参阅图1和图2，旋流叶片222的轴线方向与气流的移动方向一致，气流对旋流叶片222的驱动力最强，气流中的水滴能够得到最大的离心力，对气流中水滴的分离效果更好。

蓄水池230的顶部设有进水口231，进水口231同时与第一分离腔210和第二分离腔220连通。进水口231的周围设有倾斜设置的引流板232，从气流中分离而出的水滴沿着引流板232，在重力的作用下汇聚到进水口231处，并最终流入到蓄水池230中。蓄水池230的底部设有可开闭的排水口233，排水口233与外界连通。在引射器使用一段时间后，可以人为地打开排水口233，排出蓄水池230中的积水，防止积水倒灌入分离腔中，破坏了设备的正常工作。

请继续参阅图1和图2，引射组件300包括与连通口221相连通的混合室310、与混合室310的一侧连通的喷入口320以及与混合室310的另一侧连通的扩压室330，扩压室330与燃料电池连通，喷入口320包括与混合室310连通的双喷嘴321，每一个喷嘴321能够控制自身的开闭。在不同工况下，通过单双喷嘴321的切换来实现大功率燃料电池全功率范围的引射功能。在燃料电池以额定功率工作时，两个喷嘴321都正常工作；当燃料电池以小功率运行、怠速等工况下，通过关闭其中一个喷嘴321，以此保证在此工况下，引射功能可以很好的实现。双喷嘴321结构可以在高、低工况下进行喷嘴321的切换，改变截留面积与喷射流量，从而影响喷射流速，改变氢气循环量，来满足大功率燃料电池不同功率下的需求。

混合室310为喇叭形，混合室310、喷嘴321和扩压室330沿混合室310的轴线布置，连通口221与混合室310的一侧连通，扩压室330自混合室310至开口渐扩设置。从喷入口320喷入的为高纯度氢气的一次气流，由于一次气流的紊动扩散作用，可以卷吸周围的流体而发生动量交换。一次气流和二次气流在混合室310内混合后，进行动量和质量交换，在流动过程中速度渐渐均衡，这期间常常伴随压力的升高。混合气流从混合室310出来进入扩压室330中，压力将因喇叭口的扩大，造成流动速度变缓，进而继续升高。当混合气体到达扩压室330处后，此处流体的压力高于二次流进入混合室310时的压力。

工作流程：首先往进气口211中输入燃料电池产生的二次气流，二次气流中的水汽首先在挡流板212处被分离，而后在旋流叶片222处被分离，分离出水滴在引流板232的作用下汇聚到排水口233处，被蓄水池230存储。经过水汽分离的二次气体被输入到混合室310中，与来自喷嘴321的一次气流混合并重新输入到燃料电池中。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型之内。

Claims (10)

1.一种可分离汽水的引射器，其特征在于，包括：壳体以及设置于壳体中的汽水分离组件和引射组件；

所述汽水分离组件包括相互连通的第一分离腔和第二分离腔以及蓄水池，所述第一分离腔中设有用于分离液态水的挡流板，所述第二分离腔中设有与所述壳体固定连接的旋流叶片，所述旋流叶片能够驱动气流转动；所述蓄水池分别与所述第一分离腔和第二分离腔的下部连通，以供收集液态水；所述第一分离腔的一端设有与外界连通的进气口，所述第二分离腔的一端设有连通口，所述连通口与所述引射组件连通，所述引射组件能够导引来自所述连通口的二次气流给燃料电池。

2.根据权利要求1所述的一种可分离汽水的引射器，其特征在于，所述挡流板与所述第一分离腔的内壁固定连接，至少两所述挡流板交错设置。

3.根据权利要求2所述的一种可分离汽水的引射器，其特征在于，所述挡流板之间间隔设置，所述挡流板垂直于气流移动方向设置。

4.根据权利要求3所述的一种可分离汽水的引射器，其特征在于，所述旋流叶片的轴线方向与气流的移动方向一致。

5.根据权利要求4所述的一种可分离汽水的引射器，其特征在于，所述蓄水池的顶部设有进水口，所述进水口同时与所述第一分离腔和第二分离腔连通。

6.根据权利要求5所述的一种可分离汽水的引射器，其特征在于，所述进水口的周围设有倾斜设置的引流板，所述引流板能够将液态水引导至所述进水口中。

7.根据权利要求6所述的一种可分离汽水的引射器，其特征在于，所述蓄水池的底部设有可开闭的排水口，所述排水口与外界连通。

8.根据权利要求1所述的一种可分离汽水的引射器，其特征在于，所述引射组件包括与所述连通口相连通的混合室、与混合室的一侧连通的喷入口以及与混合室的另一侧连通的扩压室，所述扩压室与燃料电池连通，所述喷入口包括与所述混合室连通的双喷嘴，每一个所述喷嘴能够控制自身的开闭。

9.根据权利要求8所述的一种可分离汽水的引射器，其特征在于，所述混合室为喇叭形，所述混合室、喷嘴和扩压室沿所述混合室的轴线布置，所述连通口与所述混合室的一侧连通。

10.根据权利要求9所述的一种可分离汽水的引射器，其特征在于，所述扩压室自所述混合室至开口渐扩设置。

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