CN218769628U - 一种燃料电池氢气系统及其用的氢气引射器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种燃料电池氢气系统及其用的氢气引射器，氢气引射器包括喷嘴、混合腔、气水回流管、内圆套心和排水管；喷嘴固定设置于氢气引射器顶端的中央位置，且喷嘴底端伸入至氢气引射器内腔；喷嘴底端伸入混合腔的顶端，混合腔固定设置于氢气引射器底端，混合腔的内腔直径大于喷嘴底部的直径；气水回流管固定设置于氢气引射器的顶端侧面；内圆套心固定设置于氢气引射器顶部且位于位于氢气引射器内腔内，内圆套心内腔直径大于所述混合腔的直径，混合腔顶部深入至内圆套心内腔内；排水管设置于氢气引射器底部外侧边沿。本实用新型将氢气引射器和气水分离器进行合并兼容设计，使两者的整体空间占比大幅度减小，并大大降低成本。

Description

一种燃料电池氢气系统及其用的氢气引射器

技术领域

本实用新型涉及燃料电池技术领域，特别涉及一种燃料电池氢气系统及其用的氢气引射器。

背景技术

随着全球经济的不断发展，人们对能源的需求也与日俱增，消耗传统能源的同时也产生大量污染，开发可代替传统能源的清洁能源越来越重要。燃料电池是把化学能直接转化为电能的发电装置，具有能量转换效率高、启动快、零污染、运行平稳以及噪声小等优点，是传统能源理想的替代品。

氢气循环系统是氢燃料电池的重要组成系统，氢气循环系统的好坏对燃料电池系统的性能有着主要影响。其中，氢气引射器和气水分离器是氢气循环系统中的重要组成部件，而氢气引射器和气水分离器的组合方式及布置方式对氢气循环系统乃至整个燃料电池系统的空间和布置，有着重要影响。不断将引射器和气水分离器的占用空间进行减小是目前一直待需解决的技术问题。

现有技术是将氢气引射器和气水分离器分别作为一个独立的装置使用，两者在使用的时候再通过气管连接，使得氢气引射器和气水分离器形成串联式组合，不是合并兼容式组合。单独的两个产品组合使用，不仅仅增加设备成本，而且还容易发生问题，例如氢气引射器和气水分离器之间的气管发生老花问题或者泄露问题，而且额外设置的气管既增加成本更占用空军位置，另外氢气引射器、气管和气水分离器整体呈现出很大的体积空间占比。

实用新型内容

本实用新型为解决上述技术问题之一，提供一种燃料电池氢气系统及其用的氢气引射器，在满足和实现氢气引射器和气水分离器功能的前提下，将氢气引射器和气水分离器进行合并兼容设计，使两者的整体空间占比大幅度减小，并大大降低成本。

为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：一种燃料电池氢气系统用的氢气引射器，包括喷嘴、混合腔、气水回流管、内圆套心和排水管；

所述喷嘴固定设置于氢气引射器顶端的中央位置，且所述喷嘴底端伸入至氢气引射器内腔；所述喷嘴底端伸入所述混合腔的顶端，所述混合腔固定设置于氢气引射器底端，所述混合腔的内腔直径大于喷嘴底部的直径；所述气水回流管固定设置于氢气引射器的顶端侧面；所述内圆套心固定设置于氢气引射器顶部且位于氢气引射器内腔内，内圆套心内腔直径大于所述混合腔的直径，混合腔顶部深入至内圆套心内腔内，在氢气引射器内腔空间内，气水回流管左侧口高于内圆套心底部；所述排水管设置于氢气引射器底部外侧边沿。

本实用新型另一目的是提供一种燃料电池氢气系统，包括上述的氢气引射器外，还包括供氢设备、氢气截止阀、电堆、蓄水罐以及排水阀，所述电堆包括氢气入口和氢气出口，供氢设备、氢气截止阀和氢气引射器的喷嘴依次连接，氢气引射器的混合腔连接电堆氢气入口，电堆氢气出口连接氢气引射器的气水回流管，氢气引射器的排水管、蓄水罐和排水阀依次连接。

采用上述技术方案后，本实用新型至少具有如下有益效果：本实用新型在满足和实现氢气引射器和气水分离器功能的前提下，将氢气引射器和气水分离器进行合并兼容设计，使两者的整体空间占比大幅度减小，并大大降低成本，气水分离器分离出来的气体不需要经过额外外部通道的作用即可直接循环回流至氢气引射器；本实用新型整体空间占比小，引射器布置于气水分离器内部并可以实现对分离出来的气体进行多方位回吸。

附图说明

图1为本实用新型氢气引射器的结构示意图。

图2为本实用新型燃料电池氢气系统的结构示意图。

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所示，本实施例公开一种燃料电池氢气系统用的氢气引射器，图1为氢气引射器1的结构示意图，氢气引射器1包括喷嘴11、混合腔12、气水回流管13、内圆套心14和排水管15；优选的，氢气引射器1为圆柱形。

所述喷嘴11固定设置于氢气引射器1顶端的中央位置，且所述喷嘴11底端伸入至氢气引射器1内腔，所述喷嘴11顶端凸出氢气引射器1的顶端。所述喷嘴11底端伸入所述混合腔12的顶端，所述混合腔12固定设置于氢气引射器1底端的中央位置，所述混合腔12的内腔直径大于喷嘴11底部的直径，即喷嘴11底部伸入混合腔12的内腔，混合腔12内腔与喷嘴11底部会有一定的间隙。所述气水回流管13固定设置于氢气引射器1的顶端侧面，气水回流管13垂直于氢气引射器1的顶端侧面。所述内圆套心14固定设置于氢气引射器1顶部且位于位于氢气引射器1内腔内，内圆套心14垂直于氢气引射器1顶部，内圆套心14内腔直径大于所述混合腔12的直径，混合腔12顶部深入至内圆套心14内腔内，内圆套心14与混合腔12具有一定的间隙，内圆套心14的直径小于氢气引射器1内腔直径；在氢气引射器1内腔空间内，气水回流管13左侧口高于内圆套心14底部，这样设置是使得从气水回流管13进来的气水混合物能够绕氢气引射器1内腔壁及内圆套心14外壁做分离运动，而水分在氢气引射器1内腔壁及内圆套心14外壁形成液膜，液膜在重力的作用下落至来氢气引射器1内腔的底部。所述排水管15设置于氢气引射器1底部外侧边沿，排水管15垂直于氢气引射器1底部。

本实用新型氢气引射器1的工作原理为：从电堆回收的气水混合物（氢气和水蒸气）通过气水回流管13输入至氢气引射器1内腔，气水混合物首先打到氢气引射器1内腔壁及内圆套心14并做离心运动，水蒸气在氢气引射器1内腔壁及内圆套心14外壁凝固形成液膜并在重力作用下落至来至氢气引射器1底部，汇集一起的液态水最后从排水管15排出氢气引射器1内腔，而氢气较轻并在氢气引射器1内腔壁及内圆套心14外壁做离心运动后做上飘移动，致使气体就从内圆套心14和混合腔12之间的间隙进去内圆套心14内，另外由于喷嘴11的高流速气流作用，使得喷嘴11前端口和混合腔12入口处形成低压区，将上飘移动至内圆套心14内测的氢气吸入低压区，并同时被喷嘴11的高流速气流带走流至电堆。

本实用新型在满足和实现氢气引射器和气水分离器功能的前提下，将氢气引射器和气水分离器进行合并兼容设计，使两者的整体空间占比大幅度减小，气水分离器分离出来的气体不需要经过额外外部通道的作用即可直接流到引射器的回流口端，大大节约成本，并且设计整体呈现出很大的体积空间占比。

实施例2

如图2所示，本实施例公开一种燃料电池氢气系统，包括实施例1所述的氢气引射器1外，还包括供氢设备2、氢气截止阀3、电堆4、蓄水罐5以及排水阀6，所述电堆4包括氢气入口和氢气出口，供氢设备2、氢气截止阀3和氢气引射器1的喷嘴11依次连接，氢气引射器1的混合腔12连接电堆4氢气入口，电堆4氢气出口连接氢气引射器1的气水回流管13，氢气引射器1的排水管15、蓄水罐5和排水阀6依次连接。

本实施例燃料电池氢气系统的工作原理为：氢气截止阀3打开后，氢气从供氢设备2输入至氢气引射器1的喷嘴11，氢气沿着喷嘴11、混合腔12和电堆4的氢气入口进入电堆4阳极内部进行电化学反应，然后未完全反应的氢气以及经过电化学反应后才生的水蒸气就会变成气水混合物重新从电堆4的氢气出口输入至氢气引射器1的气水回流管13，气水混合物在气水回流管13的引流下首先绕氢气引射器1内腔壁及内圆套心14并做离心运动，水蒸气在绕氢气引射器1内腔壁及及内圆套心14外壁上形成液膜凝固并在重力作用下落至来至氢气引射器1底部，汇集一起的液态水最后从排水管15排出氢气引射器1内腔，而氢气在内圆套心14外壁做离心运动后，气体就从内圆套心14和混合腔12之间的间隙进去内圆套心14内，然后氢气再从喷嘴11和混合腔12之间的间隙进入混合腔12内腔内，喷嘴11进来的氢气在前端口和混合腔12入口处形成低压区从将内圆套心14内的气体吸入，并在喷嘴11高速气流作用下带动气水回流管13回收的氢气一起通过混合腔12输入至电堆内，另外从排水管15出来的液态水就会进入蓄水罐5内进行存储，通过定时控制排水阀6的开关闭来排出蓄水罐5存储的液态水。

本实用消息的燃料电池氢气系统无需额外在设置一个气水分离器，直接在氢气引射器1上实现了气水分离功能，使得燃料电池氢气系统空间布局大幅度较小，并大大降低了成本。

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 (2)

1.一种燃料电池氢气系统用的氢气引射器，其特征在于，包括喷嘴、混合腔、气水回流管、内圆套心和排水管；

所述喷嘴固定设置于氢气引射器顶端的中央位置，且所述喷嘴底端伸入至氢气引射器内腔；所述喷嘴底端伸入所述混合腔的顶端，所述混合腔固定设置于氢气引射器底端，所述混合腔的内腔直径大于喷嘴底部的直径；所述气水回流管固定设置于氢气引射器的顶端侧面；所述内圆套心固定设置于氢气引射器顶部且位于氢气引射器内腔内，内圆套心内腔直径大于所述混合腔的直径，混合腔顶部深入至内圆套心内腔内，在氢气引射器内腔空间内，气水回流管左侧口高于内圆套心底部；所述排水管设置于氢气引射器底部外侧边沿。

2.一种燃料电池氢气系统，包括权利要求1所述的氢气引射器，其特征在于，还包括供氢设备、氢气截止阀、电堆、蓄水罐以及排水阀，所述电堆包括氢气入口和氢气出口，供氢设备、氢气截止阀和氢气引射器的喷嘴依次连接，氢气引射器的混合腔连接电堆氢气入口，电堆氢气出口连接氢气引射器的气水回流管，氢气引射器的排水管、蓄水罐和排水阀依次连接。

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