一种高压直流风机与引射器并联集成的燃料电池供料系统 |
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| 申请号 | CN202311188831.1 | 申请日 | 2023-09-15 | 公开(公告)号 | CN117133941A | 公开(公告)日 | 2023-11-28 |
| 申请人 | 贝德凯利电气(苏州)有限公司; | 发明人 | 张宏; 龙汉钊; 陈东亮; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种高压直流 风 机与引射器并联集成的 燃料 电池 供料系统，其通过主通道、第一分支通道和第二分支通道分别连通混合段、吸入段边缘和吸入段中部，并在主通道的出口处设置有可启闭的封堵板，在第一分支通道和所述第二分支通道的出口处分别设置有第一单向 阀 和第二 单向阀 ，使得在 氢 燃料电池 高功率工作时，引射器起主要作用，高压直流风机停止工作；中等功率工作时，引射器起主要作用，高压直流风机工作，并通过第一分支通道和第二分支通道向吸入段补充氢气；低功率工作时，打开主通道的出口处封堵组件，使得高压直流风机工作，引射器起辅助作用；进而解决了 现有技术 中无法同时兼顾氢燃料电池高、中、低功率工作状态的技术问题。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种高压直流风机与引射器并联集成的燃料电池供料系统，其特征在于，包括高压直流风机和引射器，所述引射器内的高压区与所述高压直流风机的出气通道相连通；所述引射器包括开设在引射壳体内部相连通的低压气室和引射通道，所述低压气室通过高压喷嘴与氢源相连通，所述引射通道包括顺次连通的吸入段、混合段和扩散段，所述高压喷嘴的出气端靠近所述吸入段，所述扩散段与外界相连通；所述高压直流风机的进气通道与氢源相连通，所述高压直流风机的出气通道包括与所述混合段相连通的主通道以及分别与所述主通道相连通的第一分支通道和第二分支通道，所述第一分支通道和所述第二分支通道的出口沿气体流动方向依次布置在所述吸入段内，所述第一分支通道和所述第二分支通道的出口处分别设置有第一单向阀和第二单向阀，所述第一单向阀和所述第二单向阀用于防止氢气回流至所述第一分支通道和所述第二分支通道内；所述主通道的出口处设置有封堵组件，所述封堵组件包括相连接的驱动部和封堵板，所述主通道的出口处开设有供所述封堵板插接的封堵插槽。 |
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| 说明书全文 | 一种高压直流风机与引射器并联集成的燃料电池供料系统技术领域背景技术[0002] 目前，高压直流风机和引射器之间通过管路进行连接，传输距离远，传输过程中会产生损耗，降低增压效率；为了解决上述技术问题，现有技术中公开了提供了相应的解决方案，例如申请号为202110276499.9以及授权公告号为CN112864420B的一种氢气循环泵与引射器并联集成的燃料电池供氢系统，该系统包括氢气循环泵和引射器，引射器固定安装在氢气循环泵的氢泵进气口和氢泵出气口处与氢气循环泵集成于一体，氢泵进气口与引射器内的低压区相连通，氢泵出气口与引射器内的高压区相连通。上述现有技术方案的技术效果为:将氢气循环泵和引射器集成于一体，无需现场组装，安装时操作简便，安装效率高，体积小，占用空间小，氢气循环泵和引射器直接连接，从氢气循环泵出来的增压气体直接进入引射器，传输距离短，消除了传输损耗，大大提高了增压效率；整体结构稳定性好，刚性强，工作过程中振动小，噪音低，提升了整体性能。 [0003] 然而，在实际工作过程中发现，上述现有技术方案中仅针对氢燃料电池高功率和氢燃料电池低功率两种工作状态，并没有针对中等功率工作状态的方案配备。 发明内容[0004] 本发明提供一种高压直流风机与引射器并联集成的燃料电池供料系统，目的是解决现有技术中无法同时兼顾氢燃料电池高、中、低功率工作状态的技术问题。 [0005] 为实现上述目的，本发明提供了一种高压直流风机与引射器并联集成的燃料电池供料系统，包括高压直流风机和引射器，所述引射器内的高压区与所述高压直流风机的出气通道相连通；所述引射器包括开设在引射壳体内部相连通的低压气室和引射通道，所述低压气室通过高压喷嘴与氢源相连通，所述引射通道包括顺次连通的吸入段、混合段和扩散段，所述高压喷嘴的出气端靠近所述吸入段，所述扩散段与外界相连通；所述高压直流风机的进气通道与氢源相连通，所述高压直流风机的出气通道包括与所述混合段相连通的主通道以及分别与所述主通道相连通的第一分支通道和第二分支通道，所述第一分支通道和所述第二分支通道的出口沿气体流动方向依次布置在所述吸入段内，所述第一分支通道和所述第二分支通道的出口处分别设置有第一单向阀和第二单向阀，所述第一单向阀和所述第二单向阀用于防止氢气回流至所述第一分支通道和所述第二分支通道内；所述主通道的出口处设置有封堵组件，所述封堵组件包括相连接的驱动部和封堵板，所述主通道的出口处开设有供所述封堵板插接的封堵插槽。 [0006] 优选地，所述高压直流风机的进气通道通过连通通道与所述低压气室相连通。 [0007] 优选地，所述连通通道的出口处设置有所述封堵组件，所述连通通道的出口处开设有供所述封堵板插接的所述封堵插槽。 [0008] 优选地，所述封堵插槽内设置有密封圈。 [0009] 优选地，所述第一单向阀的开启压力小于所述第二单向阀的开启压力。 [0010] 优选地，所述第一分支通道的流通截面积大于所述第二分支通道的流通截面积。 [0011] 优选地，所述第一分支通道和所述第二分支通道均呈L型结构。 [0012] 优选地，还包括与燃料电池供料系统相连通的氢源储存室，所述高压直流风机的进气通道和所述高压喷嘴均与所述氢源储存室相连通。 [0013] 优选地，所述氢源储存室的截面呈梯形结构，所述梯形结构的窄端与燃料电池供料系统相连通。 [0015] 本发明相对于现有技术取得了以下有益效果： [0016] 1)通过主通道、第一分支通道和第二分支通道分别连通混合段、吸入段边缘和吸入段中部，并在主通道的出口处设置有可启闭主通道的封堵板，在第一分支通道和所述第二分支通道的出口处分别设置有用于防止氢气回流的第一单向阀和第二单向阀，使得在氢燃料电池高功率工作时，引射器起主要作用，高压直流风机停止工作；使得在氢燃料电池中等功率工作时，引射器起主要作用，高压直流风机工作，并通过第一分支通道和第二分支通道向吸入段补充氢气，此时主通道的出口处封堵组件处于封堵状态；使得在氢燃料电池低功率工作时，打开主通道的出口处封堵组件，使得高压直流风机工作，引射器起辅助作用；进而解决了现有技术中无法同时兼顾氢燃料电池高、中、低功率工作状态的技术问题。 附图说明 [0017] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 [0018] 图1为本发明一种高压直流风机与引射器并联集成的燃料电池供料系统的结构示意图； [0019] 图2为图1的局部结构放大图(一)； [0020] 图3为图1的局部结构放大图(二)； [0021] 其中，高压直流风机1、引射壳体2、低压气室3、高压喷嘴4、吸入段5、混合段6、扩散段7、进气通道8、主通道9、第一分支通道10、第二分支通道11、第一单向阀12、第二单向阀13、封堵板14、连通通道15、氢源储存室16、第一压力传感器17、第二压力传感器18。 具体实施方式[0022] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。 [0023] 实施例一： [0024] 如图1至3所示，本发明提供了一种高压直流风机1与引射器并联集成的燃料电池供料系统，该系统包括直接固定连接在一起的高压直流风机1和引射器，引射器内的高压区与高压直流风机1的出气通道相连通，高压直流风机1采用现有技术中的器件，其包括与电机组件传动连接的泵头组件，电机组件以及泵头组件再此不做赘述，只要能够通过电机组件带动安装在泵头壳体内的叶轮转动即可； [0025] 引射器包括开设在引射壳体2内部相连通的低压气室3和引射通道，低压气室3通过高压喷嘴4与氢源相连通，引射通道包括顺次连通的吸入段5、混合段6和扩散段7，其中，沿气体流动方向，吸入段5的直径逐渐缩小，扩散段7的直径逐渐扩大；高压喷嘴4的出气端靠近吸入段5，扩散段7与外界相连通；高压直流风机1的进气通道8与氢源相连通，高压直流风机1的出气通道包括与混合段6相连通的主通道9以及分别与主通道9相连通的第一分支通道10和第二分支通道11，第一分支通道10和第二分支通道11的出口沿气体流动方向依次布置在吸入段5内，第一分支通道10和第二分支通道11的出口处分别设置有第一单向阀12和第二单向阀13，第一单向阀12和第二单向阀13用于防止氢气回流至第一分支通道10和第二分支通道11内，其中，单向阀的数量至少为1个，优选为2个，分为第一单向阀12和第二单向阀13，第一单向阀12和第二单向阀13的开启压力可以相同，也可以不相同；优选地，由于吸入段5边缘位置直径较大，所以更容易产生局部气流压力不足的问题，基于吸入段5边缘优先补气的原则，保证第一单向阀12的开启压力小于第二单向阀13的开启压力，避免吸入段5边缘补气不及时的问题；为了保证第一单向阀12的出气量，保证第一分支通道10的流通截面积大于第二分支通道11的流通截面积；为了保证出气量稳定，保证第一分支通道10和第二分支通道11均呈L型结构，L型结构的出气方向垂直于引射通道的气体流动方向；主通道9的出口处设置有封堵组件，封堵组件包括相连接的驱动部和封堵板14，主通道9的出口处开设有供封堵板14插接的封堵插槽，其中，为了增大密封封堵效果，封堵插槽内设置有密封圈。 [0026] 上述技术方案，通过主通道9、第一分支通道10和第二分支通道11分别连通混合段6、吸入段5边缘和吸入段5中部，并在主通道9的出口处设置有可启闭主通道9的封堵板14，在第一分支通道10和所述第二分支通道11的出口处分别设置有用于防止氢气回流的第一单向阀12和第二单向阀13，使得在氢燃料电池高功率工作时，引射器起主要作用，高压直流风机1停止工作；使得在氢燃料电池中等功率工作时，引射器起主要作用，高压直流风机1工作，并通过第一分支通道10和第二分支通道11向吸入段5补充氢气，此时主通道9的出口处封堵组件处于封堵状态；使得在氢燃料电池低功率工作时，打开主通道9的出口处封堵组件，使得高压直流风机1工作，引射器起辅助作用；进而解决了现有技术中无法同时兼顾氢燃料电池高、中、低功率工作状态的技术问题。 [0027] 实施例二： [0028] 该实施例中的其余结构均与实施例一相同； [0029] 在引射器和高压直流风机1同时工作时，本发明中高压直流风机1的进气通道8通过连通通道15与低压气室3相连通。连通通道15可以一直保持连通状态，也可以通过启闭开关完成对连通通道15的开启关闭，优选地，在连通通道15的出口处设置有封堵组件，连通通道15的出口处开设有供封堵板14插接的封堵插槽；作为一种优选地启闭方案，在高功率时，主通道9关闭，连通通道15开启；在中功率时，主通道9关闭，单向阀开启，连通通道15开启；在低功率时，主通道9开启，单向阀关闭，连通通道15关闭。 [0030] 实施例三： [0031] 该实施例中的其余结构均与实施例一和实施例二相同； [0032] 为了保证氢源的一致性，本发明中还包括与燃料电池供料系统相连通的氢源储存室16，高压直流风机1的进气通道8和高压喷嘴4均与氢源储存室16相连通。 [0033] 为了保证氢源储存室16中的氢气汇集在高压直流风机1的进气通道8和高压喷嘴4的进气端，本发明中氢源储存室16的截面呈梯形结构，梯形结构的窄端与燃料电池供料系统相连通。 [0034] 实施例四： [0035] 该实施例中的其余结构均与实施例一、实施例二和实施例三相同； [0036] 为了及时对吸入段5的气体压力进行监测，本发明中在吸入段5内设置有第一压力传感器17和第二压力传感器18，第一压力传感器17和第二压力传感器18分别位于第一分支通道10和第二分支通道11的出口旁侧；传感器可以仅进行监测记录，也可以用来控制单向阀，此时单向阀为电控单向阀，当压力小于预设阈值时，电控单向阀开启；当压力等于或大于预设阈值时，电控单向阀关闭。 [0037] 最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。 |
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