一种应用于燃料电池的串联双极引射器装置的制作方法

本发明属于氢燃料电池应用，具体为一种应用于燃料电池的串联双极引射器装置。

背景技术：

1、目前市场上氢燃料电池主要采用的方案为供氢模块加氢气循环泵两个产品为燃料电池提供氢气供应和氢气循环。

2、氢燃料电池要求所供应的氢气清洁无油，同时考虑输送介质易燃易爆的特点，对供应系统防泄漏及可靠性要求很高。目前使用的氢循环泵为罗茨泵，内部存在有润滑油，长时间工作后会存在漏油漏气的问题，而且罗茨泵使用功耗大、噪音大、寿命短，会降低燃料电池系统功率密度。

技术实现思路

1、针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种应用于燃料电池的串联双极引射器装置，有效的解决了上述背景技术中提到的的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种应用于燃料电池的串联双极引射器装置，包括底板，所述底板上部通过两个支撑组件连接有引射器本体，所述引射器本体内设有引射腔，所述引射器本体的外表面为阶梯形状，所述引射器本体内连接有导热网，所述导热网前侧设有热源入口，所述导热网的后侧设有热源出口，所述引射器本体内设有输入管，所述输入管穿过所述导热网之间与比例阀一和比例阀二连接，所述比例阀一与所述比例阀二固定安装在所述引射器本体内，所述比例阀一与大喷嘴之间通过导流管连接，所述大喷嘴固定安装在所述引射腔前侧端壁上，所述比例阀二与小喷嘴通过导流管连接，所述小喷嘴固定安装在所述引射腔前侧端壁上，且所述小喷嘴位于所述大喷嘴内部，所述小喷嘴与所述大喷嘴的出口末端齐平，所述引射腔底壁上设有引射口，且所述引射口处于所述大喷嘴出口末端下侧，所述引射腔末端位置上侧连接有安全阀，所述安全阀下侧的所述引射腔端壁上连接有压力传感器，所述引射腔由两个倒锥形腔体组成，两个倒锥形的直径小的锥口连通。

3、优选的，所述支撑组件包括所述底板上部前后对称转动连接的底部螺纹块，所述底部螺纹块与高度调节电动推杆下侧末端螺纹连接，所述高度调节电动推杆上侧末端螺纹连接有上部螺纹块，所述上部螺纹块对称转动连接在下侧的制成板底部，上下两个所述制成板之间通过螺栓与螺母螺纹连接，前后的上下所述制成板之间分别夹持有前侧连接管、后侧连接管，所述前侧连接管与所述引射器本体前侧末端之间通过法兰连接，所述后侧连接管与所述引射器本体后侧末端之间通过法兰连接，所述前侧连接管与所述输入管连通，所述后侧连接管与所述引射腔连通。

4、优选的，所述底板上设有降温组件，所述降温组件包括所述底板上部左右两侧边缘处固定连接的固定板，所述固定板内侧表面固定连接有第一冷却电动推杆，所述第一冷却电动推杆远离所述固定板一侧末端固定连接有第一弧形块，所述第一弧形块的内侧表面为圆弧形，所述第一弧形块内侧表面上连接有第一冷却水回流管，所述第一弧形块与所述固定板之间对称连接有稳定杆，所述第一冷却电动推杆后侧的固定板的表面固定连接有第二冷却电动推杆，所述第二冷却电动推杆的内侧末端固定连接有第二弧形块，所述第二弧形块的内表面为圆弧形，所述第二弧形块的内表面连接有第二冷却水回流管，所述第一弧形块内表面弧形半径大于所述第二弧形块内表面弧形半径，所述固定板之间的所述底板上部固定连接有冷却水箱，所述冷却水箱左右侧面固定连接有供水管，所述供水管远离所述冷却水箱一侧末端固定连接导流架，所述导流架上表面固定连接有第一调节阀，所述第一调节阀上表面固定连接有第一输出管，所述第一输出管与所述第一冷却水回流管的输入端连接，所述第一调节阀后侧的所述导流架上表面固定连接有第二调节阀，所述第二调节阀的上表面固定连接有第二输出管，所述第二输出管与所述第二冷却水回流管的输入端连接，所述供水管前侧的所述冷却水箱的外表面固定连接有流入管，所述流入管远离所述冷却水箱一侧末端固定连接有分流管，所述分流管上表面固定连接有第一回流管，所述第一回流管与所述第一冷却水回流管的输出端连接，所述第一回流管后侧的所述分流管上表面固定连接有第二回流管，所述第二回流管与所述第二冷却水回流管的输出端连接。

5、优选的，所述固定板上表面设有温度检测组件，所述温度检测组件包括所述固定板上表面固定连接有连接杆，所述连接杆上侧末端固定连接有安装板，所述安装板底部设有滑槽，所述滑槽端壁间转动连接有丝杆，所述丝杆与电机动力连接，所述电机固定安装在所述安装板后侧表面，所述丝杆外表面螺纹连接有螺母块，所述螺母块下侧表面固定连接有检测电动推杆，所述检测电动推杆的下侧末端固定连接有温度传感器，所述温度传感器与所述引射器本体的外表面接触。

6、优选的，所述底板上表面固定连接有控制台，所述控制台上表面固定连接有操作面板，所述操作面板与控制处理器电信号连接，所述控制处理器中设有相应的控制程序。

7、优选的，所述控制台前侧的所述底板上表面固定连接有插孔，所述插孔通过输电线与供电系统连接，所述底板内布设有导线，所述插孔与导线的开始端连接。

8、优选的，所述前侧连接管与所述引射器本体之间通过所述法兰连接，所述后侧连接管与所述引射器本体之间通过所述法兰连接，所述法兰之间通过螺栓螺母锁紧，所述法兰之间添加有密封垫。

9、优选的，所述冷却水箱内设有冷却制冷系统，所述冷却制冷系统输入端与所述流入管连接，所述冷却制冷系统输出端与所述冷却水箱内连通。

10、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

11、1. 该发明专利技术方案在氢气供应的基础上增加了氢气引射的能力。同时考虑到单极引射器覆盖工况点少，无法满足全工况覆盖，该方案采用供氢系统加双极引射，实现无功耗、噪音小、无漏油漏气的问题，重量轻、体积小，提高了燃料电池系统功率密度。

12、2.本装置流量控制精度高，流量精度可以达到0.1%，对电堆造成的压力波动可以控制在±2kpa以内；控制方便，可以根据传感器的压力反馈控制流量大小和压力波动，安全性高，避免对电堆造成损坏；功率范围覆盖广，可以实现燃料电池全功率覆盖，无寄生功耗，降低燃料电池使用成本，节约氢气用量；充分利用燃料电池余热给氢气加温，提高燃料电池发电功率，避免燃料电池低温环境运行困难的问题。

13、3.通过两个比例阀可以精确控制大喷嘴和小喷嘴的流量，可以实现引射比的有效调节；大喷嘴和小喷嘴采用嵌套的方案，可以满足单个喷嘴使用，也可以满足两个喷嘴同时使用；集成的换热装置内设有导热网，能够提高热源与氢气的热量交换，氢气温度提升明显；通过压力传感器反馈的信号可以控制比例阀的流量调节，方便燃料电池氢气供应和氢气循环控制。

技术特征：

1.一种应用于燃料电池的串联双极引射器装置，其特征在于：包括底板(1)，所述底板(1)上部通过两个支撑组件连接有引射器本体(12)，所述引射器本体(12)内设有引射腔(50)，所述引射器本体(12)的外表面为阶梯形状，所述引射器本体(12)内连接有导热网(43)，所述导热网(43)前侧设有热源入口(32)，所述导热网(43)的后侧设有热源出口(31)，所述引射器本体(12)内设有输入管(45)，所述输入管(45)穿过所述导热网(43)之间与比例阀一(44)和比例阀二(46)连接，所述比例阀一(44)与所述比例阀二(46)固定安装在所述引射器本体(12)内，所述比例阀一(44)与大喷嘴(48)之间通过导流管连接，所述大喷嘴(48)固定安装在所述引射腔(50)前侧端壁上，所述比例阀二(46)与小喷嘴(47)通过导流管连接，所述小喷嘴(47)固定安装在所述引射腔(50)前侧端壁上，且所述小喷嘴(47)位于所述大喷嘴(48)内部，所述小喷嘴(47)与所述大喷嘴(48)的出口末端齐平，所述引射腔(50)底壁上设有引射口(49)，且所述引射口(49)处于所述大喷嘴(48)出口末端下侧，所述引射腔(50)末端位置上侧连接有安全阀(37)，所述安全阀(37)下侧的所述引射腔(50)端壁上连接有压力传感器(38)，所述引射腔(50)由两个倒锥形腔体组成，两个倒锥形的直径小的锥口连通。

2.根据权利要求1所述的一种应用于燃料电池的串联双极引射器装置，其特征在于：所述支撑组件包括所述底板(1)上部前后对称转动连接的底部螺纹块(2)，所述底部螺纹块(2)与高度调节电动推杆(3)下侧末端螺纹连接，所述高度调节电动推杆(3)上侧末端螺纹连接有上部螺纹块(34)，所述上部螺纹块(34)对称转动连接在下侧的制成板(19)底部，上下两个所述制成板(19)之间通过螺栓(18)与螺母(52)螺纹连接，前后的上下所述制成板(19)之间分别夹持有前侧连接管(35)、后侧连接管(36)，所述前侧连接管(35)与所述引射器本体(12)前侧末端之间通过法兰连接，所述后侧连接管(36)与所述引射器本体(12)后侧末端之间通过法兰连接，所述前侧连接管(35)与所述输入管(45)连通，所述后侧连接管(36)与所述引射腔(50)连通。

3.根据权利要求2所述的一种应用于燃料电池的串联双极引射器装置，其特征在于：所述底板(1)上设有降温组件，所述降温组件包括所述底板(1)上部左右两侧边缘处固定连接的固定板(8)，所述固定板(8)内侧表面固定连接有第一冷却电动推杆(16)，所述第一冷却电动推杆(16)远离所述固定板(8)一侧末端固定连接有第一弧形块(11)，所述第一弧形块(11)的内侧表面为圆弧形，所述第一弧形块(11)内侧表面上连接有第一冷却水回流管(15)，所述第一弧形块(11)与所述固定板(8)之间对称连接有稳定杆(17)，所述第一冷却电动推杆(16)后侧的固定板(8)的表面固定连接有第二冷却电动推杆(51)，所述第二冷却电动推杆(51)的内侧末端固定连接有第二弧形块(24)，所述第二弧形块(24)的内表面为圆弧形，所述第二弧形块(24)的内表面连接有第二冷却水回流管(14)，所述第一弧形块(11)内表面弧形半径大于所述第二弧形块(24)内表面弧形半径，所述固定板(8)之间的所述底板(1)上部固定连接有冷却水箱(7)，所述冷却水箱(7)左右侧面固定连接有供水管(30)，所述供水管(30)远离所述冷却水箱(7)一侧末端固定连接导流架(25)，所述导流架(25)上表面固定连接有第一调节阀(26)，所述第一调节阀(26)上表面固定连接有第一输出管(27)，所述第一输出管(27)与所述第一冷却水回流管(15)的输入端连接，所述第一调节阀(26)后侧的所述导流架(25)上表面固定连接有第二调节阀(28)，所述第二调节阀(28)的上表面固定连接有第二输出管(29)，所述第二输出管(29)与所述第二冷却水回流管(14)的输入端连接，所述供水管(30)前侧的所述冷却水箱(7)的外表面固定连接有流入管(23)，所述流入管(23)远离所述冷却水箱(7)一侧末端固定连接有分流管(22)，所述分流管(22)上表面固定连接有第一回流管(21)，所述第一回流管(21)与所述第一冷却水回流管(15)的输出端连接，所述第一回流管(21)后侧的所述分流管(22)上表面固定连接有第二回流管(20)，所述第二回流管(20)与所述第二冷却水回流管(14)的输出端连接。

4.根据权利要求3所述的一种应用于燃料电池的串联双极引射器装置，其特征在于：所述固定板(8)上表面设有温度检测组件，所述温度检测组件包括所述固定板(8)上表面固定连接有连接杆(9)，所述连接杆(9)上侧末端固定连接有安装板(10)，所述安装板(10)底部设有滑槽(42)，所述滑槽(42)端壁间转动连接有丝杆(41)，所述丝杆(41)与电机(39)动力连接，所述电机(39)固定安装在所述安装板(10)后侧表面，所述丝杆(41)外表面螺纹连接有螺母块(40)，所述螺母块(40)下侧表面固定连接有检测电动推杆(33)，所述检测电动推杆(33)的下侧末端固定连接有温度传感器(13)，所述温度传感器(13)与所述引射器本体(12)的外表面接触。

5.根据权利要求3所述的一种应用于燃料电池的串联双极引射器装置，其特征在于：所述底板(1)上表面固定连接有控制台(5)，所述控制台(5)上表面固定连接有操作面板(6)，所述操作面板(6)与控制处理器电信号连接，所述控制处理器中设有相应的控制程序。

6.根据权利要求5所述的一种应用于燃料电池的串联双极引射器装置，其特征在于：所述控制台(5)前侧的所述底板(1)上表面固定连接有插孔(4)，所述插孔(4)通过输电线与供电系统连接，所述底板(1)内布设有导线，所述插孔(4)与导线的开始端连接。

7.根据权利要求2所述的一种应用于燃料电池的串联双极引射器装置，其特征在于：所述前侧连接管(35)与所述引射器本体(12)之间通过所述法兰连接，所述后侧连接管(36)与所述引射器本体(12)之间通过所述法兰连接，所述法兰之间通过螺栓螺母锁紧，所述法兰之间添加有密封垫。

8.根据权利要求3所述的一种应用于燃料电池的串联双极引射器装置，其特征在于：所述冷却水箱(7)内设有冷却制冷系统，所述冷却制冷系统输入端与所述流入管(23)连接，所述冷却制冷系统输出端与所述冷却水箱(7)内连通。

技术总结
本发明涉及氢燃料电池应用技术领域，且公开了一种应用于燃料电池的串联双极引射器装置，包括底板，所述底板上部通过两个支撑组件连接有引射器本体，所述引射器本体内设有引射腔，所述引射器本体的外表面为阶梯形状，所述引射器本体内连接有导热网，本装置流量控制精度高，流量精度可以达到0.1%，对电堆造成的压力波动可以控制在±2kPa以内；控制方便，可以根据传感器的压力反馈控制流量大小和压力波动，安全性高，避免对电堆造成损坏；功率范围覆盖广，可以实现燃料电池全功率覆盖，无寄生功耗，降低燃料电池使用成本，节约氢气用量；充分利用燃料电池余热给氢气加温，提高燃料电池发电功率，避免燃料电池低温环境运行困难的问题。

技术研发人员：杨运,倪伟新,陶元绪,于莉,朱继英
受保护的技术使用者：山东凯格瑞森能源科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15