[发明专利]一种燃料电池发动机的阳极引射回流装置

说明书

本发明公开了一种燃料电池发动机的阳极引射回流装置，属于燃料电池发动机技术领域。燃料电池发动机的阳极引射回流装置包括分离器，其用于分离液态水及氢气，分离器上设置有出气口；喷射器，其用于氢气的喷入，喷射器的端部连接有喷嘴，喷嘴包括依次连接的导流段、节流段及加速段，导流段与喷射器的端部连接，且导流段的直径保持不变，节流段的直径向靠近加速段的方向逐渐变小，加速段的直径向远离节流段的方向逐渐增大，以使氢气在节流段与加速段之间的连接处的流速大于340m/s；引射器，其与加速段同轴设置且相互连通，且引射器与出气口连通，以使由加速段进入引射器内的氢气能吸入出气口的氢气。其优点在于：能够使氢气的损失较小及回流效果较好。

技术领域

本发明涉及燃料电池发动机技术领域，尤其涉及一种燃料电池发动机的阳极引射回流装置。

背景技术

为了保证燃料电池发动机中的电堆进行电化学反应，需要向电堆连续供给一定压力和流量的高纯度氢气以参与电化学反应；但在电堆在工作过程中，由于存在反应不完全的情况，导致部分氢气未参与到化学反应中，若将这部分氢气直接排放到大气中，既是一种污染，也会导致氢气浪费。

为了解决以上问题，采用氢气循环系统以再次利用未参与反应的氢气，以提高燃料电池发动机的经济性。目前氢气循环系统主要有引射回流装置和电动氢气循环泵；其中，由于引射回流装置具有结构简单、可靠性高以及成本低的特点，已被广泛使用。

但目前的引射回流装置中的喷嘴的内腔的形状普遍采用了规则的直线段，导致在喷嘴的内腔的拐角处会对氢气流动造成不利影响，因导致对氢气的损失量较大以及对氢气的回流效果较差，不能满足大功率的燃料电池发动机的氢气循环要求，导致发动机的工作的可靠性较差。

综上所述，亟需设计一种燃料电池发动机的阳极引射回流装置，来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提出一种燃料电池发动机的阳极引射回流装置，能够使氢气的损失较小以及使氢气的回流效果较好，具有工作可靠性较高的特点。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种燃料电池发动机的阳极引射回流装置，包括：

分离器，其用于分离发动机中回流混合气中的液态水及氢气，所述分离器上设置有用于氢气流出的出气口；

喷射器，其用于氢气的喷入，所述喷射器的端部连接有喷嘴，所述喷嘴包括依次连接的导流段、节流段及加速段，所述导流段与所述喷射器的端部连接，且所述导流段的直径保持不变，所述节流段的直径向靠近所述加速段的方向逐渐变小，所述加速段的直径向远离所述节流段的方向逐渐增大，以使氢气在所述节流段与所述加速段之间的连接处的流速大于340m/s；

引射器，其与所述加速段同轴设置且相互连通，且所述引射器与所述出气口连通，以使由所述加速段进入所述引射器内的氢气能够吸入所述出气口的氢气。

优选地，所述引射器包括依次连接的入口段、引流段、扩口段以及出口段，所述入口段与所述加速段同轴连通，所述引流段与所述出口段的直径均保持不变，所述扩口段的直径向靠近所述出口段的方向逐渐增大。

优选地，所述入口段与所述出气口连通。

优选地，所述燃料电池发动机的阳极引射回流装置还包括：

分配管，所述分配管的一端与所述出口段连通，另一端同时与发动机中的第一支管及第二支管连接，以将由所述出口段流至的氢气均分至所述第一支管与所述第二支管内。

优选地，所述分配管为圆锥凸起结构，所述圆锥凸起结构的圆锥顶点与所述出口段密封连接。

优选地，所述圆锥凸起结构的圆锥顶点与所述出口段之间的密封连接采用球面硬密封。

优选地，所述燃料电池发动机的阳极引射回流装置还包括：