[发明专利]具有防结冰可调式工作喷嘴的燃料电池引射器

说明书

本发明提供了一种具有防结冰可调式工作喷嘴的燃料电池引射器，属于燃料电池技术领域，解决了现有引射器在低温环境中容易结冰和通用性较差的问题。该引射器包括防结冰可调式工作喷嘴1、引射器主体7。其中，防结冰可调式工作喷嘴1的壳体一侧设有均匀管道内径的进气口，另一侧设有具有快换喷头2的锥形结构，两侧之间的壳体内部设有通入电堆循环水并且循环水的流量大小和传输途径可调的调温机构4。引射器主体7的壳体一侧设有置入防结冰可调式工作喷嘴1的锥形结构且置入端形状与锥形结构形状匹配的主路气路入口，以及与燃料电池的氢气尾气端连接的循环气路入口8，另一侧设有混合气出口。该引射器能量利用率高，可用于氢气的持续加热。

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种具有防结冰可调式工作喷嘴的燃料电池引射器。

背景技术

在燃料电池系统设计中，氢气供给系统中，因电堆的工况不同，对氢气的计量比要求不同。为了保证高效率，要求氢气供给量要大于氢气消耗量。电堆工作过程中必然有未参与消耗的过剩氢气，直接排放污染环境且易爆不安全，需要将过剩氢气重新利用。

目前，燃料电池的氢循环系统中一般会设计一个氢循环泵或引射器，使氢气在燃料电池中流动起来。氢循环泵需要额外控制，还消耗额外的功耗，并且容易故障。而引射器是一个机械结构，在尺寸设计定型后，无法满足所有电堆工作点，不能发挥燃料电池系统的最高工作效率。并且，由于氢气的分子量较小，引射器内一定压力的氢气很容易发生泄漏。现有引射器内在环境温度零下30℃时无法使用，内部通道容易结冰，经济性和电堆冷却水的利用率有待提高。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种具有防结冰可调式工作喷嘴的燃料电池引射器，用以解决现有引射器在低温环境中容易结冰和通用性较差的问题。

一方面，本发明实施例提供了一种具有防结冰可调式工作喷嘴的燃料电池引射器，包括防结冰可调式工作喷嘴（1）、引射器主体（7）；其中，

防结冰可调式工作喷嘴（1）的壳体一侧设有均匀管道内径的进气口，另一侧设有具有快换喷头（2）的锥形结构，两侧之间的壳体内部设有通入电堆循环水并且循环水的流量大小和传输途径可调的调温机构（4）；

引射器主体（7）的壳体一侧设有置入防结冰可调式工作喷嘴（1）的锥形结构且置入端形状与锥形结构形状匹配的主路气路入口，以及与燃料电池的氢气尾气端连接的循环气路入口（8），另一侧设有混合气出口。

上述技术方案的有益效果如下：在引射器防结冰可调式工作喷嘴（1）处设计了通入电堆循环水的调温机构（4），将电堆冷启动用的循环水引入到防结冰可调式工作喷嘴（1），可以在低温冷启动时候为防结冰可调式工作喷嘴（1）提供热量，用于破冰，也可以在发动机工作时，实时为防结冰可调式工作喷嘴（1）提供热量，有助于提高引射器主体（7）的腔体温度，提高氢气温度。燃料电池引射器可对每一引射器主体（7）配备不同引射尺寸的快换喷头（2）（相比更换防结冰可调式工作喷嘴1，结构更简单，制备成本更低），解决了现有引射器通用性较差的问题，在燃料电池功率变更时，仅需更换快换喷头（2），节省了工作量和工作时间。对不同功率的引射器，更换不同口径的快换喷头（2），可实现快速调整电堆功率。

基于上述引射器的进一步改进，所述调温机构（4）进一步包括用于通入电堆循环水的循环加热腔、电磁阀和控制器；其中，

循环加热腔沿着防结冰可调式工作喷嘴（1）的圆周方向布置，具有多条传输支路，每一传输支路上设有一个独立的用于控制该支路通断的电磁阀；

控制器，用于在引射器通气前判断是否需要破冰，如果需要，控制所有传输支路的电磁阀打开，使得电堆冷启动使用的循环水流入该防结冰可调式工作喷嘴（1）的壳体内部；以及，在引射器通气过程中分别监测防结冰可调式工作喷嘴（1）的进气口和引射器主体（7）的循环气路入口（8）两处的气体温度，进而实时调控每一电磁阀的开度。