吹扫装置及燃料电池系统的制作方法

    专利查询2026-06-14  2


    本发明涉及燃料电池,尤其是涉及一种吹扫装置及燃料电池系统。


    背景技术:

    1、燃料电池由堆芯和壳体组成,堆芯会缓慢向外泄漏氢气,导致壳体内氢气浓度升高,存在安全隐患。为了稀释壳体内的氢气,通常会向壳体内输入空气进行吹扫稀释,吹扫后的气体连接尾排释放到大气中。因为壳体的耐压能力有限,吹扫气的压力不能过高,否则会影响壳体的强度;并且,吹扫气的流量不能过大,否则会降低系统效率;所以现有技术中,通过中冷器引气进入壳体内,并通过管路接头的内径限制流量和压力。该种引气方式存在燃料电池发动机启动瞬间,壳体内还未有气体进入故壳体内压力低,尾排气倒灌入壳体内的问题。


    技术实现思路

    1、本发明的目的在于提供一种吹扫装置及燃料电池系统,以缓解现有技术中存在的燃料电池发动机启动瞬间,尾排气倒灌入壳体内的技术问题。

    2、为了解决上述技术问题,本发明提供的技术方案在于:

    3、第一方面,本发明提供的吹扫装置包括引射器、吹扫进气管、吹扫出气管和吹扫引流管;所述引射器包括主体和喷嘴,所述喷嘴位于所述主体围合而成的腔室内,所述腔室设有相互连通的进气口和排气通道;

    4、所述吹扫进气管安装有节流结构,且配置为分别与中冷器和电堆壳体流体连通,所述中冷器与空压机连通,用于冷却所述空压机输出的高温高压气体;

    5、所述吹扫出气管与所述进气口流体连通,且配置为与所述电堆壳体流体连通;

    6、所述吹扫引流管穿过所述腔室的侧壁与所述喷嘴流体连通,且配置为与所述中冷器流体连通。

    7、更进一步地,所述喷嘴设有流道,所述流道的一端与所述排气通道相对设置且流体连通,另一端与所述吹扫引流管流体连通。

    8、更进一步地,所述流道的横截面积自远离所述排气通道的一端至靠近所述排气通道的一端逐渐变小。

    9、更进一步地,所述喷嘴与所述吹扫引流管呈夹角设置。

    10、更进一步地,所述排气通道的横截面积自靠近所述腔室的中心的一端至远离所述腔室的中心的一端,逐渐变大。

    11、更进一步地,所述吹扫引流管和所述吹扫出气管分别位于所述腔室的两侧。

    12、更进一步地,所述节流结构设置为节流阀。

    13、第二方面,本发明提供的燃料电池系统包括中冷器、电堆壳体和如上述任一项所述的吹扫装置;

    14、所述中冷器包括第一输出口和第二输出口,所述第二输出口与所述电堆壳体内的电堆流体连通,以向所述电堆输送反应气体;

    15、所述吹扫装置中的吹扫进气管分别与所述第一输出口和所述电堆壳体流体连通;

    16、所述吹扫装置中的吹扫引流管分别与所述第一输出口和喷嘴流体连通;

    17、所述吹扫装置中的吹扫出气管分别与所述电堆壳体和腔室流体连通。

    18、更进一步地,所述燃料电池系统还包括排气歧管,所述吹扫装置中的引射器安装于所述排气歧管内,且所述排气通道与所述排气歧管连通,所述排气歧管用于对所述燃料电池系统产生的废气进行汇总排出;

    19、所述吹扫出气管的一端穿过所述排气歧管的侧壁与所述腔室流体连通,另一端与所述电堆壳体流体连通;

    20、所述吹扫引流管的一端穿过所述排气歧管的侧壁与所述喷嘴流体连通,另一端与所述中冷器流体连通。

    21、更进一步地,所述排气歧管的两端分别设有排气进口和排气出口,且所述排气进口和所述排气出口流体连通;

    22、所述电堆与所述排气进口流体连通,以向所述排气进口输送反应后气体;

    23、所述引射器的排气通道与所述排气出口相对设置且连通。

    24、综合上述技术方案,本发明所能实现的技术效果分析如下:

    25、本发明提供的吹扫装置包括引射器、吹扫进气管、吹扫出气管和吹扫引流管;引射器包括主体和喷嘴,喷嘴位于主体围合而成的腔室内,腔室设有相互连通的进气口和排气通道;吹扫进气管安装有节流结构,且配置为分别与中冷器和电堆壳体流体连通,中冷器与空压机连通,用于冷却空压机输出的高温高压气体;吹扫出气管与进气口流体连通,且配置为与电堆壳体流体连通;吹扫引流管穿过腔室的侧壁与喷嘴流体连通,且配置为与中冷器流体连通。该吹扫装置应用于燃料电池系统,吹扫进气管分别与中冷器和电堆壳体连通,吹扫出气管分别与电堆壳体和引射器的进气口连通,吹扫引流管分别与中冷器和喷嘴连通。使用该吹扫装置时,空压机对气体进行压缩,输出高温高压气体;高温高压气体流入中冷器,中冷器对高温高压气体进行冷却降温;从中冷器输出的气体分两路,一路通过吹扫进气管流入电堆壳体,对电堆壳体进行吹扫;一路通过吹扫引流管流入喷嘴;因为中冷器连接在空压机之后,所以中冷器的出口压力高,又因为吹扫进气管安装有节流结构,节流结构用于降低进入电堆壳体内的气体压力,则通向喷嘴的气体压力相较于通向电堆壳体的高,可以在喷嘴处形成高的气流速度,在吹扫出气管与进气口连通的一端造成负压,增加吹扫气排出的速度,保证气体不会倒灌,并且可以保持电堆壳体的内压处于低的状态,避免损坏电堆壳体。



    技术特征:

    1.一种吹扫装置,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的吹扫装置,其特征在于,所述喷嘴(120)设有流道(121),所述流道(121)的一端与所述排气通道(113)相对设置且流体连通,另一端与所述吹扫引流管(400)流体连通。

    3.根据权利要求2所述的吹扫装置,其特征在于,所述流道(121)的横截面积自远离所述排气通道(113)的一端至靠近所述排气通道(113)的一端逐渐变小。

    4.根据权利要求3所述的吹扫装置,其特征在于,所述喷嘴(120)与所述吹扫引流管(400)呈夹角设置。

    5.根据权利要求1所述的吹扫装置,其特征在于,所述排气通道(113)的横截面积自靠近所述腔室(111)的中心的一端至远离所述腔室(111)的中心的一端,逐渐变大。

    6.根据权利要求1所述的吹扫装置,其特征在于,所述吹扫引流管(400)和所述吹扫出气管(300)分别位于所述腔室(111)的两侧。

    7.根据权利要求1所述的吹扫装置,其特征在于,所述节流结构(210)设置为节流阀。

    8.一种燃料电池系统,其特征在于,包括中冷器(510)、电堆壳体(520)和如权利要求1-7任一项所述的吹扫装置;

    9.根据权利要求8所述的燃料电池系统,其特征在于,所述燃料电池系统还包括排气歧管(530),所述吹扫装置中的引射器(100)安装于所述排气歧管(530)内,且所述排气通道(113)与所述排气歧管(530)连通,所述排气歧管(530)用于对所述燃料电池系统产生的废气进行汇总排出;

    10.根据权利要求9所述的燃料电池系统,其特征在于,所述排气歧管(530)两端分别设有排气进口(531)和排气出口(532),且所述排气进口(531)和所述排气出口(532)流体连通;


    技术总结
    本发明提供了一种吹扫装置及燃料电池系统,涉及燃料电池技术领域。该吹扫装置包括引射器、吹扫进气管、吹扫出气管和吹扫引流管;引射器包括主体和喷嘴,喷嘴位于主体围合而成的腔室内,腔室设有相互连通的进气口和排气通道;吹扫进气管安装有节流结构,且配置为分别与中冷器和电堆壳体流体连通,中冷器与空压机连通,用于冷却空压机输出的高温高压气体;吹扫出气管与进气口流体连通,且配置为与电堆壳体流体连通;吹扫引流管穿过腔室的侧壁与喷嘴流体连通,且配置为与中冷器流体连通。本发明提供的吹扫装置解决了现有技术中存在的燃料电池发动机启动瞬间,尾排气倒灌入壳体内的技术问题。

    技术研发人员:吴楠,崔天宇
    受保护的技术使用者:未势能源科技有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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