一种基于引射功能的燃料电池尾排集流混合装置的制作方法

1.本实用新型涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种基于引射功能的燃料电池尾排集流混合装置。


背景技术：

2.随着新能源汽车的发展，燃料电池汽车需求也越来越多。随着燃料电池系统研发深入，需要解决燃料电池系统尾排气体尾排、混合、集流的功能需求，现有技术中采用单管的文丘里引射装置，这种装置需要较大直径的喷口截面，或大径束的主流体，以使主流体自由射流在混合室内扩散充满，才能造成引射效应。但是随着喷口截面的增大，主流体与次流体的接触率和卷吸率较低，使得引射效率较低。
3.因此，有必要对现有技术中的引射装置进行改进，以解决上述问题。


技术实现要素：

4.本实用新型克服了现有技术的不足，提供一种基于引射功能的燃料电池尾排集流混合装置。
5.为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种基于引射功能的燃料电池尾排集流混合装置，包括引射器本体，其特征在于；
6.所述引射器本体包括壳体，设置在所述壳体中的喷管，与所述喷管连通的混合室，以及连接所述混合室的扩压室；所述喷管设置在所述壳体的中央位置，且与所述壳体同心安装；所述喷管的轴向方向和周向方向上分别设置有第一主流体入口管和第二主流体入口管；所述喷管的输出端正对所述混合室，所述混合室的内径小于所述壳体；所述壳体的周向设置有次流体入口管；
7.所述第一主流体入口管、所述第二主流体入口管和所述次流体入口管分别接入第一主流体、第二主流体和次流体；所述第一主流体和所述第二主流体引射所述次流体，所述第一主流体和所述第二主流体的接入流速大于所述次流体。
8.本实用新型一个较佳实施例中，所述第一主流体和所述第二主流体为同种流体或不同种次流体。
9.本实用新型一个较佳实施例中，所述第一主流体入口管和所述第二主流体入口管能够同时接入流体，或不同时接入流体。
10.本实用新型一个较佳实施例中，当所述次流体入口管接入流体时，所述第一主流体入口管和所述第二主流体入口管中至少有一个接入流体。
11.本实用新型一个较佳实施例中，所述第一主流体入口管和所述第二主流体入口管的内径尺寸为38～60mm。
12.本实用新型一个较佳实施例中，所述次流体入口管的内径尺寸为8～25mm。
13.本实用新型一个较佳实施例中，所述扩压室沿长度方向呈现锥形结构，且所述扩压室的输出端设置有出气口，所述出气口的内径尺寸为50～80mm。
14.本实用新型一个较佳实施例中，所述第二主流体入口管的轴线与所述喷管的轴线之间形成锐角。
15.本实用新型一个较佳实施例中，所述引射器本体为金属或塑料材质制备形成。
16.本实用新型一个较佳实施例中，所述第二主流体入口管与所述壳体和所述喷管相贯连接。
17.本实用新型解决了背景技术中存在的缺陷，本实用新型具备以下有益效果：
18.(1)本实用新型优化了集流混合装置流体管道的设计，加大了集流混合装置的主流体入口管结构尺寸，缩小次流体入口管的尺寸，使得高速高能气体流集流汇流，再利用引射原理将密闭空间等低速流体引射出，并在装置内所有气体都可以有效混合，满足燃料电池系统的尾排气体的尾排、混合、集流功能需求。该集流混合装置有利于将燃料电池系统内部各种流速及各种杂质气体混合排出，降低尾排中氢气浓度，提高燃料电池系统安全性、环境适用性以及可使用性。
19.(2)本实用新型对现有技术中的引射器进行改进，在喷管的周向上新增第二主流体入口管，一方面可以为喷管提供更多的主流体，从而引射更多的次流体；另一方面可以增加喷管输出端的动量和速度，提高引射次流体的能力。
20.(3)本实用新型中第二主流体入口管的轴线与喷管的轴线之间形成锐角，使得在喷管输出端和内部形成旋流，增加混合流的行程，增加了主次流体间的局部接触边界的湍流剪切作用，进一步提高次流体的引射作用。
附图说明
21.下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明；
22.图1是本实用新型的优选实施例的一种基于引射功能的燃料电池尾排集流混合装置的立体结构示意图；
23.图2是本实用新型的优选实施例的一种基于引射功能的燃料电池尾排集流混合装置的截面图；
24.图中：1、第一主流体入口管；2、第二主流体入口管；3、次流体入口管； 4、出气口。
具体实施方式
25.现在结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细的说明，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。
26.如图1所示，示出了本实用新型中一种基于引射功能的燃料电池尾排集流混合装置的立体结构示意图。该基于引射功能的燃料电池尾排集流混合装置包括引射器本体。该引射器本体包括壳体，设置在壳体中的喷管，与喷管连通的混合室，以及连接混合室的扩压室。
27.喷管设置在壳体的中央位置，且与壳体同心安装。喷管的轴向方向和周向方向上分别设置有第一主流体入口管1和第二主流体入口管2，第二主流体入口管2与壳体和喷管相贯连接。喷管的输出端正对混合室，喷管的输出端周围设置有被引射的次流体入口管3，它们共同连通混合室。
28.如图2所示，示出了本实用新型中一种基于引射功能的燃料电池尾排集流混合装置的截面图。第一主流体入口管1、第二主流体入口管2和次流体入口管 3分别用于接入第一主流体、第二主流体和次流体。其中，第一主流体和第二主流体为同种流体或不同种次流体。次流体入口管3可接入密闭空间或是任何低速流体位置。第一主流体和第二主流体的接入流速大于次流体。来自不同方向的第一主流体和第二主流体集流汇流成一个高速高能流，引射次流体，再依次从混合室和扩压室排出。
29.为提高集流混合装置的引射能力，本实用新型中第二主流体入口管2的轴线与喷管的轴线之间形成锐角，使得在喷管输出端和内部形成旋流，增加混合流的行程，增加了主次流体间的局部接触边界的湍流剪切作用，进一步提高次流体的引射作用。
30.本实用新型中扩压室可以沿长度方向呈现锥形结构，且扩压室的输出端设置有出气口4，出气口4的内径尺寸为50～80mm。
31.本实用新型的集流混合装置对现有技术中的引射器进行改进，在喷管的周向上新增第二主流体入口管2，一方面可以为喷管提供更多的主流体，从而引射更多的次流体；另一方面可以增加喷管输出端的动量和速度，提高引射次流体的能力。
32.本实用新型中还对现有技术中的引射器的第一主流体入口管1、第二主流体入口管2和次流体入口管3的内径尺寸进出重新设计，第一主流体入口管1和第二主流体入口管2的内径尺寸为38～60mm；次流体入口管3的内径尺寸为8～25mm；扩压室出气口4的内径尺寸为50～80mm。
33.本实用新型优化了集流混合装置流体管道的设计，加大了集流混合装置的主流体入口管结构尺寸，缩小次流体入口管3的尺寸，使得高速高能气体流集流汇流，再利用引射原理将密闭空间等低速流体引射出，并在装置内所有气体都可以有效混合，满足燃料电池系统的尾排气体的尾排、混合、集流功能需求。该集流混合装置有利于将燃料电池系统内部各种流速及各种杂质气体混合排出，降低尾排中氢气浓度，提高燃料电池系统安全性、环境适用性以及可使用性。
34.本实用新型中的引射器本体为金属或塑料材质制备形成。
35.本实用新型中的集流混合装置在使用时，需满足以下条件：1、第一主流体和第二主流体的接入流速大于次流体；2、第一主流体入口管1和第二主流体入口管2能够同时接入流体，或不同时接入流体；3、当次流体入口管3接入流体时，第一主流体入口管1和第二主流体入口管2中至少有一个接入流体。
36.本实用新型使用时，来自第一主流体入口管1和第二主流体入口管2的第一主流体和第二主流体在喷管中汇流，形成高速高能气体流，利用引射原理将密闭空间等低速流体通过次流体入口管3引射进入壳体内部，高速高能气体流和次流体一起在混合室内有效混合，并在混合室内进行传热、传质、均速、均压，再从混合室末端输出至扩压室中，并从扩压室出气口4排出。
37.以上依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定技术性范围。