一种氢气引射循环阀的制作方法

1.本发明涉及引射循环阀技术领域，具体而言，涉及一种氢气引射循环阀。


背景技术：

2.在燃料电池中，氢气是一种非常重要的原料气，在进入电堆反应后，形成水蒸气氢气结合物构成的尾气排除。在传统的设计中，上述水蒸气氢气结合物往往直接排出，造成了氢气的浪费，不止提高了氢燃料电池的能源损消耗还提高了使用成本。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种氢气引射循环阀，其能够通过水气分离、引射回氢，实现氢气的再利用，减少了氢气浪费。
4.本发明的实施例是这样实现的：
5.一种氢气引射循环阀，其包括供氢组件、连接至供气组件的回氢组件，以及套设在供氢组件和回氢组件外的外壳；
6.外壳上设置有进氢口、进氮口、连通至进氮口的混合出氢口、回氢口和出水口；
7.供氢组件包括供氢管、连接至供氢管的文丘里管、设置在供氢管上的氢气截止阀、设置在文丘里管的入口处的比例阀和进气压力传感器，以及设置在文丘里管出口的精密压力传感器，供氢管的一端连接至氢气口，文丘里管的出口通过出氢混合室连接至混合出氢口；
8.回氢组件包括自上而下设置的水气分离室和集水盒，水气分离室的下端连通至回氢口，水气分离室的上端连通至文丘里管的真空收缩段；集水盒上设置有出水口和连接至出水口的排水截止阀；水气分离室上设置有氢气压差传感器。
9.进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述水气分离室包括两个并列设置的分子筛分离室。
10.进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述分子筛分离室内设置有两个竖直延伸且在水平方向上间隔设置的颗粒不锈钢烧结管。
11.进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述颗粒不锈钢烧结管的直径为0.10μm。
12.进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述文丘里管的真空比为1.8:1。
13.进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述加热器为ptc恒温加热器。
14.进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述进氮口上设置有氮气截止阀。
15.进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述氢气压差传感器为高精密耐氢蚀镀金膜片传感器。
16.与现有技术相比，本发明氢气引射循环阀的有益效果是：
17.(1)通过水气分离、引射回氢，实现氢气再利用，减少氢气浪费。
18.(2)完全覆盖现有燃料电池系统对氢气气路的所有功能需求，高度集成供氢和回氢。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
20.图1为本发明实施例氢气引射循环阀的结构示意图。
21.图标：100
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氢气引射循环阀；111
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供氢管；112
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文丘里管；113
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氢气截止阀；114
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比例阀；115
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进气压力传感器；116
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精密压力传感器；121
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水气分离室；122
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集水盒；124
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排水截止阀；125
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氢气压差传感器；126
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加热器；127
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颗粒不锈钢烧结管；131
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进氢口；132
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进氮口；133
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混合出氢口；134
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回氢口；135
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出水口；136
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氮气截止阀。
具体实施方式
22.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
23.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
24.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
25.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
26.此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
27.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
28.实施例
29.请参照图1，本实施例提供一种氢气引射循环阀100，其包括供氢组件、回氢组件和外壳。上述供氢组件和回氢组件设置在外壳中。供氢组件用于传送原料氢气。回氢组件用于回收处理水蒸气氢气结合物。
30.请继续参照图1，外壳上设置有进氢口131、进氮口132、混合出氢口133、回氢口134和出水口135。混合出氢口133连通至进氮口132。进氮口132上设置有控制进氮口132开启和闭合的氮气截止阀136。在氢燃料电池开关机时，通过开启氮气截止阀136，进氮口132通入氮气，通入的氮气再通过混合出氢口133进入电池堆进行吹扫，排出残余气体，以免产生余氢的风险或氢燃料电池腔内有氧气而在氢侧有富氧氢界面，进而造成安全隐患。在其他实施例中，也可以不设置氮气截止阀136，而通过在氮气源上设置阀门，实现对是否输入氮气的控制，也在本实施例的保护范围中。
31.请继续参照图1，供氢组件包括供氢管111、文丘里管112、氢气截止阀113、比例阀114、进气压力传感器115和精密压力传感器116。上述供氢管111的一端连接至氢气口，氢气从氢气口进入供氢管111进行传送。氢气截止阀113设置在供氢管111上用于控制氢气的开关。文丘里管112的入口处设置有比例阀114，其作用是精密控制氢气压力，保证堆内压力稳定。供氢管111上的氢气截止阀113打开，氢气从进氢口131流入供氢管111，在文丘里管112的入口处，比例阀114控制氢气的压力在一定范围，经过压力控制的氢气进入文丘里管112，从文丘里管112的出口排出后依次经出氢混合室、混合出氢口133排出。
32.需要说明的是，在本实施例中，文丘里管112的真空比为1.8:1。在其他实施例中，文丘里管112的真空比也可以是其他数值，只要能够实现本实施例吸入分离氢气的技术效果，都在本实施例的保护范围中。
33.请继续参照图1，回氢组件包括水气分离室121和集水盒122。水气分离室121和集水盒122自上而下设置。水气分离室121的下端连通至回氢口134。水气分离室121的上端连通至文丘里管112的真空收缩段。集水盒122连通出水口135。上述出水口135上设置有排水截止阀124，排水截止阀124用于开启或关闭出水口135。水气分离室121上设置有氢气压差传感器125。在排水截止阀124排完水后，水气分离室121中的气体的压力会瞬间降低，可利用氢气压差传感器125的数值来判断水是否排放干净，上述氢气压差传感器125的数值为进气压力传感器115和精密压力传感器116的差值。在燃料电池中，氢气进入电池堆后，形成水蒸气氢气结合的尾气。上述尾气从回氢口134进入氢气引射循环阀100，经过水气分离室121时氢气中的水分及杂质被过滤，含有杂质的水分在重力作用下，落入集水盒122，被分离的氢气传送至文丘里管112的真空收缩段。控制出水口135开启和闭合的排水截止阀124定时开启，实现集水盒122中水分的定时排放。水分排完后，气体排出速度较快，氢气压差传感器125检测出压力变化后关闭排水截止阀124。因文丘里管112的真空特性，文丘里管112吸入分离出来的氢气，连同原料氢气一起再喷射至堆内重新进行反应。
34.在本实施例中，集水盒122的下端还设置有防止低温时水结冰的加热器126。上述加热器126采用ptc恒温加热器126，能够有效防止集水盒122中的水低温时结冰，影响水分的排出。在其他实施例中，也可以没有加热器126，通过在氢气引射循环阀100外置加热器126提升环境温度，达到防止低温时水结冰的技术效果，都在本实施例的保护范围中。
35.请继续参照图1，水气分离室121包括两个并列设置的分子筛分离室(图中未示出)。上述分子筛分离室内设置有两个竖直延伸且在水平方向上间隔设置的颗粒不锈钢烧结管127。上述颗粒不锈钢烧结管127的直径为0.10μm。在本实施例中，颗粒不锈钢烧结管127的直径为0.10μm。在其他实施例中，也可以是其他直径，只要能够实现有效过滤氢气中的水分及杂质的技术效果，都在本实施例的保护范围中。
36.需要说明的是，在本实施例中，氢气压差传感器125为高精密耐氢蚀镀金膜片传感器。上述传感器在水气分离室121的工作环境中，能够有较高的使用寿命，进而提升整个氢气引射循环阀100的使用寿命，也在本实施例的保护范围中。
37.综上所述，本发明提供一种氢气引射循环阀通过水气分离、引射回氢，实现氢气再利用，减少氢气浪费。完全覆盖现有燃料电池系统对氢气气路的所有功能需求，高度集成供氢和回氢。
38.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。