[發明專利]帶有比例電磁驅動噴針的流量可調引射器及燃料電池

在審

• 申請號: 202211427071.0
• 申請日: 2022-11-15
• 公開（公告）號: CN115898971A
• 公開（公告）日: 2023-04-04
• 發明（設計）人: 王雷;伊安寧
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: F04F5/16
• 分類號: F04F5/16;F04F5/48;H01M8/04089;H01M8/04746
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 李琳

本發明提供了一種帶有比例電磁驅動噴針的流量可調引射器及燃料電池，包括引射器本體和控制機構，其中，所述控制機構包括電磁比例閥和受其驅動的噴針，噴針位于引射器本體的單噴嘴結構前端；所述電磁比例閥被配置為根據燃料電池功率的大小，改變對噴針的驅動位移，控制單噴嘴結構的開度從而實現流量可調。本發明用電磁比例閥來調節噴針的位置從而改變噴嘴開度，由此實現變流量調節。當燃料電池改變功率時，電磁比例閥進行響應驅動噴針進行相對應移動，控制噴嘴的開度進而滿足燃料電池的需求。

技術領域

本發明屬于引射器技術領域，涉及一種帶有比例電磁驅動噴針的流量可調引射器及燃料電池。

背景技術

本部分的陳述僅僅是提供了與本發明相關的背景技術信息，不必然構成在先技術。

質子交換膜燃料電池是一種將氫氣的化學能轉化成電能的裝置，由于其比能量高、比密度高、沒有污染物的生成等優勢，逐漸成為替代內燃機作為動力的最佳選擇。在質子交換膜燃料電池中，氫氣循環系統是重要的系統之一；引射器體積小、密封性好、噪聲低、無額外能源消耗等優點逐漸成為氫氣循環的主要設備，有著廣泛的應用前景。

目前，引射器在燃料電池上有極大的應用；所涉及到的引射器也有多種，例如單噴嘴引射器，多噴嘴引射器以及噴嘴可調節的引射器等。對于單噴嘴引射器而言，其設計是在燃料電池某一個工況下設計的，有很大的局限性；當燃料電池脫離該工況點工作時，單噴嘴引射器的性能會大幅度下降，對燃料電池變工況運行造成了極大的困擾。多噴嘴引射器有多個噴嘴，所能工作的范圍較廣，燃料電池功率低時開啟噴嘴數量少、燃料電池功率高時開啟噴嘴數量多。但由于燃料電池切換功率時，運行的噴嘴也會發生變化會發生噴嘴的急停、急起，會造成氫氣流量供應不足，導致燃料電池輸出的功率有滯后性。噴嘴可調節的引射器是在噴嘴中放置噴針，通過電機來驅動噴針在噴嘴中左右移動來控制噴嘴的開度；但是由于電機體積過大不易操作、密封性差、電機運行需要的時間長、響應慢，并且噴針在移動的過程中不易控制距離、精度較低，所以該類引射器不易用在燃料電池上。

發明內容

本發明為了解決上述問題，提出了一種帶有比例電磁驅動噴針的流量可調引射器及燃料電池，本發明用電磁比例閥來調節噴針的位置從而實現變流量調節。當燃料電池改變功率時，電磁比例閥進行響應驅動噴針進行相對應移動，控制噴嘴的開度進而滿足燃料電池的需求。

根據一些實施例，本發明采用如下技術方案：

一種帶有比例電磁驅動噴針的流量可調引射器，包括引射器本體和控制機構，其中，所述控制機構包括電磁比例閥和受其驅動的噴針，噴針位于引射器本體的單噴嘴結構前端；

所述電磁比例閥被配置為根據燃料電池功率的大小，改變對噴針的驅動位移，控制單噴嘴結構的開度從而實現流量可調。

本發明控制機構一體化設計，占用空間小、密封性好，電磁比例閥響應快，精度高，提升了引射器的性能。

作為可選擇的實施方式，所述引射器本體包括一次流管、單噴嘴結構，二次流管、吸入室、混合室和擴散室，單噴嘴結構、吸入室、混合室和擴散室沿主軸線依次連接，所述引射器本體的一次流管和二次流管分別位于所述引射器本體主軸線兩側，且進口方向相反。

本發明改變了一次流管和二次流管的位置關系，使得控制機構的設置并不阻礙一次流的進入。

作為可選擇的實施方式，所述電磁比例閥設置于所述引射器本體的一次流流道上，所述電磁比例閥中的彈簧與噴針連接，驅動噴針進行移動，且均位于所述引射器本體主軸線上。

作為進一步限定的實施方式，所述電磁比例閥的彈簧前或/和后端設置有卡塊，卡塊上設置有卡槽，所述噴針設置在卡槽內，通過卡槽和彈簧的配合，實現對噴針移動區域的限位。

作為可選擇的實施方式，所述噴針包括圓柱體和圓錐體，所述圓柱體一側設置于所述電磁比例閥內，所述圓錐體用于堵塞單噴嘴結構的噴嘴，以控制噴嘴開度。