[發明專利]一種噴嘴、基于該噴嘴的流量特性可調的引射器及其應用

在審

• 申請號: 201811526070.5
• 申請日: 2018-12-13
• 公開（公告）號: CN109630479A
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: 紀少波;李倫;陳忠言;李萌;陳秋霖;王豪;趙同軍;王榮旭
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: F04F5/16
• 分類號: F04F5/16;F04F5/46;F04F5/48;H01M8/04089
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 李圣梅

1.一種噴嘴，其特征是，包括噴嘴體、小噴嘴、大噴嘴及彈性部件；

其中，大小兩組噴嘴同軸布置且均設置在噴嘴體上；

小噴嘴為一根細長且帶有閥門的空心管，大小兩組噴嘴之間設置有彈性部件，彈性部件一端頂住小噴嘴的閥門部位，另一端頂住大噴嘴，彈性部件在待噴射氣體的作用下能夠改變小噴嘴的閥門的位置，繼而控制待噴射氣體的流經路徑。

2.如權利要求1所述的一種噴嘴，其特征是，所述小噴嘴的閥門靠近待噴射氣體進入的一端安裝密封圈，在低負荷時，噴嘴入口氫氣的壓力低于彈性部件彈力，小噴嘴的閥門緊貼在噴嘴體，密封圈用于防止待噴射氣體流進大噴嘴。

3.如權利要求1所述的一種噴嘴，其特征是，所述小噴嘴能夠沿大噴嘴內壁移動，在小噴嘴管道外壁設有襯套。

4.如權利要求1所述的一種噴嘴，其特征是，所述大噴嘴包括多個孔道，所有孔道均與大噴嘴的入口相連通，所述彈性部件及小噴嘴的閥門部位均位于大噴嘴的入口內，且小噴嘴的閥門直徑大于噴嘴入口的直徑。

5.如權利要求1所述的一種噴嘴，其特征是，所述噴嘴入口設置在噴嘴體內，所述噴嘴入口還與設置在噴嘴體內的穩壓腔相通。

6.流量特性可調的引射器，引射器的外殼依次設有接受室、混合室、擴壓室，其特征是，采用權利要求1-5任一所述的噴嘴，所述噴嘴的出口通向接受室，所述噴嘴設置在位于引射器中部的噴射體內，位于噴射體下端處設置有第一通道，在所述噴嘴出口處的壓力小于外界壓力時對再循環氣體發生卷吸作用，所述第一通道將未消耗的氣體重新吸入引射器，并被噴嘴出口噴出的氣體帶入混合室混合，混合室混合后的氣體通過擴壓室再經過出口管道噴出。

7.如權利要求6所述的流量特性可調的引射器，其特征是，所述引射器的后端縱向開有第二通道，所述第二通道與引射器中連通至噴嘴體內的穩壓腔的橫向通道相連通；

步進電機連接在引射器的后端且步進電機的閥桿橫向設置在第二通道與橫向通道交匯處，所述第二通道與橫向通道交匯處且靠近橫向通道的位置處還設置有閥座，閥桿與閥座組合用于改變進氣道截面積。

8.采用權利要求6或7所述的流量特性可調的引射器的噴射方法，其特征是，包括：

在低負荷狀態下，步進電機閥門開度小，流進引射器的氣體流量小，引射器噴嘴入口處壓力小，此時，F>(P₁-P₂)×A，彈性部件推動小噴嘴的閥門向噴嘴入口靠近，并堵住引射器噴嘴入口使得氣體只流進小噴嘴管道，小噴嘴管道在一定壓力下，高速噴射氫氣，使得噴嘴出口壓力小于外界壓力，將未消耗的氣體重新吸入引射器，并被噴嘴出口噴出的氣體帶入混合室混合，混合室混合后的氣體通過擴壓室再經過出口管道噴出；

在中高負荷狀態下，步進電機閥門開度大，流進引射器的氣體量增加，引射器噴嘴入口處壓力大，所以F<(P₁-P₂)×A，這時小噴嘴的閥門向前移動，遠離噴嘴入口，氣體同時流進大噴嘴入口，大小兩組噴嘴同時噴射氣體；

其中，所述氣體為帶噴射的氣體，P₁是步進電機閥門的下游壓強即小噴嘴閥門的前端壓強，P₂是小噴嘴的閥門的后端壓強，A是噴嘴入口截面積，F是彈簧力，根據上面的關系，A和F是預先確定的設計值，P₁隨步進電機閥門的位置變化而改變。

9.燃料電池系統，所述燃料電池系統包括燃料供給系統，采用權利要求6或7所述的引射器，所述引射器安裝在燃料供給系統的再循環氣體流動路徑上且靠近燃料電池堆的入口，為電池堆提供新鮮氣體并將未消耗的氣體重新循環到燃料電池堆。

10.一種車輛，該車輛安裝有權利要求9所述的燃料電池系統，所述燃料電池系統為車輛的運行提供能量。