[發(fā)明專利]用于變工況燃料電池的可伸縮共軸的雙噴嘴噴射器及方法

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• 申請日: 2021-03-08
• 公開（公告）號: CN112844889A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發(fā)明（設計）人: 王琴鶴
• 申請（專利權）人: 山東學智索科流體科技有限公司
• 主分類號: B05B7/06
• 分類號: B05B7/06;B05B13/02;B05B1/30;H01M8/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產(chǎn)權代理有限公司 37221
• 代理人: 張慶騫

本發(fā)明屬于噴射器領域，提供了一種用于變工況燃料電池的可伸縮共軸的雙噴嘴噴射器及工作方法。其中，可伸縮共軸的雙噴嘴噴射器包括殼體，所述殼體內(nèi)部設有波紋管、彈簧、噴嘴組件、二次流、混合室和擴壓室；所述二次流、混合室和擴壓室依次連通；所述噴嘴組件包括共軸嵌套的第一噴嘴和第二噴嘴，所述第一噴嘴設置于第二噴嘴內(nèi)部；所述波紋管串接在第二噴嘴的出口及入口之間，以使得第二噴嘴隨著流體壓力伸縮移動，從而實現(xiàn)噴嘴組件的出口位置及出口面積均可隨工況變化而變化；所述彈簧套設在第二噴嘴的外部，所述彈簧的一端固定于第二噴嘴上，另一端固定于殼體上，以確保第二噴嘴伸縮過程中的同軸性。

技術領域

本發(fā)明屬于噴射器領域，尤其涉及一種用于變工況燃料電池的可伸縮共軸的雙噴嘴噴射器及方法

背景技術

本部分的陳述僅僅是提供了與本發(fā)明相關的背景技術信息，不必然構成在先技術。

質(zhì)子交換膜燃料電池是一種將氫氣的化學能轉(zhuǎn)化為電能的能量轉(zhuǎn)換裝置，由于其具有效率高、啟動快、功率密度高、運行聲音小等優(yōu)點，成為替代內(nèi)燃機作為汽車的動力源泉的綠色替代品。供氫子系統(tǒng)作為燃料電池中重要的子系統(tǒng)之一，通常使用機械泵完成對氫氣的再循環(huán)利用，以提高燃料電池的氫利用率，但機械泵造價高、密封性差、穩(wěn)定性差且會產(chǎn)生額外功率消耗。引射器具有成本低、密封性好、噪音低，并且在使用過程中無寄生功率消耗等優(yōu)點，有著替代機械泵的發(fā)展趨勢。

噴射器結(jié)構簡單，無移動部件，一般適用于固定工況運行，但是發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，燃料電池往往變工況運行，一次流的流量和壓力要隨功率變化而變化，因此固定結(jié)構噴射器在變工況下性能變差，尤其是小功率區(qū)，由于一次流流量小壓力小，無法滿足燃料電池循環(huán)的需求。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述背景技術中存在的問題，本發(fā)明的第一個方面提供一種用于變工況燃料電池的可伸縮共軸的雙噴嘴噴射器，其既能夠?qū)崿F(xiàn)變流量的調(diào)節(jié)，又能提升在不同流量下的引射性能，尤其能夠提升小流量區(qū)的引射性能。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案：

一種用于變工況燃料電池的可伸縮共軸的雙噴嘴噴射器，其包括殼體，所述殼體內(nèi)部設有波紋管、彈簧、噴嘴組件、二次流、混合室和擴壓室；所述二次流、混合室和擴壓室依次連通；

所述噴嘴組件包括共軸嵌套的第一噴嘴和第二噴嘴，所述第一噴嘴設置于第二噴嘴內(nèi)部；所述波紋管串接在第二噴嘴的出口及入口之間，以使得第二噴嘴隨著流體壓力伸縮移動，從而實現(xiàn)噴嘴組件的出口位置及出口面積均可隨工況變化而變化；所述彈簧套設在第二噴嘴的外部，所述彈簧的一端固定于第二噴嘴上，另一端固定于殼體上，以確保第二噴嘴伸縮過程中的同軸性。

進一步地，所述第二噴嘴上設置有第一凸起，所述波紋管連接在第一凸起上。

進一步地，所述彈簧的一端固定在第一凸起上。

進一步地，所述殼體上設置有第二凸起，所述彈簧的另一端固定在第二凸起上。

進一步地，所述第一凸起和第二凸起沿流體噴射方向設置。

進一步地，第一噴嘴和第二噴嘴均可閉合。

為了解決上述問題，本發(fā)明的第二個方面提供一種如上述所述的用于變工況燃料電池的可伸縮共軸的雙噴嘴噴射器的工作方法，其包括：

根據(jù)一次流壓力、噴嘴組件的投影面積、彈簧的彈性系數(shù)及長度四者之間的關系，改變第一噴嘴和第二噴嘴的工作狀態(tài)，以自適應一次流壓力的變化，達到最佳的噴射效果。

進一步地，一次流壓力、噴嘴組件的投影面積、彈簧的彈性系數(shù)及長度四者之間的關系為：一次流壓力與噴嘴組件的投影面積之積等于彈簧的彈性系數(shù)及長度之積。

進一步地，所述第一噴嘴和第二噴嘴的工作狀態(tài)包括：