[发明专利]一种喷嘴、基于该喷嘴的流量特性可调的引射器及其应用

权利要求书

1.一种喷嘴，其特征是，包括喷嘴体、小喷嘴、大喷嘴及弹性部件；

其中，大小两组喷嘴同轴布置且均设置在喷嘴体上；

小喷嘴为一根细长且带有阀门的空心管，大小两组喷嘴之间设置有弹性部件，弹性部件一端顶住小喷嘴的阀门部位，另一端顶住大喷嘴，弹性部件在待喷射气体的作用下能够改变小喷嘴的阀门的位置，继而控制待喷射气体的流经路径。

2.如权利要求1所述的一种喷嘴，其特征是，所述小喷嘴的阀门靠近待喷射气体进入的一端安装密封圈，在低负荷时，喷嘴入口氢气的压力低于弹性部件弹力，小喷嘴的阀门紧贴在喷嘴体，密封圈用于防止待喷射气体流进大喷嘴。

3.如权利要求1所述的一种喷嘴，其特征是，所述小喷嘴能够沿大喷嘴内壁移动，在小喷嘴管道外壁设有衬套。

4.如权利要求1所述的一种喷嘴，其特征是，所述大喷嘴包括多个孔道，所有孔道均与大喷嘴的入口相连通，所述弹性部件及小喷嘴的阀门部位均位于大喷嘴的入口内，且小喷嘴的阀门直径大于喷嘴入口的直径。

5.如权利要求1所述的一种喷嘴，其特征是，所述喷嘴入口设置在喷嘴体内，所述喷嘴入口还与设置在喷嘴体内的稳压腔相通。

6.流量特性可调的引射器，引射器的外壳依次设有接受室、混合室、扩压室，其特征是，采用权利要求1-5任一所述的喷嘴，所述喷嘴的出口通向接受室，所述喷嘴设置在位于引射器中部的喷射体内，位于喷射体下端处设置有第一通道，在所述喷嘴出口处的压力小于外界压力时对再循环气体发生卷吸作用，所述第一通道将未消耗的气体重新吸入引射器，并被喷嘴出口喷出的气体带入混合室混合，混合室混合后的气体通过扩压室再经过出口管道喷出。

7.如权利要求6所述的流量特性可调的引射器，其特征是，所述引射器的后端纵向开有第二通道，所述第二通道与引射器中连通至喷嘴体内的稳压腔的横向通道相连通；

步进电机连接在引射器的后端且步进电机的阀杆横向设置在第二通道与横向通道交汇处，所述第二通道与横向通道交汇处且靠近横向通道的位置处还设置有阀座，阀杆与阀座组合用于改变进气道截面积。

8.采用权利要求6或7所述的流量特性可调的引射器的喷射方法，其特征是，包括：

在低负荷状态下，步进电机阀门开度小，流进引射器的气体流量小，引射器喷嘴入口处压力小，此时，F>(P₁-P₂)×A，弹性部件推动小喷嘴的阀门向喷嘴入口靠近，并堵住引射器喷嘴入口使得气体只流进小喷嘴管道，小喷嘴管道在一定压力下，高速喷射氢气，使得喷嘴出口压力小于外界压力，将未消耗的气体重新吸入引射器，并被喷嘴出口喷出的气体带入混合室混合，混合室混合后的气体通过扩压室再经过出口管道喷出；

在中高负荷状态下，步进电机阀门开度大，流进引射器的气体量增加，引射器喷嘴入口处压力大，所以F<(P₁-P₂)×A，这时小喷嘴的阀门向前移动，远离喷嘴入口，气体同时流进大喷嘴入口，大小两组喷嘴同时喷射气体；

其中，所述气体为带喷射的气体，P₁是步进电机阀门的下游压强即小喷嘴阀门的前端压强，P₂是小喷嘴的阀门的后端压强，A是喷嘴入口截面积，F是弹簧力，根据上面的关系，A和F是预先确定的设计值，P₁随步进电机阀门的位置变化而改变。

9.燃料电池系统，所述燃料电池系统包括燃料供给系统，采用权利要求6或7所述的引射器，所述引射器安装在燃料供给系统的再循环气体流动路径上且靠近燃料电池堆的入口，为电池堆提供新鲜气体并将未消耗的气体重新循环到燃料电池堆。

10.一种车辆，该车辆安装有权利要求9所述的燃料电池系统，所述燃料电池系统为车辆的运行提供能量。