CN112993325A - 喷射器喷嘴以及包括其的喷射器 - Google Patents

喷射器喷嘴以及包括其的喷射器 Download PDF

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Abstract

本发明提供了喷射器喷嘴以及包括其的喷射器。所述喷射器喷嘴包括：第一管路，其具有第一流动路径，流体被引入所述第一流动路径中；以及第二管路，其设置在第一管路的外侧，并且其内径大于第一管路的内径，第二管路在第一管路与第二管路之间限定第二流动路径，其中，第一管路进一步包括连通口，所述连通口穿透第一管路以使得第一流动路径与第二流动路径连通，并且所述连通口设置为可打开和关闭，其中，当连通口打开时，使得第一流动路径中流动的一部分流体沿第二流动路径流动。

Description

喷射器喷嘴以及包括其的喷射器
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年12月16日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2019-0167676的优先权和权益，其全部内容通过引用合并于此。
技术领域
本发明涉及喷射器喷嘴以及包括其的喷射器，更具体地，本发明涉及同时满足低流量区域和高流量区域的喷射器喷嘴以及包括其的喷射器。
背景技术
在通过使用喷射器使流体移动的系统中，喷嘴的直径被认为是重要的因素。
如果喷嘴的尺寸较大，则在高流量部分中容易实现期望的性能，但是流速降低，并且在低流量部分中喷射器的性能劣化。相反，如果喷嘴的尺寸较小，则在低流量部分中可能会产生高流速，但是由于在高流量部分中难以使大量流体通过喷嘴，因此难以在高流量部分中利用喷嘴。
因此，需要这样的喷射器，其具有能够应对各种流量的喷嘴。
发明内容
本发明致力于提供一种喷射器喷嘴以及包括其的喷射器，所述喷射器喷嘴通过基于所供给的流体的流量来改变喷射器喷嘴的整个流动路径的尺寸，从而满足低流量区域和高流量区域两者。
本发明还致力于提供一种喷射器喷嘴以及包括其的喷射器，所述喷射器喷嘴可以降低成本并且以紧凑的结构实现高效率，因而提高关于产品和性能的可靠性。
本发明的示例性实施方案提供一种喷射器喷嘴，所述喷射器喷嘴包括第一管路和第二管路，所述第一管路具有第一流动路径，流体被引入所述第一流动路径中；所述第二管路设置在第一管路的外侧，并且其内径大于第一管路的内径，第二管路在第一管路与第二管路之间限定第二流动路径，其中，第一管路进一步包括连通口，所述连通口穿透第一管路以使得第一流动路径与第二流动路径连通，并且所述连通口设置为可打开和关闭，其中，当所述连通口打开时，使得第一流动路径中流动的一部分流体沿第二流动路径流动。
本发明的另一个示例性实施方案提供了一种包括有喷射器喷嘴的喷射器，所述喷射器包括喷射器主体和喷射器喷嘴，所述喷射器主体包括第一入口部分和第二入口部分，从氢气存储罐供应的供应气体被引入所述第一入口部分中；从燃料电池组排出并再循环至燃料电池组的再循环气体被引入所述第二入口部分中；所述喷射器喷嘴设置在喷射器主体中，并且配置为喷射被引入第一入口部分中的供应气体，从而使再循环气体进行循环；其中，所述喷射器喷嘴包括第一管路和第二管路，所述第一管路具有第一流动路径，供应气体被引入所述第一流动路径中；所述第二管路设置在第一管路的外侧，并且其内径大于第一管路的内径，第二管路在第一管路和第二管路之间限定第二流动路径，其中，第一管路进一步包括连通口，所述连通口穿透第一管路以使得第一流动路径与第二流动路径连通，并且所述连通口设置为可打开和关闭，其中，当所述连通口打开时，使得第一流动路径中流动的一部分供应气体沿第二流动路径流动。
附图说明
图1是示出应用本发明的燃料电池系统的示例的视图。
图2是示意性地示出根据本发明的喷射器的截面视图。
图3是示出根据本发明的喷射器喷嘴的截面视图。
图4是示出图3所示的喷射器喷嘴的连通口的打开状态的截面视图。
[附图标记说明]：
10：燃料电池系统
20：燃料电池组
21：空气电极
23：燃料电极
30：氢气存储罐
31：氢气供应阀
32：氢气供应管线
40：再循环管线
50：喷射器
51：喷射器主体
52：腔室
53：第一入口部分
54：第二入口部分
60：脱水器
100：喷射器喷嘴
110：第一管路
111：第一主体部分
112：第一流动路径113：第一排出口
114：进气口
115：连通口
116：打开/关闭构件
120：第二管路
121：第二主体部分
122：第二流动路径
123：第二排出口
130：弹性构件
Q1：供应气体(流体)
Q2：再循环气体。
具体实施方式
在下文中，将在下面参考附图详细描述本发明的示例性实施方案。首先，以下描述的示例性实施方案是适合于理解根据本发明的喷射器喷嘴以及包括其的喷射器的技术特征的示例性实施方案。然而，本发明不限于以下描述的示例性实施方案，本发明的技术特征不受本文描述的示例性实施方案的限制，并且可以在本发明的技术范围内实现各种修改。
包括有根据本发明的喷射器喷嘴100的喷射器50可以应用于燃料电池系统。图1示出了燃料电池系统的示例。
参考图1，根据本发明的燃料电池系统10包括：燃料电池组20、压缩机(未示出)以及氢气存储罐30；所述压缩机配置为压缩空气并将压缩后的空气供应到燃料电池组20；氢气存储罐30配置为向燃料电池组20供应氢气。被压缩机压缩后的空气可以沿空气供应管线被供应到燃料电池组20的空气电极21。氢气存储罐30中存储的氢气可以沿氢气供应管线32被供应到燃料电池组20的燃料电极23。氢气供应管线32中可以设置有配置为控制氢气的供应的氢气供应阀31。
燃料电池组20可以具有能够借助于燃料(例如氢气)和氧化剂(例如空气)之间的氧化还原反应来产生电的各种结构。本发明不受燃料电池组20的结构的限制或限定。
燃料电池系统10包括再循环管线40，从燃料电池组20排出的气体(氢气)通过再循环管线40再循环至燃料电池组20。为了便于描述，将通过再循环管线40循环至燃料电池组的气体(氢气)称为再循环气体，并将从氢气存储罐向燃料电池组20供给的气体(氢气)称为供应气体。再循环气体和供应气体可以是氢气。
在再循环管线40中可以设置脱水器60，以去除再循环至燃料电池组20的气体(氢气)包含的冷凝水。喷射器50可以设置在再循环管线40中以供给供应气体和再循环气体。
图2示出了包括根据本发明的喷射器喷嘴100的喷射器50。
参考图2，包括根据本发明的喷射器喷嘴100的喷射器50包括喷射器主体51和喷射器喷嘴100。
喷射器主体51包括第一入口部分53和第二入口部分54，从氢气存储罐30供给的供应气体Q1被引入第一入口部分53中，从燃料电池组20排出并再循环至燃料电池组20的再循环气体Q2被引入第二入口部分54中。另外，喷射器主体51可以包括腔室52，分别从第一入口部分53和第二入口部分54被引入的供应气体Q1和再循环气体Q2的混合气体(Q1+Q2)在腔室52中流动。
喷射器喷嘴100可以设置在喷射器主体51中，并且可以喷射被引入第一入口部分53中的供应气体Q1，从而使再循环气体Q2进行循环。
具体地，喷射器50使得从氢气存储罐30供应的高压供应气体Q1高速地流动通过喷射器喷嘴100，其结果是，低压再循环气体Q2可以被抽出并流动到燃料电池组20。即，喷射器50可以用作一种泵，其从喷射器喷嘴100喷射供应气体Q1，并且抽出再循环气体Q2。
图3和图4示出了根据本发明的喷射器喷嘴100。
参考图3和图4，喷射器喷嘴100可以设置为包括第一管路110和第二管路120的双重管形式。第一管路110包括第一流动路径112，流体被引入第一流动路径112中。第二管路120设置在第一管路110的外侧，其内径大于第一管路110的内径，并且将第一管路110与第二管路120之间的部分定义为第二流动路径122。
下文将描述的被引入喷射器喷嘴100中的流体Q1可以是如上所述的将要被供应到燃料电池组20的供应气体Q1。然而，根据本发明的喷射器喷嘴100不限于用于设置在燃料电池系统10中的喷射器50，而是喷射器喷嘴100可以应用于在各个领域中使用的喷射器50。此外，被引入喷射器喷嘴100中的流体不限于将要被供应到燃料电池组20的供应气体Q1。
第一管路110和第二管路120可以设置为尺寸不相同的中空管。第一流动路径112可以形成在第一管路110中，第二流动路径122可以位于第一管路110的外表面与第二管路120的内表面之间。流体可以通过第一管路110的入口114被引入，随后沿第一流动路径112流动，然后被喷射。
第一管路110进一步包括连通口115，连通口115设置为可打开和可关闭，并且连通口115穿透地形成以使得第一流动路径112与第二流动路径122连通。当连通口115打开时，使得流动通过第一流动路径112的流体的一部分沿第二流动路径122流动。
具体地，连通口115可以被选择性地打开，使得被引入第一流动路径112中的流体的一部分可以流动到第二流动路径122。当连通口115关闭时，被引入第一管路110中的流体可以仅沿第一流动路径112流动，当连通口115打开时，被引入第一管路110中的流体可以沿第一流动路径112和第二流动路径122流动。
因此，可以得到这样的效果，即改变构成喷嘴的整个流动路径的直径。例如，可以基于被引入喷射器喷嘴100中的流体的流量，通过打开或关闭连通口115来改变喷射器喷嘴100的整个流动路径的直径。因此，可以提供一种结构，其基于要供给的流体的流量，通过改变喷射器喷嘴100的整个流动路径的尺寸，从而满足低流量区域和高流量区域两者。
具体地，当流体以低流量被引入时，连通口115关闭，使得流体可以仅流动到第一流动路径112。因此，即使流量较低，也可以使流体以高流速排出到喷嘴的外部。
当流体以高流量被引入时，连通口115打开，使得流体可以沿第一流动路径112和第二流动路径122两者流动。因此，增加了流体所通过的整个流动路径的尺寸，从而可以使流体以高流量通过。
参考图3和图4，本发明可以进一步包括打开/关闭构件116和弹性构件130。打开/关闭构件116可以设置在第一管路110中以打开或关闭连通口115。
弹性构件130可以设置在第一管路110与第二管路120之间，并且可以提供弹力，该弹力基于被引入第一流动路径112中的流体的流量而使得打开/关闭构件116打开或关闭连通口115。在这种情况下，弹性构件130可以配置为弹簧但不限于此。
如上所述，本发明可以在没有单独的控制装置的情况下，通过利用弹性构件130(其基于根据流量而确定的喷嘴中的压力而弹性地工作)使得打开/关闭构件116执行打开或关闭操作。因此，本发明可以降低成本并且以紧凑的结构实现高效率，从而提高关于产品和性能的可靠性。
更具体地，第一管路110可以进一步包括第一主体部分111和第一排出口113。
连通口115可以穿透第一主体部分111，并且第一流动路径112可以形成在第一主体部分111中。第一排出口113可以设置在第一主体部分111一侧的尖端处，使得流体从第一排出口113排出。
第二管路120可以包括第二主体部分121和第二排出口123，第二主体部分121具有第二流动路径122，第二排出口123设置在第二主体部分一侧的尖端处，使得流体从第二排出口123排出。在这种情况下，第二排出口123的直径可以大于第一排出口113的直径。因此，随着连通口115打开或关闭，排出流体的整个排出口的直径也可以改变。
打开/关闭构件116可以铰接至第一主体部分111，从而能够打开或关闭连通口115。具体地，连通口115可以穿透第一主体部分111的一部分，并且可以形成为作为示例的孔的形式。然而，连通口115的形状不限于此，而是只要连通口115可以使第一流动路径112和第二流动路径122相互连通，则连通口115可以进行各种变形而形成各种形状。
只要打开/关闭构件116可以关闭或打开连通口115，则打开/关闭构件116可以具有各种形状。例如，打开/关闭构件116可以借助于铰链H连接到第一主体部分111，使得打开/关闭构件116的一端布置为邻近连通口115。此外，打开/关闭构件116可以设置为能够围绕借助于铰链H连接的部分而朝向第二管路120的方向旋转。另外，在打开/关闭构件116关闭连通口115的状态下，可以限制打开/关闭构件116在朝向第一流动路径112的方向上的旋转。
弹性构件130可以向打开/关闭构件116提供弹力。例如，弹性构件130的一端可以固定到第二管路120的内表面，并且弹性构件130的另一端可以固定到第一管路110中的打开/关闭构件116。
当被引入第一流动路径112中的流体的流量在参考范围内时，弹性构件130弹性地支撑打开/关闭构件116，使得打开/关闭构件116关闭连通口115。相反，当被引入第一流动路径112中的流体的流量超过参考范围时，弹性构件130通过被引入的流体的压力而发生弹性变形，使得打开/关闭构件116打开连通口115。
具体地，当被引入的流体的流量在参考范围内时(即低流量，参考图3)，弹性构件130的弹性支撑力可以使得打开/关闭构件116保持连通口115关闭的状态。在这种情况下，被引入第一管路110中的流体可以仅流动通过第一流动路径112，然后从第一排出口113排出。因此，即使流体的流量较低，也可以使流体以高流速排出。
当被引入的流体的流量超过参考范围时(即高流量，参考图4)，被引入的流体的压力克服弹性构件130的弹力，使得打开/关闭构件116可以在朝向第二管路120的方向旋转的同时打开连通口115。在这种情况下，弹性构件130可以被压缩而发生变形。当连通口115打开时，第一流动路径112和第二流动路径122彼此连通，使得流动到第一流动路径112的流体的一部分可以被引入第二流动路径122中，并且流体可以通过第一排出口113和第二排出口123排出。
此后，当被引入的流体的流量再次减小到参考范围内时，打开/关闭构件116可以在通过弹性构件130的弹性回复力朝向第一流动路径112的方向旋转的同时关闭连通口115。如上所述，本发明可以应对各种流量。
根据本发明，喷射器喷嘴中的整个流动路径的直径可以依据被引入喷射器喷嘴中的流体的流量而改变。因此，可以通过基于被供给的流体的流量而改变喷射器喷嘴的整个流动路径的大小，从而提供满足低流量区域和高流量区域两者的结构。
另外，本发明可以在没有单独的控制装置的情况下，通过利用弹性构件(其基于根据流量确定的喷嘴中的压力而弹性地工作)使得打开/关闭构件执行打开或关闭操作。因此，本发明可以降低成本并且以紧凑的结构实现高效率，从而提高关于产品和性能的可靠性。
尽管上面已经描述了本发明的具体的示例性实施方案，但是本发明的精神和范围不限于具体的示例性实施方案，并且本发明所属领域的技术人员可以在不脱离权利要求中公开的本发明的主题的情况下对本发明进行各种修改和改变。
根据本发明，喷射器喷嘴中的整个流动路径的直径可以依据被引入喷射器喷嘴中的流体的流量而改变。因此，可以通过基于被供给的流体的流量而改变喷射器喷嘴的整个流动路径的大小，从而提供满足低流量区域和高流量区域两者的结构。
另外，本发明可以在没有单独的控制装置的情况下，通过利用弹性构件(其基于根据流量确定的喷嘴中的压力而弹性地工作)使得打开/关闭构件执行打开或关闭操作。因此，本发明可以降低成本并且以紧凑的结构实现高效率，从而提高关于产品和性能的可靠性。

Claims (6)

1.一种喷射器喷嘴，包括：
第一管路，其具有第一流动路径，流体被引入第一流动路径中；以及
第二管路，其设置在第一管路的外侧，并且其内径大于第一管路的内径，第二管路在第一管路与第二管路之间限定第二流动路径，
其中，第一管路进一步包括连通口，所述连通口穿透第一管路以使得第一流动路径与第二流动路径连通，并且所述连通口设置为能够打开和关闭，
其中，当所述连通口打开时，使得第一流动路径中流动的一部分流体沿第二流动路径流动。
2.根据权利要求1所述的喷射器喷嘴，进一步包括：
打开/关闭构件，其设置于第一管路以打开或关闭所述连通口；以及
弹性构件，其设置在第一管路与第二管路之间，并且配置为提供弹力，该弹力基于被引入第一流动路径中的流体的流量而使得打开/关闭构件打开或关闭连通口。
3.根据权利要求2所述的喷射器喷嘴，其中，所述第一管路进一步包括被所述连通口穿透的第一主体部分，并且所述打开/关闭构件铰接至所述第一主体部分，以打开或关闭所述连通口。
4.根据权利要求3所述的喷射器喷嘴，其中，
当被引入第一流动路径中的流体的流量在参考范围内时，所述弹性构件弹性地支撑所述打开/关闭构件，使得打开/关闭构件关闭所述连通口，
当被引入第一流动路径中的流体的流量超过参考范围时，所述弹性构件通过被引入的流体的压力而发生弹性变形，使得打开/关闭构件打开所述连通口。
5.根据权利要求3所述的喷射器喷嘴，其中，所述第一管路进一步包括第一排出口，所述第一排出口设置在所述第一主体部分一侧的尖端处，使得流体从第一排出口排出，
其中，所述第二管路进一步包括：
第二主体部分，其具有形成在其中的第二流动路径；以及
第二排出口，其设置在第二主体部分的一个尖端处，使得流体从第二排出口排出，
其中，第二排出口的直径大于第一排出口的直径。
6.一种喷射器，包括：
喷射器主体，所述喷射器主体包括：
第一入口部分，从氢气存储罐供给的供应气体被引入所述第一入口部分中；和
第二入口部分，从燃料电池组排出并再循环至燃料电池组的再循环气体被引入所述第二入口部分中；以及
喷射器喷嘴，其设置在喷射器主体中，并且配置为喷射被引入第一入口部分中的供应气体，从而使再循环气体进行循环；
其中，所述喷射器喷嘴包括：
第一管路，其具有第一流动路径，供应气体被引入所述第一流动路径中；和
第二管路，其设置在第一管路的外侧，并且其内径大于第一管路的内径，第二管路在第一管路和第二管路之间限定第二流动路径，
其中，第一管路进一步包括连通口，所述连通口穿透第一管路以使得第一流动路径与第二流动路径连通，并且所述连通口设置为能够打开和关闭，
其中，当所述连通口打开时，使得第一流动路径中流动的一部分供应气体沿第二流动路径流动。
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