CN116464677A - 一种防止产生涡旋的双级射流器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种防止产生涡旋的双级射流器，包括腔体、阀座和喷嘴，所述腔体的一端为出口，混合腔内安装喷嘴，所述喷嘴进口处安装阀座，所述喷嘴内设有2个独立的射流通道，所述阀座与第二进气口连通，通过阀座的阀芯动作，使第二进气口与第一射流通道或者与2条射流通道连通；所述喷嘴包括一级喷嘴和二级喷嘴，所述一级喷嘴位于混合腔内，所述二级喷嘴安装在一级喷嘴一端，且所述二级喷嘴一端插入一级喷嘴内部空腔内，所述二级喷嘴外壳与一级喷嘴内部空腔之间的空间为第一射流通道，所述二级喷嘴内的中心孔为第二射流通道；所述二级喷嘴一端伸出一级喷嘴端面。本发明可以防止避免喷嘴出口产生涡旋。

Description

一种防止产生涡旋的双级射流器

技术领域

本发明涉及射流器领域或者燃料电池领域，特别涉及一种防止产生涡旋的双级射流器。

背景技术

质子交换膜燃料电池作为一种高效的电化学能量转换装置，以氢气作为燃料，通过反应产生水，且发电效率不受卡诺循环的限制，是满足未来社会对高效、清洁和经济能源系统的需求。为了实现燃料电池系统的高效率运行，将使用供氢系统对燃料电池电堆进行过量供氢，因此需要将通过电堆但未反应的氢气进行回收再利用，以提高其效率。

目前针对射流器工作范围较窄，对电堆变载的适应能力较弱的缺点，部分发明对传统单级射流器前端进行改进，包括设计多喷嘴或者双通道等形式实现动态供氢。虽然很好地缓和了射流器适应性差的缺点，但是多进口同时工作会使进气相互搅合，造成能量损失，同时减少高速流动能，降低夹带引射流能力。同时前端速度较高，直接汇合时总速度骤降，将会产生涡流、震荡等不稳定流动现象，使得吸入腔内气流混合不均匀，混合气体边界层流动缓慢，将在等容混合管形成强烈的冲击波并移动至扩压管，影响扩压效果和引射器出口压力，从而降低进入电堆的供给压力，最终无法有效提高该模式下燃料电池电堆系统的工作效率。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种防止产生涡旋的双级射流器，通过二级喷嘴一端伸出一级喷嘴端面，达到两个引射通道出口轴向台阶的效果，防止多通道引射器前端因多股气流同时混合带来涡旋、震荡等不稳定现象。通过二级喷嘴的外侧轮廓面的变化，引导射流气体贴壁前行，保持相对高速与第一引射通道出口气体均匀混合。同时，通过二级喷嘴出口处的扩压段，减小射流气体径向速度，缓和了第二引射通道出口气体与第一引射通道出口气体及射流气体的混合过程，降低能量损失，并利用气体剪切应力使气体混合均匀，以高速稳定的气流进入混合室中，并稳定供给于电堆。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种防止产生涡旋的双级射流器，包括腔体、阀座和喷嘴，所述腔体的一端为出口，所述腔体的另一端设有第一进气口，所述腔体内设有与第一进气口连通的混合腔，所述混合腔内安装喷嘴，所述喷嘴进口处安装阀座，所述喷嘴内设有2个独立的射流通道，所述阀座与第二进气口连通，通过阀座的阀芯动作，使第二进气口与第一射流通道或者与2条射流通道连通；

所述喷嘴包括一级喷嘴和二级喷嘴，所述一级喷嘴位于混合腔内，所述一级喷嘴安装在腔体的另一端上；所述二级喷嘴安装在一级喷嘴一端，且所述二级喷嘴一端插入一级喷嘴内部空腔内，所述二级喷嘴外壳与一级喷嘴内部空腔之间的空间为第一射流通道，所述二级喷嘴内的中心孔为第二射流通道；所述二级喷嘴一端伸出一级喷嘴端面，用于防止避免喷嘴出口产生涡旋。

进一步，所述一级喷嘴内部空腔根据流向依次设有过渡段、渐缩段和喷射段；所述二级喷嘴的壳体根据流向依次设有第一段壳体、第二段壳体和引导端；所述引导端插入喷射段内，使第一射流通道出口横截面呈环形；所述引导端一端伸出喷射段端面。

进一步，所述阀座包括壳体、电磁绕组、弹性元件和阀芯；所述壳体上设有第二进气口，用于与供氢系统连通；所述壳体内的空腔内安装可移动的阀芯，所述壳体的空腔内安装电磁绕组，通过电磁绕组的得电使阀芯在壳体的空腔移动；所述二级喷嘴另一端上设有若干与第一射流通道连通的连接孔；所述阀芯周边分布若干通孔，所述通孔与连接孔的相位角一一对应；所述弹性元件安装在阀芯与壳体空腔内壁之间，在电磁绕组失电下，通过弹性元件使阀芯与二级喷嘴另一端的端面贴合，用于阻断第二射流通道与通孔连通；当电磁绕组得电时，通过使阀芯向第二进气口方向移动，用于使第一射流通道和第二射流通道分别与第二进气口连通。

进一步，所述第一段壳体的外轮廓为圆柱形，所述第二段壳体的外轮廓为圆锥形，所述喷射段为锥孔，用于在第一射流通道出口处形成渐扩环形出口。

进一步，所述引导端的外轮廓面根据流向依次设有第一导流面和第三导流面，所述第一导流面一侧与第二段壳体圆滑过渡，通过对第一引射通道出口气体施加支撑力，用于使第一引射通道出口气体保持水平前进；位于第二射流通道出口处的所述引导端的内孔设有第二导流面，通过对第二引射通道出口气体径向分流约束，用于使第二引射通道出口气体在两个引射通道混合前保持水平前进；所述第三导流面为渐缩锥面，通过第二引射通道出口气体与进入混合腔的气体组成的混合气体沿第三导流面倾斜切入第一引射通道出口气体，用于缓和两股气流混合。

进一步，所述第三导流面的倾斜角度随着引导端的轴向长度的增加而增加。

进一步，所述第三导流面与轴向之间的夹角为8～15度。

进一步，所述喷射段为锥孔，所述第三导流面的锥度与喷射段锥孔的锥度大小相同，方向相反。

进一步，所述第二导流面出口处设有扩压段，所述扩压端内轮廓的锥度为正锥度θ，所述引导喷嘴的第三导流面锥度大于扩压段内轮廓的锥度。

进一步，伸出一级喷嘴端面的所述二级喷嘴一端到混合腔出口处横截面的距离为NXP，NXP为0.8～1.1Dm，其中Dm为混合腔出口的公称直径。

本发明的有益效果在于：

1.本发明所述的防止产生涡旋的双级射流器，通过二级喷嘴一端伸出一级喷嘴端面，达到两个引射通道出口轴向台阶的效果，防止多通道引射器前端因多股气流同时混合带来涡旋、震荡等不稳定现象。伸出一级喷嘴端面的所述二级喷嘴一端到混合腔出口处横截面的距离为NXP，当NXP为0.8～1.1Dm时，夹带效果和气流混合效果最佳。

2.本发明所述的防止产生涡旋的双级射流器，所述引导端插入喷射段内，使第一射流通道出口横截面呈环形，引导端的外轮廓面根据流向依次设有第一导流面和第三导流面，所述第一导流面通过对第一引射通道出口气体施加支撑力，使第一引射通道出口气体保持水平前进；所述第三导流面为渐缩锥面，通过第二引射通道出口气体与进入混合腔的气体组成的混合气体沿第三导流面倾斜切入第一引射通道出口气体，缓和两股气流混合。

3.本发明所述的防止产生涡旋的双级射流器，位于第二射流通道出口处的所述引导端的内孔设有第二导流面，通过对第二引射通道出口气体径向分流约束，使第二引射通道出口气体在两个引射通道混合前保持水平前进。

4.本发明所述的防止产生涡旋的双级射流器，所述喷射段为锥孔，所述第三导流面的锥度与喷射段锥孔的锥度大小相同，方向相反，可以缓和两级喷嘴气体的混合过程，且能使第一进气口流量较低时维持较高的流速。

5.本发明所述的防止产生涡旋的双级射流器，通过二级喷嘴出口处的扩压段，减小射流气体径向速度，缓和了第二引射通道出口气体与第一引射通道出口气体及射流气体的混合过程，降低能量损失，并利用气体剪切应力使气体混合均匀，以高速稳定的气流进入混合室中，并稳定供给于电堆。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，显而易见地还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所述的防止产生涡旋的双级射流器结构图。

图2为实施例1的双级射流器结构图。

图3为图2中的局部放大图。

图4为实施例1的二级喷嘴结构图。

图5为实施例2的双级射流器结构图。

图6为图5中的局部放大图。

图7为实施例2的二级喷嘴结构图。

图8为实施例3的双级射流器结构图。

图9为图8中的局部放大图。

图10为实施例3的二级喷嘴结构图。

图11为本发明中NXP距离的具体位置图。

图12为现有技术双级射流器单级工作时的仿真图。

图13为现有技术双级射流器双级工作时的仿真图。

图14为本发明实施例1双级射流器单级工作时的仿真图。

图15为本发明实施例1双级射流器双级工作时的仿真图。

图中：

1-腔体；1-1-混合腔；2-第一进气口；3-阀座；3-1-壳体；3-2-电磁绕组；3-3-弹簧；3-4-阀芯；3-5-通气孔；3-6-第二进气口；3-7-变体积空腔；4-喷嘴；4-1-一级喷嘴；4-1-1-过渡段；4-1-2-渐缩段；4-1-3-喷射段；4-2-二级喷嘴；4-2-1-第一段壳体；4-2-2-第二段壳体；4-2-3-引导端；4-2-4-连接孔；4-2-3-1-第一导流面；4-2-3-2-第二导流面；4-2-3-3-第三导流面；4-2-3-4-扩压段。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“轴向”、“径向”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，本发明所述的防止产生涡旋的双级射流器，包括腔体1、阀座3和喷嘴4，所述腔体1的一端为出口，所述腔体1的另一端设有第一进气口2，所述腔体1内设有与第一进气口2连通的混合腔1-1，所述混合腔1-1内安装喷嘴4，所述喷嘴4后面安装阀座3，所述喷嘴4内设有2个独立的射流通道，所述阀座3与第二进气口3-6连通，通过阀座3的阀芯动作，使第二进气口3-6与第一射流通道或者与2条射流通道连通。在燃料电池领域一般所述第一进气口2与电堆内未反应的氢气和水蒸气的混合气连通；所述第二进气口3-6与供氢设备连通；根据燃料电池输出功率的大小控制阀芯动作，可以让射流器在燃料电池不同输出功率下工作具有良好的性能。

所述喷嘴4包括一级喷嘴4-1和二级喷嘴4-2，所述一级喷嘴4-1位于混合腔1-1内，所述一级喷嘴4-1安装在腔体1的另一端上；所述二级喷嘴4-2安装在一级喷嘴4-1一端，且所述二级喷嘴4-2一端插入一级喷嘴4-1内部空腔内，所述二级喷嘴4-2外壳与一级喷嘴4-1内部空腔之间的空间为第一射流通道，所述二级喷嘴4-2内的中心孔为第二射流通道；所述二级喷嘴4-2一端伸出一级喷嘴4-1端面并延伸至混合腔1-1中，用于防止避免喷嘴4出口产生涡旋，可防止多通道引射器前端因多股气流同时混合带来涡旋、震荡等不稳定现象。如图11所示，伸出一级喷嘴端面的所述二级喷嘴一端到混合腔1-1出口处横截面的距离为NXP，当NXP为0.8～1.1Dm时，夹带效果和气流混合效果最佳。混合腔1-1出口处横截面可以理解为混合腔的等压室出口与混合腔的等容室的交界面。其中Dm为混合腔出口的公称直径。

实施例1

如图2、图3和图4所示，所述喷嘴4包括一级喷嘴4-1和二级喷嘴4-2，所述一级喷嘴4-1位于混合腔内，所述一级喷嘴4-1安装在腔体1的另一端上；所述二级喷嘴4-2安装在一级喷嘴4-1一端，且所述二级喷嘴4-2一端插入一级喷嘴4-1内部空腔内，所述二级喷嘴4-2外壳与一级喷嘴4-1内部空腔之间的空间为第一射流通道，所述二级喷嘴4-2内的中心孔为第二射流通道；所述一级喷嘴4-1内部空腔根据流向依次设有过渡段4-1-1、渐缩段4-1-2和喷射段4-1-3；所述二级喷嘴4-2的壳体根据流向依次设有第一段壳体4-2-1、第二段壳体4-2-2和引导端4-2-3；所述引导端4-2-3插入喷射段4-1-3内，使第一射流通道出口横截面呈环形；所述引导端4-2-3一端伸出喷射段4-1-3端面并延伸至混合腔1-1中。所述引导端4-2-3与喷射段4-1-3之间的单边间隙大于传统机械设计中的间隙配合中的间隙，如常用的间隙配合为H7/h6、H8/f7、G7/h6、F8/h7。优选所述引导端4-2-3插入喷射段4-1-3后，所述引导端4-2-3与喷射段4-1-3之间的单边间隙不超过0.1mm，这个根据燃料电池低功率输出所需要的流量和压力，结合环形第一射流通道确定的。

所述阀座3包括壳体3-1、电磁绕组3-2、弹簧3-3和阀芯3-4；所述壳体3-1上设有第二进气口3-6，用于与供氢系统连通；所述壳体3-1内的空腔内安装可移动的阀芯3-4，所述壳体3-1的空腔内安装电磁绕组3-2，通过电磁绕组3-2的得电使阀芯3-4在壳体3-1的空腔移动；所述二级喷嘴4-2另一端上设有若干与第一射流通道连通的连接孔4-2-4；所述阀芯3-4周边分布若干通孔3-5，所述通孔3-5与连接孔4-2-4的相位角一一对应；所述弹簧3-3安装在阀芯3-4与壳体3-1空腔内壁之间，在电磁绕组3-2失电下，通过弹簧3-3使阀芯3-4与二级喷嘴4-2另一端的端面贴合，用于阻断第二射流通道与通孔3-5连通；当电磁绕组3-2得电时，通过使阀芯3-4向第二进气口3-6方向移动，用于使第一射流通道和第二射流通道分别与第二进气口3-6连通。

工作过程：当燃料电池输出功率小于设定功率时，电磁绕组3-2失电，利用弹簧3-3的弹簧力使阀芯3-4与二级喷嘴4-2另一端的端面贴合，这样仅第一射流通道与第二进气口3-6连通；第一引射通道射出的气体在混合腔1-1内的喷嘴出口处产生低压区a。当燃料电池输出功率大于等于设定功率时，电磁绕组3-2得电，使阀芯3-4克服弹簧3-3弹簧力向第二进气口3-6方向移动，第一引射通道和第二引射通道分别与第二进气口3-6连通；第一射流通道和第二射流通道射出的气体共同在混合腔内产生低压区b，低压区A可以将第一进气口2内的气体卷吸并混合经二级喷嘴4-2进入低压区b，从而使第一进气口2的气体与第二进气口3-6的气体在混合腔1-1内混合，腔体1的出口与电堆连通。

所述第一段壳体4-2-1的外轮廓为圆柱形，所述第二段壳体4-2-2的外轮廓为圆锥形，所述喷射段4-1-3为锥孔，用于在第一射流通道出口处形成渐扩环形出口。

所述引导端4-2-3的外轮廓面根据流向依次设有第一导流面4-2-3-1和第三导流面4-2-3-3，所述第一导流面4-2-3-1一侧与第二段壳体4-2-2圆滑过渡，通过对第一引射通道出口气体施加支撑力，用于使第一引射通道出口气体保持高速水平前进；位于第二射流通道出口处的所述引导端4-2-3的内孔设有第二导流面4-2-3-2，通过对第二引射通道出口气体径向分流约束，用于使第二引射通道出口气体在两个引射通道混合前保持高速水平前进；所述第三导流面4-2-3-3为渐缩锥面，第三导流面4-2-3-3对第一引射通道出口气体与射流气体所组成的混合气体施加支撑力，支撑力垂直于混合气体贴壁运动方向，使气体混合后保持高速前进。

实施例2

在实施例1的基础上，实施例2如图5和图6所示，所述第二段壳体4-2-2位于渐缩段4-1-2内，所述第二段壳体4-2-2与渐缩段4-1-2具有相同锥度的锥面；所述喷射段4-1-3为锥孔，所述第三导流面4-2-3-3的锥度与喷射段4-1-3锥孔的锥度大小相同，方向相反。即若所述第三导流面4-2-3-3的外轮廓的锥度为正锥度β，那么喷射段4-1-3锥孔的锥度为负锥度α。这样可以在第一射流通道出口处形成渐扩环形出口，可以产生体积较大的低压区a。同时，第一引射通道的横截面积较小，能使第一进气口流量较低时维持较高的流速。所述第三导流面4-2-3-3与轴向之间的夹角β为4～15度。

实施例2中第一导流面4-2-3-1非常短，有的实施例中所述引导端4-2-3的外轮廓面只有第三导流面4-2-3-3，如图7所示。图7中，所述第三导流面4-2-3-3的倾斜角度随着引导端4-2-3的轴向长度的增加而增加。图7中第三导流面4-2-3-3有2段，分别形成第一夹角β1和第一夹角β2，第一夹角β2大于第一夹角β1，这样第三导流面4-2-3-3对被卷吸的射流气体施加有剪切应力，通过第二引射通道出口气体与进入混合腔的气体组成的混合气体沿第三导流面4-2-3-3倾斜切入第一引射通道出口气体并进行混合，可极大程度缓和两股气流混合过程。

实施例3

在实施例1或实施例2的基础上，实施例3如图8和图9所示，所述第二段壳体4-2-2位于渐缩段4-1-2内，所述第二段壳体4-2-2与渐缩段4-1-2具有相同锥度的锥面。所述第二导流面4-2-3-2出口处设有扩压段4-2-3-4，扩压段4-2-3-4呈锥形或曲面渐变的弧形。如图10所示，所述扩压段4-2-3-4内轮廓的锥角θ，可选择的有5°至10°。所述第三导流面4-2-3-3的锥角为2β，所述第三导流面4-2-3-3锥角2β大于扩压段4-2-3-4内轮廓的锥角θ。

模拟分析：

工况设定：为了对比本发明结构相较于现有技术的有益效果，现采用统一工况分别对单级引射和双级引射的模式进行仿真。单级引射的条件下，仅开启第一引射通道，此时燃料电池的电堆输出电流为62.2A，从第二进气口进入的纯氢气质量流量为0.19g/s，且为常温25℃。从第一进气口进入的高温混合气体绝对压力为131kPa,其平均温度为67℃，以体积分数作为混合气体的组分衡量，成分组成为H₂:N₂:H₂O＝90％:5％:5％。双级引射的条件下，同时开启第一引射通道和第二引射通道，此时燃料电池的电堆输出功率为155.5A，从第二进气口进入的纯氢气质量流量为0.49g/s，且为常温25℃。从第一进气口进入的高温混合气体绝对压力为206kPa,其平均温度为71℃，以体积分数作为混合气体的组分衡量，成分组成为H₂:N₂:H₂O＝85％:7％:8％。

如图12所示，在现有技术的单级引射中，由于二级喷嘴4-2的第二射流通道出口的流速较高，在第二射流通道出口附近的高速流中，存在速度边界层，部分流体因流动缓慢遂脱落形成涡旋，工作时间较长时，涡核体积增大，将影响到高速流，削减其动能，降低夹带能力的同时会结合以形成不稳定流动的形式进入混合腔中，形成激波等现象，影响扩压效果及出口压力，从而降低进入电堆的供给压力，影响电堆系统的工作效率。

如图13所示，在现有技术的双级引射中，由于第一射流通道和第二射流通道同时开启，第二引射通道截面积较大，会在二级喷嘴4-2出口的高速流附近产生低压区，吸引一级喷嘴出口的气体进行混合，因此两个喷嘴同时工作会使得进气相互搅合，造成能量损失，同时减少高速流动能。影响卷吸效率，造成混合室中激波、震荡等不稳定现象，最终移动至扩压管内，影响扩压效果和引射器出口压力，从而影响燃料电池电堆系统的工作效率。

以实施例1的结构为例，如图14所示，二级喷嘴一端伸出以及喷嘴端面，达到两个引射通道出口轴向台阶的效果，图中可以看出，通过引导第一引射通道出口的高速流气体，避免了如图12喷嘴出口附近的涡旋与气流不稳定，于更接近等压室出口的位置混合并以稳定的合流形态进入等容室；如图15所示，二级喷嘴一端伸出一级喷嘴端面，达到两个引射通道出口轴向台阶的效果，防止多通道引射器前端因多股气流同时混合带来涡旋、震荡等不稳定现象。并且合理设置引导喷嘴的外侧夹角，引导射流气体贴壁前行，保持相对高速与第一引射通道出口气体均匀混合。同时，通过缩减引导喷嘴末端的径向速度，缓和了第二引射通道出口气体与第一引射通道出口气体及射流气体的混合过程，降低能量损失，并利用气体剪切应力使气体混合均匀，以高速稳定的气流进入混合室中，并稳定供给于电堆。图中可以看出，第一引射通道和第二引射通道的高速流气体在出口轴向台阶末端实现平滑过渡与汇合，避免了如图13喷嘴出口附近出现的涡旋所致的混合流不均匀。同时，第二引射通道被延长，与图13相比，其出口气体的高速区域整体偏移于更接近等压室出口的位置，动能损耗降低。

应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种防止产生涡旋的双级射流器，其特征在于，包括腔体(1)、阀座(3)和喷嘴(4)，所述腔体(1)的一端为出口，所述腔体(1)的另一端设有第一进气口(2)，所述腔体(1)内设有与第一进气口(2)连通的混合腔，所述混合腔内安装喷嘴(4)，所述喷嘴(4)进口处安装阀座(3)，所述喷嘴(4)内设有2个独立的射流通道，所述阀座(3)与第二进气口(3-6)连通，通过阀座(3)的阀芯动作，使第二进气口(3-6)与第一射流通道或者与2条射流通道连通；

所述喷嘴(4)包括一级喷嘴(4-1)和二级喷嘴(4-2)，所述一级喷嘴(4-1)位于混合腔内，所述一级喷嘴(4-1)安装在腔体(1)的另一端上；所述二级喷嘴(4-2)安装在一级喷嘴(4-1)一端，且所述二级喷嘴(4-2)一端插入一级喷嘴(4-1)内部空腔内，所述二级喷嘴(4-2)外壳与一级喷嘴(4-1)内部空腔之间的空间为第一射流通道，所述二级喷嘴(4-2)内的中心孔为第二射流通道；所述二级喷嘴(4-2)一端伸出一级喷嘴(4-1)端面，用于防止避免喷嘴(4)出口产生涡旋。

2.根据权利要求1所述的防止产生涡旋的双级射流器，其特征在于，所述一级喷嘴(4-1)内部空腔根据流向依次设有过渡段(4-1-1)、渐缩段(4-1-2)和喷射段(4-1-3)；所述二级喷嘴(4-2)的壳体根据流向依次设有第一段壳体(4-2-1)、第二段壳体(4-2-2)和引导端(4-2-3)；所述引导端(4-2-3)插入喷射段(4-1-3)内，使第一射流通道出口横截面呈环形；所述引导端(4-2-3)一端伸出喷射段(4-1-3)端面。

3.根据权利要求1所述的防止产生涡旋的双级射流器，其特征在于，所述阀座(3)包括壳体(3-1)、电磁绕组(3-2)、弹性元件和阀芯(3-4)；所述壳体(3-1)上设有第二进气口(3-6)，用于与供氢系统连通；所述壳体(3-1)内的空腔内安装可移动的阀芯(3-4)，所述壳体(3-1)的空腔内安装电磁绕组(3-2)，通过电磁绕组(3-2)的得电使阀芯(3-4)在壳体(3-1)的空腔移动；所述二级喷嘴(4-2)另一端上设有若干与第一射流通道连通的连接孔(4-2-4)；所述阀芯(3-4)周边分布若干通孔(3-5)，所述通孔(3-5)与连接孔(4-2-4)的相位角一一对应；所述弹性元件安装在阀芯(3-4)与壳体(3-1)空腔内壁之间，在电磁绕组(3-2)失电下，通过弹性元件使阀芯(3-4)与二级喷嘴(4-2)另一端的端面贴合，用于阻断第二射流通道与通孔(3-5)连通；当电磁绕组(3-2)得电时，通过使阀芯(3-4)向第二进气口(3-6)方向移动，用于使第一射流通道和第二射流通道分别与第二进气口(3-6)连通。

4.根据权利要求2所述的防止产生涡旋的双级射流器，其特征在于，所述第一段壳体(4-2-1)的外轮廓为圆柱形，所述第二段壳体(4-2-2)的外轮廓为圆锥形，所述喷射段(4-1-3)为锥孔，用于在第一射流通道出口处形成渐扩环形出口。

5.根据权利要求2所述的防止产生涡旋的双级射流器，其特征在于，所述引导端(4-2-3)的外轮廓面根据流向依次设有第一导流面(4-2-3-1)和第三导流面(4-2-3-3)，所述第一导流面(4-2-3-1)一侧与第二段壳体(4-2-2)圆滑过渡，通过对第一引射通道出口气体施加支撑力，用于使第一引射通道出口气体保持水平前进；位于第二射流通道出口处的所述引导端(4-2-3)的内孔设有第二导流面(4-2-3-2)，通过对第二引射通道出口气体径向分流约束，用于使第二引射通道出口气体在两个引射通道混合前保持水平前进；所述第三导流面(4-2-3-3)为渐缩锥面，通过第二引射通道出口气体与进入混合腔的气体组成的混合气体沿第三导流面(4-2-3-3)倾斜切入第一引射通道出口气体，用于缓和两股气流混合。

6.根据权利要求5所述的防止产生涡旋的双级射流器，其特征在于，所述第三导流面(4-2-3-3)的倾斜角度随着引导端(4-2-3)的轴向长度的增加而增加。

7.根据权利要求5所述的防止产生涡旋的双级射流器，其特征在于，所述第三导流面(4-2-3-3)与轴向之间的夹角为8～15度。

8.根据权利要求5所述的防止产生涡旋的双级射流器，其特征在于，所述喷射段(4-1-3)为锥孔，所述第三导流面(4-2-3-3)的锥度与喷射段(4-1-3)锥孔的锥度大小相同，方向相反。

9.根据权利要求5所述的防止产生涡旋的双级射流器，其特征在于，所述第二导流面(4-2-3-2)出口处设有扩压段(4-2-3-4)，所述扩压段(4-2-3-4)内轮廓的锥度为正锥度θ，所述第三导流面(4-2-3-3)锥度大于扩压段(4-2-3-4)内轮廓的锥度。

10.根据权利要求1-9任一项所述的防止产生涡旋的双级射流器，其特征在于，伸出一级喷嘴(4-1)端面的所述二级喷嘴(4-2)一端到混合腔出口处横截面的距离为NXP，NXP为0.8～1.1Dm，其中Dm为混合腔出口的公称直径。