專利名稱：噴射器和具有該噴射器的燃料電池系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及流量可變式噴射器以及具有該噴射器的燃料電池系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
以往公知的這種噴射器，如圖6所示，通過(guò)使其前端部48a朝向噴嘴46的針48在軸線方向上移動(dòng)來(lái)改變針48和噴嘴46之間間隙的開(kāi)口面積Y(以下稱為噴嘴的開(kāi)口面積)，由此來(lái)調(diào)節(jié)從噴嘴46噴出的流體流量(以下稱為噴出流量)(例如，參見(jiàn)專利文獻(xiàn)1)。噴出流量由噴嘴46的開(kāi)口面積Y確定，但在該情況下，界定噴嘴46的開(kāi)口面積Y的針48的前端部48a被設(shè)定為其錐形部分為直線(母線)的形狀。
專利文獻(xiàn)1日本專利文獻(xiàn)特開(kāi)2002-227799號(hào)公報(bào)(第5頁(yè)和圖2)。

發(fā)明內(nèi)容
在這樣的以往的噴射器中，由于針的錐形部分為直線，因此，噴嘴的開(kāi)口面積相對(duì)于針的移動(dòng)量呈二次曲線變化。因此，如圖5中的L2曲線所示，噴出流量相對(duì)于針的移動(dòng)量也呈二次曲線變化，因而存在難以基于針的移動(dòng)量來(lái)控制噴出流量的問(wèn)題。特別是，當(dāng)想要通過(guò)彈簧等具有規(guī)定比例常數(shù)的簡(jiǎn)易機(jī)構(gòu)來(lái)移動(dòng)針時(shí)，如果基于針的移動(dòng)的噴嘴開(kāi)口面積的變化率不固定，則會(huì)非常難以控制。
本發(fā)明的目的是提供一種噴射器和具有該噴射器的燃料電池系統(tǒng)，所述噴射器能夠相對(duì)于針的移動(dòng)量而線性控制噴出流量，從而能夠提高整體的應(yīng)用性。
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的噴射器包括噴射流體的噴嘴；與噴嘴同軸配置，且前端部朝向噴嘴的針；以及使針在軸線方向上進(jìn)退移動(dòng)的針移動(dòng)單元，其中，針的前端部的形狀被設(shè)定為前端部和噴嘴之間間隙的開(kāi)口面積與基于針移動(dòng)單元的移動(dòng)量滿足比例關(guān)系。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，僅通過(guò)如上述設(shè)定針的前端部形狀，就能夠相對(duì)于針的移動(dòng)量而線性控制噴出流量。由此，能夠提高基于針移動(dòng)量的噴出流量的控制性能，因此，可用彈簧等具有規(guī)定的比例常數(shù)的簡(jiǎn)易結(jié)構(gòu)來(lái)構(gòu)成針移動(dòng)單元。
在該情況下，針的前端部的形狀優(yōu)選以錐體形狀構(gòu)成，或者針的前端部的形狀優(yōu)選以二次曲面構(gòu)成。
或者，當(dāng)將針不位于噴嘴位置上的狀態(tài)下的噴嘴的面積設(shè)為A，將針的位于噴嘴位置的前端部的半徑設(shè)為X，將噴嘴通過(guò)針移動(dòng)單元而向后退方向移動(dòng)的移動(dòng)量設(shè)為Z，并將K設(shè)為常數(shù)時(shí)，針的前端部的形狀優(yōu)選構(gòu)成為使下式成立X2＝(A-KZ)/π。
本發(fā)明的另一種噴射器包括噴射流體的噴嘴；與噴嘴同軸配置，以拋物面形成的前端部朝向噴嘴的針；以及使針在軸線方向上進(jìn)退移動(dòng)的針移動(dòng)單元。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于實(shí)質(zhì)上能夠相對(duì)于針的移動(dòng)量而線性控制噴出量，因此，可獲得與上述的本發(fā)明相同的作用和效果。
具體來(lái)說(shuō)，若以針的前端(頂點(diǎn))為基準(zhǔn)(原點(diǎn))，設(shè)軸線方向的長(zhǎng)度為Z，與軸線方向垂直的長(zhǎng)度(半徑)為X，則前端部為拋物面，由此，X2＝CZ(C為常數(shù))。若針相對(duì)于噴嘴前進(jìn)并僅前進(jìn)長(zhǎng)度Z，并將噴嘴的面積設(shè)為A，則噴嘴和針之間間隙的開(kāi)口面積Y為Y＝A-πX2＝A-CZπ。
從而，如果將Z看作針的移動(dòng)量，則可以以比例關(guān)系規(guī)定噴嘴的開(kāi)口面積和針的移動(dòng)量。由此，可在針移動(dòng)單元的結(jié)構(gòu)方面提高應(yīng)用性和自由度。
在上述的情況下，針移動(dòng)單元包括活塞，與針的基端部相連，并且流體可被導(dǎo)向其表面?zhèn)群捅趁鎮(zhèn)鹊母鱾€(gè)面；以及偏置部件，使活塞的背面?zhèn)认蜥樀那岸瞬科?；其中，針基于活塞中的流體的差壓和偏置部件的偏置力的平衡而進(jìn)退移動(dòng)。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，當(dāng)活塞表面?zhèn)鹊膲毫Υ笥诨钊趁鎮(zhèn)鹊牧黧w壓力和偏置部件的偏置力時(shí)，針在軸線方向上后退，從而噴嘴的開(kāi)口面積增大，噴出流量增大。另一方面，當(dāng)活塞表面?zhèn)鹊膲毫π∮诨钊趁鎮(zhèn)鹊牧黧w壓力和偏置部件的偏置力時(shí)，針在軸線方向上前進(jìn)，從而開(kāi)口面積減小，噴出流量減小。
這樣，可有效利用流體的差壓并通過(guò)活塞來(lái)適當(dāng)?shù)匾苿?dòng)針。另外，如上所述，由于對(duì)針的移動(dòng)量和噴出流量進(jìn)行比例控制，因此，針移動(dòng)單元可由基于彈簧等偏置部件的簡(jiǎn)易機(jī)構(gòu)構(gòu)成，而無(wú)需使用各種執(zhí)行元件。導(dǎo)向活塞的流體既可以與從噴嘴噴出的流體相同，也可以不同。但是，導(dǎo)向活塞背面?zhèn)鹊牧黧w優(yōu)選是從噴嘴噴射的流體。從噴嘴噴射的流體可以是通過(guò)位于噴嘴的噴射方向下游側(cè)的擴(kuò)散器(diffser)的流體，或者也可以是通過(guò)來(lái)自噴嘴的噴射而被吸入擴(kuò)散器的流體。
本發(fā)明的燃料電池具有安裝在配管管道上的上述發(fā)明的噴射器，噴射器在將供應(yīng)給燃料電池的新的流體和從燃料電池排出的流體合流后進(jìn)行供應(yīng)。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于具有控制性能良好的流量可變式噴射器，因此可根據(jù)燃料電池的負(fù)荷而適當(dāng)?shù)毓?yīng)適量的流體。這里，由于供應(yīng)給燃料電池的流體可認(rèn)為是氫氣或氧氣，因此，安裝噴射器的配管管道可認(rèn)為是氫氣供應(yīng)系統(tǒng)或氧氣供應(yīng)系統(tǒng)。另外，作為安裝了燃料電池系統(tǒng)的機(jī)器，具有代表性的是燃料電池車輛。
根據(jù)上述本發(fā)明的噴射器和具有該噴射器的燃料電池系統(tǒng)，通過(guò)將針的形狀設(shè)定為規(guī)定形狀，能夠相對(duì)于針的移動(dòng)量而線性控制從噴嘴噴出的流體的流量。從而能夠簡(jiǎn)化針移動(dòng)單元的結(jié)構(gòu)等，提高整體的應(yīng)用性。


圖1是示出實(shí)施方式涉及的燃料電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖；圖2是實(shí)施方式涉及的噴射器的模式示意圖；圖3是用于說(shuō)明實(shí)施方式涉及的噴射器的針的形狀的說(shuō)明圖；圖4是用于說(shuō)明實(shí)施方式涉及的噴射器的針的形狀的說(shuō)明圖；
圖5是關(guān)于針的移動(dòng)量和從噴嘴噴出的流體噴出流量之間的關(guān)系，對(duì)實(shí)施方式和以往技術(shù)進(jìn)行比較的示意圖；圖6是以往噴射器的主要部分的模式示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面參考附圖，對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式涉及的噴射器和具有該噴射器的燃料電池系統(tǒng)進(jìn)行說(shuō)明。該噴射器具有設(shè)定為規(guī)定形狀的針的前端部，并能夠相對(duì)于針的移動(dòng)量而線性改變從噴嘴噴出的液體流量。下朝向?qū)娚淦靼惭b在燃料電池系統(tǒng)的氫氣供應(yīng)系統(tǒng)的配管管道中的示例進(jìn)行說(shuō)明。
如圖1所示，燃料電池系統(tǒng)1具有接受氧氣(空氣)和氫氣的供應(yīng)來(lái)生成電能的固體分子電解質(zhì)型燃料電池2。燃料電池2構(gòu)成為層疊多個(gè)單元的堆疊結(jié)構(gòu)。燃料電池系統(tǒng)1具有向燃料電池2供應(yīng)氧氣的氧氣供應(yīng)系統(tǒng)3和向燃料電池2供應(yīng)氫氣的氫氣供應(yīng)系統(tǒng)4。
在氧氣供應(yīng)系統(tǒng)3中設(shè)有向燃料電池2供應(yīng)由加濕器11加濕的氧氣的供應(yīng)流道12、將從燃料電池2排出的氧排氣導(dǎo)入加濕器11中的循環(huán)流道13、以及用于將氧排氣從加濕器11導(dǎo)入燃燒器中的排氣流道14。在供應(yīng)流道12中設(shè)有從大氣中獲得氧氣并將其壓送給加濕器1的壓縮機(jī)15。
氫氣供應(yīng)系統(tǒng)4具有存儲(chǔ)有高壓氫氣的作為氫供應(yīng)源的氫罐21、將氫罐21中的氫氣供應(yīng)給燃料電池2的供給流道22、用于使從燃料電池22排出的氫排氣返回到供應(yīng)流道22中的循環(huán)流道23；以及使循環(huán)流道23中的氫排氣回流到供給流道22中的噴射器24。噴射器24使來(lái)自氫罐21的新的氫氣和氫排氣合流，并將所述合流后的混合氣體供應(yīng)給燃料電池2。
供給流道22由主流道22a和混合流道22b構(gòu)成，所述主流道22a是位于噴射器24的上游側(cè)，并將新的氫氣導(dǎo)入噴射器24中的流道，所述混合流道22b是位于噴射器24的下游側(cè)，并將混合氣體導(dǎo)入燃料電池2中的流道。在主流道22a中，從其上游側(cè)開(kāi)始按順序設(shè)有用于開(kāi)閉該主流道22a的截止閥26和調(diào)節(jié)氫氣壓力的調(diào)節(jié)器27。在循環(huán)流道23中，在加濕器25的下游側(cè)設(shè)有止回閥28，并分支配置了排出流道29。循環(huán)流道23的氫排氣通過(guò)止回閥28被吸到噴射器24中。
噴射器24構(gòu)成為可改變向燃料電池2供應(yīng)的氫氣(混合氣體)的流量的結(jié)構(gòu)。如圖2所示，噴射器24具有構(gòu)成其外形輪廓的外殼41。在外殼41中形成有連接在主流道22a的下游側(cè)的一次側(cè)供應(yīng)口42；連接在混合流道22b的上游側(cè)的二次側(cè)排出口43；以及連接在循環(huán)流道23的下游側(cè)的三次側(cè)(負(fù)壓作用側(cè))吸入口44。
在外殼41的內(nèi)部構(gòu)成有向下游側(cè)噴射新的氫氣的噴嘴46；擴(kuò)散器47，被設(shè)置在噴嘴46的下游側(cè)，并使通過(guò)了噴嘴46的新的氫氣和氫排氣合流；針48，與噴嘴46同軸配置，且其前端部48a朝向噴嘴46；以及針移動(dòng)單元49，使針48在軸線方向上進(jìn)退移動(dòng)。
噴嘴46是擴(kuò)散噴嘴，其由向前端側(cè)擴(kuò)張的出口開(kāi)口部51、與出口開(kāi)口部51相連且截面最小的喉部52、以及與喉部52相連并向底端側(cè)擴(kuò)張的入口開(kāi)口部53構(gòu)成。噴嘴46的出口開(kāi)口部51向擴(kuò)散器47一側(cè)開(kāi)口，入口開(kāi)口部53向與供給口42相連的外殼41內(nèi)的流體腔56開(kāi)口。
擴(kuò)散器47與噴嘴46同軸形成，并且，與噴嘴46的出口開(kāi)口部51之間的上游側(cè)與吸入口44相連。若從噴嘴46向擴(kuò)散器47噴射新的氫氣，則會(huì)產(chǎn)生用于吸收氫排氣的負(fù)壓，循環(huán)流道23的氫排氣經(jīng)過(guò)吸入口44被吸入到擴(kuò)散器47中。由此，新的氫氣和氫排氣在擴(kuò)散器47中合流并混合，然后所述混合氣體從擴(kuò)散器47經(jīng)過(guò)排出口43而排出到混合流道22b中。
針48可由圓錐或棱錐的錐體構(gòu)成，在本實(shí)施方式中由圓錐體構(gòu)成。針48由沿氫氣的流向而漸細(xì)的前端部48a和主體軸部48b構(gòu)成，所述主體軸部48b與前端部48a連成一體，且其基端部與針移動(dòng)單元49相連。
針48的前端部48a從噴嘴46的入口開(kāi)口部一側(cè)53插入噴嘴46。通過(guò)針48在針移動(dòng)單元49的作用下進(jìn)退移動(dòng)，可以改變前端部48a和喉部52之間的間隙的開(kāi)口面積(以下稱為噴嘴46的開(kāi)口面積Y)。通過(guò)改變噴嘴46的開(kāi)口面積Y，可以改變從噴嘴46噴出的新氫氣的流量。
在本實(shí)施方式中，設(shè)定針48的前端部48a的形狀，使得噴嘴46的開(kāi)口面積Y與通過(guò)針移動(dòng)單元49而移動(dòng)的針48的移動(dòng)量(Z)成比例。參考圖3來(lái)詳細(xì)進(jìn)行說(shuō)明。
如圖3(a)所示，默認(rèn)針48前進(jìn)，從而前端部48a堵住噴嘴46的喉部52的狀態(tài)，并如圖3(b)所示，考慮針48自該默認(rèn)狀態(tài)，從喉部52回退并僅回退移動(dòng)量Z的狀態(tài)。由于將噴嘴46的開(kāi)口面積Y設(shè)定為與移動(dòng)量Z成比例，因此滿足Y＝KZ…公式(1)的關(guān)系式。這里，比例常數(shù)K的值是考慮后述的針移動(dòng)單元49的彈簧62而設(shè)定的。
另外，如果將喉部52的直徑設(shè)為D，將針48的位于喉部52正下方的前端部48a的半徑設(shè)為X，則噴嘴46的開(kāi)口面積Y可如下表示。即，可表示為Y＝π{(D/2)2-X2}…公式(2)。根據(jù)公式(1)和公式(2)，可表示為X2＝{(D/2)2-KZ/π}…公式(3)。如果將針48的前端部48a不位于喉部52正下方的狀態(tài)下的面積設(shè)為A，則可導(dǎo)出A＝π(D/2)2是顯然的。
即，本實(shí)施方式的針48的前端部48a的形狀被設(shè)定為關(guān)于半徑X有公式(3)成立。這表示實(shí)質(zhì)上是以二次曲面之一的拋物面來(lái)形成針48的前端部48a的形狀。參考圖4來(lái)詳細(xì)進(jìn)行說(shuō)明。
如圖4(a)所示，默認(rèn)針48后退，從而前端部48a的頂點(diǎn)位于喉部52正下面的狀態(tài)來(lái)進(jìn)行考慮。在該狀態(tài)下，設(shè)(X、Z)＝(0、0)。如圖4(b)所示，如果針48自該默認(rèn)狀態(tài)向喉部52前進(jìn)并僅前進(jìn)了移動(dòng)量Z，則由于前端部48a為拋物面，因此滿足X2＝CZ…公式(4)。其中，C為常數(shù)。根據(jù)公式(2)和公式(4)，噴嘴46的開(kāi)口面積Y可表示為Y＝π{(D/2)2-CZ}…公式(5)。該公式(5)表示噴嘴46的開(kāi)口面積Y被規(guī)定為相對(duì)于針48的移動(dòng)量Z成比例關(guān)系。即，通過(guò)使針48的前端部48a的形狀為拋物面，可將噴嘴46的開(kāi)口面積Y設(shè)定為與針48的移動(dòng)量Z成比例。
圖5是關(guān)于針48的移動(dòng)量Z與從噴嘴46噴出的新氫氣的流量(以下稱為噴出流量)之間的關(guān)系，對(duì)本發(fā)明和以往技術(shù)進(jìn)行比較的示意圖。移動(dòng)量Z是以圖3的狀態(tài)為基準(zhǔn)的量。如圖5中的直線L1所示，在本實(shí)施方式中，由于將針48的前端部48a設(shè)定為如上所述的形狀，因此，可知噴出流量相對(duì)于針48的移動(dòng)量的變化率為恒定。由此，可將具有規(guī)定的彈簧常數(shù)的彈簧62恰當(dāng)?shù)赜糜卺樢苿?dòng)單元49的結(jié)構(gòu)中。
如圖2所示，針移動(dòng)單元49具有活塞61和彈簧(偏置部件)62，所述活塞61連接在針48的基端部，所述彈簧62配置在活塞61的背面?zhèn)?1b上，并具有規(guī)定的彈簧常數(shù)。所述活塞61和彈簧62與噴嘴46及針48同軸配置。彈簧62設(shè)置在活塞61的背面?zhèn)?1b和外殼41的內(nèi)部之間，用于使活塞61的背面一側(cè)61b向針48的前端部48a偏置。
活塞61被構(gòu)成為其外周部被支撐在外殼41的內(nèi)部，并可在其軸線方向上滑動(dòng)?；钊?1的表面?zhèn)?1a朝向流體腔56。活塞61的表面?zhèn)?1a的中央部與針48的主體軸部48b相連，來(lái)自主流道22a的新的氫氣流經(jīng)供給口42可被導(dǎo)向除該中央部之外的其它周邊部。
活塞61的背面?zhèn)?1b的中央部與彈簧62相連，來(lái)自循環(huán)流道23的氫排氣流經(jīng)外殼41上所形成的壓力導(dǎo)入口70可被導(dǎo)向除該中央部之外的其它周邊部。具體來(lái)說(shuō)，流道截面面積比循環(huán)流道23小的分支流道71作為分支與循環(huán)流道23連接，該分支流道71經(jīng)由壓力導(dǎo)入口70而與劃定在活塞61的背面?zhèn)?1b和外殼41內(nèi)部之間的壓力腔72連通。
從而，主流道22a的新氫氣的壓力作用于活塞61的表面?zhèn)?1a，分支流道71的氫排氣的壓力和彈簧62的偏置力作用于活塞61的背面?zhèn)?1b。通過(guò)這樣的結(jié)構(gòu)，針48可基于活塞61的氫氣差壓與彈簧62的偏置力的平衡而在軸線方向上進(jìn)退移動(dòng)。
針48進(jìn)退的終端位置被限制在規(guī)定位置，當(dāng)前進(jìn)到極限位置時(shí)，如圖3(a)所示，針48的前端部48a的外周面與噴嘴46抵接。在該狀態(tài)下，喉部52被堵塞。當(dāng)針48后退到極限位置時(shí)，活塞61的背面?zhèn)?1b與設(shè)置在壓力腔72中的圖中沒(méi)有示出的限位器相抵接，由此限制了后退的針48的終端位置。處于后退到終端位置的狀態(tài)下的針48既可以使其前端部48a完全從喉部52退出，也可以使其一部分位于喉部52。
這里，對(duì)于針移動(dòng)單元49的作用，將在與燃料電池2的負(fù)載之間的關(guān)系中簡(jiǎn)單說(shuō)明。當(dāng)燃料電池2的發(fā)電量增加，從而在燃料電池2中消耗的氫氣的消耗量增加時(shí)，燃料電池2上的壓力損失加大，循環(huán)流道23的氫排氣的壓力下降。此時(shí)，由于壓力腔72的壓力通過(guò)分支流道71而下降，因此，壓力腔72的壓力、流體腔56的壓力以及彈簧62的偏置力的平衡發(fā)生變化。
由此，活塞61和與之相連的針48根據(jù)活塞61中的氫氣差壓和彈簧62的偏置力的平衡，從平衡狀態(tài)抵抗彈簧62而后退。從而噴嘴46的開(kāi)口面積增大，通過(guò)噴嘴46的新氫氣的流量增加。
另一方面，當(dāng)燃料電池2的發(fā)電量減少，從而在燃料電池2中消耗的氫氣的消耗量減少時(shí)，循環(huán)流道23的氫排氣的壓力上升。此時(shí)，由于壓力腔72的壓力通過(guò)分支流道71而上升，因此，壓力腔72的壓力、流體腔56的壓力以及彈簧62的偏置力的平衡發(fā)生變化。
由此，活塞61和與之相連的針48根據(jù)活塞61的氫氣差壓和彈簧62的偏置力的平衡，從平衡狀態(tài)抵抗彈簧62而前進(jìn)。從而噴嘴46的開(kāi)口面積減小，通過(guò)噴嘴46的新氫氣的流量減少。
這樣，根據(jù)本實(shí)施方式的燃料電池系統(tǒng)1，能夠根據(jù)氫氣供應(yīng)系統(tǒng)4的差壓來(lái)自發(fā)進(jìn)行基于噴射器24的流量控制，并能夠根據(jù)燃料電池2的負(fù)荷來(lái)適當(dāng)?shù)叵蚱涮峁┻m量的氫氣。另外，由于如上述設(shè)定了噴射器24中的針48的前端部48a的形狀，因此，即使不使用特殊的執(zhí)行元件，也能夠?qū)⑨樢苿?dòng)單元49構(gòu)成為如上述那樣簡(jiǎn)易的機(jī)構(gòu)來(lái)容易地控制流量。
當(dāng)然也可以與本實(shí)施方式不同，在針移動(dòng)單元49的結(jié)構(gòu)中使用例如電磁式元件等各種執(zhí)行元件，而不僅限于彈簧等。此時(shí)，可通過(guò)執(zhí)行元件的簡(jiǎn)單控制來(lái)進(jìn)行基于噴射器24的流量控制。即，由于將針48的前端部48a設(shè)定為上述的規(guī)定形狀，因此，不需要按噴出流量的流量范圍適當(dāng)設(shè)定針48的移動(dòng)量，從而可只通過(guò)單純地增減施加電壓來(lái)控制執(zhí)行元件，而無(wú)需提高執(zhí)行元件本身的分辨能力。
在本實(shí)施方式中，雖然將氫排氣導(dǎo)入壓力腔72中，但當(dāng)然也可以向壓力腔72中導(dǎo)入與流體腔56中的氫氣壓力不同壓力的氣體，也可以導(dǎo)入混合氣體。當(dāng)導(dǎo)入壓力腔72的流體是從噴嘴46噴射的流體時(shí)，既可以是通過(guò)擴(kuò)散器47的流體(混合氣體)，也可以是吸入擴(kuò)散器47的流體(循環(huán)氣體、氫排氣)。
另外，例如可以以控制調(diào)節(jié)器(Pilot regulator)來(lái)構(gòu)成上述的調(diào)節(jié)器27，并將混合氣體以控制壓力導(dǎo)入調(diào)節(jié)器27中，從而對(duì)供應(yīng)給噴射器24的新的氫氣進(jìn)行適當(dāng)?shù)膲毫φ{(diào)節(jié)。另外，雖然對(duì)噴嘴46以擴(kuò)散噴嘴為例進(jìn)行了說(shuō)明，但也可以是漸縮噴嘴。此時(shí)，噴嘴46的開(kāi)口面積Y是漸縮噴嘴的出口開(kāi)口部和針的前端部之間間隙的開(kāi)口面積。
權(quán)利要求
1.一種噴射器，包括噴射流體的噴嘴；與所述噴嘴同軸配置，且前端部朝向所述噴嘴的針；以及使所述針在軸線方向上進(jìn)退移動(dòng)的針移動(dòng)單元，所述針的前端部的形狀被設(shè)定為所述前端部和所述噴嘴之間間隙的開(kāi)口面積與基于所述針移動(dòng)單元的移動(dòng)量滿足比例關(guān)系。
2.如權(quán)利要求1所述的噴射器，其中，所述針的前端部的形狀以錐體形狀構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求1所述的噴射器，其中，所述針的前端部的形狀以二次曲面構(gòu)成。
4.如權(quán)利要求1所述的噴射器，其中，當(dāng)將所述針不位于所述噴嘴的位置上的狀態(tài)時(shí)的所述噴嘴的面積設(shè)為A，將位于所述噴嘴位置上的所述針的前端部的半徑設(shè)為X，將所述噴嘴通過(guò)所述針移動(dòng)單元而向后退方向移動(dòng)的移動(dòng)量設(shè)為Z，并將K設(shè)為常數(shù)時(shí)，所述針的前端部的形狀被構(gòu)成為使下式成立X2＝(A-KZ)/π。
5.一種噴射器，包括噴射流體的噴嘴；與所述噴嘴同軸配置，以拋物面形成的前端部朝向所述噴嘴的針；以及使所述針在軸線方向上進(jìn)退移動(dòng)的針移動(dòng)單元。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的噴射器，其中，所述針移動(dòng)單元包括活塞，與所述針的基端部相連，并且流體可被導(dǎo)向其表面?zhèn)群捅趁鎮(zhèn)鹊母鱾€(gè)面；以及偏置部件，使所述活塞的背面?zhèn)认蛩鲠樀那岸瞬科?，所述針基于所述活塞中的流體的差壓和所述偏置部件的偏置力的平衡而進(jìn)退移動(dòng)。
7.如權(quán)利要求6所述的噴射器，其中，被導(dǎo)向所述活塞的背面?zhèn)鹊牧黧w是從所述噴嘴噴射的流體，或者是通過(guò)來(lái)自所述噴嘴的噴射而被吸引的流體。
8.一種燃料電池系統(tǒng)，具有安裝在配管管道上的權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的噴射器，所述噴射器在將供應(yīng)給燃料電池的新的流體與從該燃料電池排出的流體合流后進(jìn)行供應(yīng)。
全文摘要
提供一種噴射器和具有該噴射器的燃料電池系統(tǒng)，所述噴射器能夠相對(duì)于針的移動(dòng)量而線性控制噴出流量，從而能夠提高整體的應(yīng)用性。噴射器(24)包括噴射流體的噴嘴(46)；與噴嘴(46)同軸配置，且前端部(48a)朝向噴嘴(46)的針(48)；以及使針(48)在軸線方向上進(jìn)退移動(dòng)的針移動(dòng)單元(49)。針(48)的前端部(48a)的形狀被設(shè)定為前端部(48a)和噴嘴(46)之間間隙的開(kāi)口面積(Y)與基于針移動(dòng)單元(49)的移動(dòng)量(Z)滿足比例關(guān)系。
文檔編號(hào)H01M8/04GK1918388SQ200580004738
公開(kāi)日2007年2月21日 申請(qǐng)日期2005年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月1日
發(fā)明者山岸典生, 三島崇司, 畔柳宗利 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社