用于氣體燃料系統(tǒng)的減壓裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總體涉及一種減壓裝置，更具體涉及一種用于氣體燃料系統(tǒng)的減壓裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]氣體燃料動力發(fā)動機常見于機車運用。例如，機車的發(fā)動機可以單獨由天然氣或者由天然氣和柴油的混合物提供動力。由于減少排放和提高效率需求的增加，氣體燃料以越來越高的壓力輸送至發(fā)動機。為了恰當(dāng)控制氣體燃料發(fā)動機的性能，輸送至發(fā)動機的氣體燃料的壓力需要嚴(yán)格控制。
[0003]以往，輸送至發(fā)動機的氣體燃料的壓力通過壓力調(diào)節(jié)器和/或排氣閥控制。大多數(shù)常規(guī)壓力調(diào)節(jié)器和排氣閥的功能通過選擇性地控制通過可變孔口的氣體燃料流實現(xiàn)。盡管這在一些靜態(tài)應(yīng)用中是足夠的，但常規(guī)的壓力調(diào)節(jié)器和排氣閥可能不適用于交通工具應(yīng)用，由于在這些應(yīng)用中會經(jīng)歷極端條件(例如震動和沖擊載荷)。另外，在跨孔口產(chǎn)生的壓降可以導(dǎo)致氣體溫度降低。并且如果未說明，溫度的降低可以明顯至足以引起材料的相容性問題(例如脆性)，這會導(dǎo)致開裂或失效。
[0004]本發(fā)明公開的減壓裝置用于克服一個或多個上述的問題和/或現(xiàn)有技術(shù)中的其它問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]一方面，本發(fā)明涉及一種減壓裝置。該減壓裝置包括限定入口和出口的本體，和在該入口和該出口之間形成的縮-擴噴嘴。該減壓裝置還包括在該縮-擴噴嘴和該出口之間設(shè)置在所述本體內(nèi)的激波產(chǎn)生元件；和在該激波產(chǎn)生元件的上游布置在該本體內(nèi)側(cè)并且連接成以移動所述激波產(chǎn)生元件的翼片。
[0006]另一方面，本發(fā)明涉及一種用于發(fā)動機的燃料系統(tǒng)。該燃料系統(tǒng)包括液體燃料的供給源，配置成用于從供給源抽取燃料的栗，位于栗下游并且配置成用于儲存氣體燃料的儲蓄器。燃料系統(tǒng)還可包括流體連接到儲蓄器的減壓裝置。減壓裝置限定入口和出口的本體，在該入口和該出口之間形成的縮-擴噴嘴以及在所述縮-擴噴嘴和所述出口之間布置在所述本體內(nèi)的傾斜件。傾斜件具有第一端和第二端，該第一端可樞轉(zhuǎn)地連接到本體的壁。減壓裝置還可以包括在傾斜件的上游布置在本體內(nèi)的翼片和將翼片連接到該傾斜件的第二端的連桿/連桿機構(gòu)，和將翼片和傾斜件朝向本體的壁偏壓的彈簧。
[0007]再一個方面，本發(fā)明涉及調(diào)節(jié)氣體燃料的方法。所述方法可以包括引導(dǎo)氣體燃料通過縮-擴噴嘴。該方法還可包括在縮-擴噴嘴的下游位置在氣體燃料中產(chǎn)生傾斜的激波以引起在氣體燃料中的壓降。
【附圖說明】
[0008]圖1為示例性公開的燃料系統(tǒng)的示意圖；和
[0009]圖2為可以與圖1中的燃料系統(tǒng)結(jié)合使用的示例性公開的減壓裝置的示意圖。
【具體實施方式】
[0010]圖1示出了示例性的燃料系統(tǒng)10。圖1所示的實施例中，燃料系統(tǒng)10用于車輛運用中，尤其是列車編組12。列車編組12可以具有一個或多個機車14和補給車16。機車14可以連接來拖拽補給車16，并且補給車6可配置為通過燃料系統(tǒng)10向一個或多個機車14的發(fā)動機18供給燃料。然而，需要注意的是，根據(jù)需要燃料系統(tǒng)10可以與其它車輛或靜態(tài)應(yīng)用相結(jié)合。
[0011]燃料系統(tǒng)10可包括多個部件，所述多個部件協(xié)作成以控制方式向發(fā)動機18提供氣化燃料(例如天然氣)。其中，這些部件可包括液體燃料儲罐20、配置成從儲罐20中抽取燃料的栗22、配置為容納供應(yīng)的氣體燃料的高壓儲蓄器24以及流體連接到所述高壓儲蓄器24的一個或多個減壓裝置。在公開的實施例中，示出了兩個減壓裝置，包括通氣孔26和調(diào)節(jié)器28。通氣孔26可設(shè)置成從儲蓄器24選擇性地向大氣環(huán)境中排氣，而調(diào)節(jié)器28可設(shè)置在將儲蓄器24連接到發(fā)動機18的輸送管道內(nèi)。調(diào)節(jié)器28可配置成調(diào)節(jié)朝向發(fā)動機18的氣體燃料供應(yīng)壓力。
[0012]儲罐20可實施為構(gòu)造成儲存液態(tài)天然氣的低溫儲罐。在示例性實施例中，儲罐20為隔熱儲罐，其保持天然氣處于低于約-165°C的沸點溫度的溫度。應(yīng)當(dāng)想到，根據(jù)需要，儲罐20可以設(shè)有用于處理液態(tài)天然氣(LNG)常規(guī)設(shè)備，例如冷卻器、環(huán)流器、加熱器、通風(fēng)設(shè)備等。
[0013]栗22可以為本領(lǐng)域內(nèi)的任何已知類型的用于處理液態(tài)天然氣(LNG)和/或氣態(tài)天然氣的栗。特別地，在儲罐20和儲蓄器24之間的任何位置(例如栗22的上游和/或下游)，LNG可以氣化。在公開的示例性實施例中，LNG在栗22的下游氣化，栗22配置為僅處理LNG。在該實施例中，栗22包括由變速驅(qū)動裝置供能的固定排量栗送裝置(例如活塞栗，膜片栗或者轉(zhuǎn)子栗)。通過這種配置，盡管栗22的排量可以固定，但栗22的輸出仍可以通過調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置的速度來變化。應(yīng)當(dāng)想到，根據(jù)需要，可以替代地使用其它類型的栗如可變排量栗來推動天然氣通過供應(yīng)管線30。
[0014]儲蓄器24可以實施為構(gòu)造成儲存用于發(fā)動機18未來使用的高壓天然氣的高壓容器。當(dāng)栗22中的天然氣壓力超過儲蓄器24的壓力時，天然氣可以流入儲蓄器24。因為其中的天然氣是可壓縮的，它可以像彈簧樣作用，并更多的天然氣流入時壓縮。當(dāng)供應(yīng)管線30內(nèi)的天然氣的壓降至低于儲蓄器24的壓力時，壓縮天然氣可以膨脹并且離開儲蓄器24。應(yīng)當(dāng)想到，根據(jù)需要，儲蓄器24可替代地實施為膜/彈簧偏壓的囊式的儲蓄器。
[0015]當(dāng)用于不同目的時，排氣孔26和調(diào)節(jié)器28可以類似的方式工作。特別地，排氣孔26可構(gòu)造成選擇性地允許氣體燃料以受控方式(例如在控制壓力和溫度下)從儲蓄器24排放到大氣環(huán)境中，該受控方式不危害排氣孔26的完整性。調(diào)節(jié)器可類似地允許氣體燃料以受控方式從儲蓄器24中排出。然而，與排氣孔26相比，調(diào)節(jié)器28可通過供應(yīng)管線30將排放的氣體燃料引向發(fā)動機18。應(yīng)當(dāng)想到，根據(jù)需要，排氣孔26和調(diào)節(jié)器28可以控制氣體燃料以相同的速率和壓力或者不同的速率和壓力排放。
[0016]圖2示出了減壓裝置(例如調(diào)節(jié)器28)的示例性實施例。在該實施例中，減壓裝置包括具有入口 32和出口 34的本體31?？s-擴噴嘴(“噴嘴”)36可在入口 32和出口 34之間形成，并且構(gòu)造為將在入口 32處接收的氣體燃料的速度增加至超音速。加速至超音速的氣體流可以沖擊位于噴嘴36下游的激波/沖擊波產(chǎn)生元件(例如傾斜件38)。當(dāng)沖擊發(fā)生時，沖擊的氣體燃料可以斜角回彈離開傾斜件38，產(chǎn)生跨氣體燃料流傳播的激波40。激波40可以導(dǎo)致出口 34處的壓降，而沒有明顯的溫度降低。在大多情況下，氣體燃料的溫度實際上可能會在出口 34處增加。
[0017]氣體燃料關(guān)于傾斜件38的入射角α是可以調(diào)節(jié)的(例如在約0_45°之間)調(diào)節(jié)，從而來調(diào)節(jié)所產(chǎn)生的激波40的角度和在出口 34處的氣體燃料的相應(yīng)壓力和溫度。在公開實施例中，傾斜件38在第一端42處可樞轉(zhuǎn)地連接至本體31的內(nèi)壁。并且隨著傾斜件38的第二端44被提升或降低，可導(dǎo)致傾斜件38繞第一端42樞轉(zhuǎn)至不同角度。在公開的實施例中，第一端42位于第二端44的上游