用于气体燃料系统的减压装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明总体涉及一种减压装置，更具体涉及一种用于气体燃料系统的减压装置。
【背景技术】
[0002]气体燃料动力发动机常见于机车运用。例如，机车的发动机可以单独由天然气或者由天然气和柴油的混合物提供动力。由于减少排放和提高效率需求的增加，气体燃料以越来越高的压力输送至发动机。为了恰当控制气体燃料发动机的性能，输送至发动机的气体燃料的压力需要严格控制。
[0003]以往，输送至发动机的气体燃料的压力通过压力调节器和/或排气阀控制。大多数常规压力调节器和排气阀的功能通过选择性地控制通过可变孔口的气体燃料流实现。尽管这在一些静态应用中是足够的，但常规的压力调节器和排气阀可能不适用于交通工具应用，由于在这些应用中会经历极端条件(例如震动和冲击载荷)。另外，在跨孔口产生的压降可以导致气体温度降低。并且如果未说明，温度的降低可以明显至足以引起材料的相容性问题(例如脆性)，这会导致开裂或失效。
[0004]本发明公开的减压装置用于克服一个或多个上述的问题和/或现有技术中的其它问题。
【发明内容】
[0005]一方面，本发明涉及一种减压装置。该减压装置包括限定入口和出口的本体，和在该入口和该出口之间形成的缩-扩喷嘴。该减压装置还包括在该缩-扩喷嘴和该出口之间设置在所述本体内的激波产生元件；和在该激波产生元件的上游布置在该本体内侧并且连接成以移动所述激波产生元件的翼片。
[0006]另一方面，本发明涉及一种用于发动机的燃料系统。该燃料系统包括液体燃料的供给源，配置成用于从供给源抽取燃料的栗，位于栗下游并且配置成用于储存气体燃料的储蓄器。燃料系统还可包括流体连接到储蓄器的减压装置。减压装置限定入口和出口的本体，在该入口和该出口之间形成的缩-扩喷嘴以及在所述缩-扩喷嘴和所述出口之间布置在所述本体内的倾斜件。倾斜件具有第一端和第二端，该第一端可枢转地连接到本体的壁。减压装置还可以包括在倾斜件的上游布置在本体内的翼片和将翼片连接到该倾斜件的第二端的连杆/连杆机构，和将翼片和倾斜件朝向本体的壁偏压的弹簧。
[0007]再一个方面，本发明涉及调节气体燃料的方法。所述方法可以包括引导气体燃料通过缩-扩喷嘴。该方法还可包括在缩-扩喷嘴的下游位置在气体燃料中产生倾斜的激波以引起在气体燃料中的压降。
【附图说明】
[0008]图1为示例性公开的燃料系统的示意图；和
[0009]图2为可以与图1中的燃料系统结合使用的示例性公开的减压装置的示意图。
【具体实施方式】
[0010]图1示出了示例性的燃料系统10。图1所示的实施例中，燃料系统10用于车辆运用中，尤其是列车编组12。列车编组12可以具有一个或多个机车14和补给车16。机车14可以连接来拖拽补给车16，并且补给车6可配置为通过燃料系统10向一个或多个机车14的发动机18供给燃料。然而，需要注意的是，根据需要燃料系统10可以与其它车辆或静态应用相结合。
[0011]燃料系统10可包括多个部件，所述多个部件协作成以控制方式向发动机18提供气化燃料(例如天然气)。其中，这些部件可包括液体燃料储罐20、配置成从储罐20中抽取燃料的栗22、配置为容纳供应的气体燃料的高压储蓄器24以及流体连接到所述高压储蓄器24的一个或多个减压装置。在公开的实施例中，示出了两个减压装置，包括通气孔26和调节器28。通气孔26可设置成从储蓄器24选择性地向大气环境中排气，而调节器28可设置在将储蓄器24连接到发动机18的输送管道内。调节器28可配置成调节朝向发动机18的气体燃料供应压力。
[0012]储罐20可实施为构造成储存液态天然气的低温储罐。在示例性实施例中，储罐20为隔热储罐，其保持天然气处于低于约-165°C的沸点温度的温度。应当想到，根据需要，储罐20可以设有用于处理液态天然气(LNG)常规设备，例如冷却器、环流器、加热器、通风设备等。
[0013]栗22可以为本领域内的任何已知类型的用于处理液态天然气(LNG)和/或气态天然气的栗。特别地，在储罐20和储蓄器24之间的任何位置(例如栗22的上游和/或下游)，LNG可以气化。在公开的示例性实施例中，LNG在栗22的下游气化，栗22配置为仅处理LNG。在该实施例中，栗22包括由变速驱动装置供能的固定排量栗送装置(例如活塞栗，膜片栗或者转子栗)。通过这种配置，尽管栗22的排量可以固定，但栗22的输出仍可以通过调节驱动装置的速度来变化。应当想到，根据需要，可以替代地使用其它类型的栗如可变排量栗来推动天然气通过供应管线30。
[0014]储蓄器24可以实施为构造成储存用于发动机18未来使用的高压天然气的高压容器。当栗22中的天然气压力超过储蓄器24的压力时，天然气可以流入储蓄器24。因为其中的天然气是可压缩的，它可以像弹簧样作用，并更多的天然气流入时压缩。当供应管线30内的天然气的压降至低于储蓄器24的压力时，压缩天然气可以膨胀并且离开储蓄器24。应当想到，根据需要，储蓄器24可替代地实施为膜/弹簧偏压的囊式的储蓄器。
[0015]当用于不同目的时，排气孔26和调节器28可以类似的方式工作。特别地，排气孔26可构造成选择性地允许气体燃料以受控方式(例如在控制压力和温度下)从储蓄器24排放到大气环境中，该受控方式不危害排气孔26的完整性。调节器可类似地允许气体燃料以受控方式从储蓄器24中排出。然而，与排气孔26相比，调节器28可通过供应管线30将排放的气体燃料引向发动机18。应当想到，根据需要，排气孔26和调节器28可以控制气体燃料以相同的速率和压力或者不同的速率和压力排放。
[0016]图2示出了减压装置(例如调节器28)的示例性实施例。在该实施例中，减压装置包括具有入口 32和出口 34的本体31。缩-扩喷嘴(“喷嘴”)36可在入口 32和出口 34之间形成，并且构造为将在入口 32处接收的气体燃料的速度增加至超音速。加速至超音速的气体流可以冲击位于喷嘴36下游的激波/冲击波产生元件(例如倾斜件38)。当冲击发生时，冲击的气体燃料可以斜角回弹离开倾斜件38，产生跨气体燃料流传播的激波40。激波40可以导致出口 34处的压降，而没有明显的温度降低。在大多情况下，气体燃料的温度实际上可能会在出口 34处增加。
[0017]气体燃料关于倾斜件38的入射角α是可以调节的(例如在约0_45°之间)调节，从而来调节所产生的激波40的角度和在出口 34处的气体燃料的相应压力和温度。在公开实施例中，倾斜件38在第一端42处可枢转地连接至本体31的内壁。并且随着倾斜件38的第二端44被提升或降低，可导致倾斜件38绕第一端42枢转至不同角度。在公开的实施例中，第一端42位于第二端44的上游