一種可調式混合器的製作方法

2023-05-02 12:48:46

專利名稱：一種可調式混合器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種混合器，尤其涉及一種可調式混合器，具體適用於提高稀薄燃燒發動機的燃燒效率。
背景技術：
能源危機與大氣的嚴重汙染促使尋求一種新能源以替代燃油，天然氣因其清潔、 儲量大的特點而成為備受關注的代用燃料。天然氣的主要成分是甲烷，不僅比其他烴類燃料的碳氫比小，燃燒時只產生較少量的C02、NOx，而且燃燒安全性較好，此外，天然氣還具有不含CO有毒成分、爆炸極限窄、辛烷值高等優點，一旦洩露也易於在空氣中消散，因而天然氣日益成為重要的代用燃料。為了更好地使用天然氣，國內天然氣發動機整機開發技術迅猛發展，但關鍵系統和部件還存在短板，尤其是關鍵零部件多依賴於進口。很多廠家都是引進國外整套技術來生產發動機，就供氣系統而言，混合器的設計很少有自己的特色，直接導致現有的大部分混合器只能滿足小功率、小缸徑發動機的要求，而對於大功率、大缸徑發動機卻無能為力了， 這嚴重製約了發動機性能的進一步優化。天然氣發動機開發的關鍵技術就是稀薄燃燒，這就要求合理組織混合，使得混合後的空氣與燃氣更加均勻，從而實現缸內充分燃燒，以輸出更大動力來驅動大功率、大缸徑的發動機。中國專利授權公告號為CN201318228Y，授權公告日為2009年9月30日的實用新型專利公開了一種汽車發動機廢氣再循環混合器，該混合器中本體的一端為空氣進口段， 另一端為混合氣出口段，空氣進口段與混合氣出口段之間為中間段，在本體的中間段設置有廢氣管口，中間段的橫截面大於空氣進口段和混合氣出口段的橫截面，廢氣管口中有廢氣導入管伸至中間段內部並設有廢氣出口。雖然該實用新型能在一定程度上提高廢氣(或燃氣)與空氣混合的均勻度，但由於其只經過一次混合，因而混合的均勻性仍舊較差，不利於燃氣的充分燃燒，也就不適用於大功率、大缸徑發動機的需要，除非採用燃氣補充措施， 但這樣又會增加使用成本。
發明內容本實用新型的目的是克服現有技術中存在的混合的均勻性較差，不適用於大功率、大缸徑發動機的需要，使用成本較高的缺陷與問題，提供一種混合的均勻性較好，適用於大功率、大缸徑發動機的需要，使用成本較低的可調式混合器。為實現以上目的，本實用新型的技術解決方案是一種可調式混合器，包括本體、 一次空氣進口與一次混合氣出口，所述本體內設置有一次混合腔和天然氣腔，一次混合腔的兩端分別與一次空氣進口、一次混合氣出口相通，一次混合腔的中部與天然氣腔上設置的多個天然氣噴孔相通，且天然氣腔與本體側部上設置的天然氣進口相通；所述可調式混合器還包括二次混合體，該二次混合體包括二次空氣進口、二次混合腔與二次混合氣出口，二次空氣進口、二次混合氣出口分別設置在二次混合腔的兩端，二次混合腔的側部與一次混合氣出口相通。所述天然氣噴孔的數量為M-48個，且在天然氣腔上呈兩豎列均勻設置。所述一次空氣進口、二次空氣進口、一次混合氣出口、二次混合氣出口、一次混合腔、二次混合腔以及天然氣腔的橫截面都是圓形。所述二次混合腔的橫截面直徑大於一次混合腔的橫截面直徑。與現有技術相比，本實用新型的有益效果為1、本實用新型一種可調式混合器中包括一次混合腔與二次混合腔兩個混合腔，使用時，在空燃比不變的情況下，先將部分空氣與天然氣在一次混合腔中混合，再將一次混合氣與剩餘的空氣在二次混合腔中混合，與現有技術相比，本技術在一次混合時，提高了天然氣的濃度，實現了空燃比從稀變濃的轉化，使其混合的更加均勻，而一次混合的效果能夠在隨後進行的二次混合中得到保存，從而在整體上通過連續進行的兩次混合提高了空氣與燃氣混合的均勻性，使得最終得到的二次混合氣的均勻度遠高於現有技術一次混合後得到的均勻度，從而提高燃氣的燃燒效果，確保能夠適用於大功率、大缸徑發動機的需要。因此本實用新型不僅混合的均勻性較好，而且適用於大功率、大缸徑發動機的需要。2、本實用新型一種可調式混合器中在空燃比不變的情況下，將空氣分成兩部分， 兩部分空氣分別通過一次空氣進口、二次空氣進口進入對應的一次混合、二次混合步驟中， 與現有技術相比，一次混合時的空氣流量得到降低，便於天然氣進入一次混合腔，降低了混合難度，提高了混合效率。因此本實用新型的混合效率較高。3、本實用新型一種可調式混合器中包括本體與二次混合體，本體中包括兩個進氣口與一個出氣口，二次混合體中包括兩個出氣口與一個進氣口，且本體的出氣口與二次混合體的一個進氣口相通，這種結構設計使得本裝置能夠適用於大多數兩種氣體混合的場所，如EGR混合，而不僅僅局限於空氣與天然氣的混合，從而使得本裝置的用途更多樣，應用範圍更寬。因此本實用新型的應用範圍較廣。4、本實用新型一種可調式混合器中只通過本體、二次混合體兩個簡單的結構件就能實現提高混合均勻度的效果，而不像現有技術中別的混合器需要依賴CH4補償措施來提高混合的均勻度，節省了 CH4補償所需的費用，降低了使用成本，而且本設計整體結構簡單，便於製造與使用。因此本實用新型的使用成本較低。

圖1是本實用新型的結構示意圖。圖中本體1、一次空氣進口 11、一次混合氣出口 12、一次混合腔13、天然氣腔2、 天然氣噴孔21、天然氣進口 22、二次混合體3、二次空氣進口 31、二次混合氣出口 32、二次混合腔33。
具體實施方式
以下結合附圖說明和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細的說明。參見圖1，一種可調式混合器，包括本體1、一次空氣進口 11與一次混合氣出口 12， 所述本體1內設置有一次混合腔13和天然氣腔2，一次混合腔13的兩端分別與一次空氣進口 11、一次混合氣出口 12相通，一次混合腔13的中部與天然氣腔2上設置的多個天然氣噴孔21相通，且天然氣腔2與本體1側部上設置的天然氣進口 22相通；所述可調式混合器還包括二次混合體3，該二次混合體3包括二次空氣進口 31、二次混合腔33與二次混合氣出口 32，二次空氣進口 31、二次混合氣出口 32分別設置在二次混合腔33的兩端，二次混合腔33的側部與一次混合氣出口 12相通。所述天然氣噴孔21的數量為24-48個，且在天然氣腔2上呈兩豎列均勻設置，具體數量需根據功率大小、燃氣消耗量大小而定。所述一次空氣進口 11、二次空氣進口 31、一次混合氣出口 12、二次混合氣出口 32、 一次混合腔13、二次混合腔33以及天然氣腔2的橫截面都是圓形。所述二次混合腔33的橫截面直徑大於一次混合腔13的橫截面直徑。混合步驟主要分為兩部分一次混合部分和二次混合部分，一次混合部分在一次混合腔13中進行，二次混合部分在二次混合腔33中進行，其理論依據是，先將天然氣與少量空氣初步混合，以提高天然氣的混合濃度與混合均勻度，再將得到的初次混合氣與剩餘的空氣進行二次混合以提高最終混合氣的均勻度，從而在整體上提高空氣與天然氣混合的均勻度，以確保天然氣得到充分燃燒，進而提高稀薄燃燒發動機的燃燒效率，確保適用於大功率、大缸徑發動機的需要。使用時，天然氣從天然氣進口 22進入天然氣腔2，再通過天然氣噴孔21與從一次空氣進口 11進來的空氣在一次混合腔13進行一次混合，完成第一次混合後，一次混合氣從一次混合氣出口 12流出，並進入二次混合腔33，此時，一次混合氣與從二次空氣進口 31流入的剩餘空氣混合，完成二次混合，最終從二次混合氣出口 32流出進入進氣歧管。與現有技術相比，此時的混合氣更加均勻。由上可見，本實用新型不僅混合的均勻性較好、適用於大功率、大缸徑發動機的需要，而且混合效率較高、使用成本較低。
權利要求1.一種可調式混合器，包括本體(1)、一次空氣進口(11)與一次混合氣出口(12)，所述本體(1)內設置有一次混合腔(13)和天然氣腔(2)，一次混合腔(13)的兩端分別與一次空氣進口(11)、一次混合氣出口(12)相通，一次混合腔(13)的中部與天然氣腔(2)上設置的多個天然氣噴孔(21)相通，且天然氣腔(2)與本體(1)側部上設置的天然氣進口(22)相通， 其特徵在於所述可調式混合器還包括二次混合體(3)，該二次混合體(3)包括二次空氣進口(31)、 二次混合腔(33)與二次混合氣出口(32)，二次空氣進口(31)、二次混合氣出口(32)分別設置在二次混合腔(33)的兩端，二次混合腔(33)的側部與一次混合氣出口(12)相通。
2.根據權利要求1所述的一種可調式混合器，其特徵在於所述天然氣噴孔(21)的數量為M - 48個，且在天然氣腔(2)上呈兩豎列均勻設置。
3.根據權利要求1或2所述的一種可調式混合器，其特徵在於所述一次空氣進口 (11)、二次空氣進口( 31)、一次混合氣出口( 12)、二次混合氣出口( 32)、一次混合腔(13)、 二次混合腔(33)以及天然氣腔(2)的橫截面都是圓形。
4.根據權利要求3所述的一種可調式混合器，其特徵在於所述二次混合腔(33)的橫截面直徑大於一次混合腔(13)的橫截面直徑。
專利摘要一種可調式混合器，包括本體與二次混合體，所述本體內設置有一次混合腔和天然氣腔，一次混合腔的兩端分別與一次空氣進口、一次混合氣出口相通，一次混合腔的中部與天然氣腔上設置的多個天然氣噴孔相通，天然氣腔與本體側部上設置的天然氣進口相通，二次混合體包括二次空氣進口、二次混合腔與二次混合氣出口，二次空氣進口、二次混合氣出口分別設置在二次混合腔的兩端，二次混合腔的側部與一次混合氣出口相通，二次混合腔的橫截面直徑大於一次混合腔的橫截面直徑。本設計不僅混合的均勻性較好、適用於大功率、大缸徑發動機的需要，而且混合效率較高、使用成本較低。
文檔編號F02M21/04GK202325909SQ20112038890
公開日2012年7月11日 申請日期2011年10月13日 優先權日2011年10月13日
發明者安濤, 程偉, 肖勇, 賈李水 申請人:東風汽車有限公司