CN112393273A - 预混型燃烧器 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种预混型燃烧器，包括：壳体，壳体具有两端开口的流动通道，流动通道中设有扰流机构；流动通道的一端用于与尾气输送机构连通，另一端用于与净化机构连通；燃烧室，燃烧室设于流动通道中且与流动通道连通；尾气接头，尾气接头与燃烧室连通；点火室，点火室与壳体连接且与燃烧室连通，点火室中设有点火棒；喷油嘴，喷油嘴与点火室连接，喷油嘴的高度高于燃烧室的高度；以及输气机构，输气机构同时与点火室以及燃烧室连通，用于将空气分别引入点火室以及燃烧室。喷油嘴不易被堵塞，燃烧效率高，再生效率高。

Description

预混型燃烧器

技术领域

本发明涉及环保设备领域，具体而言，涉及一种预混型燃烧器。

背景技术

目前在重型车及部分轻型车上广泛采用的柴油机，具有燃油消耗率低、CO₂排放量少，低转速时有大功率、高转矩输出等优势；但排放的NOx(氮氧化物)和PM(颗粒物)远高于汽油车，特别是PM排放量是汽油车的20-60倍，是雾霾天气形成的主要原因之一，严重影响环境空气质量。随着其带来的环境问题日趋严峻，排放法规对其相关限制也不断提高。为改善民众居住环境，提升民众生活质量，需对部分柴油车加装尾气后处理器系统，主要降低NOx(氮氧化物)和PM(颗粒物)排放量。该系统主要分为被动再生和主动再生两种；其中，主动再生是通过控制进气和发动机缸内喷油，利用载体辅助提高颗粒捕集器内的温度，使碳颗粒与氧气燃烧反应，有着温度高、再生速度快等优点。燃烧器是实现主动再生的一个重要部件。

经发明人研究发现，现有的燃烧器存在如下缺点：

再生效率低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种预混型燃烧器，其能够增强再生效果。

本发明的实施例是这样实现的：

本发明提供一种预混型燃烧器，包括：

壳体，壳体具有两端开口的流动通道，流动通道中设有扰流机构；流动通道的一端用于与尾气输送机构连通，另一端用于与净化机构连通；

燃烧室，燃烧室设于流动通道中且与流动通道连通；

尾气接头，尾气接头与燃烧室连通；

点火室，点火室与壳体连接且与燃烧室连通，点火室中设有点火棒；

喷油嘴，喷油嘴与点火室连接，喷油嘴的高度高于燃烧室的高度；

以及输气机构，输气机构同时与点火室以及燃烧室连通，用于将空气分别引入点火室以及燃烧室。

在可选的实施方式中，尾气接头具有变径腔，变径腔具有缩口端和敞口端，变径腔的内径在从敞口端向缩口端的方向上逐渐减小；缩口端与燃烧室连通，敞口端用于与尾气输送机构连通。

在可选的实施方式中，扰流机构包括第一扰流组件，第一扰流组件套设于燃烧室外，且与壳体的内周壁连接。

在可选的实施方式中，扰流机构还包括导流组件，导流组件套设于燃烧室外，且与壳体的内周壁连接；导流组件位于第一扰流组件的在尾气流动方向上的前方。

在可选的实施方式中，导流组件包括导流罩，导流罩包括第一端和第二端，导流罩的内径在从第一端向第二端的方向上逐渐增大，第二端与壳体的内周壁密封连接，第一端套设于燃烧室外，且第一端与燃烧室的外周壁具有间距。

在可选的实施方式中，第一端与燃烧室的外周壁共同限定出环形通道。

在可选的实施方式中，扰流机构还包括第二扰流组件，第二扰流组件位于导流组件远离第一扰流组件的一侧；

第二扰流组件包括分流盖、扰流叶片和扰流板；扰流板与壳体连接，扰流板上设有多个间隔排布的排气孔，扰流叶片设于扰流板上；分流盖与扰流板连接且位于扰流板远离导流组件的一侧，分流盖具有导流斜面，导流斜面用于将从排气孔排出的气流由扰流板的中部位置引导至边缘位置。

在可选的实施方式中，导流斜面设置为锥形面。

在可选的实施方式中，分流盖上还设有阻挡片，阻挡片沿分流盖的径向向外凸出分流盖的外周面；阻挡片在与分流盖的轴向垂直的平面上的正投影的至少部分与排气孔重合。

在可选的实施方式中，输气机构包括气管接头、主气管和支气管，主气管与支气管均与气管接头连接，主气管与燃烧室连通，支气管与点火室连通。

本发明实施例的有益效果是：

综上所述，本实施例提供了一种预混型燃烧器，使用时，油箱中的油经过喷油嘴、依靠点火棒加热到高温状态下后以雾化的状态进入点火室，与空气预混后再继续向燃烧室流动；由于喷油嘴的高度高于燃烧室的高度，因此，受重力影响，大部分尾气进入燃烧室后具有向下流动的趋势，尾气不易上升至喷油嘴所在位置，尾气不易堵塞喷油嘴，换句话说，喷油嘴在使用过程中不易被堵塞，不易造成燃烧效率的降低，也即再生效率高。即使进入燃烧器的尾气流动变化大，由于点火室通过输气机构通入有空气，空气使得点火室内形成有气流阻力，使得燃烧室内的尾气也不易向上流动至喷油嘴所在位置，不易造成喷油嘴的堵塞。

同时，一部分尾气通过尾气接头直接进入燃烧室，增大了燃烧室内部气体的流速，使燃烧室内升温稳定后位于内部的气体不会出现较大的浮动，减少了蒸发不良带来的后果；另一部分尾气直接进入到燃烧室与壳体之间的区域，通过设于壳体内的扰流机构时，受扰流机构的影响，背压增强，形成旋流，从而使燃烧更加均匀，从而能够进一步提高燃烧效率，进而提高再生效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例的预混型燃烧器的结构示意图；

图2为本发明实施例的预混型燃烧器的剖视结构的结构示意图；

图3为本发明实施例的预混型燃烧器的拆除壳体的结构示意图；

图4为本发明实施例的壳体的结构示意图；

图5为本发明实施例的第二扰流组件的结构示意图。

图标：

100-壳体；110-流动通道；120-第一开口端；130-第二开口端；140-第一安装孔；150-第二安装孔；200-燃烧室；210-封闭端；220-第二进气口；300-尾气接头；310-缩口端；320-敞口端；400-点火室；410-内筒；420-外筒；421-第一进气口；430-环形进气腔；500-喷油嘴；600-输气机构；610-气管接头；620-主气管；630-支气管；700-进油接头；800-扰流机构；810-第一扰流组件；811-第一扰流板；812-第一扰流叶片；820-导流组件；830-第二扰流组件；831-第二扰流板；832-第二扰流叶片；833-分流盖；834-阻挡片；900-点火棒。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1-图5，本实施例提供了一种预混型燃烧器，结构简单合理，尾气燃烧充分，燃烧效率高，再生效率高。

请参阅图1和图2，本实施例中，预混型燃烧器包括：

壳体100，壳体100具有两端开口的流动通道110，流动通道110中设有扰流机构800；流动通道110的一端用于与尾气输送机构连通，另一端用于与净化机构连通；

燃烧室200，燃烧室200设于流动通道110中且与流动通道110连通；

尾气接头300，尾气接头300与燃烧室200连通；

点火室400，点火室400与壳体100连接且与燃烧室200连通，点火室400中设有点火棒900；

喷油嘴500，喷油嘴500与点火室400连接，喷油嘴500的高度高于燃烧室200的高度；

以及输气机构600，输气机构600同时与点火室400以及燃烧室200连通，用于将空气分别引入点火室400以及燃烧室200。

本实施例提供的预混型燃烧器，使用时，油箱中的油经过喷油嘴500、依靠点火棒900加热到高温状态下后以雾化的状态进入点火室400，与通过输气机构600输送至点火室400的空气预混和后再继续向燃烧室200流动，油被雾化后再与空气混合，流动性好，能够与尾气均匀混合，便于尾气的燃烧。由于喷油嘴500的高度高于燃烧室200的高度，因此，受重力影响，大部分尾气进入燃烧室200后具有向下流动的趋势，尾气不易上升至喷油嘴500所在位置，尾气不易堵塞喷油嘴500，换句话说，喷油嘴500在使用过程中不易被堵塞，不易出现降低燃烧效率的现象，也即再生效率高。即使进入燃烧器的尾气流动变化大，由于点火室400通过输气机构600通入有空气，空气使得点火室400内形成有气流阻力，使得燃烧室200内的尾气也不易向上流动至喷油嘴500所在位置，不易造成喷油嘴500的堵塞。

同时，一部分尾气通过尾气接头300直接进入燃烧室200，增大了燃烧室200内部气体的流速，使燃烧室200内升温稳定后位于内部的气体不会出现较大的浮动，减少了蒸发不良带来的后果；另一部分尾气直接进入到燃烧室200与壳体100之间的区域，通过设于壳体100内的扰流机构800时，受扰流机构800的影响，背压增强，形成旋流，从而使燃烧更加均匀，从而能够进一步提高燃烧效率，进而提高再生效率。

请参阅图4，本实施例中，可选的，壳体100为圆柱筒结构，壳体100的两端均为敞口，壳体100的筒腔为流动通道110。壳体100的结构规整，便于加工制造，成本低。显然，在其他实施例中，壳体100还可以是其他形状，例如，壳体100还可以横截面为方形等。

壳体100的周壁上设有第一安装孔140和第二安装孔150，第一安装孔140和第二安装孔150均为圆柱形孔，第一安装孔140用于安装点火室400，第二安装孔150用于安装输气机构600。

进一步的，第一安装孔140的轴线沿壳体100的径向延伸，使得点火室400安装后，点火室400的延伸方向与壳体100的轴线垂直，点火室400与壳体100的装配方便，二者的位置准确。第二安装孔150的轴线沿壳体100的径向延伸，且第一安装孔140的轴线与第二安装孔150的轴线垂直，点火室400和输气机构600装配时互不干涉，便于装配。

为了便于描述，设定，壳体100的两端分别为第一开口端120和第二开口端130，尾气从第一开口端120流向第二开口端130，换句话说，第一开口端120用于与尾气输送机构连通，第二开口端130用于与净化机构连通。尾气从第一开口端120进入后，在燃烧室200的配合下尾气燃烧，燃烧后的气体从第二开口端130排出并进入净化机构净化，而后排出至外部环境中。

本实施例中，可选的，点火室400焊接在壳体100的第一安装孔140处。装配时，将点火室400从第一安装孔140处插接在壳体100中，将点火室400的外周壁与第一安装孔140的内周壁焊接固定。

进一步的，点火室400设有内筒410和外筒420，外筒420套接在内筒410外，外筒420与内筒410固定连接，且二者共同限定出环形进气腔430，外筒420上设有与环形进气腔430连通的第一进气口421。外筒420穿设在第一安装孔140内并与壳体100焊接固定。同时，点火棒900穿过外筒420后伸入内筒410中。

本实施例中，可选的，喷油嘴500设于外筒420的顶部，喷油嘴500竖向设置，喷油嘴500的出口伸入内筒410中并与内筒410连通。可选的，喷油嘴500与内筒410同轴设置。

可选的，外筒420上设有进油接头700，进油接头700与喷油嘴500连通，油箱通过进油接头700将油输送至喷油嘴500。

本实施例中，可选的，燃烧室200的横截面形状为圆环形，其中，燃烧室200的横截面是指垂直于燃烧室200的轴线的截面。燃烧室200设于壳体100中并与壳体100同轴，燃烧室200与壳体100共同限定出环形空间。燃烧室200的一端敞口，另一端封闭，且燃烧室200的周壁上设有通孔。燃烧室200通过敞口端320以及通孔与壳体100的流动通道110连通。

进一步的，燃烧室200的封闭端210所在端面与燃烧室200的轴线具有钝角。点火室400贯穿燃烧室200的周壁并与燃烧室200连通。点火室400在垂直于其轴线的平面上的正投影的至少部分与封闭端210重合，以使从点火室400进入燃烧室200的混合油气在封闭端210的引导下朝向燃烧室200的敞口端320流动。

进一步的，燃烧室200上设有第二进气口220，用于与输气机构600连通。

本实施例中，可选的，尾气接头300与燃烧室200的封闭端210连通，用于将部分尾气直接输送至燃烧室200中。

进一步的，尾气接头300具有变径腔，变径腔具有缩口端310和敞口端320，变径腔的内径在从敞口端320向缩口端310的方向上逐渐减小；缩口端310与燃烧室200连通，敞口端320用于与尾气输送机构连通。换句话说，尾气从变径腔的敞口端320向缩口端310流动，尾气的流速增加，流动更加稳定，且能够沿燃烧室200的轴线流动稳定在燃烧室200中流动，而不易从燃烧室200的上部与点火室400连接的位置处进入点火室400，不易造成尾气堵塞位于点火室400顶部的喷油嘴500。

需要说明的是，尾气接头300从燃烧室200的封闭端210的中部贯穿燃烧室200，并与燃烧室200焊接固定。

此外，尾气接头300与第一开口端120对应，尾气接头300与壳体100同时与尾气输送机构连通，尾气输送机构分流后分别进入尾气接头300和壳体100的第一开口端120，尾气分流后分别流动至燃烧室200以及燃烧室200和壳体100共同限定的环形空间中。

请参阅图1-图3，本实施例中，可选的，扰流机构800包括第一扰流组件810、导流组件820和第二扰流组件830，第一扰流组件810、导流组件820和第二扰流组件830在沿第一开口端120向第二开口端130的方向上依次排布。

可选的，第一扰流组件810包括第一扰流板811和第一扰流叶片812，第一扰流板811套设在燃烧室200外，且第一扰流板811与壳体100的内周壁固定连接。第一扰流板811上设有通孔，第一扰流叶片812与扰流板连接，用于使从壳体100的第一开口端120进入的尾气在经过第一扰流叶片812时，第一扰流叶片812改变气流流动方向使气流形成旋流。

可选的，导流组件820包括导流罩，导流罩套设在燃烧室200外，导流罩位于第一扰流组件810的在气流流动方向上的前端，导流罩与壳体100固定连接。导流罩与燃烧室200共同形成环形出口。

进一步的，导流罩包括第一端和第二端，导流罩的内径在从第一端向第二端的方向上逐渐增大，第二端与壳体100的内周壁密封连接，第一端套设于燃烧室200外，且第一端与燃烧室200的外周壁具有间距，二者共同限定出环形通道。在气流经过第一扰流组件810形成旋流后，气流继续流动接触到导流罩，导流罩将气流聚拢后在输送至壳体100中，由于气流导流罩聚拢，使得火焰及温度不至向外扩散、流失太多，提高燃烧效率。

请参阅图5，可选的，第二扰流组件830包括第二扰流板831、第二扰流叶片832和分流盖833。第二扰流板831与壳体100连接，第二扰流板831上设有多个间隔排布的排气孔，第二扰流叶片832设于第二扰流板831上；分流盖833与第二扰流板831连接且位于第二扰流板831远离导流组件820的一侧，分流盖833具有导流斜面，导流斜面用于将从排气孔排出的气流由第二扰流板831的中部位置引导至边缘位置。

进一步的，导流斜面设置为锥形面，例如，导流斜面设置为圆锥形。

进一步的，分流盖833上还设有阻挡片834，阻挡片834沿分流盖833的径向向外凸出分流盖833的外周面；阻挡片834在与分流盖833的轴向垂直的平面上的正投影的至少部分与排气孔重合。

本实施例中，尾气从壳体100的第一开口端120进入壳体100与燃烧室200形成的环形空间后，通过第一片扰流叶片时，对气流的流动方向进行改变后，形成小型旋流；然后经过导流罩，将旋流的气体收拢，使火焰及温度不至向外扩散、流失太多；再通过第二片扰流叶片及分流器组件，增加其背压，使气体以被“推动”的方式流动，提高再生效率。

本实施例中，可选的，输气机构600包括气管接头610、主气管620和支气管630，主气管620与支气管630均与气管接头610连接，主气管620与燃烧室200连通，支气管630与点火室400连通。

进一步的，支气管630的进气量占气管接头610输入总气流量的8％～15％，气流的分配合理，燃烧效率高，再生效率高。

请结合图2，其中，图中自右向左的一纵列箭头表示尾气流动的方向。本实施例中提供的预混型燃烧器，通过将尾气进行分流，分别流动至燃烧室200内和燃烧室200外，使得位于燃烧室200内的气流稳定，不易向上流动与喷油嘴500接触，降低喷油嘴500被堵塞的概率，燃烧器燃烧充分，再生效率高。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种预混型燃烧器，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体具有两端开口的流动通道，所述流动通道中设有扰流机构；所述流动通道的一端用于与尾气输送机构连通，另一端用于与净化机构连通；

燃烧室，所述燃烧室设于所述流动通道中且与所述流动通道连通；

尾气接头，所述尾气接头与所述燃烧室连通；

点火室，所述点火室与所述壳体连接且与所述燃烧室连通，所述点火室中设有点火棒；

喷油嘴，所述喷油嘴与所述点火室连接，所述喷油嘴的高度高于所述燃烧室的高度；

以及输气机构，所述输气机构同时与所述点火室以及所述燃烧室连通，用于将空气分别引入所述点火室以及所述燃烧室。

2.根据权利要求1所述的预混型燃烧器，其特征在于：

所述尾气接头具有变径腔，所述变径腔具有缩口端和敞口端，所述变径腔的内径在从所述敞口端向所述缩口端的方向上逐渐减小；所述缩口端与所述燃烧室连通，所述敞口端用于与所述尾气输送机构连通。

3.根据权利要求1所述的预混型燃烧器，其特征在于：

所述扰流机构包括第一扰流组件，所述第一扰流组件套设于所述燃烧室外，且与所述壳体的内周壁连接。

4.根据权利要求3所述的预混型燃烧器，其特征在于：

所述扰流机构还包括导流组件，所述导流组件套设于所述燃烧室外，且与所述壳体的内周壁连接；所述导流组件位于所述第一扰流组件的在尾气流动方向上的前方。

5.根据权利要求4所述的预混型燃烧器，其特征在于：

所述导流组件包括导流罩，所述导流罩包括第一端和第二端，所述导流罩的内径在从所述第一端向第二端的方向上逐渐增大，所述第二端与所述壳体的内周壁密封连接，所述第一端套设于所述燃烧室外，且所述第一端与所述燃烧室的外周壁具有间距。

6.根据权利要求5所述的预混型燃烧器，其特征在于：

所述第一端与所述燃烧室的外周壁共同限定出环形通道。

7.根据权利要求4所述的预混型燃烧器，其特征在于：

所述扰流机构还包括第二扰流组件，所述第二扰流组件位于所述导流组件远离所述第一扰流组件的一侧；

所述第二扰流组件包括分流盖、扰流叶片和扰流板；所述扰流板与所述壳体连接，所述扰流板上设有多个间隔排布的排气孔，所述扰流叶片设于所述扰流板上；所述分流盖与所述扰流板连接且位于所述扰流板远离所述导流组件的一侧，所述分流盖具有导流斜面，所述导流斜面用于将从所述排气孔排出的气流由所述扰流板的中部位置引导至边缘位置。

8.根据权利要求7所述的预混型燃烧器，其特征在于：

所述导流斜面设置为锥形面。

9.根据权利要求7所述的预混型燃烧器，其特征在于：

所述分流盖上还设有阻挡片，所述阻挡片沿所述分流盖的径向向外凸出所述分流盖的外周面；所述阻挡片在与所述分流盖的轴向垂直的平面上的正投影的至少部分与所述排气孔重合。

10.根据权利要求1所述的预混型燃烧器，其特征在于：

所述输气机构包括气管接头、主气管和支气管，所述主气管与所述支气管均与所述气管接头连接，所述主气管与所述燃烧室连通，所述支气管与所述点火室连通。

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