CN118066536A - 旋流组件、车载燃烧器和车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车辆技术领域，提供了一种旋流组件、车载燃烧器和车辆，旋流组件包括：旋流盖，具有安装孔，安装孔设有连接件，旋流盖环绕安装孔设有筒状结构的旋流架，旋流架从上到下并向外倾斜设置，旋流架环绕安装孔依次相互间隔设有多个导流孔；旋流部，设于导流孔，旋流部与旋流架之前形成有旋流进气口，旋流进气口与导流孔连接；整流盖，设于旋流盖的顶部，且整流盖与连接件连接，整流盖的边缘延伸出旋流盖的顶部。本发明提供的旋流组件，新鲜空气经整流盖的整流作用后，再经过旋流盖的旋流进气口产生旋流，能够提高油气的混合均匀性。

Description

旋流组件、车载燃烧器和车辆

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，具体涉及一种旋流组件、车载燃烧器和车辆。

背景技术

为提升驾驶体验延长汽车发动机的使用寿命，驻车加热器十分重要，但市面上主流的驻车加热器都存在着使用寿命短、污染排放高等缺点。

驻车加热器在工作过程中，进气风扇提供新鲜空气，油泵供给燃油，新鲜空气和燃油在燃烧器内混合后由点火塞点燃，可燃混合气燃烧所释放的热量可通过换热器传递给供暖介质，将供暖介质供至驾驶舱或发动机即可实现预热升温的目的。

在现有技术中，驻车加热器存在以下缺点：新鲜空气和燃油在燃烧器内混合不均匀，导致燃烧不充分，进而导致废气中soot、NOx、CO等排放物无法得到有效控制，不利于节能减排；同时，燃烧器内的气流速度较高，废气热量尚未充分传至换热器便被排出，也会导致加热器有效热效率较低。

发明内容

因此，本发明为克服现有技术中混气不均匀的技术缺陷，提供了一种能够提高混气均匀性的旋流组件。

一方面，为了解决上述技术问题，本发明提供的一种旋流组件，包括：旋流盖，具有安装孔，所述安装孔设有连接件，所述旋流盖环绕所述安装孔设有筒状结构的旋流架，所述旋流架从上到下并向外倾斜设置，所述旋流架环绕所述安装孔设有多个导流孔；旋流部，设于所述导流孔，所述旋流部与所述旋流架之前形成有旋流进气口，所述旋流进气口与所述导流孔连接；整流盖，设于所述旋流盖的顶部，且所述整流盖与所述连接件连接，所述整流盖的边缘延伸出所述旋流盖的顶部。

作为一种优选的实施方式，所述旋流部呈板状并弯曲设置，所述旋流部的相对两侧边缘分别与所述导流孔的内壁连接，且所述旋流部朝向远离所述整流盖的方向内凹设置。

作为一种优选的实施方式，所述旋流组件还包括第一导流柱，所述第一导流柱与所述连接件连接，第一导流柱位于所述旋流盖围合出的空间内，所述旋流进气口朝向所述第一导流柱的外侧壁。

作为一种优选的实施方式，所述第一导流柱呈筒状设置，且所述第一导流柱的内径向远离所述整流盖的方向逐渐增大。

作为一种优选的实施方式，所述旋流组件还包括第二导流柱，所述第二导流柱套设于所述第一导流柱内，且所述第二导流柱远离所述整流盖的一端伸出所述第二导流柱，所述第二导流柱与所述连接件连接。

另一方面，为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种车载燃烧器，包括：一级燃烧室；任一项所述的旋流组件，所述旋流组件设于所述一级燃烧室的顶部。

作为一种优选的实施方式，所述车载燃烧器还包括：二级燃烧室，与所述一级燃烧室相互连通；导流缩口，所述导流缩口具有中心通气孔，所述导流缩口设于所述一级燃烧室和所述二级燃烧室之间；导流翅片，环绕所述中心通气孔设置有多个。

作为一种优选的实施方式，所述导流缩口从内向外且从上到下倾斜设置，所述导流缩口的倾斜角度范围为10°至45°。

作为一种优选的实施方式，所述导流翅片的导流方向与所述旋流组件的旋流盖的旋流进气口的旋向相同。

另一方面，为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种车辆，所述车辆包括任一项所述的车载燃烧器。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的旋流组件，新鲜空气经整流盖的整流作用后，再经过旋流盖的旋流进气口产生旋流，能够提高油气混合的均匀性。

2.本发明提供的旋流组件，通过第一导流柱可以促进旋流，提高气流的运动强度。

3.本发明提供的旋流组件，通过第二导流柱可实现二次旋流强化作用，进一步提高了气流的运动强度。

4.本发明提供的旋流组件，通过导流缩口使气流返回一级燃烧室内充分进行油气混合后，最终进入二级燃烧室内，进行稳定燃烧。

5.本发明与现有技术相比，结构简化，成本降低，可实现引导气流与增强旋流的功能，优化了进气流动-燃油雾化-油气混合过程，最终实现了车载燃烧器的高有效热效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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的附图。

图1为本发明的一种实施方式提供的车载燃烧器的立体结构示意图；

图2为一种实施方式提供的车载燃烧器的主剖视图；

图3为一种实施方式提供的旋流组件的爆炸结构示意图；

图4为一种实施方式提供的旋流组件的立体结构示意图；

图5为一种实施方式提供的车载燃烧器的导流缩口的俯视结构示意图。

附图说明

1、整流盖；2、第一导流柱；3、第二导流柱；4、旋流盖；5、旋流部；6、一级燃烧室；7、雾化网；8、导流翅片；9、导流缩口；10、进油管；11、二级燃烧室。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

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，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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

驻车加热器是独立于发动机之外的车载燃油加热装置，在发动机停熄且高寒条件下可实现对驾驶舱的升温，此外，通过预热发动机可有效抑制车辆冷启动导致的磨损，因此驻车加热器已成为我国高原、高寒地区诸多车辆的标准配置。

柴油是目前使用较为广泛的化石能源，因其燃点低、密度大、性能稳定、使用安全，与汽油相比柴油能量密度高，燃油消耗率低等特点广泛应用于大型车辆、铁路机车、舰船等，同时其缺点也非常明显，如杂质多、排放污染物多、不完全燃烧易积碳等。

目前，驻车加热器主要以柴油为燃料，但由于柴油成分复杂，不易完全燃烧容易产生积碳，燃烧后会产生较多污染物，不利于环保。

因此，本发明提出一种驻车加热器用旋流强化组件，提高进气旋流与油气混合效果，改善加热器的燃烧和换热过程，以提升驻车加热器的有效热效率。

实施例1

如图1和图3所示，一种旋流组件，包括：旋流盖4、旋流部5和整流盖1，旋流盖4具有安装孔，安装孔设有连接件，旋流盖4环绕安装孔设有筒状结构的旋流架，旋流架从上到下并向外倾斜设置，旋流架环绕安装孔依次相互间隔设有多个导流孔，旋流部5设于导流孔，旋流部5与旋流架之前形成有旋流进气口，旋流进气口与导流孔连接，整流盖1设于旋流盖4的顶部，且整流盖1与连接件连接，整流盖1的边缘延伸出旋流盖4的顶部。

可以理解为，如图2所示，旋流盖4还包括安装筒，安装筒开设了安装孔，安装筒的底部封堵，且顶部敞口，旋流架包括抵接部和倾斜部，抵接部设置在安装筒的顶部，倾斜部从抵接部向下并向外延伸，使得旋流架倾斜设置。

旋流架的倾斜部环绕安装孔设有多个导流孔，旋流部5设置在导流孔处，通过导流孔可将气流引到至旋流进气口，从而使得从导流孔进入旋流进气口的气体可产生旋流气体。

抵接部可以水平设置，整流盖1为盖板结构，盖板结构的顶部设有内凹的凹槽，凹槽嵌入至安装孔，从而可以通过连接件将整流盖1和旋流盖4连接到一起。整流盖1的边缘延伸出抵接部并位于倾斜部的上方，使得整流盖1与旋流盖4的倾斜部配合而具备整流效果。

上述的连接件可以为螺钉或螺栓，连接件贯穿整流盖1的凹槽的槽底和安装孔的孔底，使得整流盖1与旋流盖4连接在一起。

进一步地，旋流部5呈板状并弯曲设置，旋流部5的相对两侧边缘分别与导流孔的内壁连接，且旋流部5朝向远离整流盖1的方向内凹设置。

上述的旋流部5为弧形板体结构，旋流部5朝向旋流盖4的内部凹陷设置，使得从导流孔进入的气流与旋流部5朝向导流孔的一面发生碰撞而形成旋流，然后旋流从旋流进气口流出。

在另外一个实施例中，如图4所示，旋流组件还包括第一导流柱2，第一导流柱2与连接件连接，第一导流柱2位于旋流盖4围合出的空间内，旋流进气口朝向第一导流柱2的外侧壁。

可以理解为，第一导流柱2呈筒状结构，第一导流柱2的顶部封堵，连接件穿过第一导流柱2的顶部，使得第一导流柱2与旋流盖4和整流盖1连接在一起。旋流进气口朝向第一导流柱2的外侧壁，从旋流进气口出来的气流与第一导流柱2的外壁碰撞。

进一步地，第一导流柱2呈筒状设置，且第一导流柱2的内径向远离整流盖1的方向逐渐增大。

其中，第一导流柱2成为外扩形导流柱，可以进一步增加旋流的效果。

在另外一个实施例中，旋流组件还包括第二导流柱3，第二导流柱3套设于第一导流柱2内，且第二导流柱3远离整流盖1的一端伸出第二导流柱3，第二导流柱3与连接件连接。

可以理解为，第二导流柱3为圆形筒状结构，第二导流柱3位于第一导流柱2内，且第二导流柱3在轴向上伸出第一导流柱2，旋流效果更好。

其中，连接件贯穿第二导流柱3的顶部以将第二导流柱3、第一导流柱2、旋流盖4和导流盖连接在一起。

另一方面，如图1和图2所示，还提供了一种车载燃烧器，车载燃烧器包括：一级燃烧室6和任一项的旋流组件，旋流组件设于一级燃烧室6的顶部。

可以理解为，一级燃烧室6设有点火塞、雾化网7和油管，油管向一级燃烧室6进燃油，燃油经过雾化网7雾化，点火塞在一级燃烧室6点燃燃油。旋流组件设置在一级燃烧室6的顶部，使得进入一级燃烧室6内的气流成为旋流，能够更好地混合燃油和空气。

新鲜空气和燃油在一级燃烧室6内混合均匀，使得燃烧更充分，减少了废气中soot、NOx、CO等排放物的含量，有利于节能减排。同时，一级燃烧室6内的气流速度得到减缓，热量可以充分传至换热器后再被排出，这就提高了车载燃烧器的有效热效率。

进油管10为一级燃烧室6提供燃料，燃油沿着进油管10通过油口进入到一级燃烧室6参与燃烧。

因此，本发明提出一种驻车加热器，通过采用旋流组件，提高了进气旋流与油气混合的效果，改善了车载燃烧器的燃烧和换热过程，提升了驻车加热器的有效热效率。

在另外一个实施例中，车载燃烧器还包括：二级燃烧室11、导流缩口9和导流翅片8，二级燃烧室11与一级燃烧室6相互连通，导流缩口9设于一级燃烧室6和二级燃烧室11之间，导流缩口9具有中心通气孔，导流翅片8环绕中心通气孔设置有多个。

可以理解为，二级燃烧室11与一级燃烧室6相互连通，使得燃烧器有足够的空间进行燃油的燃烧。导流缩口9设置在一级燃烧室6和二级燃烧室11之间，导流缩口9可以起到进一步混合气燃烧气体的作用。通过在导流缩口9的外表面上设置多个导流翅片8，进一步提高了燃油与气流的混合均匀性，提高了燃烧效率。

进一步地，如图5所示，导流缩口9从内向外且从上到下倾斜设置，导流缩口9的倾斜角度范围为10°至45°。

可以理解为，导流缩口9可为平面式，也可凸出向一级燃烧室6进行倾斜，倾斜角度α取10°～45°，以促进燃油和气体的混合。

导流翅片8的导流方向与旋流组件的旋流盖4的旋流进气口的旋向相同，可以进一步增强旋流的效果。

另一方面，还提供了一种车辆，车辆包括任一项的车载燃烧器。

冷空气由燃烧器的进风口位置进入燃烧器，参与燃烧的空气经进气口位置由风扇总成吸入到旋流盖4并形成旋流，气体进入导流缩口9，可以将进气转化为旋流促进燃油和空气的混合。

燃油与空气在一级燃烧室6中充分混合并被吹入到二级燃烧室11中充分燃烧，燃烧后的气体从二级燃烧室11的出口进入到燃烧室与换热器之间的环形空间中，最终通过加热器排气口排入大气中。由于燃烧后的气体具有极高的能量，会通过换热器的壳体向外界散发热量，对来自加热器进风口位置的冷空气进行加热，最终被加热的冷空气经加热器出风口位置排出。

相同试验条件下，本燃烧器在全负荷工况下暖风平均温度高于其它产品，而排气温度低于其它产品。

本申请中的适用于驻车加热器的燃油预热的燃烧室系统应用于以柴油为燃料的加热器上时，在不考虑其他干扰因素的影响时，其燃烧热效率相比于市面上主流的加热器燃烧效率高出很多，且积碳的可能性远远降低，延长了加热器的使用寿命。

在另外一种实施例中，车载燃烧器采用旋流强化组件，旋流强化组件包括整流盖1、旋流盖4、渐扩式导流柱、直导流柱、导流翅片8和导流缩口9，渐扩式导流柱为第一导流柱2、直导流柱为第二导流柱3，旋流盖4为棚顶式气口盖，旋流盖4与一级燃烧室6相连，旋流盖4环绕中心轴线周向均匀开设多个旋流进气口，旋流部5内凹进燃烧室内。气口盖的上方与整流盖1相连，下方与渐扩式导流柱和直导流柱相连，导流缩口9位于一级燃烧室6与二级燃烧室11之间，且导流缩口9向一级燃烧室6上凸倾斜设置，导流翅片8布置于导流缩口9上并按一定角度与数量绕中心轴线均匀分布。

采用上述的旋流组件，新鲜空气经整流盖1的整流作用后，沿气口盖上的旋流进气口进入一级燃烧室6，通过渐扩式的导流柱促进旋流作用，提高了燃烧室内的气流运动强度，促进了雾化毡上的燃油雾化与油气之间的混合，并由直导流柱引导进气至旋流翅片，实现了二次旋流强化作用，并通过导流缩口9使气流返回一级燃烧室6内充分进行油气混合后，最终进入二级燃烧室11内，进行稳定燃烧。

其中，整流盖1、旋流盖4、第一导流柱2、第二导流柱3、导流翅片8和导流缩口9布置中心均同轴线布置。

导流进气口的截面形状可为半圆形、矩形、梯形等，气口旋向与风扇旋向相同，可降低进气流动阻力。

旋流盖4可选择铆接、螺接或焊接的方式与一级燃烧室6连接。

导流缩口9可为平面式，也可凸向一级燃烧室6进行倾斜，倾斜角度α取10°～45°，以促进油气混合。

进一步地，导流翅片8的导流方向与旋流盖4的旋流进气口旋向相同，可进一步增强旋流。

导流翅片8的数量可布置为8、12、15个等，以实现不同强度的旋流效果。

与现有技术相比，本发明提供了一种驻车加热器用旋流强化组件结构，简化了结构，降低了成本，可实现引导气流与增强旋流功能，优化了进气流动-燃油雾化-油气混合过程，最终可实现驻车加热器的高有效热效率。

相同油泵及风扇控制策略下，相比于现有驻车加热器用燃烧器，本发明的燃烧器在测试中，车载燃烧器内的燃烧组织形式得到优化，油气混合更加均匀，改善燃烧及换热，供暖介质在驻车加热器加热后，冷暖介质温差提高了约7％，大大提升了驻车加热器的有效热效率。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种旋流组件，其特征在于，包括：

旋流盖(4)，具有安装孔，所述安装孔设有连接件，所述旋流盖(4)环绕所述安装孔设有筒状结构的旋流架，所述旋流架从上到下并向外倾斜设置，所述旋流架环绕所述安装孔依次相互间隔设有多个导流孔；

旋流部(5)，设于所述导流孔，所述旋流部(5)与所述旋流架之前形成有旋流进气口，所述旋流进气口与所述导流孔连接；

整流盖(1)，设于所述旋流盖(4)的顶部，且所述整流盖(1)与所述连接件连接，所述整流盖(1)的边缘延伸出所述旋流盖(4)的顶部。

2.根据权利要求1所述的旋流组件，其特征在于，所述旋流部(5)呈板状并弯曲设置，所述旋流部(5)的相对两侧边缘分别与所述导流孔的内壁连接，且所述旋流部(5)朝向远离所述整流盖(1)的方向内凹设置。

3.根据权利要求1所述的旋流组件，其特征在于，所述旋流组件还包括第一导流柱(2)，所述第一导流柱(2)与所述连接件连接，第一导流柱(2)位于所述旋流盖(4)围合出的空间内，所述旋流进气口朝向所述第一导流柱(2)的外侧壁。

4.根据权利要求3所述的旋流组件，其特征在于，所述第一导流柱(2)呈筒状设置，且所述第一导流柱(2)的内径向远离所述整流盖(1)的方向逐渐增大。

5.根据权利要求3所述的旋流组件，其特征在于，所述旋流组件还包括第二导流柱(3)，所述第二导流柱(3)套设于所述第一导流柱(2)内，且所述第二导流柱(3)远离所述整流盖(1)的一端伸出所述第二导流柱(3)，所述第二导流柱(3)与所述连接件连接。

6.一种车载燃烧器，其特征在于，包括：

一级燃烧室(6)；

如权利要求1至5中任一项所述的旋流组件，所述旋流组件设于所述一级燃烧室(6)的顶部。

7.根据权利要求6所述的车载燃烧器，其特征在于，所述车载燃烧器还包括：

二级燃烧室(11)，与所述一级燃烧室(6)相互连通；

导流缩口(9)，所述导流缩口(9)具有中心通气孔，所述导流缩口(9)设于所述一级燃烧室(6)和所述二级燃烧室(11)之间；

导流翅片(8)，环绕所述中心通气孔设置有多个。

8.根据权利要求7所述的车载燃烧器，其特征在于，所述导流缩口(9)从内向外且从上到下倾斜设置，所述导流缩口(9)的倾斜角度范围为10°至45°。

9.根据权利要求7所述的一种车载燃烧器，其特征在于：所述导流翅片(8)的导流方向与所述旋流组件的旋流盖(4)的旋流进气口的旋向相同。

10.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括如权利要求6至9中任一项所述的车载燃烧器。