CN212716930U - 气体混合器和燃气发动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种气体混合器和燃气发动机，气体混合器包括混合器本体，具有实现两种气体混合的混合腔；用于向混合腔内输送第一气体的第一进气管道；用于向混合腔内输送第二气体的第二进气管道；用于将混合后的混合气体输出的混合气出气管道；用于将第一进气管道内的部分第一气体引入混合气出气管道的旁通管道；用于喷出第一气体以冲击混合气体中第二气体浓度较高的区域的喷嘴，喷嘴设置在旁通管道的出口端。本申请将第一进气管道内的部分第一气体引入混合气出气管道，由喷嘴喷出冲击混合气体中第二气体浓度较高的区域，由于喷嘴的气流运动作用，使混合气出气管道内不均匀的混合气体在运动截面方向产生相对运动，提高了混合气体的混合均匀性。

Description

气体混合器和燃气发动机

技术领域

本实用新型涉及发动机技术领域，更具体地说，涉及一种气体混合器，本实用新型还涉及一种燃气发动机。

背景技术

天然气发动机的气缸入口连接气体混合器，气体混合器通过使燃气喷射到通有空气的混合腔内，实现燃气与空气的混合；但是燃气和空气混合后，在燃气喷射孔密集区，空燃比过浓；在燃气喷射孔稀疏区，空燃比过稀；在混合器流通截面上，出现混合不均匀现象，此气流沿着进气歧管进入各缸，由于各进气歧管的进气时间和位置均不相同，混合不均匀现象会导致各缸进气混合气浓度不一致，导致各缸均匀性变差，混合气过浓的缸容易出现爆震、过热、拉缸问题，混合气过稀的缸容易出现失火、效率低、功率不足等问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于公开一种气体混合器，以提高混合气体的混合均匀性。

本实用新型的另一目的在于公开一种具有上述气体混合器的燃气发动机。

为了达到上述目的，本实用新型公开如下技术方案：

一种气体混合器，包括：

混合器本体，具有实现两种气体混合的混合腔；

用于向所述混合腔内输送第一气体的第一进气管道；

用于向所述混合腔内输送第二气体的第二进气管道；

用于将混合后的混合气体输出的混合气出气管道；

用于将所述第一进气管道内的部分第一气体引入所述混合气出气管道的旁通管道；

用于喷出第一气体以冲击混合气体中第二气体浓度较高的区域的喷嘴，所述喷嘴设置在所述旁通管道的出口端。

优选的，上述气体混合器中，还包括用于控制所述旁通管道内的气体流速和流量的旁通阀。

优选的，上述气体混合器中，所述旁通阀设置在所述旁通管道靠近出口的一端。

优选的，上述气体混合器中，所述旁通阀为电控蝶阀。

优选的，上述气体混合器中，所述混合器本体包括：

与所述第一进气管道连接为一体的混合管道，所述第二进气管道伸入所述混合管道内并设置有用于喷射第二气体的喷射孔。

优选的，上述气体混合器中，所述混合管道与所述第一进气管道连接的一端设置有使第一气体产生涡流的导流片。

优选的，上述气体混合器中，所述第二进气管道包括：

内套于所述混合管道内壁的进气套筒，所述进气套筒的内孔壁上设置有周向布置的多个第一喷射孔；

设置在所述进气套筒内孔中的两个喷射管道，所述喷射管道垂直设置，所述喷射管道上设置有沿其轴向布置的多个第二喷射孔。

优选的，上述气体混合器中，所述喷嘴的出口方向沿所述混合管道的轴向，并对准至少部分所述第一喷射孔的位置。

优选的，上述气体混合器中，所述第一气体为空气，所述第二气体为燃气。

从上述的技术方案可以看出，本实用新型公开的气体混合器包括混合器本体，具有实现两种气体混合的混合腔；用于向混合腔内输送第一气体的第一进气管道；用于向混合腔内输送第二气体的第二进气管道；用于将混合后的混合气体输出的混合气出气管道；用于将第一进气管道内的部分第一气体引入混合气出气管道的旁通管道；用于喷出第一气体以冲击混合气体中第二气体浓度较高的区域的喷嘴，喷嘴设置在旁通管道的出口端。

气体混合器应用时，通过第一进气管道向混合器本体的混合腔内输送第一气体；通过第二进气管道向混合腔内输送第二气体，在混合腔内实现第一气体和第二气体的混合，混合后的混合气体由混合气出气管道输出；在该过程中，同时利用混合器前后的压差，将第一进气管道内的部分第一气体引入混合气出气管道，该部分第一气体由喷嘴喷出冲击混合气体中第二气体浓度较高的区域，由于喷嘴的气流运动作用，使混合气出气管道内不均匀的混合气体在运动截面方向产生相对运动，提高了混合气体的混合均匀性。

本实用新型还公开了一种燃气发动机，包括发动机气缸和与所述发动机气缸入口连接的气体混合器，所述气体混合器为上述任一种气体混合器，由于上述气体混合器具有上述效果，具有上述气体混合器的燃气发动机具有同样的效果，故本文不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，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是本实用新型实施例公开的气体混合器的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型实施例公开了一种气体混合器，提高了混合气体的混合均匀性。

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参考附图1，本实用新型实施例公开的气体混合器包括混合器本体7，具有实现两种气体混合的混合腔；用于向混合腔内输送第一气体的第一进气管道1；用于向混合腔内输送第二气体的第二进气管道3；用于将混合后的混合气体输出的混合气出气管道8；用于将第一进气管道1内的部分第一气体引入混合气出气管道8的旁通管道4；用于喷出第一气体以冲击混合气体中第二气体浓度较高的区域的喷嘴6，喷嘴6设置在旁通管道4的出口端。

气体混合器应用时，通过第一进气管道1向混合器本体7的混合腔内输送第一气体；通过第二进气管道3向混合腔内输送第二气体，在混合腔内实现第一气体和第二气体的混合，混合后的混合气体由混合气出气管道8输出；在该过程中，同时利用混合器前后的压差，将第一进气管道1内的部分第一气体引入混合气出气管道8，该部分第一气体由喷嘴6喷出冲击混合气体中第二气体浓度较高的区域，由于喷嘴6的气流运动作用，使混合气出气管道8内不均匀的混合气体在运动截面方向产生相对运动，提高了混合气体的混合均匀性。

优选的，气体混合器还包括用于控制旁通管道4内的气体流速和流量的旁通阀5。本申请根据不同负荷的标定情况，通过旁通阀5控制旁通管道4内的气体流速和流量，能够实现更好的混合均匀性。

为了更准确地控制喷嘴6的出口气体流速和流量，旁通阀5设置在旁通管道4靠近出口的一端。当然，旁通阀5还可以设置在旁通管道4的中部或者进口处。

旁通阀5为电控蝶阀，电控蝶阀通过控制器自动控制，电动蝶阀启闭方便迅速、省力、流体阻力小，可以经常操作。旁通阀5还可以为闸阀、球阀等。

具体的，混合器本体7包括与第一进气管道1连接为一体的混合管道，第二进气管道3伸入混合管道内并设置有用于喷射第二气体的喷射孔。本实施例中，第一进气管道1与混合管道形成一体式管道，第一气体沿轴向直接进入一体式管道内，与第二进气管道3的喷射孔喷射的第二气体混合。当然，第一进气管道1还可以与混合管道为独立的两个管道。

为了提高混合气体的混合均匀性，混合管道与第一进气管道1连接的一端设置有使第一气体产生涡流的导流片2。本申请首先利用导流片2使第一气体以周向旋流的方式沿轴向向混合管道流动，能够更好地与第二进气管道3的喷射孔喷射的第二气体混合。

第二进气管道3包括内套于混合管道内壁的进气套筒，进气套筒的内孔壁上设置有周向布置的多个第一喷射孔；设置在进气套筒内孔中的两个喷射管道，喷射管道垂直设置，喷射管道上设置有沿其轴向布置的多个第二喷射孔。

第二进气管道3通过第一喷射孔沿周向向混合管道内喷射第二气体，同时通过第二喷射孔沿两个喷射管道的轴向向混合管道内喷射第二气体，增加了第二气体的喷射面积和喷射方向，提高了保证燃气与空气的混合均匀性。

可以理解的是，上述第二进气管道3的喷射孔还可以采用其他布局形式。

进一步的技术方案中，喷嘴6的出口方向沿混合管道的轴向，并对准至少部分第一喷射孔的位置。本实施例中，喷嘴6喷出的第一气体直接冲击第一喷射孔的位置，从而降低该处第二气体的浓度，减小与其他位置的气体浓度比差。当然，喷嘴6的出口方向也可以与混合管道的轴向具有夹角，喷嘴6的出口还可以对准第二喷射孔的位置。

具体的实施例中，第一气体为空气，第二气体为燃气。本实施例的气体混合器用于实现燃气与空气的混合。本申请的气体混合器还可以实现其他两种气体的混合。

本实施例中，在混合器本体7前旁通一路纯空气，然后通过旁通阀5控制空气的流速和流量，接着利用喷嘴6冲击燃气较浓区域的混合气体，另外由于喷嘴6的气流运动作用，使混合器后不均匀的混合气体在运动截面方向产生相对运动，使混合气体混合更加均匀。

本实用新型实施例还公开了一种燃气发动机，包括发动机气缸和与发动机气缸入口连接的气体混合器，该气体混合器为上述任一项实施例提供的气体混合器，提高了混合气体的混合均匀性，其优点是由气体混合器带来的，具体的请参考上述实施例中相关的部分，在此就不再赘述。

喷嘴6的空气通过旁通管道4引入，通过电控蝶阀控制喷嘴6处空气的流速，电控蝶阀受发动机ECU控制。根据不同负荷的标定情况，进行设置。

本实施例中，第一进气管道1中的空气经过导流片2后，在混合管道处，与从喷射孔出来的燃气进行混合，经过喷嘴6处，被喷嘴6喷射出来的空气的冲击作用，在径向产生运动，使混合气体发生径向加速运动，加速混合气体的混合，混合后的混合气体进入发动机气缸入口。

由于本申请的气体混合器提高了混合气体的混合均匀性，从而提高了各缸进气混合气浓度的均匀性，能够更好地避免混合气过浓的缸容易出现爆震、过热、拉缸问题，混合气过稀的缸容易出现失火、效率低、功率不足等问题。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种气体混合器，其特征在于，包括：

混合器本体(7)，具有实现两种气体混合的混合腔；

用于向所述混合腔内输送第一气体的第一进气管道(1)；

用于向所述混合腔内输送第二气体的第二进气管道(3)；

用于将混合后的混合气体输出的混合气出气管道(8)；

用于将所述第一进气管道(1)内的部分第一气体引入所述混合气出气管道(8)的旁通管道(4)；

用于喷出第一气体以冲击混合气体中第二气体浓度较高的区域的喷嘴(6)，所述喷嘴(6)设置在所述旁通管道(4)的出口端。

2.根据权利要求1所述的气体混合器，其特征在于，还包括用于控制所述旁通管道(4)内的气体流速和流量的旁通阀(5)。

3.根据权利要求2所述的气体混合器，其特征在于，所述旁通阀(5)设置在所述旁通管道(4)靠近出口的一端。

4.根据权利要求2所述的气体混合器，其特征在于，所述旁通阀(5)为电控蝶阀。

5.根据权利要求1所述的气体混合器，其特征在于，所述混合器本体(7)包括：

与所述第一进气管道(1)连接为一体的混合管道，所述第二进气管道(3)伸入所述混合管道内并设置有用于喷射第二气体的喷射孔。

6.根据权利要求5所述的气体混合器，其特征在于，所述混合管道与所述第一进气管道(1)连接的一端设置有使第一气体产生涡流的导流片(2)。

7.根据权利要求5所述的气体混合器，其特征在于，所述第二进气管道(3)包括：

内套于所述混合管道内壁的进气套筒，所述进气套筒的内孔壁上设置有周向布置的多个第一喷射孔；

设置在所述进气套筒内孔中的两个喷射管道，所述喷射管道垂直设置，所述喷射管道上设置有沿其轴向布置的多个第二喷射孔。

8.根据权利要求7所述的气体混合器，其特征在于，所述喷嘴(6)的出口方向沿所述混合管道的轴向，并对准至少部分所述第一喷射孔的位置。

9.根据权利要求1所述的气体混合器，其特征在于，所述第一气体为空气，所述第二气体为燃气。

10.一种燃气发动机，包括发动机气缸和与所述发动机气缸入口连接的气体混合器，其特征在于，所述气体混合器为如权利要求1-9任一项所述的气体混合器。

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