[发明专利]优选用来产生用于机动车的合成气的、用于混合第一气体、第二气体和流体尤其是可燃烧的液体的混合物形成装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于混合第一气体、第二气体和流体尤其是液体的混合物形成装置。

背景技术

在多种技术应用例如化学反应和方法技术、燃烧技术等中存在使不同物质流均匀混合的要求。此外存在应用领域，在这些应用领域中，不同物态的物质流、尤其是液态和气态的物质流必须混合并且液态组分必须转化到气态状态。不同物质流的这种混合例如可借助于静力学的混合器、可电加热的汽化器或雾化喷嘴来实施。但公知的混合物形成装置具有相对大的结构体积。其原因首先在于，待混合的介质的、汽化和混合所需的停留时间相对大。

发明内容

与此相比，根据本发明的具有权利要求1特征的混合物形成装置具有优点：该混合物形成装置构造得非常紧凑并且简单。根据本发明的混合物形成装置尤其是使不同温度的第一气体和第二气体以及流体尤其是液体彼此混合，其中，当流体是液体时，液体汽化。该混合物形成装置在此可被成本特别低廉地提供并且提供至少两个物质流的出色的均匀的混合。这根据本发明这样来实现：该混合物形成装置包括用于输送流体的计量装置和用于使流体与高温的第一气体混合的第一混合区域，以便产生第一气体-流体混合物。此外，设置有用于将第一气体-流体混合物输送到第二混合区域的第一通道，在该第二混合区域中进行与第二气体的混合，该第二气体具有比第一气体的温度低的温度。此外，设置有第二通道，该第二通道与第一通道相邻地设置并且该第二通道将第二气体引导到第二混合区域，并且设置有用于产生涡流的装置，以便支持第一气体-流体混合物和第二气体彼此间在第二混合区域处混合。由此，根据本发明进行两级混合，在该两级混合中，首先流体与高温的第一气体混合并且被引导到第二混合区域，在该第二混合区域处，这种所产生的气体-流体混合物与第二气体混合，由此可实现三种物质流的均匀混合。需要注意的是，三种单个物质流本身可以分别是一种混合物或者可仅由一种单个的物质构成。流体在此可以是气体或液体。

从属权利要求表明了本发明的优选进一步构型。

优选第二通道呈螺旋状构成并且第一通道通到第二通道中。第二通道在此进一步优选设置在第一通道的外侧，由此，该第二通道包围该第一通道。因为第一通道中的第一混合物的温度高于第二通道中的气体的温度，所以由此得到热力学优点，其中，较冷的第二气体通过由较热的第一气体和流体构成的混合物而变热并且另一方面可实现相对于外部区域的热屏蔽。由此，到环境的热量损失可最小化。此外，螺旋状构型可实现特别紧凑的结构。

特别优选用于产生涡流的装置设置在第一通道到第二通道的通入区域处。由此使这些流中的至少一个产生紊流，由此可实现在第一通道和第二通道中被引导的物质流非常良好地混合。

进一步优选用于第一气体的输送管路和用于第二气体的输送管路相对于第一通道垂直地设置。由此，该混合物形成装置可构造得非常紧凑。此外还可保证，在第一混合区域中实现物质流的偏转——在该第一混合区域中流体输送到第一气体。一个输送通道和一个排出通道在此特别优选平行地彼此相邻设置。

优选用于由三种物质流产生的混合物的排出通道相对于第二通道垂直地设置。由此也可实现非常紧凑的结构。

进一步优选排出通道基本上这样设置，使得第二通道中的流围绕排出通道被引导。由此，排出通道基本上设置在中心。

根据本发明的另一个优选构型，排出通道是管，由三种物质流产生的混合物切向地输送给该管。由此可产生涡旋。该涡旋例如可在排出通道的管横截面在进一步的延伸中扩宽并且例如设置有催化器的应用中是有利的，因为混合物于是均匀地在催化器的横截面上分布。

优选第二通道这样构造，使得第二通道直到用于产生涡流的装置连续扩宽。

进一步优选第一通道在第一混合区域中在第一气体与流体之间形成混合物之后具有一个收缩区域，在该收缩区域上连接着一个扩宽区域。由此可首先产生由第一气体和流体构成的混合物的加速并且使得第一气体与流体之间继续进行良好的混合。此外，当流体例如是液体时，由此可支持液体在第一气体中汽化。

此外，根据本发明的另一个优选构型，该混合物形成装置还包括冷却装置，该冷却装置设置在计量装置处，以便冷却计量装置。由此可使用简单地构造的计量装置例如喷射阀或类似装置来输送流体。

优选流体是液体，尤其是燃料，例如汽油或柴油。

进一步优选高温的第一气体是发动机的废气或单独的燃烧器的废气，具有比第一气体低的温度的第二气体是环境温度的空气或氧。