[发明专利]壁面导流式文丘里混合器

说明书

本发明涉及一种壁面导流式文丘里混合器，该文丘里混合器，包括外壳、芯子、十字臂和固定销，芯子固定设置在外壳内，芯子内形成文丘里结构；十字臂通过固定销沿气道方向固定设置在芯子中部，空气从入口处进入气道，天然气依次通过芯子壁面圆孔和十字臂中心气孔后，进入气道与空气混合，借助芯子内部形成的文丘里结构提升气体流速，依靠流速与压力的关系促进空气和天然气混合；芯子内的文丘里结构扩口处增设有壁面导流板，使气体进行旋转混合。十字臂粗端在前、细端在后，十字臂中心气孔在粗端过度到细端的斜平面上，借助形成的负压区，促进天然气与空气混合；芯子借助圆弧完成大径与小径的过渡，降低气体阻力，使得气体流场更稳定。

技术领域

本发明涉及天然气发动机进气系统技术领域，具体涉及一种壁面导流式文丘里混合器。

背景技术

排气再循环(ExhaustGasRecirculation，缩写EGR)，是指内燃机在燃烧后将排出气体的一部分分离出、并导入进气侧使其再度燃烧的技术，主要目的为降低排出气体中的氮氧化物(NOx)与分担部分负荷时可提高燃料消费率。内燃机在燃烧后排出的气体中含氧量极低甚至是没有，此排出气体与吸气混合后会使吸气中氧气浓度降低，因此会产生下列现象：比大气更低的含氧量在燃烧时温度会降低，会抑制氮氧化物(NOx)的产生。燃烧温度降低时，汽缸与燃烧室壁面、活塞表面的热能发散会降低，另外因热解离造成的损失也会有些微降低。

随着排放法规的日趋严格及燃油价格的攀升，EGR技术在发动机上的应用越来越广泛。以往再循环废气在进入气缸前有较长的管路与新鲜空气混合，且引入的循环废气量(EGR率)较低，因此没有专门设计EGR混合器。现在随着EGR技术的改进及成熟，循环废气量(EGR率)越来越大，同时发动机紧凑性的要求使进气管路更短，因此利用传统的方法所获得的再循环废气与新鲜空气的混合均匀性已经无法再满足发动机稳定工作的要求了。

中国专利：燃气发动机用混合器及EGR混合器(申请号201710093556.3)公开了一种天然气发动机的混合器，通过在入口处装有叶轮，然后先混合EGR废气，后混合天然气，EGR废气与天然气通过芯子上的方形气孔进入流道，与空气混合。

该专利具体公开了一种燃气发动机用混合器，包括上下贯通的混合器体，混合器体上端为进气口，下端为出气口，混合器体的进气口处设有扰流体，出气口处设有燃气芯子，扰流体和燃气芯子之间设有EGR芯子，混合器体上设有废气进气口和燃气进气口，EGR芯子与废气进气口连通，EGR芯子用于将废气进气口接入的废气喷入混合器体内。燃气芯子与燃气进气口连通，燃气芯子用于将燃气进气口接入的燃气喷入混合器体内。EGR芯子和燃气芯子结构相同，燃气芯子包括导流环、设置在导流环中的导流柱以及设置于导流环和混合器体内壁之间的通气柱，导流柱、导流环和通气柱横截面均为沿空气流向由大变小的水滴形，导流柱、导流环和通气柱均为中空结构。导流柱、导流环和通气柱上均开设有喷孔，喷孔均匀设置在导流柱、导流环和通气柱的两侧截面最宽处，喷孔所处位置点的切线与空气从上往下的流向平行，且所有喷孔位于同一水平面。两根导流柱垂直相交于导流环的圆心位置并将导流环分隔为均匀的四个部分，四根通气柱将导流环和混合器体之间的空间分隔为均匀的四个部分。

EGR芯子和燃气芯子的其区别在于EGR芯子和燃气芯子安装在混合器体内时两者在水平面具有45°的夹角，其中EGR芯子的通气柱与废气进气口连通，燃气芯子的通气柱与燃气进气口连通。EGR芯子和燃气芯子的导流柱、导流环和通气柱的大小和长度可根据实际应用的需求灵活设置，在本实施例中，EGR芯子上的喷孔更靠下，而燃气芯子的喷孔更靠上。混合器体的内壁环状分布有两圈喷孔，第一圈喷孔与EGR芯子的喷孔位于同一平面，第二圈喷孔与燃气芯子的喷孔位于同一平面。EGR芯子的喷孔和第一圈喷孔均与废气进气口连通，燃气芯子的喷孔和第二圈喷孔均与燃气进气口连通。