双通道进气的高效燃气混合装置的制作方法

1.本实用新型属于混合器技术领域，具体涉及一种双通道进气的高效燃气混合装置。

背景技术：

2.气体发动机的燃气进气方式一般采用预混进气和多点进气，预混进气方式应用较广的气体混合器主要有比例调节式混合器和文丘里喉管式混合器，文丘里混合器具有结构简单，混合效果好等优点，在预混型燃气发动机上有着较为广泛的应用。文丘里混合器的工作原理是将空气通道设计成缩放喷管的形状，而当流体在缩放喷管时，在喉口即管道最小截面处的速度达到最大值，根据伯努利定律，由于此处动压最大，则静压最小，与燃气腔内的燃气形成压力差，从而将低压燃气吸入管腔，进而实现燃气与空气混合的目的；虽然文丘里喉管式混合器结构简单，维护方便，但燃气通过进气间隙进入管腔后，受来流空气作用，燃气多沿管壁流动，很难向管道中心扩展，导致出口处燃气与空气混合极不均匀，影响发动机性能，因此，针对上述问题，有必要进行改进。

技术实现要素：

3.本实用新型解决的技术问题：提供一种双通道进气的高效燃气混合装置，通过优化混合器结构，使燃气采用双通道进气方式与空气混合，解决了单一壁面进气方式下燃气因难以到达管道中心而造成与空气混合不均匀的问题，提高了空气与燃气的混合效果，提升发动机性能，结构简单、设计新颖，混合效果好。
4.本实用新型采用的技术方案：双通道进气的高效燃气混合装置，包括空气进口管、壳体和混合气出口管，所述空气进口管和混合气出口管之间设有位于壳体内的扩压管，且扩压管与混合气出口管轴向位置可调式密封固连，所述壳体右端与扩压管密封后与混合气出口管固定连接，且壳体左端与空气进口管固定连接，所述空气进口管右端的混合器内芯位于壳体内并伸入扩压管设置，所述壳体外壁上设有与燃气管道连通的燃气接口，且壳体内壁和扩压管外壁以及伸入壳体内的空气进口管外壁之间的空腔形成的环形燃气腔与燃气接口连通，所述扩压管左端面和混合器内芯右端面形成的壁面进气间隙与环形燃气腔连通，所述混合器内芯上设有多个一端与环形燃气腔连通而另一端与扩压管内部连通的内芯进气通道，所述环形燃气腔内的燃气分别通过内芯进气通道和壁面进气间隙进入扩压管内部并与空气进口管送入的空气混合后由混合气出口管送出。
5.其中，所述混合器内芯包括环形套、导管和内芯，所述内芯为左端半球型状封口板和右端封口平板通过锥形环圆弧过渡连接而成的一体式中空鱼型状结构，所述内芯位于环形套内部，所述环形套和内芯外圆周壁上均制有与导管数量相同的燃气孔，且两端分别固定于环形套内壁和内芯外部上的多个导管分别与对应端的燃气孔位置对应并连通，所述内芯外壁上均布有多个与内部连通的弧形长槽，且将环形燃气腔和内芯内部连通的导管与将内芯内部和扩压管内部连通的弧形长槽形成了内芯进气通道，所述环形套左端与右端呈缩
口状的空气进口管同心固连，且内芯右端伸入扩压管内部，所述环形套右端面与扩压管左端面之间的间隙为壁面进气间隙，并通过轴向调节扩压管实现壁面进气间隙大小的调节。
6.进一步地，所述壳体左端外圆周壁上固定有左连接法兰，且固定于空气进口管外圆周壁上的空气管法兰与左连接法兰通过螺栓固定连接。
7.进一步地，所述壳体右端外圆周壁上固定有右连接法兰，且固定于混合气出口管左端的混合气管法兰与右连接法兰通过螺栓固定连接，所述右连接法兰和混合气管法兰内壁上均安装有与扩压管外壁接触的密封圈。
8.进一步地，所述扩压管由左端的等径管和右端敞口状的锥形管组成，所述扩压管锥形管右端的等径外圆周壁上固定有连接板，所述连接板与混合气管法兰通过螺栓固定连接，并通过调节连接板与混合气管法兰之间的距离，实现壁面进气间隙大小的调节。
9.本实用新型与现有技术相比的优点：
10.1、本技术方案优化混合器结构，通过在空气进口管右端设置混合器内芯，使燃气分为两路分别经环形套右端面与扩压管左端面之间的壁面进气间隙、将环形燃气腔和内芯内部连通的导管与将内芯内部和扩压管内部连通的弧形长槽形成了的内芯进气通道进入扩压管内，解决了单一壁面进气方式下燃气因难以到达管道中心而造成与空气混合不均匀的问题，提高了空气与燃气的混合效果，提升发动机性能；
11.2、本技术方案设计壁面进气间隙和弧形长槽，较传统进气孔使燃气更加均匀流畅，为空气与燃气混合均匀性提供条件，壁面进气间隙大小调节方便；
12.3、本技术方案采用内芯为左端半球型状封口板和右端封口平板通过锥形环圆弧过渡连接而成的一体式中空鱼型状结构，顶部圆润可降低对空气的流阻，后半部减缩可降低沿程阻力损失，且末端能形成微弱扰流，提高混合效率，在兼顾混合效果的同时能最大程度降低系统压降，防止压降过大而导致增压器出现喘振；
13.4、本技术方案结构简单、设计新颖，工艺性和混合效果好，可靠性高，加工方便，成本低。
附图说明
14.图1为本实用新型结构示意图；
15.图2为图1中a-a剖视图；
16.图3为图2中b-b剖视图。
具体实施方式
17.下面将结合本实用新型实施例中的图1-3，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，所描述的实施例仅仅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。
18.需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括
所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
19.双通道进气的高效燃气混合装置，如图1-2所示，包括空气进口管1、壳体2和混合气出口管3，所述空气进口管1和混合气出口管3之间设有位于壳体2内的扩压管4，且扩压管4与混合气出口管3轴向位置可调式密封固连，所述壳体2右端与扩压管4密封后与混合气出口管3固定连接，且壳体2左端与空气进口管1固定连接，所述空气进口管1右端的混合器内芯5位于壳体2内并伸入扩压管4设置，所述壳体2外壁上设有与燃气管道连通的燃气接口8，且壳体2内壁和扩压管4外壁以及伸入壳体2内的空气进口管1外壁之间的空腔形成的环形燃气腔7与燃气接口8连通，所述扩压管4左端面和混合器内芯5右端面形成的壁面进气间隙6与环形燃气腔7连通，所述混合器内芯5上设有多个一端与环形燃气腔7连通而另一端与扩压管4内部连通的内芯进气通道9，所述环形燃气腔7内的燃气分别通过内芯进气通道9和壁面进气间隙6进入扩压管4内部并与空气进口管1送入的空气混合后由混合气出口管3送出；上述结构中，优化混合器结构，通过在空气进口管1右端设置混合器内芯5，使燃气分为两路进入扩压管内，即采用壁面与内芯同时进气方式，解决了单一壁面进气方式下燃气因难以到达管道中心而造成与空气混合不均匀的问题，提高了空气与燃气的混合效果，提升发动机性能；
20.如图3所示，混合器内芯5的具体结构如下：所述混合器内芯5包括环形套5-1、导管5-2和内芯5-3，所述内芯5-3为左端半球型状封口板和右端封口平板通过锥形环圆弧过渡连接而成的一体式中空鱼型状结构，所述内芯5-3位于环形套5-1内部，所述环形套5-1和内芯5-3外圆周壁上均制有与导管5-2数量相同的燃气孔5-4，且两端分别固定于环形套5-1内壁和内芯5-3外部上的多个导管5-2分别与对应端的燃气孔5-4位置对应并连通，所述内芯5-3外壁上均布有多个与内部连通的弧形长槽5-5，且将环形燃气腔7和内芯5-3内部连通的导管5-2与将内芯5-3内部和扩压管4内部连通的弧形长槽5-5形成了内芯进气通道9，所述环形套5-1左端与右端呈缩口状的空气进口管1同心固连，且内芯5-3右端伸入扩压管4内部，所述环形套5-1右端面与扩压管4左端面之间的间隙为壁面进气间隙6，并通过轴向调节扩压管4实现壁面进气间隙6大小的调节；上述结构中，采用内芯5-3为左端半球型状封口板和右端封口平板通过锥形环圆弧过渡连接而成的一体式中空鱼型状结构，顶部圆润可降低对空气的流阻，后半部减缩可降低沿程阻力损失，且末端能形成微弱扰流，提高混合效率，在兼顾混合效果的同时能最大程度降低系统压降，防止压降过大而导致增压器出现喘振；一股燃气由壁面进气间隙6进入扩压管4，而另一股燃气通过内芯进气通道9进入扩压管4，两股燃气随后在扩压管4的不同位置处与空气混合，随后经混合气出口管3进入增压器，上述燃气双通道进气方式有利于空气与燃气均匀混合；设计壁面进气间隙6和弧形长槽5-5，较传统进气孔使燃气更加均匀流畅，为空气与燃气混合均匀性提供条件，壁面进气间隙6大小调节方便；
21.壳体2与空气进口管1的连接结构如下：所述壳体2左端外圆周壁上固定有左连接法兰2-1，且固定于空气进口管1外圆周壁上的空气管法兰1-1与左连接法兰2-1通过螺栓固定连接。
22.壳体2与混合气出口管3的固定连接结构和与扩压管4的密封结构具体如下：所述壳体2右端外圆周壁上固定有右连接法兰2-2，且固定于混合气出口管3左端的混合气管法兰3-1与右连接法兰2-2通过螺栓固定连接，所述右连接法兰2-2和混合气管法兰3-1内壁上
均安装有与扩压管4外壁接触的密封圈10。
23.扩压管4与混合气出口管3轴向位置可调式的连接结构如下：所述扩压管4由左端的等径管和右端敞口状的锥形管组成，所述扩压管4锥形管右端的等径外圆周壁上固定有连接板4-1，所述连接板4-1与混合气管法兰3-1通过螺栓固定连接，并通过调节连接板4-1与混合气管法兰3-1之间的距离，实现壁面进气间隙6大小的调节。
24.工作原理：发动机运行时带动增压器进气涡轮旋转，使增压器入口形成负压，而混合气出口管3与增压器入口连通，从而由增压器将空气和燃气吸入混合装置内；新鲜空气通过空气进口管1被吸入后进入空气进口管1右端呈缩口状的吼口位置，截面变小流速变快，吼口位置压力降低，在压差的作用下燃气被吸入扩压管4内，燃气与空气在扩压管4处混合，经混合气出口管3进入增压器。
25.本技术方案结构简单、设计新颖，工艺性和混合效果好，可靠性高，加工方便，成本低。
26.对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
27.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

技术特征：

1.双通道进气的高效燃气混合装置，其特征在于：包括空气进口管(1)、壳体(2)和混合气出口管(3)，所述空气进口管(1)和混合气出口管(3)之间设有位于壳体(2)内的扩压管(4)，且扩压管(4)与混合气出口管(3)轴向位置可调式密封固连，所述壳体(2)右端与扩压管(4)密封后与混合气出口管(3)固定连接，且壳体(2)左端与空气进口管(1)固定连接，所述空气进口管(1)右端的混合器内芯(5)位于壳体(2)内并伸入扩压管(4)设置，所述壳体(2)外壁上设有与燃气管道连通的燃气接口(8)，且壳体(2)内壁和扩压管(4)外壁以及伸入壳体(2)内的空气进口管(1)外壁之间的空腔形成的环形燃气腔(7)与燃气接口(8)连通，所述扩压管(4)左端面和混合器内芯(5)右端面形成的壁面进气间隙(6)与环形燃气腔(7)连通，所述混合器内芯(5)上设有多个一端与环形燃气腔(7)连通而另一端与扩压管(4)内部连通的内芯进气通道(9)，所述环形燃气腔(7)内的燃气分别通过内芯进气通道(9)和壁面进气间隙(6)进入扩压管(4)内部并与空气进口管(1)送入的空气混合后由混合气出口管(3)送出。2.根据权利要求1所述的双通道进气的高效燃气混合装置，其特征在于：所述混合器内芯(5)包括环形套(5-1)、导管(5-2)和内芯(5-3)，所述内芯(5-3)为左端半球型状封口板和右端封口平板通过锥形环圆弧过渡连接而成的一体式中空鱼型状结构，所述内芯(5-3)位于环形套(5-1)内部，所述环形套(5-1)和内芯(5-3)外圆周壁上均制有与导管(5-2)数量相同的燃气孔(5-4)，且两端分别固定于环形套(5-1)内壁和内芯(5-3)外部上的多个导管(5-2)分别与对应端的燃气孔(5-4)位置对应并连通，所述内芯(5-3)外壁上均布有多个与内部连通的弧形长槽(5-5)，且将环形燃气腔(7)和内芯(5-3)内部连通的导管(5-2)与将内芯(5-3)内部和扩压管(4)内部连通的弧形长槽(5-5)形成了内芯进气通道(9)，所述环形套(5-1)左端与右端呈缩口状的空气进口管(1)同心固连，且内芯(5-3)右端伸入扩压管(4)内部，所述环形套(5-1)右端面与扩压管(4)左端面之间的间隙为壁面进气间隙(6)，并通过轴向调节扩压管(4)实现壁面进气间隙(6)大小的调节。3.根据权利要求1所述的双通道进气的高效燃气混合装置，其特征在于：所述壳体(2)左端外圆周壁上固定有左连接法兰(2-1)，且固定于空气进口管(1)外圆周壁上的空气管法兰(1-1)与左连接法兰(2-1)通过螺栓固定连接。4.根据权利要求1所述的双通道进气的高效燃气混合装置，其特征在于：所述壳体(2)右端外圆周壁上固定有右连接法兰(2-2)，且固定于混合气出口管(3)左端的混合气管法兰(3-1)与右连接法兰(2-2)通过螺栓固定连接，所述右连接法兰(2-2)和混合气管法兰(3-1)内壁上均安装有与扩压管(4)外壁接触的密封圈(10)。5.根据权利要求4所述的双通道进气的高效燃气混合装置，其特征在于：所述扩压管(4)由左端的等径管和右端敞口状的锥形管组成，所述扩压管(4)锥形管右端的等径外圆周壁上固定有连接板(4-1)，所述连接板(4-1)与混合气管法兰(3-1)通过螺栓固定连接，并通过调节连接板(4-1)与混合气管法兰(3-1)之间的距离，实现壁面进气间隙(6)大小的调节。

技术总结

提供一种双通道进气的高效燃气混合装置，在空气进口管和混合气出口管之间设有位于壳体内的扩压管，扩压管与混合气出口管轴向位置可调式密封固连，空气进口管右端的混合器内芯位于壳体内并伸入扩压管设置，壳体外壁上设有与燃气管道连通的燃气接口，且壳体内壁和扩压管外壁以及伸入壳体内的空气进口管外壁之间的空腔形成的环形燃气腔与燃气接口连通，扩压管左端面和混合器内芯右端面形成的壁面进气间隙与环形燃气腔连通，混合器内芯上设有多个一端与环形燃气腔连通而另一端与扩压管内部连通的内芯进气通道。本实用新型解决了单一壁面进气方式下燃气因难以到达管道中心而造成与空气混合不均匀的问题，提高了空气与燃气的混合效果，提升发动机性能。提升发动机性能。提升发动机性能。