本發(fā)明涉及一種流體混合器，尤其涉及一種多流體混合器，具體適用于提高混合效率和混合均勻性。

背景技術(shù)：

目前，面對(duì)日趨嚴(yán)峻的環(huán)境危機(jī)，各國(guó)對(duì)排放法規(guī)的要求越來(lái)越嚴(yán)格，低排放是內(nèi)燃機(jī)發(fā)展的主要方向。egr作為降低內(nèi)燃機(jī)nox排放的有效機(jī)內(nèi)凈化措施，也是燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)低排放的重要技術(shù)之一。在燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)中，egr、燃?xì)馀c新鮮充量的混合均勻性對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能至關(guān)重要。因此，通常會(huì)增加混合器裝置以強(qiáng)化燃?xì)?、egr與新鮮充量的混合效率，達(dá)到較好的混合均勻性。

中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)為cn105003361a，公開(kāi)日為2015年10月28日的發(fā)明專(zhuān)利公開(kāi)了一種集成egr混合器，包括：egr閥座部，其頂端具有egr閥安裝法蘭，該egr閥座部的側(cè)壁開(kāi)設(shè)有廢氣入口；以及混合及擾流部，其與所述egr閥座部一體成型，該混合及擾流部的一側(cè)為燃?xì)饣旌掀鬟M(jìn)氣側(cè)；該混合及擾流部的另一側(cè)為發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣接管出氣側(cè)；所述燃?xì)饣旌掀鬟M(jìn)氣側(cè)與發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣接管出氣側(cè)之間設(shè)置有混合擾流腔，該混合擾流腔的上游為混合腔，該混合腔內(nèi)設(shè)置有混合芯，混合芯的外周側(cè)具有廢氣環(huán)槽，該廢氣環(huán)槽通過(guò)廢氣流道與egr閥座部的廢氣入口連通；該混合擾流腔的下游為擾流腔。雖然該發(fā)明能使egr氣體有效混合，但其仍存在以下缺陷：

1、該發(fā)明只能實(shí)現(xiàn)兩種氣體的混合，不能夠適用于采用egr的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)。

2、該發(fā)明設(shè)置雙橫梁混合結(jié)構(gòu)雖然在混合腔后設(shè)置擾流腔，但是由于其混合不同步，其混合均勻度仍然無(wú)法滿(mǎn)足燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的混合需求，而且該發(fā)明集成度較低，制造工藝復(fù)雜、可靠性低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的集成度低、混合效果差的問(wèn)題，提供了一種高集成度、混合效果優(yōu)的多流體混合器。

為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：

一種多流體混合器，包括混氣座和混合芯，所述混合芯設(shè)置于混氣座內(nèi)部；

所述混氣座包括頂板和底板，所述頂板與底板之間同軸設(shè)置有外腔壁、中腔壁和內(nèi)腔壁，所述外腔壁與中腔壁之間形成有第一流體腔，所述中腔壁與內(nèi)腔壁之間形成有第二流體腔，所述內(nèi)腔壁內(nèi)為混氣腔，所述外腔壁上設(shè)置有第一流體進(jìn)氣口和第二流體進(jìn)氣口，所述第一流體進(jìn)氣口與第一流體腔相通，所述第二流體進(jìn)氣口與第二流體腔相通；

所述混合芯包括中部支座、第一流體混氣葉片和第二流體混氣葉片，所述第一流體混氣葉片的一端與中部支座的外壁固定連接，所述第一流體混氣葉片22的另一端穿過(guò)內(nèi)腔壁后與中腔壁固定連接，所述第二流體混氣葉片的一端與中部支座的外壁固定連接，所述第二流體混氣葉片的另一端與內(nèi)腔壁固定連接；

所述第一流體混氣葉片為中空結(jié)構(gòu)，第一流體混氣葉片內(nèi)形成有第一流體葉片腔，所述第一流體葉片腔與第一流體腔相通，所述中部支座與內(nèi)腔壁之間的第一流體葉片腔的腔壁上開(kāi)設(shè)有多個(gè)第一混氣孔；

所述第二流體混氣葉片為中空結(jié)構(gòu)，第二流體混氣葉片23內(nèi)形成有第二流體葉片腔，所述第二流體葉片腔與第二流體腔相通，所述第二流體葉片腔的腔壁上開(kāi)設(shè)有多個(gè)第二混氣孔。

所述中部支座為圓管結(jié)構(gòu)，所述第一流體混氣葉片與第二流體混氣葉片均布于中部支座的外圓周上。

所述中部支座的管壁內(nèi)開(kāi)設(shè)有第一流體中混腔，所述第一流體中混腔通過(guò)第一流體葉片腔與第一流體腔相通。

所述第一流體混氣葉片與第二流體混氣葉片數(shù)量的和大于等于三片。

所述第一流體混氣葉片與第二流體混氣葉片數(shù)量的和為六片。

所述第一流體混氣葉片與頂板之間的夾角等于第二流體混氣葉片與頂板之間的夾角，所述第一流體混氣葉片與頂板之間的夾角為30度–80度。

所述第一流體混氣葉片與頂板之間的夾角為60度。

所述第一流體混氣葉片的橫截面形狀與第二流體混氣葉片的橫截面形狀相同，所述第一流體混氣葉片從頂板側(cè)到底板側(cè)厚度逐漸變厚，所述頂板處為主流體流入處，所述底板處為主流體流出處。

所述第一流體葉片腔的上、下兩側(cè)的腔壁均開(kāi)設(shè)有第一混氣孔，所述第二流體葉片腔的上、下兩側(cè)的腔壁均開(kāi)設(shè)有第二混氣孔。

所述第一流體進(jìn)氣口的開(kāi)口面積大于等于多個(gè)第一混氣孔開(kāi)孔總面積的和，所述第二流體進(jìn)氣口的開(kāi)口面積大于等于多個(gè)第二混氣孔開(kāi)孔總面積的和。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

1、本發(fā)明一種多流體混合器中將三種流體在一個(gè)混合器中完成混合，結(jié)構(gòu)緊湊、集成度高，有效提高了混合器的可靠性，能夠滿(mǎn)足采用erg的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的混氣需求。因此，本設(shè)計(jì)能夠在一個(gè)混合氣中完成三種流體的混合，混合器結(jié)構(gòu)緊湊、集成度高。

2、本發(fā)明一種多流體混合器中的混氣座采用雙層環(huán)形進(jìn)氣腔的結(jié)構(gòu)，將第一流體腔套設(shè)于第二流體腔外，第二流體腔內(nèi)設(shè)置混氣腔，為混氣芯的葉片布置提供了良好的基礎(chǔ)，使第一流體混氣葉片和第二流體混氣葉片能夠在同一平面內(nèi)沿圓周均勻布置，有效提高混合器的混合均勻性。因此，本設(shè)計(jì)的混氣座結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)巧妙，混合均勻性高。

3、本發(fā)明一種多流體混合器中的混合芯采用類(lèi)似于電扇葉片的結(jié)構(gòu)布置，在同一平面圓周上間隔布置第一流體混氣葉片與第二流體混氣葉片，將主流體分散為幾個(gè)部分，同時(shí)使主流體的氣流方向在混合芯處發(fā)生變化，然后再使第一混氣孔與第二混氣孔出來(lái)的第一流體、第二流體與主流體三者能夠同時(shí)混合，使氣體混合的均勻更高，有效提高混合效果。因此，本設(shè)計(jì)的混合芯能夠有效分散氣流，提高混合效果。

4、本發(fā)明一種多流體混合器中的中部支座為圓管結(jié)構(gòu)，能夠是流到混合芯中部的流體順利通過(guò)，通過(guò)的氣流與下方旋轉(zhuǎn)的氣流相混合，在減小流體阻力的同時(shí)，有效提高混合均勻性。因此，本設(shè)計(jì)的流體阻力適中，流體混合均勻。

5、本發(fā)明一種多流體混合器中中部支座的管壁內(nèi)開(kāi)設(shè)有第一流體中混腔，第一流體中混腔通過(guò)第一流體葉片腔與第一流體腔相通，這樣的設(shè)計(jì)能夠均勻第一流體在各腔內(nèi)的壓力使第一流體的輸出更加均勻。因此，本設(shè)計(jì)流體腔內(nèi)壓力均勻，混合可靠性高。

6、本發(fā)明一種多流體混合器中所述第一流體混氣葉片與頂板之間的夾角等于第二流體混氣葉片與頂板之間的夾角，當(dāng)?shù)谝涣黧w混氣葉片與頂板之間的夾角角度越大時(shí)，葉片導(dǎo)流作用越小，主流體產(chǎn)生的渦流越小，混合效果變差，但是阻力小；當(dāng)?shù)谝涣黧w混氣葉片與頂板之間的夾角角度越小時(shí)，葉片導(dǎo)流作用越強(qiáng)，產(chǎn)生的渦輪越大，混合效果越好，但是阻力增加；當(dāng)?shù)谝涣黧w混氣葉片與頂板之間的夾角為30度–80度時(shí)，混合效果較好，最佳混合角度為60度。因此，本設(shè)計(jì)的葉片設(shè)置具有一定的傾斜角度，有利于主流體產(chǎn)生的渦流，提高混合效果。

7、本發(fā)明一種多流體混合器中第一流體混氣葉片的橫截面形狀與第二流體混氣葉片的橫截面形狀相同，兩者均采用上窄下寬的設(shè)計(jì)，不僅便于分流，而且能夠使主流體產(chǎn)生更大的渦流。因此，本設(shè)計(jì)的葉片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅有利于分流，而且能夠增強(qiáng)主流體的旋轉(zhuǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是圖1中混合芯的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是圖1中混氣座的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是圖1中第一流體混氣葉片的剖視圖。

圖中：混氣座1、頂板11、底板12、外腔壁13、中腔壁14、內(nèi)腔壁15、混合芯2、中部支座21、第一流體混氣葉片22、第二流體混氣葉片23、第一流體腔3、第一流體進(jìn)氣口31、第一流體葉片腔32、第一混氣孔33、第一流體中混腔34、第二流體腔4、第二流體進(jìn)氣口41、第二流體葉片腔42、第二混氣孔43、混氣腔5。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖說(shuō)明和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

參見(jiàn)圖1至圖4，一種多流體混合器，包括混氣座1和混合芯2，所述混合芯2設(shè)置于混氣座1內(nèi)部；

所述混氣座1包括頂板11和底板12，所述頂板11與底板12之間同軸設(shè)置有外腔壁13、中腔壁14和內(nèi)腔壁15，所述外腔壁13與中腔壁14之間形成有第一流體腔3，所述中腔壁14與內(nèi)腔壁15之間形成有第二流體腔4，所述內(nèi)腔壁15內(nèi)為混氣腔5，所述外腔壁13上設(shè)置有第一流體進(jìn)氣口31和第二流體進(jìn)氣口41，所述第一流體進(jìn)氣口31與第一流體腔3相通，所述第二流體進(jìn)氣口41與第二流體腔4相通；

所述混合芯2包括中部支座21、第一流體混氣葉片22和第二流體混氣葉片23，所述第一流體混氣葉片22的一端與中部支座21的外壁固定連接，所述第一流體混氣葉片22的另一端穿過(guò)內(nèi)腔壁15后與中腔壁14固定連接，所述第二流體混氣葉片23的一端與中部支座21的外壁固定連接，所述第二流體混氣葉片23的另一端與內(nèi)腔壁15固定連接；

所述第一流體混氣葉片22為中空結(jié)構(gòu)，第一流體混氣葉片22內(nèi)形成有第一流體葉片腔32，所述第一流體葉片腔32與第一流體腔3相通，所述中部支座21與內(nèi)腔壁15之間的第一流體葉片腔32的腔壁上開(kāi)設(shè)有多個(gè)第一混氣孔33；

所述第二流體混氣葉片23為中空結(jié)構(gòu)，第二流體混氣葉片23內(nèi)形成有第二流體葉片腔42，所述第二流體葉片腔42與第二流體腔4相通，所述第二流體葉片腔42的腔壁上開(kāi)設(shè)有多個(gè)第二混氣孔43。

所述中部支座21為圓管結(jié)構(gòu)，所述第一流體混氣葉片22與第二流體混氣葉片23均布于中部支座21的外圓周上。

所述中部支座21的管壁內(nèi)開(kāi)設(shè)有第一流體中混腔34，所述第一流體中混腔34通過(guò)第一流體葉片腔32與第一流體腔3相通。

所述第一流體混氣葉片22與第二流體混氣葉片23數(shù)量的和大于等于三片。

所述第一流體混氣葉片22與第二流體混氣葉片23數(shù)量的和為六片。

所述第一流體混氣葉片22與頂板11之間的夾角等于第二流體混氣葉片23與頂板11之間的夾角，所述第一流體混氣葉片22與頂板11之間的夾角為30度–80度。

所述第一流體混氣葉片22與頂板11之間的夾角為60度。

所述第一流體混氣葉片22的橫截面形狀與第二流體混氣葉片23的橫截面形狀相同，所述第一流體混氣葉片22從頂板11側(cè)到底板12側(cè)厚度逐漸變厚，所述頂板11處為主流體流入處，所述底板12處為主流體流出處。

所述第一流體葉片腔32的上、下兩側(cè)的腔壁均開(kāi)設(shè)有第一混氣孔33，所述第二流體葉片腔42的上、下兩側(cè)的腔壁均開(kāi)設(shè)有第二混氣孔43。

所述第一流體進(jìn)氣口31的開(kāi)口面積大于等于多個(gè)第一混氣孔33開(kāi)孔總面積的和，所述第二流體進(jìn)氣口41的開(kāi)口面積大于等于多個(gè)第二混氣孔43開(kāi)孔總面積的和。

本發(fā)明的原理說(shuō)明如下：

egr廢氣再循環(huán)系統(tǒng)（exhaustgasrecirculation）簡(jiǎn)稱(chēng)egr，是將柴油機(jī)或汽油機(jī)產(chǎn)生的廢氣的一小部分再送回氣缸。再循環(huán)廢氣由于具有惰性將會(huì)延緩燃燒過(guò)程，也就是說(shuō)燃燒速度將會(huì)放慢從而導(dǎo)致燃燒室中的壓力形成過(guò)程放慢，這就是氮氧化合物會(huì)減少的主要原因。另外，提高廢氣再循環(huán)率會(huì)使總的廢氣流量（massflow）減少，因此廢氣排放中總的污染物輸出量將會(huì)相對(duì)減少。egr系統(tǒng)的任務(wù)就是使廢氣的再循環(huán)量在每一個(gè)工作點(diǎn)都達(dá)到最佳狀況，從而使燃燒過(guò)程始終處于最理想的情況，最終保證排放物中的污染成份最低。

本設(shè)計(jì)的主流體、第一流體與、第二流體三者之間的混合存在一定的比例關(guān)系，三者按照適當(dāng)?shù)谋壤旌喜拍苓m合于發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒需要。對(duì)于比例的調(diào)節(jié)可以采用一下方式：

1、調(diào)節(jié)第一流體混氣葉片22與第二流體混氣葉片23的數(shù)量比。第一流體混氣葉片22與第二流體混氣葉片23盡量間隔分布，這樣能夠提高混合均勻度。

2、調(diào)節(jié)第一流體混氣葉片22與第二流體混氣葉片23上的開(kāi)孔數(shù)量或開(kāi)孔大?。灰部刹捎脻u變孔。

3、在內(nèi)腔壁15和/或第一流體中混腔34的腔壁上開(kāi)孔。

本設(shè)計(jì)的第一流體混氣葉片22和第二流體混氣葉片23既可以采用雙側(cè)開(kāi)孔的設(shè)計(jì)，也可以采用單側(cè)開(kāi)孔的設(shè)計(jì)，但是雙側(cè)開(kāi)孔混合效果更好。

實(shí)施例1：

一種多流體混合器，包括混氣座1和混合芯2，所述混合芯2設(shè)置于混氣座1內(nèi)部，所述混氣座1包括頂板11和底板12，所述頂板11與底板12之間同軸設(shè)置有外腔壁13、中腔壁14和內(nèi)腔壁15，所述外腔壁13與中腔壁14之間形成有第一流體腔3，所述中腔壁14與內(nèi)腔壁15之間形成有第二流體腔4，所述內(nèi)腔壁15內(nèi)為混氣腔5，所述外腔壁13上設(shè)置有第一流體進(jìn)氣口31和第二流體進(jìn)氣口41，所述第一流體進(jìn)氣口31與第一流體腔3相通，所述第二流體進(jìn)氣口41與第二流體腔4相通；所述混合芯2包括中部支座21、第一流體混氣葉片22和第二流體混氣葉片23，所述第一流體混氣葉片22的一端與中部支座21的外壁固定連接，所述第一流體混氣葉片22的另一端穿過(guò)內(nèi)腔壁15后與中腔壁14固定連接，所述第二流體混氣葉片23的一端與中部支座21的外壁固定連接，所述第二流體混氣葉片23的另一端與內(nèi)腔壁15固定連接；所述第一流體混氣葉片22為中空結(jié)構(gòu)，第一流體混氣葉片22內(nèi)形成有第一流體葉片腔32，所述第一流體葉片腔32與第一流體腔3相通，所述中部支座21與內(nèi)腔壁15之間的第一流體葉片腔32的腔壁上開(kāi)設(shè)有多個(gè)第一混氣孔33；所述第二流體混氣葉片23為中空結(jié)構(gòu)，第二流體混氣葉片23內(nèi)形成有第二流體葉片腔42，所述第二流體葉片腔42與第二流體腔4相通，所述第二流體葉片腔42的腔壁上開(kāi)設(shè)有多個(gè)第二混氣孔43；所述第一流體混氣葉片22與第二流體混氣葉片23數(shù)量的和大于等于三片；所述第一流體混氣葉片22與頂板11之間的夾角等于第二流體混氣葉片23與頂板11之間的夾角，所述第一流體混氣葉片22與頂板11之間的夾角為30度–80度。

實(shí)施例2：

實(shí)施例2與實(shí)施例1基本相同，其不同之處在于：

所述中部支座21為圓管結(jié)構(gòu)，所述第一流體混氣葉片22與第二流體混氣葉片23均布于中部支座21的外圓周上；所述第一流體混氣葉片22與第二流體混氣葉片23數(shù)量的和為六片；所述第一流體混氣葉片22與頂板11之間的夾角為60度；所述第一流體葉片腔32的上、下兩側(cè)的腔壁均開(kāi)設(shè)有第一混氣孔33，所述第二流體葉片腔42的上、下兩側(cè)的腔壁均開(kāi)設(shè)有第二混氣孔43。

實(shí)施例3：

實(shí)施例3與實(shí)施例2基本相同，其不同之處在于：

所述中部支座21的管壁內(nèi)開(kāi)設(shè)有第一流體中混腔34，所述第一流體中混腔34通過(guò)第一流體葉片腔32與第一流體腔3相通；所述第一流體混氣葉片22的橫截面形狀與第二流體混氣葉片23的橫截面形狀相同，所述第一流體混氣葉片22從頂板11側(cè)到底板12側(cè)厚度逐漸變厚，所述頂板11處為主流體流入處，所述底板12處為主流體流出處。

實(shí)施例4：

實(shí)施例4與實(shí)施例3基本相同，其不同之處在于：

所述第一流體進(jìn)氣口31的開(kāi)口面積大于等于多個(gè)第一混氣孔33開(kāi)孔總面積的和，所述第二流體進(jìn)氣口41的開(kāi)口面積大于等于多個(gè)第二混氣孔43開(kāi)孔總面積的和。