本發(fā)明屬于燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)混合氣體領(lǐng)域，具體涉及一種混合器。

背景技術(shù)：
燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)中的混合器，是將天然氣和空氣充分混合形成可燃混合氣供給發(fā)動(dòng)機(jī)。混合器應(yīng)能將空氣和天然氣充分、均勻的混合。如圖9～圖11所示，專(zhuān)利號(hào)為“ZL201220347243.9”、專(zhuān)利名稱(chēng)為“混合器總成”的專(zhuān)利，公開(kāi)的混合器包括混合器體、設(shè)于混合器體中的混合器芯子和四只淚滴型支管，空氣進(jìn)入混合器的時(shí)候，按照運(yùn)動(dòng)學(xué)的原理，空氣通過(guò)淚滴型支管外表產(chǎn)生一種擾動(dòng)，可以使從芯子小孔里面出來(lái)的燃?xì)饽軌蚋鶆虻幕旌?。如果空氣與燃?xì)馔耆旌暇鶆?，混合均勻度?yīng)該為1，通過(guò)分析計(jì)算，上述專(zhuān)利的混合器混合均勻度約為76％，距離完全混合均勻還有很大的差距，而空氣與燃?xì)饣旌喜痪鶆蛉菀自斐扇細(xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)怠速不穩(wěn)、積炭、燃燒不充分、乏力等故障，現(xiàn)急需一種混合均勻度更高，混合效果更好的混合器。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是解決上述問(wèn)題，提供一種可使天然氣與空氣混合均勻度更高的混合器。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種混合器，包括混合器體和設(shè)置在混合器體空氣進(jìn)氣口和混合氣出氣口間的導(dǎo)流體，所述導(dǎo)流體包括導(dǎo)流環(huán)和設(shè)置在導(dǎo)流環(huán)中的導(dǎo)流柱，導(dǎo)流環(huán)和導(dǎo)流柱上均設(shè)有將天然氣噴到混合器體中的若干天然氣噴孔。優(yōu)選地，所述混合器體混合氣出氣口處設(shè)有擾流體，擾流體包括擾流環(huán)和傾斜設(shè)置在擾流環(huán)和混合器體內(nèi)壁之間的擾流片。優(yōu)選地，所述擾流片將擾流環(huán)和混合器體之間的空間分隔為均勻的六個(gè)部分。優(yōu)選地，所述混合器體空氣進(jìn)氣口處設(shè)有收縮環(huán)，收縮環(huán)的內(nèi)徑沿空氣流向逐漸變大。優(yōu)選地，所述導(dǎo)流環(huán)和導(dǎo)流柱均為中空，導(dǎo)流柱和導(dǎo)流環(huán)均彼此相通。優(yōu)選地，所述導(dǎo)流柱相交于導(dǎo)流環(huán)的圓心位置并將導(dǎo)流環(huán)分隔為均勻的三個(gè)部分。優(yōu)選地，所述混合器體的側(cè)面設(shè)有天然氣進(jìn)氣口，導(dǎo)流環(huán)與天然氣進(jìn)氣口相通。優(yōu)選地，所述導(dǎo)流環(huán)和導(dǎo)流柱的橫截面均為沿空氣流向由大變小的水滴形。優(yōu)選地，所述天然氣噴孔均勻設(shè)置在導(dǎo)流環(huán)和導(dǎo)流柱的兩側(cè)，且所有天然氣噴孔位于同一水平面。優(yōu)選地，所述天然氣噴孔所處位置點(diǎn)的切線(xiàn)與空氣流向平行。本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明所提供的混合器，導(dǎo)流環(huán)、導(dǎo)流柱和混合器體內(nèi)壁形成 多個(gè)類(lèi)似于文丘里管的結(jié)構(gòu)，使空氣流過(guò)導(dǎo)流體的時(shí)候?qū)μ烊粴鈬娍姿鶉姵龅奶烊粴猱a(chǎn)生一定的吸力，增加天然氣的動(dòng)能，使天然氣和空氣混合更加均勻，混合器體混合氣出氣口處設(shè)置的擾流體進(jìn)一步提升混合均勻度，最終該混合器天然氣和空氣的混合均勻度約為95％，極大的提高了混合均勻度，提高了發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣均勻性，提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力，減少了因空氣與燃?xì)饣旌喜痪鶆虍a(chǎn)生的各種故障，在同樣的輸出功率下，降低了天然氣的消耗，節(jié)約了能源，該混合器更加的經(jīng)濟(jì)適用。附圖說(shuō)明圖1是本發(fā)明混合器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明混合器的俯視圖；圖3是圖2的A-A的剖視圖；圖4是圖2的B-B的剖視圖；圖5是本發(fā)明出氣體的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本發(fā)明收縮環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是本發(fā)明擾流體的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8是本發(fā)明擾流體的俯視圖；圖9是專(zhuān)利號(hào)為“ZL201220347243.9”的混合器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖10是專(zhuān)利號(hào)為“ZL201220347243.9”的混合器的俯視圖；圖11是圖10的A-A的剖視圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明：1、導(dǎo)流環(huán)；2、導(dǎo)流柱；3、天然氣進(jìn)氣口；4、收縮環(huán)；5、進(jìn)氣體；6、出氣體；7、擾流環(huán)；8、擾流片；9、擾流體外環(huán)；10、銷(xiāo)釘。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明：如圖1～圖8所示，本發(fā)明的混合器，包括混合器體、導(dǎo)流體和擾流體，混合器體為具有空氣進(jìn)氣口和混合氣出氣口的中空結(jié)構(gòu)，導(dǎo)流體和擾流體均安裝在混合器體內(nèi)部，導(dǎo)流體位于空氣進(jìn)氣口和混合氣出氣口之間，用于噴射天然氣，并對(duì)從空氣進(jìn)氣口進(jìn)入的空氣起導(dǎo)向作用；擾流體位于混合器體混合氣出氣口處，順著空氣流向位于導(dǎo)流體的下方，用于進(jìn)一步擾亂混合氣體，提升空氣與燃?xì)獾幕旌暇鶆蚨?。?dǎo)流體包括導(dǎo)流環(huán)1和設(shè)置在導(dǎo)流環(huán)1中的導(dǎo)流柱2，導(dǎo)流柱2相交于導(dǎo)流環(huán)1的圓心位置并將導(dǎo)流環(huán)1分隔為均勻的三個(gè)部分，導(dǎo)流環(huán)1和導(dǎo)流柱2上均設(shè)有將天然氣噴到混 合器體中的若干天然氣噴孔，導(dǎo)流環(huán)1和導(dǎo)流柱2均為中空且彼此相通。混合器體的側(cè)面設(shè)有天然氣進(jìn)氣口3，天然氣進(jìn)氣口3與導(dǎo)流環(huán)1相通，由天然氣進(jìn)氣口3進(jìn)入的天然氣首先進(jìn)入導(dǎo)流環(huán)1，部分天然氣通過(guò)導(dǎo)流環(huán)1上的天然氣噴孔進(jìn)入混合器體，剩余的天然氣再通過(guò)導(dǎo)流環(huán)1進(jìn)入導(dǎo)流柱2，最后從導(dǎo)流柱2上的天然氣噴孔進(jìn)入混合器體。導(dǎo)流環(huán)1和導(dǎo)流柱2的橫截面均為沿空氣流向由大變小的水滴形，導(dǎo)流環(huán)1和導(dǎo)流柱2以及導(dǎo)流環(huán)1和混合器體內(nèi)壁組成多個(gè)類(lèi)似于文丘里管的結(jié)構(gòu)，當(dāng)空氣流過(guò)導(dǎo)流環(huán)1和導(dǎo)流柱2組成的導(dǎo)流體時(shí)，空氣受到擠壓，流速增快，更快的流速更利于天然氣和空氣的混合。天然氣噴孔均勻設(shè)置在導(dǎo)流環(huán)1和導(dǎo)流柱2的兩側(cè)，天然氣噴孔所處位置點(diǎn)的切線(xiàn)與空氣流向平行，即天然氣噴孔設(shè)于導(dǎo)流環(huán)1和導(dǎo)流柱2橫截面最寬的地方，且所有天然氣噴孔位于同一水平面，由于文丘里效應(yīng)的作用，天然氣噴孔所處的位置空氣流速增加，在該位置同時(shí)產(chǎn)生低壓，對(duì)天然氣噴孔中的天然氣產(chǎn)生吸附作用，增加了天然氣的動(dòng)能，使空氣和天然氣的混合更加均勻。擾流體包括擾流環(huán)7和傾斜設(shè)置在擾流環(huán)7和混合器體內(nèi)壁之間的擾流片8，擾流片8的一端與擾流環(huán)7的外壁相連，另一端與混合器體內(nèi)壁相連，擾流片8的數(shù)量為六，六片擾流片8將擾流環(huán)7和混合器體之間的環(huán)形空間分隔為均勻的六個(gè)部分，混合氣體流經(jīng)擾流環(huán)7和擾流片8被進(jìn)一步打亂混合?；旌掀黧w空氣進(jìn)氣口處設(shè)有收縮環(huán)4，收縮環(huán)4的內(nèi)徑沿空氣流向逐漸變大，混合器體空氣進(jìn)氣口進(jìn)入的空氣順著收縮環(huán)4進(jìn)入混合器體；收縮環(huán)4可看作一段較短的變徑管，混合器通過(guò)更換不同大小的收縮環(huán)4可以非常容易地與不同大小的進(jìn)口管道匹配。在實(shí)際的生產(chǎn)中，為了方便加工，混合器由澆鑄工藝制得的各部件拼接組成，主要包括進(jìn)氣體5和出氣體6，進(jìn)氣體5中包括部分的導(dǎo)流環(huán)1和導(dǎo)流柱2，出氣體6中包括部分的導(dǎo)流環(huán)1和導(dǎo)流柱2，當(dāng)進(jìn)氣體5和出氣體6相連時(shí)，氣體5中部分的導(dǎo)流環(huán)1和導(dǎo)流柱2與出氣體6中部分的導(dǎo)流環(huán)1和導(dǎo)流柱2組成完整的導(dǎo)流環(huán)1和導(dǎo)流柱2，收縮環(huán)4安裝在進(jìn)氣體5的進(jìn)氣口處。進(jìn)氣體5和出氣體6通過(guò)四根螺釘相連，在連接的過(guò)程中為了方便定位，進(jìn)氣體5與出氣體6相連的一端設(shè)有兩個(gè)銷(xiāo)孔，出氣體6在相應(yīng)部位也設(shè)有兩個(gè)銷(xiāo)孔，兩個(gè)銷(xiāo)釘10分別安裝在銷(xiāo)孔中對(duì)進(jìn)氣體5和出氣體6進(jìn)行定位。擾流體為一體成型，包括擾流環(huán)7、擾流片8和擾流體外環(huán)9，擾流環(huán)7和擾流體外環(huán)9為同心圓環(huán)且擾流環(huán)7位于擾流體外環(huán)9內(nèi)，擾流片8的一端與擾流環(huán)7外壁相連，另一 端與擾流體外環(huán)9內(nèi)壁相連，擾流體外環(huán)9外壁與出氣體6的內(nèi)壁貼合；部分空氣沿著混合器體內(nèi)壁流動(dòng)的過(guò)程中幾乎很少和天然氣發(fā)生混合，如果讓這部分氣體通過(guò)混合氣出氣口排除的話(huà)則會(huì)降低混合均勻度，擾流體外環(huán)9上部的內(nèi)徑沿混合氣體的氣體流向逐漸縮小，沿著混合器體內(nèi)壁流動(dòng)的這部分氣體流動(dòng)到擾流體外環(huán)9時(shí)受阻，在斜面的作用下可使受阻的氣體產(chǎn)生回流并進(jìn)行二次混合，進(jìn)一步提升混合均勻度。如果不考慮加工的原因，擾流體外環(huán)9可看作混合器體內(nèi)壁的一部分，擾流片8直接與混合器體內(nèi)壁相連。進(jìn)氣體5設(shè)有銷(xiāo)孔的一端還設(shè)有環(huán)形凹槽，該凹槽中設(shè)有密封圈用于保證進(jìn)氣體5與出氣體6連接的氣密性；為了保證混合器體與外部裝置相連的氣密性，在空氣進(jìn)氣口和混合氣出氣口附近也分別設(shè)有密封圈，空氣進(jìn)氣口附近的密封圈設(shè)于收縮環(huán)4與進(jìn)氣體5所形成的環(huán)形凹槽中，混合氣出氣口附近的密封圈設(shè)于擾流體與出氣體6所形成的環(huán)形凹槽中。對(duì)本發(fā)明的混合器的混合均勻性進(jìn)行分析運(yùn)算，評(píng)估天然氣和空氣在混合器中的混合情況，分析計(jì)算使用SolidWorks、UG等三維制圖軟件生成三維模型，通過(guò)轉(zhuǎn)換成*.igs或*.step格式的文件導(dǎo)入ANSYS中，使用Workbench劃分出空氣和天然氣的流域，使用ICEMCFD生成網(wǎng)格，最終使用FLUENT進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算模型使用的湍流模型為k-ε兩方程湍流模型，近壁面處采用壁面函數(shù)法。計(jì)算采用穩(wěn)態(tài)計(jì)算，空氣入口、燃?xì)馊肟诙冀o定恒定質(zhì)量流量邊界，出口設(shè)置為恒定壓力邊界，其中空氣成份設(shè)定為由75％氮?dú)夂?5％氧氣組成，天然氣成份設(shè)定為由100％的甲烷組成。本次分析計(jì)算采用面積加權(quán)的燃?xì)怏w積含量分布均勻度作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，如果空氣和燃?xì)馔耆旌暇鶆?，這個(gè)值應(yīng)為1，即均勻度b越接近1，說(shuō)明天然氣和空氣混合得越均勻：其中，a為燃?xì)怏w積含量平均值：ai為各點(diǎn)燃?xì)怏w積含量；si為測(cè)量面上各點(diǎn)。采用不同的邊界條件(即不同排量的發(fā)動(dòng)機(jī)的外特性數(shù)據(jù))進(jìn)行分析計(jì)算，所得的混合均勻度b如表1所示：表1由上表可知，本發(fā)明的混合器天然氣和空氣的混合均勻度與不同的邊界條件有關(guān)，但至少為0.9409，混合均勻度最好的已經(jīng)非常接近1，相對(duì)于原混合器混合均勻度(約為0.766)有了極大提升，而且本發(fā)明混合器的混合均勻度在行業(yè)內(nèi)也達(dá)到了頂尖的水平。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會(huì)意識(shí)到，這里所述的實(shí)施例是為了幫助讀者理解本發(fā)明的原理，應(yīng)被理解為本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于這樣的特別陳述和實(shí)施例。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以根據(jù)本發(fā)明公開(kāi)的這些技術(shù)啟示做出各種不脫離本發(fā)明實(shí)質(zhì)的其它各種具體變形和組合，這些變形和組合仍然在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。