专利名称：气体发动机的气体混合器和带有气体混合器的发动机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及天然气、液化石油气、一氧化碳等气体发动机所使用的气体混合器，及涉及一种带有该气体混合器的发动机。
背景技术：
随着石油燃料越来越紧张，气体燃料发动机将得到加速发展。在气体发动机中，气体混合器的好坏将决定着发动机性能。可燃气体经过混合器后，要与空气均匀混合，不能有死区，这样燃烧才能充分。
而在以往的气体发动机混合器中，特别是单缸气体发动机所使用的气体混合器中，没有专门设计的气体混合器，有的直接使用的是汽油机化油器，有的则是使用化油器改进而成的，毕竟可燃气体和汽油性能上存在着明显区别，现有化油器不能完全适应气体燃烧的需要。
实用新型内容为此，本实用新型提供了一种天然气、液化石油气、一氧化碳等气体发动机所使用的气体混合器，和一种带有该气体混合器的发动机。
本实用新型气体发动机的气体混合器，其包括混合器芯，壳体，圆周内腔(，中央腔，气体喷入口，其中所述的混合器芯与混合器壳体紧配合连在一起，其两者中间形成上述圆周内腔，在所述的混合器芯上沿圆周方向均布有若干喷嘴，气体从喷嘴进入中央腔与来自空气滤清器中的空气进行特殊混合，从而形成均匀可燃混合气体。
本实用新型一种带有气体混合器的发动机，其包括第一输气管，高压气箱，低压气箱，第三输气管，第五输气管，第二输气管，气体混合器总成，空气滤清器，发动机进气管，消声器，气泵，第四输气管，气体开关总成，排气阀，气阀；其特中消声器和空滤器为发动机进、排气出入口，空气滤清器装在发动机进气管上，发动机进气管装在缸盖上，第二输气管为从高压箱到低压箱的输气管，第三输气管为低压气箱到气泵的输气管，第五输气管为气泵到气体混合器总成的输气管，第四输气管为第三输气管到气体开关的输气管，和所述的气体混合器总成。
本实用新型气体发动机包括第一输气管，高压气箱，水箱，低压气箱，第三输气管，第五输气管，第二输气管，气体混合器总成，空气滤清器，发动机进气管，消声器，缸盖，气泵，第四输气管，气体开关总成，排气阀。其中第一输气管将可燃气体灌入高压气箱中，然后上述气体经过第二输气管进入低压气箱，再由第三输气管分成两路，其中支路为第四输气管，很少一部分气体经过上述第四输气管直接进入气体混合器总成中，其中大部分气体仍由第三输气管输送至气泵中，经过气泵的气体再经过第五输气管和气体开关总成进入气体混合器总成中，上述在气体混合器总成中的气体与来自空气滤清器中的空气进行特殊混合，从而形成均匀可燃混合气体，上述均匀可燃混合气体再经发动机进气管进入气缸盖中的气道中，进入气缸，经火花塞点火燃烧做功，做功完毕的发动机废气经消声器后排出。其中排气阀可以定期排掉高压气箱中的杂质。
本实用新型气体发动机的气体混合器及其气体开关总成包括气体混合器总成，第四输气管接头，气体开关总成，第五输气管接头。其气体混合器总成又包括混合器芯，壳体，圆周内腔，中央腔。所述的气体开关总成又包括三通连接管，气体开关连接体，气体开关本体外壳，气体开关阀芯。所述的三通连接管的旁通口与第四输气管接头相连，而三通连接管的主通道圆腔与气体开关阀芯相通，而气体开关阀芯又与第五输气管接头的通孔圆腔相通。也就是说，气体从通孔圆腔经过气体开关阀芯，进入主通道圆腔，再进入圆周内腔，再经混合器芯的A、B……K十二个喷嘴孔进入中央腔与来自空气滤清器中的空气进行特殊混合，从而形成均匀可燃混合气体。其中上述通孔圆腔、主通道圆腔直径取值在6～30mm之间，以第四输气管接头的圆腔内进入气体与从通孔圆腔进入气体相混合，第四输气管接头的圆腔的直径在φ2.5～φ10mm之间。当气体开关阀芯关闭后，仍有少部分气体从第四输气管接头的圆腔通道进入主通道圆腔，从而确保发动机在没有负荷怠速时正常工作。
本实用新型混合器芯与混合器壳体紧配合连在一起，可以为过盈配合连在一起，可以用螺纹连一起，它们中间形成一个圆周内腔，该圆周内腔截面开关可以为直角梯形，也可以为半圆形或矩形等形状，还可以是半圆形或矩形等形状，其中气体喷入口为螺纹连接方式，它与所述的气体开关总成的三通连接管螺纹密封连接，为了确保气体不泄露，可以在螺纹副之间使用密封胶或生料带。
本实用新型气体发动机的气体混合器总成的壳体部分的外圈凸台与空气滤清器配合，壳体凹台与发动机进气管配合，壳体内圈与混合器芯配合，壳体小台阶为混合器芯的下定位面。
本实用新型气体混合器总成的混合器芯上面沿圆周有若干数量直径不等的喷嘴，喷嘴中心线与水平方向成θ角，θ取值范围优选在0°～40°之间，其混合器芯上部外圈和下部外圈分别与混合器壳固定密封连接，从而形成圆周内腔。喷嘴的直径基准是这样确定的在气体混合器总成的混合器芯上沿圆周方向均布若干喷嘴，其喷嘴直径不完全相同，其中与气体喷入口中心线相重合的直径方向两端的喷嘴最小，与气体喷入口中心线相垂直的直径方向两端的喷嘴最大，其它均布的喷嘴直径介于两者之间。所有喷嘴360°圆周上均匀分布，从而确保与空气均匀混合，使气体发动机燃烧充分。
图1为带有本实用新型气体发动机的气体混合器的发动机示意图；图2为本实用新型气体发动机的气体混合器及其气体开关总成的剖视图；
图3为本实用新型气体发动机的气体混合器总成剖视图；图4为图3所示的本实用新型气体混合器总成的壳体部分示意图；图5为图3所示的本实用新型气体混合器总成的混合器芯部分示意图；图6为图2所示的本实用新型气体混合器的混合器孔放大分布图。
具体实施方式
以下结合附图，对本实用新型的实施例进行详细描述。
图1示出了带有本实用新型气体混合器的发动机，本实用新型发动机包括第一输气管1，高压气箱2，水箱3，低压气箱4，第三输气管5，第五输气管6，第二输气管7，气体混合器总成8，空气滤清器9，发动机进气管10，消声器11，缸盖12，气泵13，第四输气管14，气体开关总成15，发动机机体16、起动机17、火花塞18，排气阀19，气阀20。其中发动机机体16、起动机17、火花塞18均为气体发动机的部件。其中第一输气管1将燃气灌入高压气箱2中，也即，天然气、液化石油气、一氧化碳等可燃气体经过第一输气管1首先进入高压气箱2中，然后上述气体经过第二输气管7进入低压气箱4，再由第三输气管5分成两路，其中支路为第四输气管14，很少一部分气体经过上述第四输气管14直接进入气体混合器总成8中，其中大部分气体仍由第三输气管5输送至气泵13中，在第三输气管5上且位于第四输气管14前端设置有气阀20，经过气泵13的气体再经过第五输气管6和气体开关总成15，与以第四输气管14进入气体先混合，再进入气体混合器总成8中与来自空气滤清器9中的空气进行特殊混合，从而形成均匀可燃混合气体，上述均匀可燃混合气体再经发动机进气管10进入气缸盖12中的气道中，进入气缸，经火花塞18点火燃烧做功，做功完毕的发动机废气经消声器11后排出。其中排气阀19可以定期排掉高压气箱2中的杂质。
如图2所示，图2为本实用新型气体发动机的气体混合器及其气体开关总成的剖视图，该气体混合器及其气体开关总成包括气体混合器总成8，第四输气管接头14-1，气体开关总成15，第五输气管接头6-1。其气体混合器总成8又包括混合器芯8-1，壳体8-2，圆周内腔8-3，中央腔8-4。所述的气体开关总成15又包括三通连接管15-1，气体开关连接体15-3，气体开关本体外壳15-4，气体开关阀芯15-5。所述的三通连接管15-1的旁通口15-2与第四输气管接头14-1相连，而三通连接管15-1的主通道圆腔15-6与气体开关阀芯15-5相通，而气体开关阀芯15-5又与第五输气管接头6-1的通孔圆腔6-2相通。也就是说，气体从通孔圆腔6-2经过气体开关阀芯15-5，进入主通道圆腔15-6，再进入圆周内腔8-3，再经混合器芯8-1的A、B……K十二个喷嘴孔进入中央腔8-4与来自空气滤清器9中的空气进行特殊混合，从而形成均匀可燃混合气体。其中上述通孔圆腔6-2、主通道圆腔15-6直径取值在6～30mm之间，以第四输气管接头14-1的圆腔内进入气体与从通孔圆腔6-2进入气体在主通道圆腔15-6内相混合，第四输气管接头14-1的圆腔的直径在φ2.5～φ10mm之间。从图2中可以看出，当气体开关阀芯15-5关闭后，仍有少部分气体从第四输气管接头14-1的圆腔通道进入主通道圆腔15-6，从而确保发动机在没有负荷怠速时正常工作。
图3为本实用新型气体发动机的气体混合器总成8剖视图，该气体混合器总成8包括混合器芯8-1，壳体8-2，圆周内腔8-3，中央腔8-4，气体喷入口8-5，其中混合器芯8-1与混合器壳体8-2紧配合连在一起，可以为过盈配合连在一起，可以用螺纹连一起，它们中间形成一个圆周内腔8-3，该圆周内腔8-3截面形状可以如图3所示的为直角梯形，也可以为半圆形或矩形等形状，其中气体喷入口8-5为螺纹连接方式，如图2所示，它与所述的气体开关总成15的三通连接管15-1螺纹密封连接，为了确保气体不泄露，可以在螺纹副之间使用密封胶或生料带。
图3为本实用新型气体发动机的气体混合器总成8剖视图，而图4为图3所示的本实用新型气体混合器总成的壳体部分8-2示意图。其壳体外圈凸台8-2-1与空气滤清器9配合，壳体凹台8-2-2与发动机进气管10配合，壳体内圈8-2-4与混合器芯8-1配合，壳体小台阶8-2-3为混合器芯8-1的下定位面。
图3为本实用新型气体发动机的气体混合器总成8剖视图，而图5为图3所示的本实用新型气体混合器总成的混合器芯示意图；如图5所示，在其上面有若干数量直径不等的喷嘴8-1-2，优选12个直径不等的喷嘴2，喷嘴8-1-2，喷嘴中心线与水平方向成θ角，θ取值范围优选在0°～40°之间，喷嘴均布在360°圆周上，如图2所示，其上部外圈8-1-1和下部外圈8-1-3分别与混合器壳固定密封连接，从而形成圆周内腔8-3。
图6为图2所示的本实用新型气体发动机的气体混合器的混合器喷嘴放大分布图。为说明其直径大小规律，把它转化成平面截面图表示。喷嘴的代号从A，B，C，D，E，F，G，H，I，J，K表示，图中8-5代表气体混合器气体喷入口。以A孔为直径基准，B孔、C孔、E孔、F孔、H孔、I孔它们直径大小相等，其尺寸均为A孔的1.2倍左右，G孔与A孔直径相同，D孔与J孔相等，其尺寸为A孔的1.4倍左右，这样确保四周均为进气。也就是说，在气体混合器总成的混合器芯上沿圆周方向均布有若干喷嘴，其喷嘴直径不完全相同，其中与气体喷入口中心线相重合的直径方向两端的喷嘴最小，与气体喷入口中心线相垂直的直径方向两端的喷嘴最大，其它均布的喷嘴直径介于两者之间。所有喷嘴360°圆周上均匀分布，确保与空气均匀混合，使发动机燃烧充分。
本实用新型并不局限于上述实施方式，上述优选实施方式仅为示例性的，本领域的技术人员可以根据本实用新型的精神实质，做出各种等同的修改和替换及不同组合，而得到不同的实施方式。
如气体喷入口8-5可以对称在气体混合器总成8壳体8-2直径两端；也可以在气体混合器总成8壳体8-2上对称地设置四个，且上述气体喷入口8-5的直径也可以不完全相同。其喷嘴最大的方向的气体喷入口8大，喷嘴最小的方向的气体喷入口8小。
工业实用性由于本实用新型是在低成本及简单的加工方法下实现了可燃气体与空气的充分混合，所以极具工业实用价值。
权利要求1.一种气体发动机的气体混合器，其包括混合器芯(8-1)，壳体(8-2)，圆周内腔(8-3)，中央腔(8-4)，气体喷入口(8-5)，其特征在于所述的混合器芯(8-1)与混合器壳体(8-2)紧配合连在一起，其两者中间形成上述圆周内腔(8-3)，在所述的混合器芯(8-1)上沿圆周方向均布有若干喷嘴，气体从喷嘴进入中央腔(8-4)与来自空气滤清器(9)中的空气进行特殊混合，从而形成均匀可燃混合气体。
2.如权利要求1所述的气体发动机的气体混合器，其特征在于所述的均布喷嘴为12个直径不等的喷嘴。
3.如权利要求1或2所述的气体发动机的气体混合器，其特征在于所述的喷嘴直径不完全相同，其中与气体喷入口(8-5)中心线相重合的直径方向两端的喷嘴最小，与气体喷入口中心线相垂直的直径方向两端的喷嘴最大，其它均布的喷嘴直径介于两者之间。
4.如权利要求3所述的气体发动机的气体混合器，其特征在于所述的喷嘴直径是这样确定的以气体喷入口中心线相重合的直径方向两端的喷嘴(A，G)为直径基准，与气体喷入口中心线相垂直的直径方向两端的喷嘴直径(D，J)为上述直径基准的1.4倍左右，两者间隔的喷嘴直径(B、C、E、F、H、I)上述直径基准的1.2倍左右。
5.如权利要求1或2所述的气体发动机的气体混合器，其特征在于所述的喷嘴中心线与水平方向成θ角。
6.如权利要求5所述的气体发动机的气体混合器，其特征在于所述的喷嘴中心线与水平方向θ角范围在0°～40°之间。
7.如权利要求5所述的气体发动机的气体混合器，其特征在于所述的混合器芯(8-1)的上部外圈(8-1-1)和下部外圈(8-1-3)分别与混合器壳固定密封连接，从而形成所述圆周内腔(8-3)。
8.如权利要求7所述的气体发动机的气体混合器，其特征在于所述的圆周内腔(8-3)截面形状为直角梯形，或半圆形，或矩形。
9.如权利要求1所述的气体发动机的气体混合器，其特征在于所述的壳体(8-2)包括外圈凸台(8-2-1)、壳体凹台(8-2-2)、壳体小台阶(8-2-3)、壳体内圈(8-2-4)，该外圈凸台(8-2-1)与空气滤清器(9)配合，该壳体凹台(8-2-2)与发动机进气管(10)配合，壳体内圈(8-2-4)与混合器芯(8-1)配合，壳体小台阶(8-2-3)为混合器芯(8-1)的下定位面。
10.如权利要求1所述的气体发动机的气体混合器，其特征在于所述的混合器芯(8-1)与混合器壳体(8-2)为过盈配合连在一起。
11.如权利要求1所述的气体发动机的气体混合器，其特征在于所述的混合器芯(8-1)与混合器壳体(8-2)为螺纹连接一起。
12.如权利要求1所述的气体发动机的气体发动机的气体混合器，其特征在于所述的气体混合器还包括第四输气管接头(14-1)，气体开关总成(15)，第五输气管接头(6-1)，所述的气体开关总成(15)又包括三通连接管(15-1)，气体开关连接体(15-3)，气体开关本体外壳(15-4)，气体开关阀芯(15-5)；所述的三通连接管(15-1)的旁通口(15-2)与第四输气管接头(14-1)相连，而三通连接管(15-1)的主通道圆腔(15-6)与气体开关阀芯(15-5)相通，而气体开关阀芯(15-5)又与第五输气管接头(6-1)的通孔圆腔(6-2)相通。
13.如权利要求12所述的气体发动机的气体发动机的气体混合器，其特征在于所述的通孔圆腔(6-2)、主通道圆腔(15-6)取值大于第四输气管接头(14-1)的圆腔的直径取值；以第四输气管接头(14-1)的圆腔内进入气体与从通孔圆腔(6-2)进入气体在主通道圆腔(15-6)内相混合。
14.如权利要求13所述的气体发动机的气体混合器，其特征在于所述的通孔圆腔(6-2)、主通道圆腔(15-6)直径取值在6～30mm之间，第四输气管接头(14-1)的圆腔的直径在φ2.5～φ10mm之间。
15.如权利要求12所述的气体发动机的气体混合器，其特征在于所述的气体开关阀芯(15-5)可以完全关闭，所述的第四输气管接头(14-1)构成了所述的气体开关阀芯(15-5)完全关闭后少部分气体的旁通通道。
16.如权利要求1所述的气体发动机的气体混合器，其特征在于所述的气体喷入口(8-5)对称地设置在气体混合器壳体(8-2)直径两端。
17.如权利要求1所述的气体发动机的气体混合器，其特征在于所述的气体喷入口(8-5)可在气体混合器总成8壳体8-2上对称地设置四个。
18.如权利要求17所述的气体发动机的气体混合器，其特征在于所述的气体喷入口(8-5)的直径可以不完全相同。
19.如权利要求17所述的气体发动机的气体混合器，其特征在于所述的气体喷入口(8-5)的直径与喷嘴相一致。
20.一种带有气体混合器的发动机，其包括第一输气管(1)，高压气箱(2)，低压气箱(4)，第三输气管(5)，第五输气管(6)，第二输气管(7)，气体混合器总成(8)，空气滤清器(9)，发动机进气管(10)，消声器(11)，气泵(13)，第四输气管(14)，气体开关总成(15)，排气阀(19)，气阀(20)；其特中消声器(11)和空滤器(9)为发动机进、排气出入口，空气滤清器(9)装在发动机进气管(10)上，发动机进气管(10)装在缸盖(12)上，第二输气管(7)为从高压气箱(2)到低压气箱(4)的输气管，第三输气管(5)为低压气箱(4)到气泵(13)的输气管，第五输气管(6)为气泵(13)到气体混合器总成(8)的输气管，第四输气管(14)为第三输气管(5)到气体开关(15)的输气管，其特征在于所述的气体混合器总成(8)为权利要求1-19任意之一所述的气体混合器。
21.如权利要求20所述的发动机，其特征在于排气阀(19)设置在该高压气箱(2)上，可定期排掉高压气箱(2)中的杂质。
专利摘要本实用新型公开了一种燃气发动机所使用的气体混合器和一种带有该气体混合器的发动机，其气体混合器包括混合器芯(8－1)，壳体(8－2)，圆周内腔(8－3)，中央腔(8－4)，气体喷入口(8－5)，其特征在于所述的混合器芯(8－1)与混合器壳体(8－2)紧配合连在一起，其两者中间形成上述圆周内腔(8－3)，在所述的混合器芯(8－1)上沿圆周方向均布有若干喷嘴，气体从喷嘴进入中央腔(8－4)与来自空气滤清器(9)中的空气进行特殊混合，从而形成均匀可燃混合气体。
文档编号F02M21/04GK2931821SQ20062007265
公开日2007年8月8日 申请日期2006年4月24日 优先权日2006年4月24日
发明者万锋, 游维华, 张超建, 袁东香, 刘保林, 王延辉, 曾丛达, 李书明, 刘慧珍, 邵锐 申请人:江苏江淮动力股份有限公司