一种燃烧混合器用独立燃烧装置的制作方法

本实用新型属于柴油发动机尾气再生制造领域，尤其是涉及一种燃烧混合器用独立燃烧装置。

背景技术：

柴油发动机的尾气污染物主要包括氮氧化合物和颗粒物。随着柴油发动机排放法规的升级，对发动机尾气中的颗粒物需要进一步的处理。DPF(Diesel Particulate Filter)，柴油颗粒过滤器，指安装在柴油车排气系统中，通过过滤来降低排气中颗粒物(PM)的装置。DPF安装在柴油机排气管上，排气通过时，PM被滤芯吸附过滤,随着工作时间的增加，滤芯内部PM增加，导致排气背压升高，将影响柴油机的动力性的经济性。去除微粒捕集器内微粒的过程即微粒捕集器的DPF再生，DPF主动再生是指通过外加能量将气流温度提高到微粒的起燃温度,进而使捕集的微粒燃烧达到再生过滤体的目的,目前，传统的主动再生技术包括喷射燃油助燃再生，电加热再生，微波加热再生等多种方式，其中喷油助燃再生，是在排气管中通过喷油燃烧放热实现DPF再生现有的方案中，大多存在燃烧不充分、加热不均匀、零部件结构复杂等情况。针对此种情况，本实用新型提出了一种燃烧混合器用独立燃烧装置，在现有设备的基础上设置内部的独立燃烧腔室，可以有效地避免尾气流动对燃油燃烧的影响，尾气不会对火焰造成冲刷，与现有的在排气管中直接燃烧相比，极大地降低了火焰熄灭，燃烧不完全等不利于DPF再生的情况出现，提升了燃料利用率及热效率。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种燃烧混合器用独立燃烧装置，实现了燃料更好的燃烧，极大地降低了火焰熄灭，提升了燃料利用率及热效率。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种燃烧混合器用独立燃烧装置，包括内壳，所述内壳分为同轴心直径不同且连通的第一内壳和第二内壳，分别形成第一内部独立燃烧腔和第二内部独立燃烧腔，所述第一内壳另一端的外壁通过第二安装座与壳体固定连接。

进一步的，所述第一内壳和所述壳体的轴线重合，所述第一内壳的直径小于所述第二内壳的直径。

进一步的，所述第一内壳和所述第二内壳之间连接的横壁垂直于所述第一内壳的轴线且其上开有多个均匀分布的方形孔，所述第一内壳侧壁沿圆周设有均匀分布的多个第一壳体助燃孔，所述第二内壳侧壁沿圆周设有均匀分布的多个第二壳体助燃孔。

进一步的，所述方形孔上方设有倾斜的挡板，所述第一壳体助燃孔置于靠近所述第二内壳的一端，所述第一壳体助燃孔和所述第二壳体助燃孔之间的轴心距小于50mm，所述第一壳体助燃孔的直径小于所述第二壳体助燃孔的直径。

进一步的，所述第一壳体助燃孔和所述第二壳体助燃孔分别置于第一隔板的两侧，所述第一隔板上开有多个均匀分布的第一通孔，所述第一通孔的直径大于所述第一壳体助燃孔的直径且小于所述第二壳体助燃孔的直径。

相对于现有技术，本实用新型所述的一种燃烧混合器用独立燃烧装置具有以下优势：

(1)本实用新型所述的一种燃烧混合器用独立燃烧装置，通过独立的 第一内壳和第二内壳的设计，实现在现有设备的基础上设置内部的独立燃烧腔室，可以有效地避免尾气流动对燃油燃烧的影响，尾气不会对火焰造成冲刷，与现有的在排气管中直接燃烧相比，极大地降低了火焰熄灭，燃烧不完全等不利于DPF再生的情况出现，提升了燃料利用率及热效率。

(2)本实用新型所述的内壳包括同轴心直径不同且连通的第一内壳和第二内壳，分别形成第一内部独立燃烧腔和第二内部独立燃烧腔，所述第一内壳另一端的外壁与所述壳体靠近所述喷油雾化装置的所述壳体的收紧口通过第二安装座固定连接，所述喷油雾化装置与所述第一内部独立燃烧腔连通。通过相连的两个内壳形成连通的第一内部独立燃烧腔和第二内部独立燃烧腔，通过此种形式实现独立燃烧，两层的设置保证了燃烧的充分均匀，能达到更好的效果，可以有效地避免尾气流动对燃油燃烧的影响，尾气不会对火焰造成冲刷，与现有的在排气管中直接燃烧相比，极大地降低了火焰熄灭，燃烧不完全等不利于DPF再生的情况出现，提升了燃料利用率及热效率。

(3)本实用新型所述的壳体和所述第一内壳的轴线重合，所述第一内壳的直径小于所述第二内壳的直径，所述第一内壳和所述第二内壳之间连接的横壁垂直于所述第一内壳的轴线且其上开有多个均匀分布的方形孔，所述方形孔上方设有倾斜的挡板，所述第一内壳侧壁沿圆周设有均匀分布的多个第一壳体助燃孔，所述第二内壳侧壁沿圆周设有均匀分布的多个第二壳体助燃孔，所述第一壳体助燃孔置于靠近所述第二内壳的一端，所述第一壳体助燃孔和所述第二壳体助燃孔之间的轴心距小于50mm，所述第一壳体助燃孔的直径小于所述第二壳体助燃孔的直径，所述隔板分为相互平行的第一隔板和第二隔板，所述第一隔板置于所述第一壳体助燃孔的所述第二壳体助燃孔之间且与所述第一壳体助燃孔的轴线平行，所述第一隔板上开有多个均匀分布的第一通孔，所述第一通孔的直径大于所述第一壳体助燃孔的直径且小于所述第二壳体助燃孔的直径。通过对第一内壳和第二内壳的进一步的改进以实 现更好的燃烧效果，通过在第一内壳和第二内壳之间的横壁上设置多个均匀分布的方形孔实现部分尾气的进入，第一壳体助燃孔和第二壳体助燃孔的设计保证了尾气从多个方向进入，保证了尾气进入时分散且不同方向，而且挡板的设置进一步保证了气体不直接进入，避免造成尾气流动对燃油燃烧的影响，尾气不会对火焰造成冲刷，从该部分进入的尾气，可以促进燃料更加均匀快速的燃烧。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的一种用于柴油机DPF系统的多腔集成式燃烧混合器整体内部结构示意图；

图2为本实用新型实施例所述的一种用于柴油机DPF系统的多腔集成式燃烧混合器混合整流结构加中间叶片的内部结构示意图；

图3为本实用新型实施例所述的一种用于柴油机DPF系统的多腔集成式燃烧混合器燃烧腔部分内部结构示意图；

图4为本实用新型实施例所述的一种用于柴油机DPF系统的多腔集成式燃烧混合器混合腔部分内部结构示意图；

图5为本实用新型实施例所述的一种用于柴油机DPF系统的多腔集成式燃烧混合器喷油雾化装置整体结构示意图；

图6为本实用新型实施例所述的一种用于柴油机DPF系统的多腔集成式燃烧混合器喷油雾化装置内部结构示意图。

附图标记说明：

1-尾气管；2-壳体；3-喷油雾化装置；4-第二安装座；5-内壳；6-外部排气腔；7-隔板；8-混合整流结构；9-独立内部燃烧腔；201-板；202-保温层；301-第一安装座；302-点火安装口；303-雾化筒；304-燃油喷嘴安装盘；305-空气进口；306-燃油喷嘴安装口；307-第二通孔；308-凹槽流道；309-小孔；310-雾化腔；501-第一内壳；502-第二内壳；503-第一壳体助燃孔；504-挡板；505-第二壳体助燃孔；506-方形孔；701-第一隔板；702-第二隔板；801-多级混合腔组合；802-整流叶片；8011-第一级混合腔；8012-第一整流板；8013-第二整流板；8014-第三级混合腔；8015-第四内壳；8016-第二级混合腔；8017-第一整流孔；8018-第三内壳；80151-轴向整流孔；80152-径向整流孔；80121-第五通孔；8021-第六通孔；8022-中间叶片；901-第一内部独立燃烧腔；902-第二内部独立燃烧腔。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1所示一种用于柴油机DPF系统的多腔集成式燃烧混合器，包括两端分别向内收缩的柱状壳体2，所述壳体2内套设有内壳5，所述壳体2的一端可拆卸连接有喷油雾化装置3，所述内壳5形成的腔室为独立内部燃烧腔9，所述内壳5远离所述喷油雾化装置3的一端设有混合整流结构8，所述壳体2外壁设有尾气管1，所述壳体2和所述内壳5侧壁间通过隔板7形成外部排气腔6，所述尾气管1与所述外部排气腔6连通。将多个腔室进行了集成，大大缩减了原有产品的体积，同时，通过内外同轴心设计的外壳和内壳5，形成独立的燃烧腔室，各个相关腔室的组合，实现了流场和温度场的优化，实现了燃料更好的燃烧，在降低能耗的情况下，达成了DPF在生的条件，最终确保了柴油机颗粒物的排放目标。

其中，所述内壳5包括同轴心直径不同且连通的第一内壳501和第二内壳502，分别形成第一内部独立燃烧腔901和第二内部独立燃烧腔902，所述第一内壳501另一端的外壁与所述壳体2靠近所述喷油雾化装置3的所述壳体2的收紧口通过第二安装座4固定连接，所述喷油雾化装置3与所述第一内部独立燃烧腔901连通。通过相连的两个内壳5形成连通的第一内部独立燃烧腔901和第二内部独立燃烧腔902，通过此种形式实现独立燃烧，两层的设置保证了燃烧的充分均匀，能达到更好的效果，可以有效地避免尾气 流动对燃油燃烧的影响，尾气不会对火焰造成冲刷，与现有的在排气管中直接燃烧相比，极大地降低了火焰熄灭，燃烧不完全等不利于DPF再生的情况出现，提升了燃料利用率及热效率。

其中，所述壳体2和所述第一内壳501的轴线重合，所述第一内壳501的直径小于所述第二内壳502的直径，所述第一内壳501和所述第二内壳502之间连接的横壁垂直于所述第一内壳501的轴线且其上开有多个均匀分布的方形孔506，所述方形孔506上方设有倾斜的挡板504，所述第一内壳501侧壁沿圆周设有均匀分布的多个第一壳体助燃孔503，所述第二内壳502侧壁沿圆周设有均匀分布的多个第二壳体助燃孔505，所述第一壳体助燃孔503置于靠近所述第二内壳502的一端，所述第一壳体助燃孔503和所述第二壳体助燃孔505之间的轴心距小于50mm，所述第一壳体助燃孔503的直径小于所述第二壳体助燃孔505的直径，所述隔板7分为相互平行的第一隔板701和第二隔板702，所述第一隔板701置于所述第一壳体助燃孔503和所述第二壳体助燃孔505之间且与所述第一壳体助燃孔503的轴线平行，所述第一隔板701上开有多个均匀分布的第一通孔，所述第一通孔的直径大于所述第一壳体助燃孔503的直径且小于所述第二壳体助燃孔503的直径。通过对第一内壳501和第二内壳502的进一步的改进以实现更好的燃烧效果，通过在第一内壳501和第二内壳502之间的横壁上设置多个均匀分布的方形孔506实现部分尾气的进入，第一壳体助燃孔503和第二壳体助燃孔505的设计保证了尾气从多个方向进入，保证了尾气进入时分散且不同方向，而且挡板的设置进一步保证了气体不直接进入，避免造成尾气流动对燃油燃烧的影响，尾气不会对火焰造成冲刷，从该部分进入的尾气，可以促进燃料更加均匀快速的燃烧。

其中，所述喷油雾化装置3包括雾化筒303和置于其一端外壁的第一安装座301，所述雾化筒303的另一端可拆卸连接有燃油喷嘴安装盘304，所 述雾化筒303由靠近所述第一安装座301的一端向另一端开有深孔，形成雾化腔310，所述雾化腔310与所述第一内部独立燃烧腔901连通，所述燃油喷嘴安装盘304中心设有燃油喷嘴安装口306，所述燃油喷嘴安装口306与所述雾化腔310连通，所述燃油喷嘴安装盘304上还设有空气进口305，所述燃油安装盘304靠近所述雾化筒303的一端开有环形凹槽流道308，所述空气进口305与所述凹槽流道308连通，所述雾化筒303上对应所述凹槽流道308开有多个沿圆周均匀分布的小孔309，所述小孔309与所述深孔连通。小孔309和凹槽流道308的配合设计保证了经过空气进口305进入的空气不会直接进入，并以此改变空气流动的方向，分散气体，保证气体不会对燃烧腔的燃烧造成影响，使燃烧效果更好。

其中，所述雾化腔310的直径由靠近所述第一内部独立燃烧腔901的一端向内逐渐减少，使所述雾化腔310形成锥形结构311，所述空气进口305的横截面积小于等于所述小孔309叠加后的横截面积，所述第一安装座301和所述燃油喷嘴安装盘304圆周分别开有多个第二通孔307，螺栓穿过所述第二通孔307将所述第一安装座301和所述燃油喷嘴安装盘304固定连接，所述雾化腔310侧壁上还设有连通的点火安装口302，所述点火安装口302的轴线垂直于所述燃油喷嘴安装口306的轴线。通过对各个相关孔径的横截面积的限制保证较大的燃烧效率，可拆卸连接的设计便于内部零件的维修更换，且便于保养。

其中，所述混合整流结构8包括多级混合腔组合801，所述内壳5向远离所述喷油雾化装置3端向内收缩延伸出连通的第三内壳8018，所述第三内壳8018外壁同轴心设有第四内壳8015，所述第三内壳8018的另一端设有第一整流板8012，所述第一整流板8012边缘与所述壳体2内壁固定，通过所述第二隔板702、所述第四内壳8015和所述第一整流板8012形成环形第一级混合腔8011，所述第三内壳8018和所述第四内壳8015之间形成环形第二 级混合腔8016，所述第一整流板8012远离所述第三内壳8018的一端设有第二整流板8013，所述第一整流板8012和所述第二整流板8013之间形成第三级混合腔8014，所述第一整流板8012中心部分向所述第三内壳8018呈锥形凹陷，所述第二整流板8013中间为大通孔，且沿所述大通孔边缘向远离所述第三内壳8018的一端弯折。多级混合腔的设计实现了内部的多次混合，使混合更加充分，在有限的较小的空间内充分混合，混合效果较好且节省空间，实用性较强。

其中，所述混合整流结构8还包括整流叶片802，所述整流叶片802置于所述第二整流板8013远离所述第一整流板8012的一侧且其边缘的其中一部分与所述壳体2内壁固定，所述整流叶片802边缘的扇叶向远离所述第二整流板8013的一端弯折，且多个所述整流叶片802的扇叶弯折后的旋向相同。通过此种形式的整流叶片802使混合后的气体流动的速度加快，形成旋流，进一步保证了流动的均匀性。

其中，混合整流结构中还可以增加中间叶片，图2为混合整流结构加中间叶片的剖视图，所述整流叶片802和所述第二整流板8013之间还设有多个中间叶片8022，所述中间叶片8022与所述整流叶片802的扇叶的弯折方向相同且同样部分与所述壳体2内壁固定，所述整流叶片802中间部分开有多个均匀分布的第六通孔8021。通过多个相同方向的扇叶的中间叶片8022的设置能够使气体径向的流动更加剧烈，有利于提高效率，形成的旋流更大，进一步保证了流动的均匀性。

其中，所述第三内壳8018外壁设有多排呈圆周均匀分布的第一整流孔8017，所述第四内壳8015上分别开有多个圆周分布的轴向整流孔80151和径向整流孔80152，所述轴向整流孔80151的轴线垂直于所述径向整流孔80152，所述径向整流孔80152与所述外部排气腔6连通，所述径向整流孔 80152的横截面积之和大于所述第二隔板702上的第四通孔的横截面积之和，所述第一整流板8012上同样开有多个第五通孔80121，所述第五通孔80121将所述第三级混合腔8014分别与所述第一级混合腔8011、所述第二级混合腔8016和所述第三内壳8018的腔体连通，所述整流叶片802折弯处形成的最大直径大于所述大通孔的直径。通过对各混合腔之间连通用设置的整流孔，保证了气体的层级混合，且较分散，流动性更强，保证了较好的混合效果，空间利用率较高。

其中，所述尾气管1靠近所述壳体2附近设有第一温度传感器，所述第二整流板8013和所述整流叶片802之间的所述壳体2上设有第二温度传感器。通过对尾气进入时的温度和混合气的温度的采集以实现各部分的调控，保证在较优的温度下进行工作，以实现更好的效果。

其中，所述壳体2侧壁由两个板201组成，且两个所述板201之间设有保温层202。通过保温层202的设置增加对内部燃烧后的保温效果，节约资源，保证更好的效果，提高效率。

本实用新型的实施方式：如图1所示，燃烧混合器布置在DPF或者DOC+DPF后处理系统的前端，主要由排气腔、燃烧腔和混合腔三部分组成，可以实现良好的尾气温度和流动的均匀性，避免尾气局部温度过高、单侧及不均匀流动引起后处理系统的工作异常，确保DPF高效稳定可靠的再生进程；

排气腔入口为尾气管1，端面含连接法兰，尾气管1中含有第一温度传感器，发动机排出的尾气经由尾气管1进入外部排气腔6，内部独立燃烧腔一端设有喷油雾化装置3，其中雾化筒303设有燃油喷嘴，与其可拆卸连接的燃油喷嘴安装盘304设有空气进口305，雾化筒303侧面有点火安装口302，内部燃烧腔含有多重通道，通道外侧与外部排气腔6连通，混合腔处于外部排气腔6和燃烧腔的后端，进入外部排气腔6的小部分的尾气经过第一隔板 701上的第一通孔、两个壳体助燃孔和方形孔506多个不同方向的孔分散进入内部燃烧腔和雾化腔310，小部分的尾气不同方向的分散性进入防止了压力损失，避免产生截流现象，在此种流速下不致使燃烧的火焰熄灭，同时减少尾气对气体的冲击而产生的交互作用，在此过程中，经过空气进口305的空气通过设置的小孔309和凹槽流道308的共同作用分散进入雾化腔310，减少对火焰的冲击，此空气可以来自车辆的压缩空气罐，也可以来自于独立的空气泵，供给的空气可以提供燃油燃烧所需要的局部富氧环境，并实现对喷入的燃油更好的雾化，降低油滴占到排气管壁上，造成燃烧不充分等不良影响，在进入的气体经过充分燃烧后，进入多级混合腔，与此同时在外部排气腔中的大部分的尾气经过第二挡板702和内壳5上的通孔进入各级混合腔，在连通的三级混合腔的作用下，燃烧后的尾气和未经燃烧的尾气在其中混合的更加充分均匀，并通过整流板及整流叶片802，使混合均匀的尾气在径向方向上的流动加剧，形成旋流，进一步保证了流动的均匀性实现尾气温度场及流场的优化，最终将混合均匀的气体排出。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。