半管形叶片式空气旋流器制造技术

本发明专利技术提供了一种半管形叶片式空气旋流器。在一个实施例中，空气旋流器是深度压延金属板元件，其上形成有第一组和第二组半管形叶片。在一个实施例中，半管形空气叶片包括第一和第二部分，通过在相反方向上镦锻金属板来形成该第一部分和第二部分以形成镜像叶片几何结构，从而使叶片的开口面积增至两倍。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术通常涉及用于燃料喷射和燃烧系统的空气旋流器，更具体而言，涉及由金属板制成的空气旋流器。
技术介绍
为了提高燃烧效率、减小NOx以及其他引起反对的排放物的产生量，现代燃料喷射器喷嘴设计结构通常采用空气旋流器，例如图4中所示的空气旋流器。如图4所示，典型的空气旋流器400包括多个带槽式叶片402，它们被切入空气旋流器400的主体部分中。这些多个带槽式叶片402通常成一定角度以引导空气流经孔404形成涡旋型式，从而有助于雾化并混合通过燃料喷嘴被喷入燃烧室的燃烧区的燃料。通过这样处理，能够更加充分燃烧被喷入的燃料，从而提高了效率、降低了上述排放物的排放量。遗憾的是，空间限制和材料成本通常会迫使设计者减小喷嘴尺寸。但是，要达到更高输出能量和更高效率所需的流量要求会禁止这种尺寸减小，与此相矛盾的是，空间和成本要求会迫使设计者减小尺寸。当然，在大多数燃烧燃料喷嘴的设计结构中，装置的总直径由空气旋流器本身的尺寸控制。因为叶片尺寸控制气流量，而更高的燃料流量要求需要增加质量流速，这样通常就需要增加叶片尺寸。但是，为了保证低成本，将典型的空气旋流器设计成被制成为深度压延金属板元件。同样地，旋流器叶片尺寸受金属板在不断裂的情况下被镦锻的程度控制。由于这种限制，会继续迫使设计者增加叶片尺寸以满足高流量要求，从而将相应地要求旋流器直径增加。但是，在许多应用场合中要求减小喷嘴尺寸以满足空间限制和材料成本要求，因而，上述这样增加直径会与这种喷嘴尺寸减小要求完全矛盾。另外，由于要求增加气流量，与空气旋流器400的典型带槽式叶片402相关的其他问题就变得显著了。这种带槽式叶片402根据所述带槽式叶片402的角度以涡旋型式引导空气流经孔404，尽管如此，但是，当经过叶片的气流量增加时，更多的空气将会泄漏到带槽式叶片402的侧部周围。这种泄露的气流会扰乱涡旋型式，因而会减小空气旋流器设计所需的空气/燃料混合效率。另外，当气流量增加时，带槽式叶片402易遭受变形和潜在的疲劳。气流量越大，压力就越高，这种情况下带槽式叶片402的角度可能会增加，此时，这种变形也会减弱被设计为由此产生的涡旋型式。叶片角度的这种改变也将干扰涡旋型式，减轻涡流强度，从而降低空气燃料混合效率。带槽式叶片402沿其弯曲点在整个更宽的流动范围内会遭受疲劳，这种疲劳最终会导致带槽式叶片402出现故障。可明显看出，带槽式叶片402的损耗将严重扰乱涡旋型式，会大大削弱涡流强度，从而相当大程度地降低空气燃料混合效率。尽管可通过使用更坚固的材料或提供用于加固所述带槽式叶片402的结构来解决这类问题，但是，这将大大增加材料成本而让人望而却步。因而，需要这样一种燃料喷嘴空气旋流器，其可提高气流量，而不会增加空气旋流器的总直径或不会增加材料成本。本专利技术的空气旋流器的实施例提供了这类空气旋流器。通过在此对本专利技术进行的描述，本专利技术的这些和其他优点、以及其他专利技术特征将是显而易见的。
技术实现思路
根据上述内容，本专利技术的实施例提供了一种新颖的、改进的空气旋流器，其能克服现有技术中存在的一个或更多个问题。更具体而言，本专利技术的实施例提供了一种新颖的、改进的空气旋流器，用于燃料喷射器喷嘴，该旋流器被制成为深度压延金属板元件。更具体而言，本专利技术的实施例提供了一种新颖的、改进的空气旋流器，可增加气流量和/或更有效地形成气流，而不需要增加空气旋流器的总直径。在一个实施例中，深度压延金属板制空气旋流器包括形成在其上的多个半管形叶片。所述多个半管形叶片均形成在空气旋流器的端壁上，所述多个半管形叶片定向为当空气穿过所述多个叶片时形成涡旋型式的气流。因为半管形叶片包括沿其侧壁连续的壁，因而空气不会泄露到叶片周围；众所周知，典型的带槽式叶片空气旋流器会发生这种泄露状况。在一个实施例中，空气旋流器包括具有第一端壁的中央容器，燃料喷射器将燃料喷入中央容器中。多个第一半管形叶片形成在中央容器内并在其中形成第一涡旋型式的气流。在一个实施例中，包围中央容器的第二端壁包括形成在其上的多个第二半管形叶片。所述多个第二半管形叶片形成第二涡旋型式的气流。在一个实施例中，第一和第二涡旋型式的气流在相同方向上旋转。在另一实施例中，半管形叶片均形成为双侧半管形叶片，具有与第二部分成镜像结构关系的第一部分，第一部分和第二部分形成在端面上并相对于该端面在相反方向上伸展。与采用单侧半管形叶片的实施例相比，双侧半管形叶片可让叶片的开口面积有效地增至两倍。通过下面结合附图进行的详细描述，本专利技术的其他方面、目的和优点将更清楚。附图说明下面的附图示出了本专利技术的几个方面，附图组合在说明书中并形成说明书的一部分，附图与说明书的所述内容一起阐释了本专利技术的基本原理。附图如下:图1是半管形叶片式空气旋流器的实施例的侧视图，该旋流器具有根据本专利技术基本原理构造而成的双侧叶片；图2是图1的半管形叶片式空气旋流器的前视图；图3是半管形叶片式空气旋流器的替换实施例的等轴测视图，该旋流器具有根据本专利技术基本原理构造而成的单侧叶片；以及图4是现有的金属片空气旋流器的等轴测视图。尽管将结合某些优选实施例来描述本专利技术，但是本专利技术并未仅限于这些实施例。相反地，本专利技术覆盖了包含在本专利技术的实质和范围内的所有替换形式、改进形式及其等同形式，所附的权利要求书界定本专利技术的实质和范围。具体实施例方式返回到附图，图1中示出了根据本专利技术的教导构造而成的空气旋流器100的实施例。可在各种操作环境下使用这种空气旋流器100，帮助空气和燃料的混合以在燃烧室中燃烧。在一个典型实施例中，空气旋流器100是深度压延金属板元件，与燃料喷射器配合使用，用于柴油机微粒过滤器再生燃烧器。但是，本领域的普通技术人员将能意识到:本专利技术的实施例可让通过给定直径的空气旋流器的气体流动性能增强，其他燃烧室环境可从中获益。因而，下面通过实例针对典型运行环境进行讨论，下述讨论内容并不是限制性的。如图1所示，空气旋流器100被形成为包括中央燃料喷嘴接收孔102，待燃烧的燃料被喷入该接收孔102中。首先让这些燃料进入中央容器104中，中央容器具有端壁106和侧壁108。端壁106上形成有多个第一半管形叶片110。每个第一半管形叶片110形成穿过端壁106的气流孔112，用于让空气进入中央容器104中。第一半管形叶片110的角度被设置为使得通过气流孔112进入的空气在中央容器104内以涡旋型式流动，从而有助于空气和通过燃料喷嘴接收孔102被喷入的燃料相混合。在一个实施例中，空气旋流器100还包括从中央容器104径向朝外伸展的凸缘部分114。凸缘部分114上形成有多个第二半管形叶片116。每个第二半管形叶片116形成有穿过其中的气流孔118，该气流孔也是用于让空气进入燃烧室中。第二半管形叶片116的角度被设置成使得通过气流孔118进入的空气以涡旋型式流动，从而进一步帮助空气和通过燃料喷嘴接收孔102被喷入的燃料相混合。在图1所示的实施例中，凸缘部分114包括凸缘侧壁120，该凸缘侧壁远离端壁106轴向伸展以形成涡流室122。如图1所示，叶片110和叶片116的倾斜方向可有助于形成涡旋型式；即，它们的角度被设置成使二者的涡旋型式均是顺时针或逆时针方向。尽管涡旋型式引起的旋转方向可以是相同的，但是，叶片110、116的实际角度根本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.10.21 US 12/909,3841.一种空气旋流器，用于与燃料喷射器配合使用以有助于混合空气和通过燃料喷射器提供的燃料，从而让燃料在燃烧室中燃烧，该空气旋流器包括: 端壁，该端壁上形成有燃料喷嘴接收孔和多个第一半管形叶片，每个叶片界定穿过端壁的、成第一角度的气流孔，所述多个第一半管形叶片环绕所述燃料喷嘴接收孔布置；以及 第一环形侧壁，该第一环形侧壁连接到所述端壁上并围绕所述燃料喷嘴接收孔和所述多个第一半管形叶片，以形成中央容器；以及 其中，当空气穿过成第一角度的气流孔时，所述多个第一半管形叶片在中央容器内形成第一涡旋型式的气流。2.根据权利要求1的空气旋流器，还包括: 凸缘，该凸缘从中央容器的侧壁径向朝外伸展，该凸缘上形成有多个第二半管形叶片，所述多个第二半管形叶片中的每个界定穿过所述凸缘的、成第二角度的气流孔，所述多个第二半管形叶片环绕所述中央容器布置； 其中，在空气穿过所述成第二角度的气流孔的过程中，在第一涡旋型式的气流离开中央容器时，所述多个第二半管形叶片在该第一涡旋型式的气流周围形成第二涡旋型式的气流。3.根据权利要求2的空气旋流器，还包括: 第二环形侧壁，该第二环形侧壁连接到所述凸缘上并围绕所述多个第二半管形叶片以形成第二涡流室；以及， 其中，当空气穿过成第二角度的气流孔时，所述多个第二半管形叶片在第二涡流室内形成第二涡旋型式的气流。4.根据权利要求1的空气旋流器，其中，所述多个第一半管形叶片均是双侧叶片，包括成镜像叶片几何结构的第一部分和第二部分。5.根据权利要求2的空气旋流器，其中，所述多个第一半管形叶片均是双侧叶片，包括成镜像叶片几何结构的第一部分和第二部分。6.根据权利要求5的空气旋流器，其中，所述多个第二半管形叶片均是双侧叶片，包括成镜像叶片几何结构的第一部分和第二部分。7.根据权利要求6的空气旋流器，其中，所述多个第一半管形叶片和所述多个第二半管形叶片均被定位成，使第一涡旋气流和第二涡旋气流在同一方向上旋转。8.根据权利要求6的空气旋流器，其中，所述多个第一半管形叶片和所述多个第二半管形叶片均被定位成，使第一涡旋气流和第二涡旋气流在相反方向上旋转。9.根据权利要求2的空气旋流器，其中，所述多个第一半管形叶片和所述多个第二半管形叶片均被定位成，使第一涡旋气流和第二涡旋气流在同一方向上旋转。10.根据权利要求2的空气旋流器，其中，所述多个第一半管形叶片和所述多个第二半管形叶片均被定位成，使第一涡旋气流和第二涡旋气流在相反方向上旋转。11.根据权利要求1的空气旋流器，其中，所述多个第一半管形叶片均是双侧叶片，且均包括第一部分和第二部分，所述第一部分从所述端壁朝上形成第一角度，所述第二部分从端壁朝下形成第二角度。12.根据权利要求11的空气旋流器，其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·S·安德森，J·P·麦克卢尔，C·F·帕特森，
申请(专利权)人：伍德沃德公司，伍德沃德FST股份有限公司，
类型：
国别省市：