專利名稱：渦流噴霧產(chǎn)生的方法以及能形成渦流噴霧的噴霧裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
該發(fā)明涉及的是通過高壓噴射液體形成渦流噴霧的方法。液體通過高壓從噴嘴組中噴出，噴嘴組由一個(gè)或多個(gè)噴嘴構(gòu)成，噴嘴的噴嘴口位于噴霧口中，當(dāng)然，如果需要使噴出的液體形成渦流噴霧，則旋轉(zhuǎn)路徑上必須至少有一個(gè)噴嘴，并且噴射口與旋轉(zhuǎn)軸必須間隔至少一個(gè)噴嘴。該發(fā)明還進(jìn)一步涉及了一種能夠產(chǎn)生液體噴霧的噴霧裝置，所述噴霧裝置中至少安裝一個(gè)在噴霧裝置運(yùn)行時(shí)能夠被高壓氣體沖擊旋轉(zhuǎn)的噴嘴。
背景技術(shù)：
消防救火時(shí)很多時(shí)候需要使用液體，特別是水作為滅火劑，有時(shí)候，也會(huì)在水中加入一些添加劑。消防救火時(shí)，滅火劑的作用是對(duì)火源降溫并熄滅火焰。因此，消防員可以根據(jù)他們的滅火方案選擇不同的噴霧口，這些不同的噴霧口所噴出的滅火劑流是不同的。比較典型的是實(shí)心流束或渦流噴霧。噴霧壓力不大的情況下，可以采用這兩種噴霧口，這里， 噴霧口的噴嘴以6-12巴(bar)的壓力將滅火劑噴出。當(dāng)必須或應(yīng)該在離火源有一定距離的情況下進(jìn)行滅火，也可以采用直流噴霧或渦流噴霧。此外，如DE ^522023U1中所描述的，也有采用滅火器進(jìn)行滅火的方法，滅火器中，在氣態(tài)推進(jìn)劑的作用下滅火劑以噴霧的形式噴出。由于霧狀滅火劑所產(chǎn)成的表面積明顯大于實(shí)心流束狀滅火劑所產(chǎn)生的表面積，因此其滅火效率也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于束狀噴出的滅火劑。當(dāng)然，這樣的滅火器無法用于遠(yuǎn)距離滅火。WO 2007/036554A1中記錄了有關(guān)用于遠(yuǎn)距離滅火的噴霧口以及霧狀滅火劑產(chǎn)生的方法。通過這種方法產(chǎn)生的滅火劑的實(shí)心流束會(huì)旋轉(zhuǎn)，這樣，滅火劑就能被噴出一段距離之后，由于會(huì)形成霧狀滅火劑，使得噴出的滅火劑體積迅速增加。噴霧裝置會(huì)被高壓下噴出的滅火劑沖擊。典型的噴霧裝置由多個(gè)噴霧口構(gòu)成，可以被驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，以便能產(chǎn)生所需的渦流噴霧。噴霧裝置每個(gè)噴霧口噴出方向的末端裝有噴嘴，每個(gè)噴霧口中的噴嘴噴出的液體歸集到一起，形成液體束。如需提高滅火劑噴出的速度，可以考慮安裝加速噴嘴(拉瓦爾(Laval)-噴嘴)。本文件隨附的一個(gè)噴霧裝置的實(shí)施例中，加速噴嘴安裝在一個(gè)圓柱形外殼中，這個(gè)外殼用于徑向支撐旋轉(zhuǎn)的噴射裝置和/或用于導(dǎo)入需混入滅火劑噴霧中的介質(zhì)。特別需要注意的是，這個(gè)外殼也用于防止噴霧裝置運(yùn)行時(shí)干擾到噴射裝置的旋轉(zhuǎn)。盡管通過這種噴霧裝置所產(chǎn)生的霧狀滅火劑可以有效的用于遠(yuǎn)程滅火，但是仍然期望滅火劑在體積擴(kuò)大形成噴霧前飛行的距離能夠更遠(yuǎn)，以便可以更遠(yuǎn)距離也更安全的進(jìn)行滅火。因此這項(xiàng)發(fā)明就是基于這種考慮產(chǎn)生的，S卩，以之前所述這種噴霧裝置為基礎(chǔ)，參照TO 2007/036554A1中所闡述的原理，發(fā)明一種新的噴霧裝置，使滅火劑液體在霧化之前能夠飛行更遠(yuǎn)的距離。

發(fā)明內(nèi)容
這里采用的方法就是，在原有噴射裝置原有噴射原理的基礎(chǔ)上，使得噴嘴組中至少一個(gè)噴嘴里噴出的液滴在離開噴口之前的飛行路徑發(fā)生改變和/或?qū)@個(gè)噴嘴噴出的液滴進(jìn)行減速，使其飛行速度小于噴嘴噴出液滴的速度，以便使得這個(gè)噴嘴噴出的液滴在噴霧口中能與其它液滴混合形成大液滴，當(dāng)然隨著體積的增大，液滴質(zhì)量也會(huì)增加。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明前述的目的需要采用的此類噴霧裝置需要至少一個(gè)噴嘴噴出的液滴會(huì)在噴霧管中壓力的作用下集束和/或由于液滴接觸噴霧管的內(nèi)壁之后被減速，即液滴的飛行速度比液滴噴出噴嘴的速度低，和/或改變液滴的飛行軌跡?，F(xiàn)有的噴霧裝置以及噴霧產(chǎn)生方法中，都是通過使噴嘴噴出的液體形成束狀來噴出滅火劑，由于滅火劑從噴嘴噴出時(shí)即霧化，因此體積很小。本發(fā)明中，采用長(zhǎng)度更長(zhǎng)的噴霧管或通過形成渦流噴霧的方法，完全是一種新的思路。這里，從噴嘴組一個(gè)或多個(gè)噴嘴中噴出的液滴由于霧化作用體積和質(zhì)量都很小，這些液滴將被聚集到一起并融合。從噴嘴噴出的細(xì)小的液滴可以通過下列方式與其它液滴融合，即降低液滴的飛行速度和/或改變液滴的飛行軌跡。兩種方法可以單獨(dú)使用也可以組合使用。該方法的目的是，使許多細(xì)小的液滴融合成一個(gè)更大更重的液滴。小液滴從噴嘴噴出時(shí)所具有的動(dòng)能將合并到所形成的大液滴中。如上所述，可以通過下列方法降低噴出的小液滴的飛行速度使其相互融合成一個(gè)大液滴，例如噴霧管的結(jié)構(gòu)確保至少一個(gè)噴嘴能形成沖擊壓力。這里，噴霧管必須足夠長(zhǎng)。 一般情況下，為了形成沖擊壓力，噴霧管的直徑不能超過一定的大小，這樣，旋轉(zhuǎn)的液滴在離心力的作用下與噴霧管的內(nèi)壁碰撞后飛行路徑發(fā)生變化，因此起到使這些液滴飛行速度降低以及飛行路徑變化的效果。令人驚訝的是，盡管由于這些液滴的飛行速度降低和/或飛行路徑發(fā)生變化，但是相比這些液滴在不融合的情況下，更好地實(shí)現(xiàn)了使噴霧飛行距離增加的愿望。此外還發(fā)現(xiàn)，如WO 2007/036554A1中關(guān)于噴霧技術(shù)的描述中所記錄的，盡管這里形成的液滴，相對(duì)于那些直接從噴嘴噴出的液滴的大小更大，在霧化效應(yīng)作用下，液滴飛行完第一段路徑之后在很短的距離內(nèi)形成噴霧，其體積大幅度增加。清楚的是，滅火劑噴霧在飛行一段距離之后，之前融合的液滴又會(huì)分散成無數(shù)細(xì)小的液滴。由于以前的方法中，一般觀察到的現(xiàn)象是噴嘴口那些由于霧化所形成的液滴不會(huì)重新融合成大的液滴，因此這一發(fā)現(xiàn)完全出乎意料。因此想到，將由于霧化所產(chǎn)生的小液滴在形成所需的噴霧前融合成大的運(yùn)輸液滴，或者直接在火源前再霧化成細(xì)小的液滴以滿足滅火的需要。為了達(dá)到理想的噴射距離，這里利用的是，通過形成一個(gè)渦流噴霧噴出滅火劑。這種方法下，根據(jù)噴霧內(nèi)部由于旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的低壓可以很好的控制和調(diào)節(jié)噴霧的形成。噴霧管從噴嘴接口到至少一個(gè)噴霧管噴射口之間的長(zhǎng)度決定了液滴的融合，因此也決定了液滴融合后的大小。因此，這種噴霧管也可稱作液滴調(diào)節(jié)裝置。如果噴霧管比較短，則融合的液滴比較少，因此，與管長(zhǎng)較長(zhǎng)的噴霧管相比，融合的液滴也比較小?；谶@個(gè)原因本發(fā)明所述的一個(gè)實(shí)例中可以調(diào)節(jié)噴霧管的長(zhǎng)度，以便能夠控制調(diào)節(jié)所需生成液滴的大小。這樣在高壓作用下，如果噴霧管長(zhǎng)度過長(zhǎng)，則會(huì)造成過多的液滴融合而無法達(dá)到所需的噴射距離。之前所述的方法以及噴霧裝置中所采用的是適合用于滅火的液體，主要是水， 與采用相同的滅火劑、針對(duì)相同的火源的低壓滅火技術(shù)相比，采用滅火劑噴霧進(jìn)行滅火不僅滅火效率更高，而且所需的液體量也明顯減少。在高壓滅火技術(shù)中，滅火劑的消耗量大約比低壓滅火所需消耗的量低5-7倍。因此，這里所描述的高壓滅火技術(shù)特別適用于下列情況，例如，不僅要將滅火劑水柱直接噴灑到火源上時(shí)，當(dāng)然，如果本身缺乏滅火劑或者必須只能使用少量滅火劑時(shí)，該技術(shù)也特別適用。綜上所述，高壓滅火技術(shù)特別適用于森林火災(zāi)的處理。 為了區(qū)分低壓滅火技術(shù)中所用到的高壓的概念，這里高壓指的是大于或等于 IOObar的壓力，一般情況下指200到500bar。



23 內(nèi)壁24噴嘴組25 末端26氣體輸入口27噴霧裝置28 罩管29環(huán)形間隙30液滴調(diào)節(jié)管L 氣墊
具體實(shí)施例方式圖中標(biāo)記為1的噴霧裝置中裝有噴嘴組2。所述噴嘴組2作為轉(zhuǎn)子存在，它由兩個(gè)噴嘴，噴嘴3和噴嘴3. 1構(gòu)成，這兩個(gè)噴嘴安裝在噴嘴組2的旋轉(zhuǎn)軸4的縱向方向上。噴嘴 3和噴嘴3. 1作為滅火劑管5和滅火劑管5. 1的噴射口與其相連接。滅火劑管5和滅火劑管5.1與滅火劑管道6連接，徑向延長(zhǎng)方向是旋轉(zhuǎn)軸4。滅火劑管道中的高壓(例如，100 至200bar)用于產(chǎn)生滅火劑液體束。眾所周知，滅火劑一般通過一個(gè)回轉(zhuǎn)接頭被導(dǎo)入滅火劑管道中，因此圖中沒有具體畫出回轉(zhuǎn)接頭。滅火劑可以通過回轉(zhuǎn)接頭被導(dǎo)入噴嘴組2的滅火劑管道6中，回轉(zhuǎn)接頭也可以直接裝在噴嘴組中，如WO 2007/122236A1中所描述的，當(dāng)然，詳細(xì)參考公開的文檔會(huì)發(fā)現(xiàn)實(shí)際情況與所描述的有所不符。如俯視圖2中所示，噴嘴3和噴嘴3. 1的縱軸與噴嘴組2的旋轉(zhuǎn)方向相反，如圖中箭頭所示。這樣設(shè)計(jì)的作用是保證，當(dāng)噴霧裝置運(yùn)行時(shí)，噴嘴組2只被高壓氣體以及從噴嘴 3和噴嘴3. 1噴出液體時(shí)所產(chǎn)生的反沖力沖擊。由于所產(chǎn)生的高壓，噴嘴組2開始旋轉(zhuǎn)，如圖中所示，這里噴嘴組2的旋轉(zhuǎn)速度可以達(dá)到2000轉(zhuǎn)/分鐘。噴霧裝置1中還裝有一個(gè)液滴調(diào)節(jié)管7。圖中所示的液滴調(diào)節(jié)管為空心圓柱形，其內(nèi)壁8也呈圓柱形。液滴調(diào)節(jié)管7與噴嘴組2的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)耦合。在所述實(shí)施例中，液滴調(diào)節(jié)管7固定在噴霧裝置1的一個(gè)底架上，該底架圖中沒有畫出。如圖中雙箭頭所示，液滴調(diào)節(jié)管7可以在徑向方向，即噴嘴組2的轉(zhuǎn)動(dòng)軸4的方向上，移動(dòng)和調(diào)節(jié)。采用液滴調(diào)節(jié)管就可以達(dá)到調(diào)節(jié)有效長(zhǎng)度的效果，這個(gè)有效長(zhǎng)度影響滅火劑液體束的產(chǎn)生，與噴嘴3和噴嘴3. 1 的噴射口與管末端9之間的距離相關(guān)。噴霧裝置1運(yùn)行時(shí)，滅火劑管道6中充滿了高壓滅火劑，優(yōu)選可以采用水，也可以是混合了一些添加劑的水。滅火劑被導(dǎo)入滅火劑管5和滅火劑管5. 1中，并從噴嘴3和噴嘴3.1中噴出。由于所產(chǎn)生的反沖力，噴嘴組2將繞著旋轉(zhuǎn)軸4開始旋轉(zhuǎn)。由于滅火劑，優(yōu)選可以采用水，也可以是混合了一些添加劑的水，在高壓作用下通過噴嘴3和噴嘴3. 1時(shí)被霧化，因此噴嘴3和噴嘴3. 1噴出的滅火劑呈細(xì)小的液滴狀，由于噴嘴3和噴嘴3. 1的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，就形成了一個(gè)液滴噴霧。液滴調(diào)節(jié)管7上方的圖示，就是噴嘴3和噴嘴3. 1中噴出的被霧化的滅火劑液滴的示意圖。當(dāng)然，圖示并不完全符合實(shí)際比例尺寸。液滴由于旋轉(zhuǎn)會(huì)產(chǎn)生離心力，在離心力的作用下，液滴會(huì)沖擊液滴調(diào)節(jié)管7的內(nèi)壁8，然后在摩擦力的作用下被減速。對(duì)液滴進(jìn)行減速的結(jié)果是在液滴調(diào)節(jié)管7中，對(duì)之后從噴嘴3和噴嘴3. 1中噴出的液滴產(chǎn)生沖擊壓力，這樣，之后噴出的液滴就會(huì)與之前噴出的被減速的液滴融合形成更大的液滴。這樣，多個(gè)液滴將融合成一個(gè)液滴。如圖中所示，液滴調(diào)節(jié)管7上方，噴嘴組2中的噴嘴3和噴嘴3. 1所噴出的液滴融合成大的液滴。液滴形成噴霧旋轉(zhuǎn)的過程圖1中已經(jīng)畫出。噴嘴2的旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的噴霧進(jìn)入液滴調(diào)節(jié)管7的距離越長(zhǎng)，所噴出的水滴就越大。同理相反的，如果液滴調(diào)節(jié)管7的末端9與噴嘴3和噴嘴3. 1的噴射口距離越短，所噴出的液滴就越小。同時(shí)，液滴大小也與噴霧裝置1所產(chǎn)生噴霧的噴射距離成反比。因此，如圖1所示，液滴調(diào)節(jié)管7的有效長(zhǎng)度可以通過噴嘴3和噴嘴3. 1，即噴嘴組2，距離末端的距離進(jìn)行調(diào)節(jié)。圖3中畫出的是噴霧裝置1所能形成的滅火劑噴霧的形狀。圖3只是大致畫出了形狀，其尺寸比例并不完全相符，噴射段標(biāo)記為10。噴射段從噴霧裝置1的末端9開始，并沿著噴射方向慢慢變窄。這是由于轉(zhuǎn)動(dòng)軸范圍所產(chǎn)生的低壓造成的。由于旋轉(zhuǎn)速度大于作用于液滴上的離心力，就會(huì)產(chǎn)生低壓。第一段噴射距離是噴霧劑噴射的距離。噴霧段11與之相連，此時(shí)滅火劑噴射段10的速度迅速大幅度降低，噴霧的體積大幅度膨脹形成滅火劑噴霧12。液滴體積大幅度膨脹的原理在WO 2007/036554A1中已經(jīng)詳細(xì)描述。同樣可能會(huì)隨著旋轉(zhuǎn)速度的降低，增加噴射距離，這種情況下噴霧段11中不再存在低壓，這樣融合水滴在離心力的作用下分散開來。在上述方法基礎(chǔ)上，可以進(jìn)行一些調(diào)整，通過調(diào)整運(yùn)輸液滴的形成方式，所述運(yùn)輸液滴形成如之前所述，由多個(gè)液滴融合而成，可以使得滅火劑的噴射距離更遠(yuǎn)，除了可以液滴調(diào)節(jié)管7的有效長(zhǎng)度以外，還可以改變管內(nèi)的壓力、噴嘴組的旋轉(zhuǎn)速度、以及轉(zhuǎn)軸4上噴嘴3和噴嘴3. 1的半徑與內(nèi)壁8和轉(zhuǎn)軸4之間距離的比例。通過改變壓力和/或調(diào)節(jié)噴嘴軸的傾角可以調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)速度。同樣，也可以用電機(jī)驅(qū)動(dòng)噴嘴組運(yùn)行，這種情況下，滅火劑管 5和滅火劑管5. 1將作為離心加速管道用于產(chǎn)生所需的壓力，當(dāng)然，這里滅火劑可以使用在高壓或者非高壓下。該發(fā)明中重要的是，噴嘴3和噴嘴3. 1的入口處必須受到滅火劑高壓的沖擊。上述描述中所提到的這些調(diào)節(jié)參數(shù)，有些可以單獨(dú)使用，有些需要結(jié)合多個(gè)參數(shù)一起使用以起到對(duì)滅火劑噴霧進(jìn)行調(diào)節(jié)的作用。之前的圖中，用于調(diào)節(jié)液滴大小的液滴調(diào)節(jié)裝置呈管狀，管內(nèi)橫截面呈圓形。除此以外，也可以采用橫截面為其它形狀的管形液滴調(diào)節(jié)裝置，當(dāng)然，橫截面的幾何形狀對(duì)沖擊壓力的產(chǎn)生具有影響。例如，如果采用橫截面不是圓形而是五邊形、六邊形或八邊形的管狀調(diào)節(jié)裝置，由于旋轉(zhuǎn)的滅火劑存在死角，因此其減速作用更加明顯，從而導(dǎo)致液滴融合需要的距離更短。因此，液滴調(diào)節(jié)裝置內(nèi)部橫截面的幾何形狀也是噴霧形成的一個(gè)影響因素。圖4為另一種噴霧裝置13。該裝置的原理與之前圖1-3所示的噴霧裝置1相同。 與噴霧裝置1不同的是，噴霧裝置13在其旋轉(zhuǎn)軸區(qū)域15通過一個(gè)接口 14與一個(gè)吸取裝置連接。吸取管16與一個(gè)低壓泵相連。這個(gè)吸取裝置的作用是為了增強(qiáng)旋轉(zhuǎn)的滅火劑中心所形成的低壓或幫助形成低壓。這樣，就會(huì)增加一個(gè)滅火劑集束，增加的滅火劑集束又可以使得滅火劑的噴射距離更長(zhǎng)。圖示中，吸取管16的接口 14位于液滴調(diào)節(jié)管最后三分之一處。當(dāng)然，根據(jù)所需形成噴霧的形狀，該接口也可以位于調(diào)節(jié)管的其它位置。同樣的，液滴調(diào)節(jié)管內(nèi)也可以安裝一個(gè)或由多個(gè)吸取管構(gòu)成的接口。每個(gè)吸取管都連有壓力泵，根據(jù)需要可以產(chǎn)生相同或者各種不同的低壓。如上所述，這里調(diào)節(jié)管內(nèi)徑的橫截面幾何形狀同樣影響噴霧的形成。圖5為另一種噴霧裝置17。同樣的，所述噴霧裝置17的原理與圖1_3所示的噴霧裝置1相同。與噴霧裝置1不同的是，該裝置液滴調(diào)節(jié)管18內(nèi)壁中裝入了多個(gè)徑向的開口 19。液滴調(diào)節(jié)管18被一個(gè)環(huán)形外殼20包圍，這樣，環(huán)形外殼20的內(nèi)側(cè)與液滴調(diào)節(jié)管18 的外側(cè)之間有個(gè)環(huán)狀間隙21。該環(huán)狀間隙21與液滴調(diào)節(jié)管18連接。環(huán)狀間隙21中充滿了氣體，例如空氣或者惰性氣體，這樣就能使氣體通過開口 19進(jìn)入管內(nèi)部22中。噴霧裝置17運(yùn)行時(shí)，液滴調(diào)節(jié)管18的內(nèi)壁23區(qū)域就形成了一個(gè)氣墊L。從噴霧裝置17的噴嘴組M噴出的旋轉(zhuǎn)的液滴被這個(gè)氣墊減速，但減速效果與圖1-3中所示噴霧裝置的減速效果相比稍弱。根據(jù)所形成的氣墊L的不同，噴嘴組M所噴出的液滴可以穿過氣墊，或者被液滴調(diào)節(jié)管18的內(nèi)壁23削弱，因此，可以通過這種形成氣墊的方式起到管壁對(duì)液滴進(jìn)行減速的效果。圖示中，只是安裝了兩排開口 19，并且這兩排開口與液滴調(diào)節(jié)管18的軸的方向垂直。通過滅火劑液體的旋轉(zhuǎn)，開口 19上生成的壓力氣體被帶動(dòng)，然后在整個(gè)內(nèi)壁23上形成一個(gè)所需的氣墊L。這里，借助開口 19噴出的氣體所形成的壓力作用下所形成的氣墊，可以只出現(xiàn)在滅火劑液體旋轉(zhuǎn)方向的一段固定的距離內(nèi)，因此也可以對(duì)液滴融合的過程產(chǎn)生影響。如需產(chǎn)生一個(gè)較強(qiáng)的氣墊，可以通過廣泛鋪設(shè)開口 19來實(shí)現(xiàn)。為了幫助氣墊的形成，噴射裝置17在其背后的末端25上裝有一個(gè)氣體輸入口沈。 該氣體輸入口 26用于產(chǎn)生之前所述的氣墊。當(dāng)然，氣體輸入口沈并不是為了能夠產(chǎn)生所需的氣墊所必須的裝置。圖6為另一種噴霧裝置27。同樣的，該裝置的原理與圖1-3所示的噴霧裝置1相同。與噴霧裝置1不同的是，噴霧裝置27中裝有一個(gè)罩管28，罩管觀包裹著液滴調(diào)節(jié)管 30，罩管與調(diào)節(jié)管之間保持環(huán)形間隙四。如圖中箭頭所示，罩管觀中充滿了其它介質(zhì)，例如空氣或惰性氣體或液體。它的作用是，使噴霧裝置27噴出的滅火劑噴霧被包裹在一個(gè)由環(huán)形間隙四中的氣體沖出所形成的氣體罩中。該氣體罩的作用是包裹滅火劑液體并促使其集束。在噴霧裝置27接口處的環(huán)形間隙四中沖入其它介質(zhì)的作用是，不讓噴霧裝置27 噴出的滅火劑直接從液滴調(diào)節(jié)管30的出口處直接接觸靜態(tài)的空氣，而是確保至少第一段滅火劑噴水的最外圍一圈(覆蓋層)的飛行速度略小于滅火劑本身的飛行速度。這樣可以改進(jìn)滅火劑的導(dǎo)入以及滅火劑的飛行距離。這里，可以理解，為了制造一個(gè)這樣的覆蓋層， 圖6中所示的罩管并不是必須的，它只是給其它專業(yè)人士開辟了一個(gè)思路如何產(chǎn)生這樣的液膜。在本實(shí)施例中還可以通過安裝一個(gè)低壓噴射泵。如圖所示，環(huán)形間隙21中可以裝入引導(dǎo)面或扭曲面，這樣從噴射口處噴出的液膜同樣會(huì)旋轉(zhuǎn)起來，并且旋轉(zhuǎn)方向與噴霧的旋轉(zhuǎn)方向相同。圖4-6中所述的方法可以單獨(dú)也可組合使用于噴霧裝置。圖7又是另一種噴霧裝置31。該噴霧裝置31裝有一個(gè)圓柱形噴霧管32，這個(gè)噴霧管32的原理同噴霧裝置1中的噴霧管7。噴霧管32的一端裝有噴嘴組33。噴嘴組33 中，噴嘴管34作為噴頭支架，噴頭35通過一個(gè)轂36固定在支架上并且可以旋轉(zhuǎn)。轂36通過一個(gè)位于噴嘴管34中的圓片37固定。從圓片37開始，轂36和接近噴頭35的一部分靠近內(nèi)表面38的部分形成一個(gè)圓錐形。噴頭35的第一個(gè)圓錐形截面與內(nèi)表面構(gòu)成圓柱形的區(qū)域39。噴頭35的區(qū)域39中，如圖7中噴頭35的側(cè)視圖所示，裝有很多并排緊挨著的槽 40。槽40的徑向軸與噴頭35的徑向軸形成一個(gè)角度。這樣，高壓作用下沖擊噴嘴組33的液體可以使得噴頭35進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。如圖8所示，槽40與噴嘴管34的內(nèi)表面38 —起構(gòu)成可以作為噴嘴使用的通道。 這里，在噴頭管34中，區(qū)域39的表面與噴頭34的內(nèi)表面38之間必須保留一個(gè)很小的活動(dòng)間隙，以確保噴頭35可以轉(zhuǎn)動(dòng)。這種設(shè)計(jì)充分利用了液體的潤(rùn)滑作用。噴霧裝置31運(yùn)行時(shí)，噴頭35高速轉(zhuǎn)動(dòng)，所使用的液體同時(shí)起到了噴頭35和噴頭管34之間潤(rùn)滑劑的作用。噴嘴組33的轂36連接在圓片37上。圓片37上分布著多個(gè)孔41 (參見圖9)。沖擊噴嘴組33入口側(cè)的液體從這些孔中穿過，流到噴頭35處。轂36上裝有兩個(gè)滾軸軸承， 這兩個(gè)滾珠軸承的球籠緊挨轂36。噴頭35的組成部分包括針對(duì)球籠的互補(bǔ)部分，進(jìn)而固定在轂36上。為了保護(hù)滾珠軸承，軸承受力的一側(cè)裝有墊圈。如圖中所示，槽40的深度和寬度都相同，因此其縱向橫截面的面積也相同。這里也可以選擇使槽的橫截面面接沿著噴嘴組噴射口方向逐漸變小。轂36安裝在噴嘴管34中，噴霧裝置31運(yùn)行時(shí)，如圖7中粗箭頭所示，噴霧裝置中充入液體時(shí)，轂36和噴頭35所形成的錐形變窄的方向與液體流動(dòng)方向相反，因此需將其定位在液體流的中心。而轂36與圓片37之間依靠單點(diǎn)連接固定的方式也是很常見的。圖9顯示了噴嘴組33入口 42的情況，這里可以清楚的看到圓片37中孔41的排布。噴霧裝置31或其噴嘴組33受到高壓沖擊時(shí)，噴霧形成的原理同上所述。如圖7-9所示的裝置，還可以選擇使噴頭35固定在轂36上并且可以相對(duì)轂36轉(zhuǎn)動(dòng)，或者，噴頭和轂作為相應(yīng)的一組，整體可以旋轉(zhuǎn)。該發(fā)明借助許多示例進(jìn)行了說明，并沒有包括所有其它所有適用的情況，各位專業(yè)人士可以從此引申出許多各種不同的應(yīng)用，不必完全按照本發(fā)明說明的示例中的敘述進(jìn)行。例如，噴嘴組也可以不是由兩個(gè)噴嘴構(gòu)成，而是由一個(gè)或多個(gè)噴嘴構(gòu)成。噴嘴組或噴嘴的分布也不必完全是環(huán)形的。如需生成渦流噴霧，常用的方式是通過一個(gè)管形的液滴調(diào)節(jié)裝置進(jìn)行，以便通過同步效應(yīng)產(chǎn)生渦流。同樣，如圖5所示，徑向開口也可以與噴霧旋轉(zhuǎn)方向形成一個(gè)傾角，這樣氣體或液體流過開口時(shí)就形成了渦流。最后，也可以結(jié)合一個(gè)旋轉(zhuǎn)的噴嘴組一起使用，當(dāng)然，這里，徑向開口與噴霧旋轉(zhuǎn)方向之間的傾角引起的阻力隨著傾角變大而變大。對(duì)于氣墊的形成，同樣的，徑向開口也可以交換或以成組的方式朝相反的方向形成傾角。綜合使用上述任何一種方式也是可行。針對(duì)圖7-9所示的裝置，可以選擇每個(gè)噴頭中有一個(gè)槽(如圖中的示例)，也可以選擇每個(gè)噴頭中有兩個(gè)槽。此外，槽也可以采用其它方式排列，使得噴頭以所需的速度旋轉(zhuǎn)時(shí)完全平衡。
權(quán)利要求
1.一種通過噴霧口生成渦流噴霧的方法，噴嘴組0，24，33)由一個(gè)或多個(gè)噴嘴(3， 3. 1 ；40)構(gòu)成，噴嘴組位于噴霧管(7，18，30，32)中，噴嘴在高壓作用下噴出的液體形成渦流噴霧，至少一個(gè)噴嘴(3，3. 1 ；40)在噴霧管中轉(zhuǎn)動(dòng)，噴嘴(3，3. 1 ；40)的旋轉(zhuǎn)以旋轉(zhuǎn)軸15 為軸并與其具備間距，其特征在于噴嘴組0，24，33)中至少一個(gè)噴嘴(3，3. 1 ；40)噴出的液滴在離開噴霧管(7，18，30，3幻前，其飛行軌跡發(fā)生改變和/或使液滴的移動(dòng)速度比噴嘴噴出的速度低，即進(jìn)行減速，目的是使至少一個(gè)噴嘴(3，3. 1 ；40)噴出的液滴在噴霧管(7， 18，30，32)中形成體積更大、重量更大的液滴。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述至少一個(gè)噴嘴(3，3.1 ；40)高壓噴出的液滴被減速，目的是在噴霧管(7，18，30，3 中產(chǎn)生了沖擊壓力。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于所述至少一個(gè)噴嘴(3，3.1;40)噴出的液滴離開噴嘴(3，3. 1 ；40)后，在減速中以銳角的形式撞擊噴霧管(7，18，30，32)的內(nèi)壁 (8，23，38)。
4.如權(quán)利要求1至3所述的方法，其特征在于在所述渦流噴霧內(nèi)部通過吸氣產(chǎn)生低壓。
5.如權(quán)利要求1至4所述的方法，其特征在于在所述噴霧管(18)的內(nèi)壁03)上形成一個(gè)氣墊。
6.如權(quán)利要求1至5所述的方法，其特征在于在所述噴霧管(30)噴出的噴霧周圍形成一個(gè)與其平行或基本與其平行的覆蓋層。
7.一種形成渦流噴霧的噴霧裝置(1，13，27，31)，在噴霧裝置(1，13，27，31)中至少有一個(gè)被高壓氣體沖擊的旋轉(zhuǎn)的噴嘴(3，3. 1 ；40)在噴霧管(7，18，30，3 中轉(zhuǎn)動(dòng)，其特征在于所述噴霧管(7，18，30，32)的長(zhǎng)度能保證，從至少一個(gè)噴嘴(3，3. 1 ；40)噴出的液滴在噴霧管(7,18,30,32)中產(chǎn)生沖擊壓力和/或通過與噴霧管(7,18,30,32)的內(nèi)壁(8,23, 38)接觸進(jìn)行減速，在減速中液滴飛行速度低于噴嘴噴出液滴的速度，和/或液滴的飛行軌跡發(fā)生改變。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于所述至少一個(gè)噴嘴(3，3.1 ；40)噴出的液滴實(shí)現(xiàn)減速中，通過調(diào)節(jié)噴霧管長(zhǎng)度控制從噴霧管(7，18,30,3 中噴出的液滴的大小。
9.如權(quán)利要求7或8所述的裝置，其特征在于所述至少一個(gè)噴嘴(3，3.1 ；40)的方向與噴霧管的內(nèi)壁(8，23，38)的長(zhǎng)軸形成夾角。
10.如權(quán)利要求7至9所述的裝置，其特征在于由多個(gè)所述噴嘴GO)構(gòu)成一個(gè)噴嘴組 (33)，噴嘴組(3 中的噴頭支架(34)上裝有一個(gè)以噴頭的長(zhǎng)軸方向?yàn)檩S旋轉(zhuǎn)的噴頭(35)， 噴頭(35)上有多個(gè)噴嘴(40)，噴嘴方向與噴頭的長(zhǎng)軸方向具備一定的角度，并與噴嘴00) 的旋轉(zhuǎn)軸間隔一個(gè)半徑。
11.如權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于所述噴嘴的長(zhǎng)軸與旋轉(zhuǎn)軸也具備一定的角度，所述多個(gè)噴嘴的長(zhǎng)軸的虛擬交點(diǎn)位于噴頭相對(duì)的另一面上。
12.如權(quán)利要求10或11所述的裝置，其特征在于所述噴嘴由噴頭表面的槽GO)和噴頭支架(34)內(nèi)側(cè)的表面(38)構(gòu)成。
13.如權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于所述槽的橫切面沿著液體移動(dòng)方向逐漸變小。
14.如權(quán)利要求10至13所述的裝置，其特征在于所述噴頭(35)以滾珠軸承的方式固定在轂(36)上，轂固定在噴頭支架(34)中。
全文摘要
本發(fā)明涉及的是通過高壓噴射液體形成渦流噴霧的方法。液體通過高壓從噴嘴組中噴出，噴嘴組(2)由一個(gè)或多個(gè)噴嘴(3，3.1)構(gòu)成，噴嘴組位于噴霧管(7)中。噴嘴在高壓作用下噴出的液體形成渦流噴霧，至少有一個(gè)噴嘴(3，3.1)在噴霧管中轉(zhuǎn)動(dòng)，并且噴嘴(3，3.1)的旋轉(zhuǎn)以旋轉(zhuǎn)軸為軸并與其具備間距。噴嘴組(2)中至少一個(gè)噴嘴(3，3.1)噴出的液滴在離開噴霧管(7)前，其飛行軌跡發(fā)生改變和/或使液滴的移動(dòng)速度比噴嘴噴出的速度低，即進(jìn)行減速。目的是使至少一個(gè)噴嘴(3，3.1)噴出的液滴在噴霧管(7)中形成體積更大、重量更大的液滴。
文檔編號(hào)A62C3/02GK102202742SQ200980143159
公開日2011年9月28日 申請(qǐng)日期2009年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月14日
發(fā)明者H·舒特, 沃夫?qū)た唆斈?申請(qǐng)人:艾爾麥蒂克環(huán)境與技術(shù)有限公司