專利名稱：螺旋噴嘴的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種螺旋噴嘴。
背景技術(shù)：
例如從使用煤作為燃料的熱電站的鍋爐排放的廢氣含有硫組分。近年來隨著環(huán)保意識(shí)日益增加，需要去除廢氣中含有的硫組分，并因此將脫硫設(shè)備安裝在熱電站或類似設(shè)備中。如所公知，在脫硫設(shè)備中通常使用三種工藝濕式工藝、干式工藝和半干式工藝。對(duì)于這三種工藝，使用濕式工藝的脫硫設(shè)備噴射含有碳酸鈣的堿性溶液的液滴，由此中和堿性組分中和廢氣中的硫組分，同時(shí)吸收堿性溶液中的硫組分，因此從廢氣中去除硫組分。
中空錐形、完頂體或螺旋噴嘴通常使用在脫硫設(shè)備中以便噴射堿性溶液的液滴。其中，圖1和圖2所示的螺旋噴嘴包括形成為朝其本身中央軸線L匯合的螺旋線的噴射引導(dǎo)件100和與噴射引導(dǎo)件100的非匯合側(cè)的一個(gè)端部形成整體并形成有用于輸送堿性溶液的管道口210的支承部件200。圖2是從左側(cè)水平方向觀看的圖1螺旋噴嘴的視圖。
噴射引導(dǎo)件100形成三個(gè)在中央軸線L方向上連接的螺旋部分110、120和130，換言之，連接成分為三層的螺旋結(jié)構(gòu)。螺旋部分110、120和130的底面(朝著非匯合側(cè)的面)形成液體沖擊面111、121和131，它們?cè)O(shè)置成相對(duì)于中央軸線L的角度是不同的。每個(gè)液體沖擊面111、121和131整體設(shè)置成相對(duì)于中央軸線L成固定的角度。
支承部件200與螺旋部分130的一端形成整體，換言之與噴射引導(dǎo)件100的非匯合側(cè)上的一個(gè)端部形成整體，并且凸緣300與其本身的端部(圖1和圖2中的底端)形成整體。
以此方式構(gòu)造的螺旋噴嘴固定在通過與螺旋噴嘴隔開形成并具有螺栓或螺釘通過其中的通孔410的的支承板400固定在供應(yīng)裝置(未示出)上，供應(yīng)裝置以預(yù)定壓力將堿性溶液供應(yīng)到螺旋噴嘴上。更特別是，支承板凸緣420形成在支承板400，并如圖所示，支承板凸緣420和凸緣300以粘合劑結(jié)合，并且支承板400通過螺栓500固定在供應(yīng)裝置上，因此將螺旋噴嘴固定在供應(yīng)裝置上。此外，噴射引導(dǎo)件100、支承部件200和凸緣300由陶瓷材料制成以便防止被堿性溶液腐蝕。另外，支承板400由塑料制成，并且螺栓500由金屬制成。
當(dāng)堿性溶液以預(yù)定壓力從供應(yīng)裝置供應(yīng)到螺旋噴嘴時(shí)，從供應(yīng)裝置排出的堿性溶液經(jīng)由管道口210供應(yīng)到噴射引導(dǎo)件100。堿性溶液接著沖擊在液體沖擊表面111、121和131上，因此形成噴射到外部的細(xì)小液滴。
圖3示意表示垂直于中央軸線L的平面內(nèi)的從螺旋噴嘴噴射的堿性溶液的分配圖案(此后稱為噴射圖案)。如圖所示，堿性溶液在三個(gè)同心圓中分配。這是由于將在下面描述的具有分成三層的螺旋結(jié)構(gòu)的噴射引導(dǎo)件100，其中三個(gè)具有液體沖擊面111、121和131的螺旋部分110、120和130以不同角度傾斜地連接。
“噴射引導(dǎo)件”和“噴射圖案”是通常用于本技術(shù)領(lǐng)域的術(shù)語，并且這里使用的術(shù)語“噴射”指的是具有例如幾個(gè)微米的顆粒尺寸的液滴的聚合。
對(duì)于所述技術(shù)的細(xì)節(jié)來說參考專利文件1(日本未審察專利申請(qǐng)、第一出版No.Sho 63-111954)、專利文件2(日本未審察專利申請(qǐng)、第一出版No.Hei 9-57155)和專利文件3(US2,804,341)。
但是，如上所述，由于具有液體沖擊面111、121和131的螺旋部分110、120和130的每個(gè)在螺旋部分110和螺旋部分120的連接位置A和螺旋部分120和螺旋部分130的連接位置B以不同角度傾斜，自然地形成連接液體沖擊面111和121的傾斜面“a”和連接液體沖擊面121和131的傾斜面“b”。這些傾斜面“a”和“b”的形成造成螺旋噴嘴的總體長度增加，增加了螺旋噴嘴形成所需的材料量并增加了制造成本。如上所述，由于螺旋噴嘴由陶瓷材料制成，即使材料少量增加也造成制造成本的顯著增加。此外，噴嘴總體長度的增加造成插入爐子烘烤的部件數(shù)量減少，增加由于破裂造成的缺陷，并且進(jìn)一步增加制造成本。
另外，如圖3所示，此類型螺旋噴嘴的噴射圖案是在三個(gè)同心圓中分配的。因此自然出現(xiàn)噴射圖案a1和b1，將單個(gè)同心噴射圖案連接起來，以確保單個(gè)同心圖案是連續(xù)的。由于傾斜面“a”和“b”的造成的噴射圖案a1和b1，并且由于噴射圖案a1和b1的出現(xiàn)造成總體噴射圖案不一致。換言之，從螺旋噴嘴噴射的堿性溶液的流動(dòng)速度局部增加，并且不能從廢氣中均勻地去除硫組分。
此外，由于在脫硫設(shè)備中設(shè)置大約1000和2000個(gè)此類螺旋噴嘴，出現(xiàn)了脫硫設(shè)備的成本極高的問題。
另外，如圖1和2所示，凸緣300和支承板400現(xiàn)在通過粘合劑結(jié)合在一起。因此，在某些情況下粘合劑退化，有可能減少螺旋噴嘴的壽命。如果螺旋噴嘴的壽命減小，螺旋噴嘴必須每次更換，并且更換數(shù)量因此增加，使得脫硫設(shè)備的維護(hù)成本增加。
本發(fā)明考慮到所述的問題，其目的在于滿足以下幾點(diǎn)(1)通過均勻噴射溶液進(jìn)行均勻處理；(2)通過減小形成螺旋噴嘴的材料量來減小螺旋噴嘴的制造成本；(3)通過減小安裝的螺旋噴嘴的數(shù)量來減小結(jié)合有該螺旋噴嘴的設(shè)備的制造成本；以及(4)通過延長螺旋噴嘴的壽命來減小結(jié)合有螺旋噴嘴的設(shè)備的維護(hù)成本。

發(fā)明內(nèi)容
為了實(shí)現(xiàn)所述目的，作為第一措施本發(fā)明采用一種構(gòu)造，其中在從形成為朝著其本身中央軸線匯合的螺旋線的噴射引導(dǎo)件噴射液體液滴的螺旋噴嘴中，噴射引導(dǎo)件具有相對(duì)于中央軸線以預(yù)定角度傾斜的液體沖擊面，使得液體的分配圖案在垂直于中央軸線的平面內(nèi)是螺旋形狀的形式。
作為第二措施，采用一種構(gòu)造，其中在第一措施中液體分配圖案具有大致等間距隔開的螺旋形狀卷繞。
作為第三措施，采用一種構(gòu)造，其中任一第一和第二措施中，噴射引導(dǎo)件的中央軸線側(cè)上的表面通過轉(zhuǎn)動(dòng)主體的表面限定，該轉(zhuǎn)動(dòng)主體通過相對(duì)于中央軸線轉(zhuǎn)動(dòng)具有預(yù)定半徑的圓弧來獲得。
作為第四措施，采用一種構(gòu)造，其中在第三措施中，預(yù)定半徑小于2000毫米。
作為第五措施，采用一種構(gòu)造，其中在螺旋噴嘴中，螺旋噴嘴具有形成為朝著其本身中央軸線匯合的螺旋線的噴射引導(dǎo)件和與噴射引導(dǎo)件的另一端部形成整體的支承部件，并且其中形成輸送液體的管道口，并從噴射引導(dǎo)件噴射液體液滴，作為噴射引導(dǎo)件和支承部件的連接位置和噴射引導(dǎo)件的起始位置的拐角沿具有預(yù)定半徑的圓弧形成。
作為第六措施，采用一種構(gòu)造，其中在第一措施中，預(yù)定半徑大于3毫米。
作為第七措施，采用一種構(gòu)造，其中在任一第五和第六措施中，該構(gòu)造具有與支承部件整體形成的凸緣，并形成有螺栓或螺釘穿過其中的通孔。
作為第八措施，采用一種構(gòu)造，其中在第一到第七措施的任一措施中，所有部件由相同的陶瓷材料制成。


圖1是按照現(xiàn)有技術(shù)的螺旋噴嘴的前視圖；圖2是來自圖1的螺旋噴嘴左側(cè)的側(cè)視圖；圖3是表示按照現(xiàn)有技術(shù)的噴射圖案的視圖；圖4是按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的螺旋噴嘴的前視圖；圖5是來自圖4的螺旋噴嘴左側(cè)的側(cè)視圖；圖6是表示按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的噴射圖案的視圖；圖7是表示按照本發(fā)明另一實(shí)施例的噴射圖案的視圖。
具體實(shí)施例方式
下面參考

本發(fā)明的螺旋噴嘴的一個(gè)實(shí)施例。
圖4是按照此實(shí)施例的前視圖，并且圖5是來自圖4的螺旋噴嘴左側(cè)的側(cè)視圖。如附圖所示，按照本發(fā)明此實(shí)施例的螺旋噴嘴設(shè)置有形成為朝著其中央軸線L匯合的螺旋線的噴射引導(dǎo)件1、與噴射引導(dǎo)件1的非匯合側(cè)上的一個(gè)端部形成整體并具有輸送堿性溶液的管道口21的支承部件2以及與支承部件2的一個(gè)端部(圖4和圖5的底端)形成整體的凸緣3，所有這些部件形成整體。此螺旋噴嘴的所有部件(噴射引導(dǎo)件1、支承部件2和凸緣3)形成整體。此外，它們由相同的烘烤陶瓷材料(例如Si-SiC)制成，以便和堿性溶液一起使用時(shí)確保耐久性。
噴射引導(dǎo)件1包括單個(gè)三螺旋卷繞，其本身的底面(朝著底側(cè)的面)形成為液體沖擊面11并相對(duì)于中央軸線L具有對(duì)于每個(gè)部分特定的角度。這里，液體沖擊表面11相對(duì)于中央軸線L的角度是包括中央軸線L的平面和液體沖擊面11相交處的直線和尖端中央軸線L側(cè)(噴射引導(dǎo)件1的匯合側(cè)1(頂側(cè)))之間形成的角度。本發(fā)明的螺旋噴嘴的液體沖擊面11的每個(gè)部分在預(yù)定角度上傾斜以確保獲得圖6所述的具有大致相同間距的螺旋形狀。更特別是，如附圖所示，噴射引導(dǎo)件1的起始部分處的液體沖擊面11形成使其相對(duì)于中央軸線L的角度A是90°，第一螺旋的中間部分11b和第一螺旋的中間部分11c之間的角度是89°。另外，為了確保角度從第一螺旋的中間部分11c到第三螺旋的端部連續(xù)變化，液體沖擊面11相對(duì)于中央軸線L傾斜，使得第二螺旋的中間部分11d處的角度C是60°，第三螺旋的中間部分11e處的角度D是45°，第三螺旋的中間部分11f處的角度E是26°，而第三螺旋端部(噴射引導(dǎo)件1的尖端)處的角度F是20°，并且獲得圖6所示的具有大致相同間距的螺旋形狀卷繞的噴射圖案。螺旋形狀卷繞具有內(nèi)側(cè)端S和外側(cè)端E，并且螺旋形狀卷繞在中心O的半徑從內(nèi)側(cè)端S(半徑r1)逐漸增加到外側(cè)端E(半徑r2)。
通過形成噴射引導(dǎo)件1，同時(shí)限定相對(duì)于液體沖擊面11的中央軸線L的角度以便確保噴射圖案具有螺旋形狀，液體沖擊面11的角度相對(duì)于中央軸線L逐漸并連續(xù)變化。因此不形成圖1和2所示的現(xiàn)有技術(shù)螺旋噴嘴的傾斜面“a”和“b”，因此可以相對(duì)少的材料量形成本發(fā)明的螺旋噴嘴。
此外，噴射引導(dǎo)件1的中央軸線L側(cè)上的面12通過轉(zhuǎn)動(dòng)主體的表面來限定，轉(zhuǎn)動(dòng)主體通過相對(duì)于中央軸線L轉(zhuǎn)動(dòng)半徑為500毫米的圓弧來獲得。因此噴射引導(dǎo)件1的中央軸線L側(cè)上的面12形成向外膨脹的彎曲表面。因此，封閉在噴射引導(dǎo)件1內(nèi)的空間增加，與現(xiàn)有技術(shù)的情況相比，使得更大量的堿性溶液供應(yīng)到噴射引導(dǎo)件1，并且從單個(gè)螺旋噴嘴噴射更大量的堿性溶液。
因此可以減小安裝在脫硫設(shè)備內(nèi)的螺旋噴嘴的數(shù)量，使得脫硫設(shè)備的制造成本降低。
最好是噴射引導(dǎo)件1的中央軸線L側(cè)上的面12通過轉(zhuǎn)動(dòng)主體的表面限定，轉(zhuǎn)動(dòng)主體通過相對(duì)于中央軸線L轉(zhuǎn)動(dòng)具有一個(gè)半徑的圓弧來獲得，半徑的尺寸在大于管道口21的直徑并小于2000毫米之間的范圍內(nèi)。
如果噴射引導(dǎo)件1的中央軸線L側(cè)上的面12通過轉(zhuǎn)動(dòng)主體的表面來限定，轉(zhuǎn)動(dòng)主體通過轉(zhuǎn)動(dòng)半徑大于2000毫米的圓弧來獲得，這是由于沒有形成足夠大彎曲的表面以封閉噴射引導(dǎo)件1內(nèi)在足夠大的體積。另外，如果直徑小于管道口21的直徑，不能在噴射引導(dǎo)件1的中央軸線L的方向上保持足夠的長度，并且變得難以形成噴射引導(dǎo)件1。
作為噴射引導(dǎo)件1和支承部件2的連接位置和噴射引導(dǎo)件1的起始位置的拐角C沿半徑為4毫米的圓弧形成。當(dāng)堿性溶液以預(yù)定壓力供應(yīng)到噴射引導(dǎo)件1時(shí)，該拐角C變成應(yīng)力集中區(qū)域。通過沿半徑為4毫米的圓弧形成拐角C，可以分散應(yīng)力，并使得螺旋噴嘴的耐久性增加。
另外，如上所述，當(dāng)噴射引導(dǎo)件1的中央軸線L側(cè)上面1 2沿具有預(yù)定半徑的圓弧形成時(shí)，噴射引導(dǎo)件1的壁很薄。但是即使在這種情況下，沿具有預(yù)定半徑的圓弧形成拐角C使得可以獲得充分的耐久性。
拐角C可沿具有大于3毫米的圓弧形成。如果拐角C沿具有小于3毫米的圓弧形成，拐角C上的應(yīng)力負(fù)載增加，并且不能獲得足夠的耐久性。
此外，通孔31形成在凸緣3上以便螺栓(螺釘)5穿過，從而將螺旋噴嘴和供應(yīng)裝置(未在附圖中示出)緊固在一起，供應(yīng)裝置在預(yù)定壓力下將堿性溶液供應(yīng)到螺旋噴嘴。
以此方式直接形成通孔31不需要圖1和2所示支承板400，因此螺旋噴嘴可容易形成。另外，由于不再需要采用粘合劑將形成在支承板400內(nèi)的凸緣420和凸緣300結(jié)合在一起，消除了由于粘合劑退化造成的螺旋噴嘴壽命的減小，并且可以延長螺旋噴嘴的壽命，因此減小脫硫設(shè)備的維護(hù)成本。
當(dāng)在預(yù)定壓力下將堿性溶液從供應(yīng)裝置供應(yīng)到以此方式構(gòu)造的螺旋噴嘴時(shí)，堿性溶液通過沖擊在噴射引導(dǎo)件1的液體沖擊面11上而形成液滴，并且獲得具有大致相同間距的螺旋形狀的噴射圖案。
因此，與圖3所示的三個(gè)同心圓的噴射圖案的現(xiàn)有技術(shù)螺旋噴嘴相比，堿性溶液可更加均勻地分配，改進(jìn)脫硫的效果。
實(shí)例液體以0.03Mpa的壓力供應(yīng)到所述實(shí)施例的螺旋噴嘴，其具有200毫米的總體長度，噴射引導(dǎo)件1的中央軸線L方向上的長度為145毫米，支承部件的直徑為120毫米，并且管道口21的直徑為100毫米，其中噴射引導(dǎo)件1的中央軸線L側(cè)上的面12通過轉(zhuǎn)動(dòng)主體的表面來限定，轉(zhuǎn)動(dòng)主體通過轉(zhuǎn)動(dòng)半徑為500毫米的圓弧來獲得，拐角C沿具有4毫米半徑的圓弧形成，并由Si-Sic制成，其總主體的彈性模量為360Gpa，Poisson比例為0.19。在這種情況下，從螺旋噴嘴噴射的液體的流動(dòng)速度為2800L/min，并且拐角C上的應(yīng)力負(fù)載為30MPa。
比較例作為比較，液體以0.03Mpa的壓力供應(yīng)到現(xiàn)有技術(shù)的螺旋噴嘴，其具有250毫米的總體長度，噴射引導(dǎo)件1的中央軸線L方向上的長度為180毫米，支承部件的直徑為120毫米，并且管道口21的直徑為100毫米，其中噴射引導(dǎo)件1的中央軸線L側(cè)上的面12通過轉(zhuǎn)動(dòng)主體的表面來限定，轉(zhuǎn)動(dòng)主體通過轉(zhuǎn)動(dòng)直線獲得，拐角C沿具有2毫米半徑的圓弧形成，并由Si-Sic制成，其總主體的彈性模量為360Gpa，Poisson比例為0.19。在這種情況下，從螺旋噴嘴噴射的液體的流動(dòng)速度為2000L/min，并且拐角C上的應(yīng)力負(fù)載為38MPa。
以此方式，可以表示出，與現(xiàn)有技術(shù)的螺旋噴嘴相比，可以增加噴射液體的流動(dòng)速度，并且可以降低拐角C上的應(yīng)力負(fù)載。
已經(jīng)參考附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。但是它自然不限制在本發(fā)明的實(shí)例上。根據(jù)結(jié)構(gòu)需要，可以不同地改變與單個(gè)實(shí)例相關(guān)的所述實(shí)例中所述部件的不同形狀、組裝和類似物，只要它們保持在本發(fā)明的范圍內(nèi)即可。
例如，在所述實(shí)施例中，螺旋噴嘴表示為安裝在脫硫設(shè)備內(nèi)。但是它不局限于此應(yīng)用，并且還可以安裝在降塵設(shè)備、氣體冷卻設(shè)備內(nèi)。在這種情況下，螺旋噴嘴不需要由陶瓷材料制成。
圖7是表示按照本發(fā)明另一實(shí)施例的噴射圖案的視圖。在圖6所示的噴射圖案中，螺旋形狀卷繞離開中心O的半徑從內(nèi)側(cè)端S到外側(cè)端E逐漸增加。作為比較，圖7所示的噴射圖案具有內(nèi)部螺旋卷繞S-M和最外邊的圓弧M-E。內(nèi)部螺旋卷繞S-M離開中心O的半徑從內(nèi)側(cè)端S到點(diǎn)M(半徑r)逐漸增加。作為比較，最外邊圓弧M-E具有大致恒定的半徑r。最外邊圓弧M-E的中央角度θ不受到限制，但最好在180°和360°之間。更優(yōu)選是中央角度在225°和315°之間。
在此實(shí)施例中，由于噴射區(qū)域的外周邊具有大致完整圓形的形狀，容易布置多個(gè)噴射噴嘴，以便獲得均勻的噴射密度。
如上所述，按照本發(fā)明，螺旋噴嘴從形成為朝著其中央軸線L匯合螺旋線的噴射引導(dǎo)件噴射液滴形式的液體，并且噴射引導(dǎo)件具有在預(yù)定角度上傾斜的液體沖擊面，使得液體分配圖案在垂直于中央軸線L的平面內(nèi)形成螺旋形狀，并且因此液體均勻噴射，能夠進(jìn)行均勻的處理。
權(quán)利要求
1.一種噴射液體液滴的螺旋噴嘴，其包括形成為朝著其本身中央軸線匯合的螺旋線的噴射引導(dǎo)件，其中所述噴射引導(dǎo)件具有相對(duì)于中央軸線以預(yù)定角度傾斜的液體沖擊面，使得所述液體的分配圖案在垂直于中央軸線的平面內(nèi)是螺旋形狀的形式。
2.如權(quán)利要求1所述的螺旋噴嘴，其特征在于，所述液體的分配圖案具有大致相同間距的螺旋形狀卷繞。
3.如權(quán)利要求1所述的螺旋噴嘴，其特征在于，所述噴射引導(dǎo)件的中央軸線側(cè)上的表面通過轉(zhuǎn)動(dòng)主體的表面限定，該轉(zhuǎn)動(dòng)主體通過相對(duì)于中央軸線轉(zhuǎn)動(dòng)具有預(yù)定半徑的圓弧來獲得。
4.如權(quán)利要求3所述的螺旋噴嘴，其特征在于，所述預(yù)定半徑小于2000毫米。
5.一種螺旋噴嘴，該噴嘴具有在一個(gè)端部處形成為朝著其本身中央軸線匯合的螺旋線的噴射引導(dǎo)件和與噴射引導(dǎo)件的另一端部形成整體并且其中形成輸送液體的管道口的支承部件，從噴射引導(dǎo)件噴射液體液滴，其中作為所述噴射引導(dǎo)件和所述支承部件的連接位置和所述噴射引導(dǎo)件的起始位置的拐角沿具有預(yù)定半徑的圓弧形成。
6.如權(quán)利要求5所述的螺旋噴嘴，其特征在于，所述預(yù)定半徑大于3毫米。
7.如權(quán)利要求5所述的螺旋噴嘴，其特征在于，其具有與支承部件整體形成的凸緣，并形成有螺栓或螺釘穿過其中的通孔。
8.如權(quán)利要求1或5所述的螺旋噴嘴，其特征在于，所有部件由相同的陶瓷材料制成。
9.如權(quán)利要求1或5所述的螺旋噴嘴，其特征在于，所述液體的分配圖案在垂直于中央軸線的平面內(nèi)是螺旋形式，螺旋具有內(nèi)部螺旋卷繞和最外邊圓弧，內(nèi)部螺旋卷繞離開中央軸線的半徑從內(nèi)側(cè)端朝著最外邊圓弧逐漸增加，最外邊圓弧具有大致恒定的半徑，并且最外邊圓弧的中央角度大于180°。
全文摘要
一種螺旋噴嘴包括噴射液體液滴的噴射引導(dǎo)件。噴射引導(dǎo)件形成為朝著其本身中央軸線L的螺旋線，并具有相對(duì)于中央軸線L以預(yù)定角度傾斜的液體沖擊面，使得液體在垂直于中央軸線L的平面內(nèi)的分配圖案是螺旋形狀的形式。
文檔編號(hào)B05B1/34GK1572373SQ200410049319
公開日2005年2月2日 申請(qǐng)日期2004年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月12日
發(fā)明者宮本學(xué), 山本雅恭, 內(nèi)藤俊之 申請(qǐng)人:石川島播磨重工業(yè)株式會(huì)社, 株式會(huì)社共立合金制作所