專利名稱：內(nèi)部超聲混合式氣泡霧化噴嘴的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于液體燃料霧化裝置，特別涉及一種內(nèi)部超聲混合式氣泡霧化噴嘴。
現(xiàn)有的液體燃料霧化技術(shù)主要分為三大類，即機(jī)械霧化、介質(zhì)輔助霧化和氣動(dòng)霧化，除此之外還有超聲霧化、靜電霧化等。機(jī)械霧化又分為壓力霧化和轉(zhuǎn)杯霧化。其主要缺點(diǎn)是，在噴嘴出口附近燃料濃度過大，易造成析碳結(jié)焦，影響霧化效果和噴嘴的正常工作。特別是對(duì)于高粘度的燃油(如重、渣油)，壓力霧化效果明顯變差。轉(zhuǎn)杯霧化要求轉(zhuǎn)速過高(＞2000r/min)，對(duì)噴嘴的設(shè)計(jì)和正常工作均不利。氣動(dòng)霧化雖對(duì)供油壓力沒有要求，但其缺點(diǎn)是要求助燃空氣的壓力高，動(dòng)能大。且對(duì)高粘度燃油的霧化效果也明顯降低。介質(zhì)輔助霧化要求被霧化的液體要有一定的壓力，同時(shí)輔助霧化的介質(zhì)也要有一定的壓力能。當(dāng)被霧化的液體粘度增加時(shí)，霧化效果也隨之降低。故常規(guī)的霧化方法對(duì)高粘度的液體燃料霧化效果均不理想。在刊物上公開發(fā)表了一個(gè)氣泡霧化技術(shù)。雖然在氣泡霧化技術(shù)中液體的粘度對(duì)其霧化效果沒有明顯的影響，但要產(chǎn)生合理的氣泡兩相流動(dòng)，其氣液比不能太大，一般ALR=0.05～0.15。一方面，氣液比小說明需要的霧化介質(zhì)的能量小，減少了噴嘴的能耗；另一方面，由于霧化介質(zhì)的能量小，要破壞液相流動(dòng)結(jié)構(gòu)，形成合理的氣泡兩相流就比較困難，致使在霧化器設(shè)計(jì)不合理及噴嘴工作范圍偏離設(shè)計(jì)點(diǎn)較大時(shí)，其霧化質(zhì)量下降。且對(duì)零件的加工精度要求高，零件的互換性差。
本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處而提供一種內(nèi)部超聲混合式氣泡霧化噴嘴。
實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的的技術(shù)解決方案如下內(nèi)部超聲混合式氣泡霧化噴嘴的結(jié)構(gòu)是，在支座(7)的側(cè)壁上固裝著進(jìn)液管(或進(jìn)氣管)(8)，支座(7)的一端固裝著進(jìn)氣管(或進(jìn)液管)(12)，進(jìn)氣管(12)的一端固裝著內(nèi)通道管(5)，支座(7)的另一端固裝著外通道管(6)，且外通道管(6)套裝在內(nèi)通道管(5)的外面，內(nèi)通道管(5)的端部裝著其上有凸臺(tái)(13)的氣泡發(fā)生器(3)，氣泡發(fā)生器上有通液孔(14)和通氣孔(16)，混合器(2)固裝在外通道管(6)的另一端，外通道管(6)與混合器(2)聯(lián)接的端面將氣泡發(fā)生器(3)的凸臺(tái)壓緊卡死，混合器(2)的另一端固裝著其上有噴口(15)的噴頭(1)，進(jìn)氣管(12)上套裝著密封盤根(9)、壓塊(10)、螺母(11)，螺母(11)還固裝在支座(7)上，并通過擰緊螺母(11)可將密封盤根(9)與壓塊(10)壓緊。超聲簧片(4)的一端固裝在氣泡發(fā)生器(3)的壁上，另一端為刃口，該端對(duì)準(zhǔn)通液孔(14)，并且使超聲簧片的長軸線與通液孔軸線一致，超聲簧片刃口端部與通液孔的距離為0.5mm～5mm。
超聲簧片的材料是不銹鋼、彈簧鋼或黃銅，其形狀為矩形，尺寸范圍為厚度為0.1mm～1mm，寬度為2.0mm～6mm，長度為5mm～30mm。
在氣泡發(fā)生器(3)上超聲簧片的周圍的氣側(cè)通道部分開有至少一個(gè)噴口，噴口為圓形、其尺寸為φ0.5mm～φ5mm，在氣泡發(fā)生器(3)的液側(cè)通道部分開有至少一個(gè)噴口，噴口為矩形、圓形、帶收縮錐角或直通式，對(duì)于矩形噴口，其最小截面長×寬為0.5mm×2mm～2.5mm×6mm；對(duì)于圓形噴口，其最小截面為φ0.5mm～φ6mm。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比有如下優(yōu)點(diǎn)1、在氣泡發(fā)生器上安裝超聲波發(fā)生器-超聲簧片，利用超聲波對(duì)液體的氣隙作用，在超聲簧片的周圍形成無數(shù)個(gè)氣隙空間，充分破壞液體射流的結(jié)構(gòu)。再在超聲簧片周圍引入霧化介質(zhì)氣體，充入氣隙空間，形成無數(shù)個(gè)小氣泡組成的氣泡兩相流。特別是在氣體進(jìn)口壓力較低、氣液比較小的條件下，能進(jìn)一步改善噴嘴的霧化質(zhì)量。當(dāng)氣液比ALR=0.03～0.18范圍內(nèi)，霧化索太爾平均直徑為SMD=32～18μm。
2、在壓塊(10)與支座(7)之間安裝了密封盤根(9)，使其氣泡發(fā)生器(3)與內(nèi)通道管(5)和外通道管(6)以及內(nèi)通道管(5)與支座(7)的接觸面A、B、C得到很好的密封，故很好的解決了噴嘴的密封和零件互換性問題。
附圖的圖面說明如下


圖1為內(nèi)部超聲混合式氣泡霧化噴嘴實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為
圖1的氣泡發(fā)生器結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖2的側(cè)視圖；圖4為內(nèi)部超聲混合式氣泡霧化噴嘴實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為圖4的氣泡發(fā)生器結(jié)構(gòu)示意圖6為圖5的側(cè)視圖；圖7為內(nèi)部超聲混合式氣泡霧化噴嘴實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為圖7的氣泡發(fā)生器結(jié)構(gòu)示意圖；圖9為為圖8的側(cè)視圖。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例作進(jìn)一步詳述
氣泡發(fā)生器(3)上的液側(cè)通道部分開有三個(gè)噴口(14)，噴口是帶收縮錐角的矩形，最小截面處尺寸為1.5mm×2.5mm，液體噴口及軸線與噴嘴軸線平行。
氣泡發(fā)生器(3)上超聲簧片周圍氣側(cè)通道部分開有六個(gè)噴口(16)，噴口為圓形，其直徑為φ2mm。
超聲簧片(4)的材料為不銹鋼，其形狀為矩形，厚度為0.5mm，寬度為2.0mm，長度為10mm，簧片的長軸線與液體噴口軸線一致，在簧片的前部(迎液體射流)厚度方向加工成刃口，簧片與噴口的距離為1.5mm。
該內(nèi)部超聲混合式氣泡霧化噴嘴燃油流量Qf=600kg/h，氣液比ALR=0.06，燃油進(jìn)口壓力Pfin=0.5Mpa，壓縮空氣進(jìn)口壓力Pfin=0.4Mpa，簧片初次諧振頻率約5000Hz，燃油霧化索太爾平均直徑SMD=21μm。
氣泡發(fā)生器(3)上的氣側(cè)通道部分開有四個(gè)噴口(16)，噴口是圓形，截面直徑為φ1.5mm，氣體噴口及軸線與噴嘴軸線成45°夾角。
氣泡發(fā)生器(3)的杯底中央液側(cè)通道部分開有一個(gè)噴口(14)，噴口為矩形，其截面尺寸為1.5mm×3.5mm。
噴頭(1)上有六個(gè)噴口沿周向均布，直徑為φ1.5mm。其他結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相同。
該內(nèi)部超聲混合式氣泡霧化噴嘴燃油流量Qf=200kg/h，氣液比ALR=0.08，燃油進(jìn)口壓力Pfin=0.5Mpa，飽和蒸汽進(jìn)口壓力Pfin=0.3Mpa，簧片初次諧振頻率約8000Hz，燃油霧化索太爾平均直徑SMD=23μm。
氣泡發(fā)生器(3)上的液側(cè)通道部分開有四個(gè)噴口(14)，噴口是帶收縮錐角的矩形，其最小截面長×寬為1.8mm×2.0mm，最大截面長×寬為2.2mm×2.4mm，液體噴口及軸線與噴嘴軸線成45°夾角。
氣泡發(fā)生器(3)的兩翼交點(diǎn)處氣側(cè)通道部分開有一個(gè)噴口(16)，噴口為圓形，其截面直徑為φ3mm。在四周還同時(shí)開有四個(gè)通氣噴口(16)，噴口為圓形，其截面直徑為φ1mm。
噴頭(1)上有八個(gè)噴口沿周向均布，直徑為φ3.5mm。其他結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相同。
該內(nèi)部超聲混合式氣泡霧化噴嘴燃油流量Qf=1000kg/h，氣液比ALR=0.1，液體(水，甘油水)進(jìn)口壓力Pfin=0.6Mpa，壓縮空氣進(jìn)口壓力Pfin=0.4Mpa，簧片初次諧振頻率約15000Hz，液體霧化索太爾平均直徑SMD=20μm。
內(nèi)部超聲混合霧化噴嘴的工作原理是被霧化的液體與霧化介質(zhì)(壓縮空氣或高壓蒸汽)分別經(jīng)過由內(nèi)外同心圓管分開的通道，通過氣泡發(fā)生器進(jìn)入混合室。其中液體通過一個(gè)或幾個(gè)矩形(或圓形或帶收縮錐角或直通)的噴口進(jìn)入氣泡發(fā)生區(qū)，迎著每一個(gè)液體噴口有一個(gè)產(chǎn)生超聲波的超聲簧片。在液體射流的沖擊下超聲簧片振動(dòng)產(chǎn)生超聲波，并在其周圍對(duì)液體產(chǎn)生氣隙作用。霧化介質(zhì)氣體在其周圍通過噴口被引入氣泡發(fā)生區(qū)，并迅速充填入液體氣隙，形成氣液兩相流一起流入混合室?；旌鲜覂?nèi)具有無數(shù)個(gè)氣泡的氣液兩相流再經(jīng)過噴頭上的噴口加速降壓，氣泡中的氣體迅速膨脹，將液體表面拉薄撕碎直至霧化。
權(quán)利要求1.一種內(nèi)部超聲混合式氣泡霧化噴嘴，是在支座(7)的側(cè)壁上固裝著進(jìn)液管(或進(jìn)氣管)(8)，支座(7)的一端固裝著進(jìn)氣管(或進(jìn)液管)(12)，進(jìn)氣管(12)的一端固裝著內(nèi)通道管(5)，支座(7)的另一端固裝著外通道管(6)，且外通道管(6)套裝在內(nèi)通道管(5)的外面，內(nèi)通道管(5)的端部裝著其上有凸臺(tái)(13)的氣泡發(fā)生器(3)，氣泡發(fā)生器上有通液孔(14)和通氣孔(16)，混合器(2)固裝在外通道管(6)的另一端，外通道管(6)與混合器(2)聯(lián)接的端面將氣泡發(fā)生器(3)的凸臺(tái)壓緊卡死，混合器(2)的另一端固裝著其上有噴口(15)的噴頭(1)，進(jìn)氣管(12)上套裝著壓塊(10)和螺母(11)，螺母(11)還固裝在支座(7)上，并將壓塊(10)壓緊，其特征在于超聲簧片(4)的一端固裝在氣泡發(fā)生器(3)的壁上，另一端為刃口，該端對(duì)準(zhǔn)通液孔(14)，并使超聲簧片的長軸線與通液孔軸線一致，超聲簧片刃口端部與通液孔的距離為0.5mm～5mm，壓塊(10)與支座(7)之間裝著密封盤根(9)，擰緊螺母(11)可將密封盤根(9)與壓塊(10)壓緊。
2.按照權(quán)利要求1所說的內(nèi)部超聲混合式氣泡霧化噴嘴，其特征在于超聲簧片的材料是不銹鋼、彈簧鋼或黃銅，其形狀為矩形，尺寸范圍為厚度為0.1mm～1mm，寬度為2.0mm～6mm，長度為5mm～30mm。
3.按照權(quán)利要求1所說的內(nèi)部超聲混合式氣泡霧化噴嘴，其特征在于在氣泡發(fā)生器(3)上超聲簧片的周圍的氣側(cè)通道部分開有至少一個(gè)噴口，噴口為圓形、其尺寸為φ0.5mm～φ5mm，
4.按照權(quán)利要求1所說的內(nèi)部超聲混合式氣泡霧化噴嘴，其特征在于在氣泡發(fā)生器(3)的液側(cè)通道部分開有至少一個(gè)噴口，噴口為矩形、圓形、帶收縮錐角或直通式，對(duì)于矩形噴口，其最小截面長×寬為0.5mm×2mm～2.5mm×6mm；對(duì)于圓形噴口，其最小截面為φ0.5mm～φ6mm。
專利摘要一種內(nèi)部超聲混合式氣泡霧化噴嘴,是在支座側(cè)壁上固裝著進(jìn)液管,支座的一端固裝著進(jìn)氣管,進(jìn)氣管的一端固裝著內(nèi)通道管,支座的另一端固裝著外通道管,內(nèi)通道管的端部裝著其上有通液孔和通氣孔的氣泡發(fā)生器,混合器固裝在外通道管的另一端,混合器(2)的另一端固裝著噴頭,進(jìn)氣管上套裝著盤根、壓塊和螺母,螺母還固裝在支座上,并將盤根和壓塊壓緊,氣泡發(fā)生器上固裝著超聲簧片,簧片的另一端對(duì)準(zhǔn)通液孔。該霧化噴嘴密封性能好,能進(jìn)一步改善噴嘴的霧化質(zhì)量。
文檔編號(hào)F23D11/36GK2445206SQ0026113
公開日2001年8月29日 申請(qǐng)日期2000年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月31日
發(fā)明者吳晉湘, 劉聯(lián)勝 申請(qǐng)人:河北工業(yè)大學(xué)