專利名稱：燃料噴射器的制作方法
燃料噴射器
背景技術：
本發(fā)明涉及用于噴射目標質量的方法及裝置。具體但非排他地， 本發(fā)明提供了用于快速質量噴射裝置的方法和裝置，該質量噴射裝置 能夠迅速地將液體和/或液體蒸氣從儲存一定量液體的噴射室中噴射 并且使其越過相對較長的距離。還更具體但又非排他地，本發(fā)明涉及 燃料噴射器及用于噴射燃料的方法。
許多領域中都需要質量噴射裝置，也就是說，按照固定或可變的
速率送出液體和液體蒸氣的噴霧(spray)并使其越過所需距離的裝置。 優(yōu)選地需要以快速的速率發(fā)生并且越過長距離的液體和液體蒸氣的 噴霧。在這種系統(tǒng)中，經常引用術語"射程"(throw)作為噴霧的一項 特性。物質的"射程，，定義為所經過的距離除以噴霧從中噴射的器室 (chamber)的長度。
已知有質量噴射裝置的各種例子，諸如滅火器、噴墨打印機、安 全氣嚢點火器、用于汽車發(fā)動^L和燃氣渦輪機的燃料噴射器、引燃火 焰等等。在這些例子中的每一個例子中，都有與所討論的裝置有關
的具體問題，然而，對于每種應用技術都一直需要能夠迅速地噴射液 體和液體蒸氣并使其越過長距離。
引用燃氣渦輪機二次點火器(reigniter)作為質量噴射裝置應用中 具體問題的一個例子。在燃氣渦輪機的點火器中，重新點燃燃燒室中 的氣體的常規(guī)方法是使電流穿過二次點火器的兩個電極之間，并在一 小段時間內產生帶電自由基(electrically charged radicals)的混合物。這 一點在

圖1中有更清楚的顯示，其中示出了包括外電極ll的常規(guī)二 次點火器10，外電極11通常為圓筒形并且具有位于內部的小片 (pellet)12。中心電極13位于小片內，并且通過使電流在兩個電極11 、13之間穿過帶電自由基(即當氣體分子暫時分裂成被稱作等離子體的 帶電成分時)的混合物。此等離子體在重新結合并失去其電荷之前只持 續(xù)幾分之一秒的時間。然后，電荷就用來在主發(fā)動機的主燃燒室中點 火燃燒。這種已知的二次點火器的問題在于使該混合物作為噴射物經 由出口 14噴射出足夠遠并且j果持帶電足夠長的時間以執(zhí)行其目標功
能。噴射物15用來點燃煤油或其它常用的燃氣渦輪發(fā)動機燃料。
引用燃料噴射器作為質量噴射裝置應用中具體問題的另 一 個例 子?，F(xiàn)有技術的燃料噴射器使用機電式噴嘴和預加壓的燃料以產生精 細霧化的噴霧。燃料在器室內加壓，并且電磁線圏提起器室密封件的 針狀物，以使燃料能夠經由吸入閥擠壓穿過噴嘴的孔隙。該加壓液體 釋放的定時由電子設備進行控制。其具有成本高并且材料復雜的不利 之處，材料易于發(fā)生故障并且需要許多工作部件。
使用質量噴射器裝置的另外的例子是用于爐及鍋爐的引燃火焰， 其中爐及鍋爐用于能源領域或陸基的燃氣渦輪機。
發(fā)明概述
本發(fā)明的目的在于至少減輕上述問題。
本發(fā)明實施例的目的在于提供用于提供燃料噴射器的裝置及方法。
本發(fā)明實施例的目的在于提供用于噴射物質的裝置及方法，由 此，液體及液體蒸氣從器室中噴射，噴射物具有所需的特性，諸如噴 射速度及噴射物越過的距離。
本發(fā)明實施例的目的在于提供用于提供快速質量噴射器的裝置 及方法。
本發(fā)明實施例的目的在于提供用于提供引燃火焰點火器的裝置 及方法。
本發(fā)明實施例的目的在于提供用于提供推進裝置的裝置及方法，
其中推進裝置可用于推動運載工具(veMcles)。本發(fā)明實施例的目的在于4是供用于提供滅火器的裝置及方法。 根據本發(fā)明的第 一方面，提供了用于將燃料噴射到燃燒區(qū)中的裝
置，包括
盛裝一部分所選擇的液體燃料的噴射室；
布置成有選擇地開啟以將液體輸送到噴射室中的進口閥；以及
布置成有選擇地開啟的出口閥，以在與所述噴射室相關聯(lián)的參數(shù) 滿足預定條件時從所述噴射室中噴射燃料；其中
液體和/或液體蒸氣從噴射室中經由出口閥噴射到燃燒區(qū)中，由此 將燃料噴射到燃燒區(qū)中。
根據本發(fā)明的第二方面，提供了用于將燃料噴射到燃燒區(qū)中的裝 置，包括
盛裝一部分所選擇的液體燃料的噴射室； 布置成有選擇地開啟以將液體輸送到噴射室中的進口闊；以及 布置成有選擇地開啟的出口閥，以在與所述噴射室相關聯(lián)的參數(shù) 滿足預定條件時從所述噴射室中噴射燃料，所述出口閥進一步布置成 當噴射室中液體的溫度等于或高于飽和溫度時開啟，該飽和溫度與所 處的壓力等于位于所述出口閥下游位置的壓力的該液體相關聯(lián)；其中
液體和/或液體蒸氣從噴射室中經由出口閥噴射到燃燒區(qū)中，由此 將燃料噴射到燃燒區(qū)中。
根據本發(fā)明的第三方面，提供了用于將燃料噴射到燃燒區(qū)中的方
法，包括以下步驟
提供噴射室，用于盛裝一部分所選擇的液體燃料；
有選擇地開啟進口閥以將一部分液體輸送到噴射室中；
當與所述噴射室相關聯(lián)的參數(shù)滿足預定條件時有選擇地開啟所
述噴射室的出口閥；以及
經由出口閥將液體蒸氣和/或液體從噴射室中噴射到燃燒區(qū)中。根據本發(fā)明的第四方面，4是供了用于噴射物質的裝置，包括 用于盛裝一股所選擇的液體的器室；
進口閥，通過該進口閥可^1寄所選擇的液體引入器室； 布置成在參數(shù)滿足預定條件時開啟以允許來自器室的內容物噴 射的出口閥；以及
提高器室中液體壓力的機構；其中 液體和/或液體蒸氣從器室中經由出口閥噴射。
優(yōu)選地，所述提高壓力的機構包括加熱元件，該加熱元件布置成 可加熱位于器室中的 一股液體。
優(yōu)選地，所述出口閥布置成當器室內的壓力達到預定值時開啟。
優(yōu)選地，所述進口閥布置成在器室內容物之前通過打開出口閥被 噴射之后開啟，以允許液體被引入器室。
優(yōu)選地，所述器室還包括狹窄的頸部區(qū)(narrow neck region),液 體和蒸氣沿著該頸部區(qū)噴射。
優(yōu)選地，當出口閥開啟時，液體和蒸氣通過蒸氣爆炸過程(vapour explosion process)噴射。
優(yōu)選地，所述液體是水。
<尤選地，所述液體是可燃液體，例如煤油或汽油。 優(yōu)選地，所述進口閥設定在l.lbar的壓力下開啟。 優(yōu)選地，所迷用于提高壓力的機構包括用于將液體加熱到其在大 氣壓下的沸點之上的溫度的機構。
優(yōu)選地，所述器室的直徑在lmm到lm的范圍內。 優(yōu)選地，所述器室的形狀為球形。 優(yōu)選地，所述器室為心形。
優(yōu)選地，所述出口閥位于所述心形器室的頂點區(qū)域。 優(yōu)選地，所述器室的形狀為大致圓筒形。根據本發(fā)明的第五方面，提供了用于將物質從器室中噴射的方
法，包括以下步驟
通過進口閥將選擇的液體引入器室；
提高器室內液體的壓力；
當參數(shù)滿足預定條件時開啟出口閥；以及
經由出口閥從器室中噴射液體和/或液體蒸氣。
優(yōu)選地，該方法還包括在開啟出口閥步驟之前通過加熱元件加熱 位于器室中的液體的步驟。
優(yōu)選地，該方法還包括確定何時預定的參數(shù)被滿足以及響應其開 啟出口閥的步驟。
優(yōu)選地，該方法還包括在位于出口閥下游位置氣體的壓力下將器 室內的液體加熱到高于其沸騰溫度的步驟。
根據本發(fā)明的第六方面，提供了用于將燃料噴射到下游燃燒區(qū)中
的裝置，包括
盛裝一股所選擇的待噴射液體的噴射室；
進口閥，通過該進口閥可將所選擇的液體引入器室；
布置成在參數(shù)滿足預定條件時開啟以允許器室的內容物噴射的
出口閥；以及
提高器室內壓力的機構；其中
液體和/或液體蒸氣經由出口閥噴射。
優(yōu)選地，液體和液體蒸氣通過蒸氣爆炸過程噴射。
優(yōu)選地，液體和液體蒸氣以射程大于20的噴霧形式噴射。
優(yōu)選地，所述液體和液體蒸氣以射程大于100的噴霧形式噴射。
優(yōu)選地，所述液體包括煤油。
優(yōu)選地，所述液體包括汽油。
優(yōu)選地，所述器室由金屬材料制成。
優(yōu)選地，所述用于提高壓力的機構包括位于器室內的加熱元件。優(yōu)選地，該裝置還包括用于加熱元件的電源。
優(yōu)選地，所述器室的形狀大致為圓筒形，并且所述器室在出口端 具有頸部區(qū)，出口閥位于頸部區(qū)。
優(yōu)選地，所述頸部區(qū)具有^^窄的噴射孔，液體燃料和液體燃料蒸
氣經由此噴射孔噴射到燃燒區(qū)中。
優(yōu)選地，孔的橫截面直徑小于頸部區(qū)橫截面的直徑。
優(yōu)選地，該裝置還包括位于燃燒區(qū)中的點火源，用于點燃通過噴
射裝置噴射到燃燒區(qū)中的液體燃料和液體燃料蒸氣。
根據本發(fā)明的第七方面，提供了用于將燃料噴射到下游燃燒區(qū)中
的方法，包括以下步驟
通過進口閥將所選擇的液體引入器室； 提高器室內液體的壓力； 當參數(shù)滿足預定條件時開啟出口閥；以及 經由出口閥從噴射室中噴射液體和液體蒸氣。 優(yōu)選地，該方法還包括以下步驟
在開啟出口閥步驟之前通過加熱元件加熱位于器室中的液體。
根據本發(fā)明的第八方面，^提供了用于給運載工具提供推動力的裝 置，包括
盛裝一股所選擇的液體燃術斗的燃料噴射室； 進口閥，通過該進口閥可將所選擇的液體引入噴射室； 布置成在參數(shù)滿足預定條件時開啟以允許來自噴射室的內容物 噴射的出口閥；
提高噴射室中液體壓力的才幾構；以及
定位成以便于接收從所述噴射室中噴射的液體和液體蒸氣的燃 燒室，并且燃燒室包括點火元件，用于點燃從噴射室中噴射的液體和 /或液體蒸氣。優(yōu)選地，所述燃燒室還包4舌出口 ，火焰及熱氣體可經由此出口從 燃燒室中逸出，火焰及熱氣體的逸出為運載工具提供反方向的推動 力。
優(yōu)選地，所述點火元件包4舌火花點火器。
優(yōu)選地，噴射物導引噴嘴指向相對于所述出口閥下游的位置，用 于按所需的方向引導從噴射室中噴射的液體和液體蒸氣。
優(yōu)選地，該裝置還包括至少一個空氣入口，用于在所述燃燒室中 提供空氣。
優(yōu)選地，所述至少一個空氣入口包括一個或多個空氣呼吸通道， 這些通道將空氣從運載工具外部吸入推進系統(tǒng)。
優(yōu)選;也，所述運載工具包凌舌無人飛行器(unmanned aerial vehicle
(UAV》。
優(yōu)選地，所述提高壓力的機構包括加熱元件，該加熱元件布置成 可加熱位于噴射室中的 一股液體。
優(yōu)選地，所述出口閥布置成在噴射室內的壓力達到預定值時開啟。
根據本發(fā)明的第九方面，」提供了用于為運載工具提供推動力的方 法，包括以下步驟
通過進口閥將選擇的液體燃料？ 1入所述運載工具的噴射室；
提高噴射室內液體的壓力；
當參數(shù)滿足預定條件時開啟出口閥；
經由出口閥從噴射室中噴射液體和液體蒸氣；
在燃燒室內將所噴射的液體和/或液體蒸氣與空氣一起點燃，燃燒 室定位成以便于接收從噴射室中噴射的液體和液體蒸氣；以及
將燃燒過程產生的火焰及熱氣體按第一方向從燃燒室中導出，以 便沿與第一方向大致相反的方向為運載工具提供推動力。優(yōu)選地，該方法還包括以下步驟
通過位于燃燒室內的點火元件將所噴射的液體和液體蒸氣與空
氣的混合物一起點燃；
優(yōu)選地，該方法還包括以下步驟通過位于所述出口閥下游位置 的噴嘴元件在燃燒室中按所需的方向引導從噴射室中噴射的液體和 液體蒸氣。
優(yōu)選地，該方法還包括通過至少 一個空氣入口將空氣供入所述燃 燒室的步驟。
優(yōu)選地，該方法還包括在開啟所述出口閥步驟之前通過加熱元件 加熱位于噴射室中的液體的步-豫。
優(yōu)選地，本發(fā)明提供了包括該裝置的運載工具。 優(yōu)選地，所述運載工具是無人飛行器(UAV)。
根據本發(fā)明的第十方面，提供了用于滅火的裝置，包括 盛裝一股所選擇的滅火液體的噴射室； 進口閥，通過該進口閥可將所選擇的液體引入噴射室； 布置成在參數(shù)滿足預定條件時開啟以允許器室內的物質噴射的 出口閥；以及
提高器室內壓力的機構；其中 滅火液體和/或滅火液體蒸氣經由出口閥噴射。 優(yōu)選地，液體和液體蒸氣通過蒸氣爆炸過程噴射。 優(yōu)選地，液體和液體蒸氣以射程大于20的噴霧形式噴射。 優(yōu)選地，所述液體和液體蒸氣以射程大于100的噴霧形式噴射。 優(yōu)選地，所述液體包括水。
優(yōu)選地，該裝置還包括液體J^存器，用于通過所述進口閥給所述 噴射室提供滅火液體。
優(yōu)選地，所述貯存器是便攜式的，并且所述裝置還包括把手，用 于握持所述液體貯存器。優(yōu)選地，所述液體貯存器通過管道裝置與所述器室連接，所述管 道裝置與另外的器室連接，各器室均布置成通過各自的出口閥噴射滅 火液體和液體蒸氣。
優(yōu)選地，所述器室具有100ml的容量。
根據本發(fā)明的第十一方面，提供了用于滅火的方法，包括以下步
驟
通過進口閥將滅火液體引入器室； 提高器室內液體的壓力； 當參數(shù)滿足預定條件時開啟出口閥；以及 經由出口閥從器室中噴射滅火液體和液體蒸氣，所述噴射的液體 和/或液體蒸氣指向所述火以由此將火樸滅。
優(yōu)選地，該方法還包括在開啟出口閥步驟之前通過加熱元件加熱 位于器室中的液體的步驟。
優(yōu)選地，該方法還包括確認表明火存在的預定條件是否滿足的步 驟；以及
響應所述確認步驟的結果從所述器室中噴射液體和液體蒸氣。 優(yōu)選地，該方法還包括使用者將所述器室固定在其上的液體貯存
器運送已經確認有火存在的步驟。
優(yōu)選地，該方法還包括當發(fā)現(xiàn)有火存在時從所述出口閥自動噴射
液體和液體蒸氣的步驟。
根據本發(fā)明的第十二方面，提供了用于提供引燃火焰點火器的裝
置，包括
盛裝一股所選擇的可燃液體的噴射室；
進口閥，通過該進口閥可將所選擇的液體引入器室；
布置成在參數(shù)滿足預定條件時開啟以允許器室的內容物噴射的
出口閥；以及提高器室內壓力的機構；其中
液體和/或液體蒸氣經由出口閥噴射。
優(yōu)選地，液體和液體蒸氣通過蒸氣爆炸過程噴射。
優(yōu)選地，所述所選擇的液體包括液體燃料，諸如煤油和/或汽油。
優(yōu)選地，該裝置在連續(xù)噴射之間具有停歇時間，此停歇時間小于
出口閥單次開啟操作過程中燃燒經由出口閥噴射的液體和液體蒸氣
所花費的時間。
優(yōu)選地，所述噴射室具有預定的內容量以便為所述引燃火焰點火 器提供短的停機時間。
優(yōu)選地，該裝置還包括布置成經由所述進口閥將液體燃料泵送到 器室中的泵。
根據本發(fā)明的第十三方面，提供了用于二次點燃燃氣渦輪機燃燒
室中的燃料的裝置，包括
盛裝一股所選擇的待噴射到燃燒室中的液體的噴射室； 進口閥，通過該進口閥可將所選擇的液體引入噴射室； 布置成在參數(shù)滿足預定條件時開啟以允許噴射室的內容物噴射
的出口閥；以及
提高器室內壓力的機構；其中 液體和/或液體蒸氣經由出口閥噴射到燃燒室中。 優(yōu)選地，所述燃氣渦輪機二次點火器裝置布置成通過蒸氣爆炸過 程噴射液體和液體蒸氣。
優(yōu)選地，該裝置還包括多個布置在燃氣渦輪機燃燒室中的所述裝置。
優(yōu)選地，該裝置還包括多個布置成將燃料噴射到燃燒室中的燃料
根據本發(fā)明的第十四方面，提供了用于二次點燃燃氣渦輪機燃燒
噴射器。室中的燃料的方法，包括以下步驟 在噴射室中儲存所選擇的液體；
提高噴射室內的壓力；以及
將液體和/或液體蒸氣經由出口閥噴射到燃燒室中，所述噴射物將 燃燒室中的燃料二次點燃。
優(yōu)選地，該方法還包括給來自噴射室的液體和液體蒸汽的噴射定 時，使其與燃料噴射器循環(huán)中的預定點重合的步驟，燃料噴射器布置
成將燃料噴射到燃燒室中。
優(yōu)選地，所述所選擇的液體包括液體燃料，諸如煤油和/或汽油。 優(yōu)選地，該方法還包括通過蒸氣爆炸過程將液體和液體蒸氣噴射
到燃燒室中的步驟。
根據本發(fā)明的第十五方面，提供了用于將藥物輸送給患者的裝 置，包括
布置成可盛裝一股所選擇的液體的噴射室，該液體包括至少一種 藥物成分；
布置成在參數(shù)滿足預定條件時開啟以允許器室的內容物噴射的 出口閥；
提高器室內壓力的機構；以及 使所述裝置的出口定位于所需位置的機構；其中 液體和/或液體蒸氣從位于所需位置的器室中噴射，以由此將藥物 輸送到該位置。
優(yōu)選地，該裝置還包括用于確認所述裝置位于所述患者何處部位 的機構。
優(yōu)選地，所述選擇的液體包括液體藥物。 優(yōu)選地，所述選擇的液體包括帶有位于溶液中的藥物的攜帶液體 (carrier liquid)。優(yōu)選地，該裝置還包括具有末梢端(distal end)的柔性桿，該末梢 端可定位于目標位置。
優(yōu)選地，該裝置還包括攝-像機。 優(yōu)選地，該裝置還包括光源。
優(yōu)選地，該裝置還包括主體部分，其布置成位于管狀主體部分中， 并響應身體過程(bodily process)使管狀主體部分向下移動。
優(yōu)選地，該裝置還包括無線通訊中繼接收機，以在所述裝置處于 所需的位置時接收無線信號。
優(yōu)選地，該裝置還包括用于響應所述無線信號的接收用于開啟所 述出口閥的機構。
根據本發(fā)明的第十六方面，提供了用于將藥物輸送給患者的方 法，還包括以下步驟
在噴射室中儲存所選擇的包括至少 一種藥物成分的液體； 使所述器室的出口定位于所需的位置； 提高器室內的壓力；
當參數(shù)滿足預定條件時開啟出口閥，以允許器室的內容物經由出 口噴射；以及
在所需位置噴射液體和/或液體蒸氣，以由此將藥物輸送到此位置。
根據本發(fā)明的第十七方面，提供了用于清理在患者體內的管狀部 位的堵塞的裝置，包括
布置成可盛裝一股所選擇的液體的噴射室；
布置成在參數(shù)滿足預定條件時開啟以允許器室的內容物噴射的 出口閥；
提高器室內壓力的機構；以及 使所迷裝置的出口定位于所需位置的機構；其中液體和/或液體蒸氣從位于所需位置的器室中噴射，以由此清理堵塞。
優(yōu)選地，液體和液體蒸氣沿大致為所述管狀部位軸向的方向噴射。
優(yōu)選地，所述裝置的出口孔相對于裝置的其余部分可移動。 優(yōu)選地，所述管狀部位包;fe所述患者的動脈或靜脈。
根據本發(fā)明的第十八方面，提供了用于清理在患者體內的管狀部
位的堵塞的方法，包括以下步-驟
在噴射室中盛裝所選擇的一股液體； 使所述器室的出口定位于所述患者的所需位置； 提高器室內的壓力；以及
當參數(shù)滿足預定條件時，通過出口閥使器室的內容物噴射；其中 液體和/或液體蒸氣從器室中噴射，以由此清理在患者體內的管狀 部位的堵塞。
本發(fā)明的實施例提供了噴射室，在該噴射室中，液體和液體蒸氣 從出口處爆炸。蒸氣爆炸具有使目標物非?？焖俚貜膰娚涫抑袊姵霾?且越過已知的技術之前所不能達到的距離的效果。
使用蒸氣爆炸可提供比傳統(tǒng)的燃料噴射器更遠的射程。例如，根 據本發(fā)明的實施例，液體和液體蒸氣爆炸的射程是其對應器室長度的 200到300倍左右或更高。對于傳統(tǒng)的噴射器，類似的數(shù)值是噴射室 尺寸的10到20倍的數(shù)量級。這是因為在噴射室中以液體的高壓力的 形式出現(xiàn)的蒸氣爆炸的動力是周期性地積累并隨后釋放的。
本發(fā)明的實施例可提供燃料點火系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中用于噴射物質 的蒸氣爆炸室可用于將燃料(以其液體形式使用)噴射到燃燒室中。在 噴出噴射器噴嘴之前，所噴射的燃料大部分氣化(70%左右或更多的噴 射質量是燃料蒸氣)。這一點顯著地有利，因為任何液體燃料必須首先氣化才能夠與空氣(氧氣)反應。對于已知的燃料噴射器，液體燃料必 須首先霧化以提高其氣化作用。而根據本發(fā)明的實施例不需要該步 驟，因為根據本發(fā)明的實施例的噴射器噴射易于氣化或已經氣化的燃 料。這一點顯著地促進點火及燃燒過程。
用作燃料噴射器的本發(fā)明的實施例還提供以下有利之處，新噴射 器噴射一定量的燃料相對于已知的噴射器噴射同等量的燃料所需的 壓力低得多。例如，在現(xiàn)有技術中，汽油發(fā)動機與柴油發(fā)動機相比在
更低得多的壓力下運行，噴射壓力為大約100bar。本發(fā)明的實施例提 供的噴射器僅需要10bar到15bar的壓力。這一點使得系統(tǒng)可以較低 的成本制造與維護。
本發(fā)明的實施例提供了燃術+噴射器，其具有比已知現(xiàn)有技術的燃 料噴射器更遠的射程。這一點具有使燃料更快速、更好地混合與氣化 的優(yōu)勢。
本發(fā)明的實施例提供了燃氣渦輪機二次點火器，相比于之前已知 的技術所能達到的，其能夠更迅速并且以更可控的方式將燃氣渦輪機 燃燒室中的燃料二次點燃。
本發(fā)明的實施例提供了引燃火焰點火器，相對于點火器裝置的尺 寸及所用的燃料量而言，其能夠非常迅速并且越過很遠的距離將目標 燃料點燃。通過重復地從噴射室中噴射燃料，可使引燃火焰點火器保 持燃燒。
本發(fā)明的實施例提供了可用于運載工具的推進裝置，相比于已知 的推進裝置，該推進裝置可以是小級別的，甚至是毫微(nano)級別， 并且更輕得多，因為用于推動運載工具的噴射非常強勁、快速，并且 越過很遠的距離有力地發(fā)生。
本發(fā)明的實施例提供了可以是便攜式或是固定式的滅火器系統(tǒng)， 用在建筑物或運載工具的內部，該系統(tǒng)一旦觸發(fā)，可非?？焖俚貙?火物質噴向火的中心。已經發(fā)現(xiàn)在滅火時噴霧的使用是有利的。附圖簡述
以下將僅通過實例并參照附圖對本發(fā)明的實施例進行描述，其
中
圖1顯示現(xiàn)有技術的燃氣渦輪機二次點火器。
圖2顯示用于噴射物質的裝置。
圖3顯示用于噴射物質的裝置的備選實施例。
圖4顯示用于噴射物質的裝置的另一個備選實施例。
圖5顯示結合了本發(fā)明實施例的燃機。
圖6顯示燃料噴射器。
圖7顯示燃氣渦輪機。
圖8顯示燃氣渦輪機二次點火器。
圖9顯示引導點火器(pilot igniter)。
圖IO顯示用于運載工具的推進系統(tǒng)。
圖11顯示燃燒室中的燃燒。
圖12顯示空氣進口。
圖13顯示手持式滅火器。
圖14顯示噴灑式滅火器。
圖15顯示軟管式滅火器。
圖16顯示本發(fā)明的實施例如何能夠用于輸送藥物。
圖17顯示內窺鏡的一端。
圖18顯示藥物如何能夠^支輸送。
圖19顯示本發(fā)明的實施例如何可以用作便攜式霧化器；以及 圖20顯示各種所描述的實施例的器室如何成形。
詳纟田4笛述
在附圖中相同的參考數(shù)字表示相同的零件。 圖2顯示了根據本發(fā)明的實施例用于通過蒸氣爆炸過程噴射液體 和液體蒸氣的噴射系統(tǒng)20。噴射室21由諸如鋼材或其它能夠承受顯著的壓力和溫度變化的剛性材料制成通常為圓筒形的形狀。應當理 解，本發(fā)明的實施例不限于具有這種具體形狀的燃燒室，也不限于確
實由鋼材制成的燃燒室。在器室21的第一端部區(qū)(用標號22表示)設 置有進口閥23，以便允許所選擇的液體(諸如水)通過相聯(lián)的進口管25 進入器室的中央區(qū)24。在器室21的另一端部區(qū)26設置有出口閥27， 其開啟以允許物質經由噴嘴區(qū)28從器室區(qū)24中噴射。
位于噴射室中的電加熱器提供了加熱元件29。電加熱器與電源 (沒有示出)連接，使得當電源接通時，加熱器運行以加熱器室區(qū)域24 中的一股液體。應當理解，根據本發(fā)明另外的實施例(其中一些將在以 下進行描述)可提供提高噴射室中液體的壓力和溫度的其它方式。
如圖2所示，可通過加熱器室中央區(qū)24內的液體使液體的壓力 升高。在此階段之前，出口閥27關閉以防止液體逸出(outgress)。進 口閥23開啟，以使液體水進入器室，直到器室充滿或盛裝了預定量 的液體。然后，關閉進口閥以密封由此位于器室中的該股液體。之后， 加熱元件運行以加熱液體。其結果是液體由于熱膨脹而擴張，使器室 內部液體的壓力升高。盡管加熱可由加熱元件完成，當然可以在高壓 下在入口處提供預加熱的液體供應。如果采用該技術，器室內壓力的 升高可通過泵(沒有示出)來執(zhí)行，該泵將液體供應經由進口閥供給器 室。通過加熱水，器室內的壓力由此升高，溫度也升高?？刂瞥隹陂y， 使得閥門"跳啟"("blows")以便在預先規(guī)定/預先確定的壓力下開啟。 壓力可由一個或多個壓力傳感器(諸如位于器室中或靠近器室的壓力 變送器)進行監(jiān)測。于是，器室內的水或其它液體^皮電氣元件加熱(很 像電水壺)，然后升高到沸騰溫度(遠高于其在大氣壓下的沸騰溫度)。 沸點表示飽和點，應當認識到，它由所使用的具體液體的壓力與溫度 之間的關系來確定。噴射室內的液體接近、等于或高于其在器室出口 閥下游壓力下的飽和點將是有利的。溫度升高到高于大氣壓下的沸騰 溫度，因為水由進口閥與出口閥兩者保持在器室中，其中進口閥在水 4皮加熱之前關閉，而出口閥只有在系統(tǒng)一旦達到特定的壓力時才允許釋放。在此壓力及溫度下(可分別稱之為觸發(fā)壓力和觸發(fā)溫度)，閥門 以類似于壓力鍋的方式跳啟，然后發(fā)生蒸氣爆炸，使液體與液體蒸氣 (如果液體是水，則液體蒸氣就是水蒸汽)的混合物從器室中逸出。當
出口閥開啟時，水蒸汽與水的混合物經由開口 28噴射。
當閥門最初開啟時，將要噴射的第 一相是噴霧中被噴散的液體形 式的液相。此噴射發(fā)生在出口閥開啟后幾微秒左右。這種極其快速的 液體噴射具有特殊的優(yōu)勢。幾纟欽秒之后液體和液體蒸氣的混合物被噴
出。若干微秒之后包含稍許較少液體和較多蒸氣的混合物被噴出。
然而，當對于相同的環(huán)境壓力使用更高的觸發(fā)溫度時，可改變或 完全消除最初的液體排放。另一方面，降低觸發(fā)溫度可導致實際上只 有霧化的液體噴射的狀態(tài)。按這種方式，可通過改變與噴射室相關的 一種或多種參數(shù)選擇液體和蒸氣的比例。有選擇地改變一種或多種參 數(shù)(諸如溫度或壓力)還可以用來有選擇地控制噴射物中霧滴的大小。
隨著物質從噴射室中噴射，壓力下降。當壓力降回到環(huán)境壓力或 第二預定壓力(可稱為關閉壓力)時，出口閥關閉，并且進口閥重新開 啟，以將新的液體物質引入器室。這使循環(huán)重新開始。因此， 一旦通 過加熱液態(tài)水的新供應產生了足夠的壓力，則水蒸汽/水的混合物或其 它液體/液體蒸氣的重復循環(huán)從出口排出。
器室的尺寸可不同，并且直徑可(例如)小于一厘米，例如，器室 甚至是毫微尺寸到毫米的直徑。備選地，器室直徑可以是一米或更大。 應當認識到，隨著器室尺寸的增加，噴射的頻率將降低，因為提高壓 力所花費的時間相應地增加。應當理解，隨著器室尺寸根據具體的應 用而增大，將需要更大型的泵和/或閥門。
優(yōu)選地，可控制進口閥以z使從器室中噴射的液體的比例最大化。 這一點可通過選擇進口的直徑幾乎等于或等于出口或排放口的直徑 來達到，這會保證沒有過多的液體進入器室。
圖3顯示了噴射裝置的備選實施例，其具有許多與圖2所示的實 施例相同的特征。圖3顯示的本發(fā)明的實施例使用熱交換器30,其包圍器室的側壁部分以加熱器室內的液體。當所噴射的液體不是水而是 隨后燃燒的燃料時，這種加熱液體的方式尤其有利。在出口閥下游位 置產生的此熱量可用來加熱熱交4灸器，并,人而加熱器室內的液體。
為了更快地在器室中重新:真充液體，可如圖4所示在器室上增加
回流口及回流閥。當進口閥404為了再補給而開啟時，回流口及回流 閥401允許器室402內的一些液體和蒸氣回流到貯存器403。增加回 流口及回流閥401應有助于使充足的新鮮液體加入器室402，以補充 所噴射的質量，并從而避免連續(xù)噴射后器室402內缺少液體。在使用 管路(諸如滅火噴灑裝置中)作為貯存器的情況下，與回流閥401連接 的回流口 406可連接到不同的管路，此管路所處的壓力低于供給管路 403的壓力，并且優(yōu)選地處于大氣壓下。
在本發(fā)明的一個實施例中，可使用具有內徑為25mm并且長度為 32mm的器室。兩個或多個單獨的加熱器可插入器室內。第一個加熱 器是位于器室壁附近的螺旋形線圈，其長度為28mm,外徑為21mm， 內徑為15mm,以及功率為500W。第二個加熱器是位于器室中心附 近的筒式加熱器，其長度為25mm,直徑為lcm,以及功率為500W。 利用這些規(guī)格，高達5Hz的重復的水蒸汽/水的噴霧噴射是有可能的。 更高的頻率將導致純粹是液體而非霧化的噴射，因為每次噴射后用于 重新填充而供入器室的冷水沒有足夠的時間由該加熱功率加熱到沸 點以上。因此，可使貯存器保持在更高的溫度，例如大約75。C,以縮 短噴射之間器室內的加熱，并從而便于提高噴射的頻率。
圖5顯示使用本發(fā)明的另一個實施例作為燃料噴射器單元50。內 燃機51顯示處于吸入階段(圖5A中所示)和排出階段(圖5B中所示)。 內燃機包括筒形燃燒室52,其在第一端被緊密配合的活塞53封閉， 活塞53布置成在器室中滑動。活塞的移動改變器室52中器室的封閉 端54與活塞的燃燒表面55之間的容積。活塞相對的一側通過活塞連 桿57與曲軸58連接。曲軸將活塞的往復運動轉變成旋轉運動。
圖5所示的內燃機是四沖程內燃機，然而，應當理解，本發(fā)明的實施例并不局限于以這種類型的發(fā)動機使用燃料噴射器。相反，本文 引用四沖程內燃機僅僅是作為實例。在活塞第一個向下的沖程中，燃
料通過燃料噴射器50噴入燃燒室52。
現(xiàn)有技術的燃料噴射器使用機電式噴嘴和預加壓的燃料來產生 精細霧化的噴霧。燃料在器室內加壓，并且電磁線圈提起器室密封件 的針狀物，以使燃料能夠經由吸入閥擠壓穿過噴嘴的孔隙。該加壓液 體釋放的定時控制由電子裝置進行控制。其具有成本高并且材料復雜 的不利之處，材料易于發(fā)生故障并且需要許多工作部件。本發(fā)明的實 施例通過以噴射室50取代已知的燃料噴射器系統(tǒng)來克服這一點，噴 射室50通過以上所指明的蒸氣爆炸過程將液體燃料和液體燃料蒸氣 噴入燃燒室52。氣化的燃料和液體燃料由點火元件(諸如火花塞58) ,g復
基于本發(fā)明的實施例的燃料噴射器系統(tǒng)更詳細地顯示在圖6中。 燃料噴射器50包括限定空間24的噴射室21，液體燃料可通過進口閥 23輸入到空間24之中。回流口和回流閥可結合到本發(fā)明的此實施例 之中，從而使得在器室中能夠更快地重新填充液體。應當理解，這種 回流口和回流閥可用于本文所述的4壬卩可實施例。在一股液體經由進口 閥引入后，加熱元件29用來力口熱位于噴射室內部的這股液體。出口 閥27約束器室內部的液體，直到達到預定的壓力。此壓力高于大氣 壓或下游(即圖6中所示的左側)噴射物所承受的壓力。這樣，器室內 的液體可加熱到出口閥開啟時所承受的沸點溫度之上。當閥門就此開 啟時，壓力會下降，從而使得噴射室內的液體迅速沸騰并且是以爆炸 的方式沸騰，因為其升高到高于其自然沸點的溫度。應當注意到，對 于某些流體，例如煤油和汽油，流體本身是包括不同烴類的多組分燃 料。各組分具有不同的沸點。例如，對于汽油，沸點在117°C (對于 最容易揮發(fā)的組分)到200°C (對于最重的組分)的范圍內變化，對于 煤油，沸點在150。C到30(TC的范圍內變化。為了具有最佳的性能， 優(yōu)選地溫度應保持在高于較高的沸點之上，以確保所有的組分都會氣化。當然，這一點不是必需的。例如，當已知哪種組分具有最大的濃 度時，則該組分的沸點可用來確定溫度，以保證其余的燃料將會沸騰。 應當認識到，對于相同的給定壓力，在較高的溫度下噴霧將會更精細， 并且噴射物中蒸氣的比例會更高。應當認識到此處給出的溫度是在大 氣壓下對應于沸騰(飽和)點的實例。在升高的壓力下，沸點的差異非
常大，可參考物質已知的熱物理特性數(shù)據庫來獲得工作壓力。噴嘴60 提供了頸部區(qū)28的收窄部分，并且所噴射的液體和液體蒸氣經由開 口 61噴射到內燃機的燃燒室52中。
使燃料達到指定溫度所需的熱量可部分或全部地自發(fā)動機產生 的熱量中獲得。因為噴射器可位于發(fā)動機的燃燒室之內或其附近，發(fā) 動機在運行時會非常熱，因此，蒸氣爆炸室可設計成其從發(fā)動機吸收 的熱量與其所需要的熱量一樣多。此熱量可通過噴射器的器室壁獲 得，可通過伸入器室的熱交換器獲得，或通過兩種技術的組合獲得。 此外，進口燃料管線可穿過或鄰近發(fā)動機主體的熱零件，以將燃料加 熱到更接近指定溫度。然而，優(yōu)選地將此溫度保持在燃料的最輕組分 的飽和溫度之下，以避免在管路中產生不利的氣蝕。
將上述蒸氣爆炸技術應用于燃料噴射系統(tǒng)的有利之處是極大地 提高了裝置的射程，并從而加強了發(fā)動機對增加的輸出功率的響應。 根據已知的現(xiàn)有技術，對于平均尺寸的家庭轎車，正常的運行范圍是 2,000-6,000 rpm，而一級方程式賽車可能達到17,000 rpm。根據本發(fā) 明的實施例，燃料噴射器一個循環(huán)所花費的時間可在5微秒左右或更 少，其中一個循環(huán)包括短時的噴射階段，繼之以時間較長的重新填充 和再加壓階段。因此，燃料噴射的速率在每分鐘12,000次噴射左右。 在普通的四沖程發(fā)動機中，每次噴射典型地有兩次回轉，因此，理論 上可達到24,000 rpm。為了防止發(fā)動機解體，為此可利用一些形式的 限制條件以放慢噴射過程。通過選擇噴射過程的一種參數(shù)或多種參數(shù) (諸如排出閥開啟持續(xù)的時間段、燃料噴射室的溫度和壓力以及發(fā)動機 燃燒室的壓力)可控制從噴射器的器室中噴射燃料的過程。應當認識到，可控制其它參數(shù)以提供所需的結果。
為了燃料噴射的目的而應用蒸氣爆炸技術的其它有利之處包括
1. 從噴嘴噴出之后，燃料蒸氣立即占據燃料噴霧中相當大部分的 容積，這一點可提高燃料的點火和燃燒速率，并從而提供更高的發(fā)動 機力口速度。
2. 與大多數(shù)常規(guī)的霧化器相比，燃料噴霧易于具有更小的霧滴尺 寸。這一點可提高點火和燃燒速度，反過來又可提高發(fā)動機的加速度。 更小的微滴還帶來更完全的燃燒、更少的污染物和更好的燃料經濟性。
3. 使用蒸氣爆炸可極大地，提高這些裝置的"射程"，并從而提高 了發(fā)動機對增加的輸出功率的響應。
4. 可在比常規(guī)的霧化器更低得多的壓力下進行工作，因為噴嘴內 部大部分的容積是燃料蒸氣，并且由于蒸氣更低的密度，可使用更低 的壓力使燃料在相同的噴射速度下移動。實踐中，這些更低壓力的噴 射通過利用在霧化液體的過程中熱能相對于機械能的高比例來達到。 這一點反過來可提高發(fā)動機的效率，因為在大多數(shù)情況下熱能易于從 燃燒本身得到，并且熱能通常是作為損失由冷卻系統(tǒng)帶走，這一點與 純粹使用機械能相比具有更低的能量損失。
5. 即使對于很簡單的噴嘴結構，諸如平坦孔(plain orifice),也可 利用很寬的噴射角。在大多數(shù)燃燒中，寬的噴射角非常有利，因為它 可提供更好地與空氣混合及更高的燃燒速率。
6. 霧化器中的壓力積累或者單純由燃料的熱膨脹產生，或者通過 燃料的熱膨脹與燃料泵提供的壓力相結合產生。因此，甚至需要更少 的機械能。
圖7顯示本發(fā)明的實施例如何可應用于提供燃氣渦輪機的二次點 火器。圖7顯示包括三個主要部分的燃氣渦輪機70，它們是壓縮機 71、燃燒器72和渦輪機73。外部空氣通過壓縮機的運轉;故吸入發(fā)動 機?？諝馔ㄟ^壓縮機葉輪的運動用機械方法進行壓縮，因此，空氣的壓力和溫度升高而容積相應地咸小。于是，用來壓縮空氣的機械能轉 換成壓縮空氣形式的動能。然后，壓縮空氣^皮壓入燃燒部分，其中燃 料通過燃料噴射器74噴入該燃燒部分。燃料噴射器可具有常規(guī)類型， 或者具有本文之前在以上所描逸的類型。然后，根據本發(fā)明的實施例
的燃料二次點火器75用來點燃燃料，將化學能轉換成熱膨脹氣形式
的熱能。燃料重復地噴入燃燒部分以保證連續(xù)燃燒。相反地，燃料可
不間斷地噴射，而不是重復地噴射。當整個燃燒器器室66的壓力保 持基本恒定時，氣體的容積和溫度升高。當渦輪機73依靠氣體作用 在渦輪機的翅片77上而旋轉時，熱膨脹氣的熱能轉換成機械能。然 后，熱廢氣經由燃氣渦輪機的前端78排出。渦輪機輸出與壓縮機葉 輪連接，從而協(xié)助為空氣壓縮4是供動力。
如以上所指明的，已知的二次點火裝置(例如如圖1中所示)包括 復雜的等離子體裝置，以將燃氣渦輪機的燃燒室76中的物質二次點 燃。應當認識到，燃燒室可包括以有利的方式沿整個器室分布的許多 個燃料噴射器，并且可提供一個或多個二次點火器，以二次點燃各噴 射器所噴射的燃料。應當理解，備選地，可精心設計燃料噴射器的位 置，以使得每個噴射器需要少于一個二次點火器。燃氣渦輪機具有多 種應用，諸如^t空/航海領域中的噴氣式發(fā)動機、用于陸地運載工具的 發(fā)動機，以及使用陸基的燃氣渦輪機進行發(fā)電。 一些陸基的燃氣渦輪 機可使用點火器技術來幫助渦輪機在低氧化氮(NOx)條件下的運轉， 這一點有助于渦輪機內部燃燒的穩(wěn)定。
圖8更詳細地顯示燃氣渦輪機二次點火器80。形狀大致為圓筒形 的外電極81形成噴射室的側壁。在第一端部區(qū)82輸入的液體燃料經 由進口閥83進入。輸入的燃料進入中心器室區(qū)84。輸入的燃料流經 內電極85中的孔。值得注意的是，如同本文所述的其它實施例一樣， 回流口和回流閥可結合在本發(fā)明的該實施例之中，以使液體能夠更快 速地重新填充給器室。防止輸入的液體燃料逸出的出口閥87位于噴 射室的另一端86。當出口閥87開啟時，液體和液體蒸氣經由噴嘴88噴射。中央半導體小片將外電^l和內電極分開。此元件89用來產生
帶電顆粒以加熱器室內的液體燃料。當 一個或多個壓力傳感器探測到 器室內的壓力達到預定值時，電流從中穿過。
本發(fā)明的二次點火裝置比常規(guī)的二次點火裝置有利，因為產生的 是短時尖脈沖形式的長火焰，而不是連續(xù)產生的短火焰，后者不經濟 并且效率更低。此外，非常精細的霧滴及噴霧中燃料蒸氣的高濃度使 其更易于被點燃并且使火焰持續(xù)。
圖9顯示基于本發(fā)明的另一個實施例的蒸氣爆炸技術的應用，其 中提供了引燃火焰點火器。在這種意義上，圖9顯示引燃火焰點火噴 射系統(tǒng)90。許多應用場合(諸如鍋爐或爐或家用器具中,或者家用氣體 應用場合中)均需要火焰點火系統(tǒng)。現(xiàn)有技術的點火系統(tǒng)通常包括產生 火花的電子電路，火花隨后將燃料點燃。引燃火焰點火器90包括燃 料室，其用于儲存經由進口閥23引入的一股液體。加熱元件(諸如電 加熱器29)如上所述加熱液體，其中，當器室內達到預定的閾值壓力 時，允許液體自出口閥27中噴出。當重復的蒸氣爆炸過程快速地發(fā) 生時，液體燃料和液體燃料蒸氣經由噴嘴91重復地噴射。燃料蒸氣 和液體燃料依靠蒸氣爆炸以大射程排出，也就是說，越過離開噴嘴91 很遠的距離。它們可在最初由點火元件(沒有示出)點燃，以不間斷地 提供火焰92以點燃另外可點燃的物質。應當認識到，用于引燃火焰 的噴射系統(tǒng)90提供重復的噴射過程。在緊隨出口閥開啟之后的最初 階段，噴射物基本上處于被噴散的液體形式。之后經過幾十微秒，噴 射物是液體和液體蒸氣的混合物。再之后，噴射物大部分是蒸氣。當 出口閥關閉以允許噴射室重新充裝時，火焰會不穩(wěn)定。由出口閥關閉 而引起的停歇時間選擇得足夠長以完成噴射室的再加料，但又不能太 長以致使火焰燃燒完所有的燃料而熄滅。結果是引導點火器具有可見 的上下跳動但又不熄滅的火焰。
圖IO顯示本發(fā)明的另一個實施例，其中噴射室IO用來推動運載 工具10。運載工具10顯示為無人飛行器(UAV)。這種運載工具是可攜帶攝像機、傳感器、通訊裝置或其它負載的遠程導航或自導航的飛 行器。應當認識到，本發(fā)明的實施例可用來推動其它類型的運載工具。 UAV包括運載工具主體10，其包括為運載工具提供升力的兩個翼部 10。推動力通過在燃燒室10中燃燒從噴射室系統(tǒng)10中噴射的液體燃
料和燃料蒸氣來提供。有許多種類型的UAV。 一些如小飛機一樣大小
并在高空飛行，能夠記錄并將大量的信息轉發(fā)回基站。 一些運載工具
足夠輕，可由單人攜帶并用手發(fā)射。微型飛行器(micro air vehicles)是 那些定義為具有不大于15cm(6英寸)尺寸的運載工具。本發(fā)明的實施 例也適用于微型飛行器或更小的運載工具。
如本文以上所述，質量噴射室IO從噴嘴IO噴射液體燃料和液體 燃料蒸氣?？諝獗晃肟諝馊肟?96并向下穿過輸入通道10，空氣在 此處與燃料混合，其中燃料由點火元件IO(諸如火花點火器)點燃。燃 燒室10約束燃燒過程并包括至少一個出口 IO,燃燒過的燃燒氣和火焰 可經由此出口逸出。蒸氣爆炸室10的尺寸小，使得裝置的總體尺寸 在長度上為5-10cm的數(shù)量級。
提供了太陽能電池板1100,以在需要時為加熱元件和點火器元件 IO的控制提供能量來源。備選地，機載的輕重量電池可提供電源。作 為另 一個備選實施例，來自廢氣的連續(xù)的熱交換可提供能量以加熱進 口燃料。
圖ll顯示如圖10中所示的蒸氣爆炸室中的一個循環(huán)。在該實例 中，蒸氣爆炸室10和燃燒室的直徑分別為330微米和370微米，以 及長度分別為300微米和700微米。烴類液體燃料在蒸氣爆炸室中氣 化，并且蒸氣自器室中經由噴嘴噴射到燃燒室，在此蒸氣與空氣混合。 如圖12中更清楚地顯示，空氣經由另一個進口被引入。通過點火裝 置觸發(fā)燃燒，并且火焰在若干揮i秒之內充滿燃燒室，點火裝置可以是 來自前一個循環(huán)(如所示)的熱量或火焰，或者是單獨的點火器元件， 諸如火花點火器。在這些圖中，給出了在不同時間的溫度的顏色/陰影 輪廓，顯示火焰的發(fā)展及對應的溫度隨時間的變化。由于為了保持燃燒室中火焰的穩(wěn)定，必須在各循環(huán)之間使壓力釋放出口閥關閉若干微 秒以補給燃料，因此，優(yōu)選地-f吏用多于一個蒸氣爆炸裝置，最優(yōu)選地 使用3到10個蒸氣爆炸裝置，以將燃料噴射到燃燒室中。蒸氣爆炸 裝置定位成使它們在空間上噴向同 一 點或接近于同 一 點并按相同的 方向噴射，但是在其噴射時間的起點上相互之間具有相等的或另外選 擇的時間延遲。
圖13顯示噴射系統(tǒng)1300，其用于通過基于本發(fā)明的另一個實施 例的蒸氣爆炸過程噴射滅火液體和滅火液體蒸氣。噴射室1301形成 于滅火器1300的頸部區(qū)1302。液體貯存器1303裝有大量的液體燃料 抑制劑，諸如水。當確認火存在時，由使用者使用把手1304來啟動 滅火器。把手的啟動激發(fā)控制單元1305產生用于控制進口閥1306和 出口閥1307的開啟與關閉的驅動單元?；亓骺诤突亓鏖y也結合在此 系統(tǒng)之中，以使液體能夠更快速地重新填充給器室。液體和液體蒸氣 從器室1301中按圖13中箭頭A所示的方向噴射。來自控制箱1305 的驅動信號也用來控制電源1308,該電源1308控制器室1301中的電 加熱器。如本文以上所述，加熱器可用來提高噴射室1301中液體的 壓力。液體貯存器1303也被加壓，使得液體快速地在器室中進行補 充。此壓力可高到足以使噴射室中液體的壓力升高到大氣壓之上。
圖14和圖15顯示本發(fā)明的另外兩個實施例，其中蒸氣爆炸裝置 用于噴射滅火液體和滅火蒸氣。圖14顯示以水蒸汽噴灑器類型的滅 火器實施的蒸氣爆炸裝置。實際應用中， 一個或多個基于蒸氣爆炸裝 置的火突抑制/滅火的噴灑器固定在建筑物中，并由火災探測系統(tǒng)(fire detection system)觸發(fā)。中央火災探測系統(tǒng)可用于建筑物中所有的噴灑 器，或者各噴灑器可具有單獨的傳感器，以使滅火劑(fire suppressant) 僅僅在出現(xiàn)火災的位置釋放。此系統(tǒng)可以分區(qū)。當探測到火災并且滅 火液體為水時，噴灑器按照具體的預定的頻率值以重復的脈沖將水蒸 汽和水滴的氣霧噴射到環(huán)境中，根據設計和具體的應用此頻率值可在 0.5-5Hz之間。如圖14中所示，噴灑器由貯存器1401、基于以前所概述的器室的蒸氣爆炸室1402及可選的小型泵組成，小型泵用來給滅
火液體施加壓力，以協(xié)助相對所需的噴射頻率足夠快地重新填充器 室。單個貝i存器可連接到一個或多個噴灑器所處的環(huán)境中所有的噴灑 器或具體的一組噴灑器上。此外，這種貯存器可以是加壓的水管，其 有可能緩解各噴灑器對泵的需求。
圖15顯示用于噴射滅火液體的系統(tǒng)。在該實施例中，蒸汽爆炸 裝置用在軟管式滅火器的內部。蒸氣爆炸室1501安裝在軟管1502的 端部。軟管1502用作加壓的貯存器，并給重復地噴出水蒸汽的蒸氣 爆炸室1501提供滅火液體?？赏ㄟ^連接到蒸汽爆炸裝置上的電池或 沿著軟管平行連接的電源接線給蒸汽爆炸裝置供電。
在作為噴射滅火液體的系統(tǒng)而公開的本發(fā)明的所有三個實施例 中，滅火液體可以是水，或者可以是其它任何適于抑制火災的液體。
蒸汽爆炸裝置在許多方面比常規(guī)的基于水滅火的裝置都有利。首 先，蒸氣具有比等量的水更大得多的表面積，因此，蒸氣能夠吸收更 多得多的熱量，從而更好地抑制火。此外，蒸氣可如同氣霧一樣吞沒 火焰，限制氧氣流向火焰，并A/v而進一步抑制火災。相反，水會徑直
流過火焰，只限制氧氣流動很短的一段時間。另一個有利之處是利用 由蒸汽爆炸裝置產生的水蒸汽而不是水來抑制或樸滅火災需要使用
的水更少得多。使用更少的水不僅只是在經濟上和環(huán)境上有利，而且 它還意味著滅火過程將對發(fā)生火災的環(huán)境產生更少的破壞。
圖16顯示如何根據本發(fā)明的另一個實施例應用蒸氣爆炸技術來 提供藥物輸送裝置和方法，以及用于清理患者體內堵塞的裝置和方 法。圖16顯示內窺鏡1600,其具有易于操縱的柔性桿1601，桿1601 可位于人體的腸道或呼吸系統(tǒng)或心血管系統(tǒng)部分。柔性桿1601的末 梢端區(qū)域1602包括柔性尖端1603。該尖端允許相對于患者的身體操 縱端部止動裝置1700(更清楚地顯示在圖17中)，并且允許由外科醫(yī)生 將桿的端部定位。桿1601的近端(proximal end)1604終止于內窺鏡主 體部分1605,其中主體部分1605包括目鏡1606和用于輔助設備的開口 1607。另一根線纜1608將內窺鏡主體1605連接到輸入接頭1609, 該接頭給內窺鏡供應任何所需的光、空氣、水或其它需要的有用物。
如圖17更清楚地所示，內窺鏡端部1700包括用于為外科醫(yī)生照 亮環(huán)繞內窺鏡端部區(qū)域的光源1701和用于提供患者的該區(qū)域的可視 圖像的攝像機1702。來自攝像機1702的信號可提供給目鏡1606,或 通過接頭1609或通過開口 1607將信號輸出，使得圖像可在顯示器(諸 如LCD屏幕)上顯示。
如在圖18中更清楚地所見，內窺鏡1600的端部1700還包括藥 物輸送室1800。電力和控制信號通過控制器1703提供給藥物輸送室 1800?？筛鶕喾N方法使用從器室1801中噴射的液體蒸氣物質，在 其中一種方法中，可將內窺鏡纟乘縱到一個位置，在此處藥物要在特定 部位分送。然后，通過開啟進口閥1802將液體輸入器室1801(或者已 經如此引入)，之后使加熱器單元1803通電以升高液體藥物的壓力和 溫度。然后，可在壓力和/或溫度達到預定值時分送藥物，在所需的位 置噴射已氣化的藥物和液體藥物。如上述所有的實施例一樣，如果需 要可重復噴射循環(huán)多次。
作為備選實施例，液體和液體蒸氣噴射物可用來清理動脈和/或靜 脈或類似部位的堵塞。在這種意義上，本發(fā)明的實施例可用在堵塞(諸 如由于動脈生垢(furring)引起的血液流動受限制的疾病中)處的血流 中。在這種情況下，可沿著堵塞的靜脈/動脈線的縱向施加通過上述技 術噴所射的水基溶液或其它中性溶液，以由此疏通堵塞。這一點可補 充或取代使用膨脹管/氣嚢(expanding tube/balloon)清理受損通道的現(xiàn) 有方法。
根據圖16所示的本發(fā)明的實施例，由醫(yī)生操作的攝像機連接到 毫微蒸氣爆炸裝置，并用來精確地將藥物放在發(fā)生機能失常的確切位 置。本發(fā)明的實施例并不局限于在腸內使用，而且還可以用于主氣管 套管的呼吸系統(tǒng)，并且在血液環(huán)境中在心血管系統(tǒng)中有應用。
雖然有關圖16-18所述的本發(fā)明的實施例就內窺鏡狀的裝置的使用進行了描述，但是，本發(fā)明的實施例并非局限于此。相反，通過引 入丸狀裝置形式的裝置，可使用本發(fā)明的實施例在所需的位置輸送藥 物，該丸狀裝置獨立地移動，例如，經由血流或腸道，并且由X-射線 儀用染料和掃描系統(tǒng)對其進行i 艮蹤，使得操作員可在屏幕上觀察裝置 所到達的部位。當醫(yī)生確認裝置處于所需的位置時，可給人體內的裝 置發(fā)送無線信號。于是，裝置噴射藥物或僅僅是液體，以輸送藥物， 或者在所需的位置打開堵塞的通道。
本發(fā)明的蒸氣爆炸裝置的另一個應用是作為呼吸藥物輸送系統(tǒng) 的一部分。呼吸藥物輸送系統(tǒng)用來直接將藥物輸送到呼吸系統(tǒng)，以治 療為數(shù)眾多的呼吸疾病，諸如哮喘、嚢性纖維化和慢性阻塞性肺病 (COPD)。另夕卜，最近已經認識到肺可用作系統(tǒng)性藥物療法的入口 ，例 如，吸入式胰島素已經成功實施并有可能在糖尿病的治療中成為可替 換注射胰島素的常規(guī)療法。
有三種主要類型的呼吸藥物輸送系統(tǒng)定量吸入器(metered dose inhalers)、干粉吸入器和霧化器。加壓的定量吸入器將計量容積的加 壓液體或具體數(shù)值的加壓液體釋放到患者的氣道中。釋放后，液體迅 速蒸發(fā)，留下適于吸入的干燥形式的藥物。干粉吸入器包含干粉，當 患者經由吸入器吸入空氣時，干粉發(fā)生移動，于是，吸入力攜帶著干 粉進入患者的肺中。定量吸入器和干粉吸入器兩者均在一次吸入中放 出預定量的藥物，患者在一天中服用特定量的這些劑量。第三種類型 的呼吸藥物輸送系統(tǒng)是霧化器，其將以液體形式儲存的藥物轉變成藥 物顆粒的氣態(tài)懸浮物，諸如氣溶膠或氣霧?；颊邔⒃谶@種氣霧中呼吸， 并且藥物被輸送到呼吸系統(tǒng)中。有兩種主要類型的霧化器噴射霧化 器和超聲霧化器。噴射霧化器通過經由狹窄的開口施加加壓的氣體工
作，狹窄的開口在藥物貯存器上產生負壓，此負壓從藥物貯存器中吸 取藥物溶液的顆粒形成氣霧供患者吸入。超聲霧化器使用快速振動的 壓電晶體，壓電晶體形成液體噴泉，氣霧從液體噴泉中升起。霧化器 在大約15分鐘的時間段內緩慢地將液體藥物轉變成氣霧，在此時間段中，使用者將連續(xù)地吸入氣霧形式的藥物。霧化器輸送更強烈得多 的劑量的藥物，因此，其通常用于有嚴重呼吸問題的患者。
根據本發(fā)明的實施例，蒸氣爆炸裝置從貯存器中吸取液體并輸出 蒸氣氣霧。貯存器包含有藥物，因此，藥物可以以適于吸入的氣霧形 式服用。爆炸裝置在短時尖脈沖中噴出蒸氣(或氣霧)，釋放的蒸氣容 積對應于放入蒸氣爆炸室中的液體量。因此，此裝置可類似于定量吸 入器用來服用蒸氣形式的單個單位的藥物。本發(fā)明的實施例的另 一個 特征是它能夠以非?？斓倪B續(xù)順序噴出蒸氣脈沖。因此，本發(fā)明的實 施例可如同霧化器一樣用來在i殳定的一段時間內連續(xù)地^^用藥物。此 外，由于蒸氣爆炸裝置可執(zhí)行這兩種類型的呼吸藥物輸送的功能，所 以，可提供能夠輸送單個單位的藥物蒸氣和連續(xù)脈沖的藥物蒸氣的多 功能系統(tǒng)。
基于蒸氣爆炸裝置的本發(fā)明的呼吸藥物輸送系統(tǒng)比現(xiàn)有技術的 呼吸藥物輸送系統(tǒng)有利，因為其具有非常長的射程、寬的噴射角，并 且它所產生的噴霧具有非常小的霧滴尺寸。長的射程和寬的噴射角便 于藥物更深入到呼吸系統(tǒng)中，并且很好地擴散，因此，更有可能由患 者的吸入更好地攜帶。此外，小的霧滴尺寸為呼吸系統(tǒng)更好地吸收藥
物提供了條件。l-5jum的霧滴尺寸是理想的，因為更大的霧滴經常沉 積在氣道近側，而更小的顆粒沉積效果差并且大部分被呼出。
圖19顯示本發(fā)明的蒸氣爆炸裝置如何實施為便攜式霧化器。本 發(fā)明的便攜式霧化器實施例包括蒸氣爆炸室，其帶有進口閥1902、排 出閥1903和可選的回流閥1904。器室由通過電池1905或其它這種電 源供電的加熱元件加熱，并由藥物貯存器1906供應適當?shù)牧黧w。便 攜式霧化器也可以通過電力網供電以及或替代地通過電池供電。貯存 器1906可在其中裝有固定量的液體，彈簧1907和移動活塞1908可 用來給貯存器1906施加壓力，以使得蒸氣爆炸室1901能夠快速地重 新填充。備選地，藥物可儲存在預加壓的儲存裝置中，該儲存裝置可 從霧化器上分離，以便易于通過更換儲存裝置來補給藥物。貯存器內的液體可以是純藥物或懸浮于攜帶液體中的藥物。用戶控制接口 1911 允許使用者控制霧化器，然后，控制回路1910可處理來自用戶控制 接口的輸入信號并響應地控制霧化器。根據圖19的便攜式霧化器的藥物氣化過程通過經由進口閥1902 從藥物貯存器1906中傳送藥物并充滿器室1901開始。當預定量的藥 物處于器室中時關閉所有的閥門，并且加熱器將加熱器室，直到達到 觸發(fā)溫度和觸發(fā)壓力，以使得排出閥開啟。然后，排出閥開啟，蒸氣 或氣霧沿著口具(mouthpiece)1909噴出。使出口闊1903與口具端部之 間的距離足夠長，以便氣霧到達口具端部之前冷卻，然后患者吸入藥 物。此噴射過程可按照具體的頻率重復進行，或者持續(xù)預定的時間段， 或者直到預定量的藥物氣化。器室1901的大小或放入器室中液體的 量與每次噴霧脈沖所需噴射的液體量有關。圖20顯示臺式霧化器，其包括三個主要組成部分霧化器主體 2001、蒸氣爆炸裝置2002以及將前兩個組成部分連接在一起的藥物 輸送管2003。霧化器主體包括藥物貯存器2004，其中貯存器2004可 包含加熱元件2005，以使藥物的溫度保持在接近但低于蒸氣爆炸裝置 所需的溫度，加熱元件由電源2006供電。貯存器具有便于將藥物重 新填充給貯存器的貯存器進口 ，以及將藥物抽出貯存器的貯存器泵 2008。泵將加壓的藥物提供給藥物輸送管2003，以使得蒸氣爆炸裝置 能夠快速地重新填充。如圖20中所示的蒸氣爆炸裝置根據蒸氣爆炸 裝置之前的實施例工作，其帶有進口閥2009、排出閥2010、蒸氣爆 炸室2011、加熱器2012和加熱器電源2013，并且>^人口具2014以蒸 氣形式釋力欠藥物。回流口和回流閥可結合在本實施例之中，以有助于 更快地重新填充器室。用戶控制接口可安裝在霧化器主體2001上， 以便于用戶控制霧化器?？刂苹芈?016顯示位于霧化器主體中，其 目的是處理來自用戶控制接口 2015的輸入信號并響應地控制霧化器。 控制線2017可平行于藥物輸送管2003放置，以將控制回路2016連 接到蒸氣爆炸裝置。值得注意的是，加熱器電源2013可以是電池或通過來自霧化器主體的電線供電的電力網供電。圖20顯示藥物貯存器2004為可重新填充式貯存器。在該實施例中，可將患者所需量的藥物放置于貯存器中，然后霧化器運行，直到 所有的藥物被噴射。備選地，可將貯存器填充到最大量，然后霧化器 噴出預定量的藥物。應當理解，根據本發(fā)明的實施例，可重新填充式 貝i存器不是必需的，可備選地使用預先裝填的藥物容器。此外，可使 用加壓的容器并從而不需要泵。圖21顯示根據本發(fā)明實施例的定量吸入器。本發(fā)明的此實施例 顯示蒸氣爆炸室2101，其接收經由進口閥2103來自藥物貯存器2102 的藥物。蒸氣爆炸室中藥物的量對應于使用者所需的劑量。當使用者 按下控制按鈕2104時，控制回路2105控制加熱元件2106以及進口 閥2103和排出閥2107,以經由口具2108以蒸氣形式噴出藥物供使用 者吸入。加熱元件2106由電源2109供電，電源2109可以是電池或 通往電力網供電的連接。藥物貯存器2102在圖21中顯示為加壓的容 器，用于給進口閥2103提供加壓的液體，以使蒸氣爆炸室2101能夠 快速地重新填充。應當理解，可備選地使用可重新填充式貯存器，如 同可使用非加壓的容器一樣?；亓骺陔m然沒有顯示在圖21中，但是 也可將其結合其中。應當認識到，還可利用本發(fā)明的實施例提供無針注射器 (needleless injector)。在所有蒸氣爆炸裝置用作呼吸藥物輸送系統(tǒng)的一部分的的應用中，患者可通過安放在口內部的口具接收藥物，或者通過安放在臉上 罩住口和/或鼻的面罩接收藥物。藥物也可直接輸送到患者呼吸系統(tǒng)的 其它任何部位中。對于所有呼吸藥物輸送的應用，器室1901的觸發(fā)溫度必須高于 器室內 一種或多種液體的沸點，以保證液體從器室中最大限度地爆 炸。推薦觸發(fā)溫度為高于具有最高沸點的器室內液體的沸點大約20-30 。C，以保證產生最適合于此應用的非常精細的噴霧。觸發(fā)壓力可低至4-6bar,雖然裝置可在其它壓力下工作。如果排出噴嘴的直徑在 0.05-0.5mm的范圍內，則可能最適合于此應用。為了在基于蒸氣爆炸裝置的霧化器中使藥物的輸送最大化并使 藥物的浪費最小化，可結合呼吸啟動輸送系統(tǒng)，在其中使用電子探測 系統(tǒng)或機械式閥門系統(tǒng)來確認4可時使用者正在吸入，并且僅在使用者 吸入時噴出藥物，使得在呼出過程中不浪費藥物。可手動達到這種功 能，但是很多人發(fā)現(xiàn)難以使其呼吸與霧化器的開關協(xié)調。值得注意的 是，這種感測也可用在定量系統(tǒng)中，因為人們經常發(fā)現(xiàn)難以協(xié)調藥物 的噴射與吸入。應當認識到，在噴射室中使液體升高到其飽和點之上的加熱元件 可在本質上是化學的。也就是i兌，可提供兩種組分，當它們結合時提 供放熱反應，產生足夠的熱量以使液體"沸騰"。使用者可剛好在使 用之前激活這兩種組分，然后一直等到排出就緒。排出就緒可以以多 種方式來識別，諸如用戶顯示器發(fā)光或發(fā)出噪音，物質可視地噴射或 經過了預定的時間。雖然有關圖19-21所述的本發(fā)明的實施例就具體的呼吸藥物輸送 系統(tǒng)進行了描述，但是，本發(fā)明的實施例并非局限于此。圖22顯示液體和液體蒸氣爆炸室2200，其可根據以上所述的任 何實施例加以利用。應當理解，本發(fā)明的實施例并不局限于使用大致 為圓筒形的噴射室。相反，非普通的形狀或球形，或者如圖22中的 情況，可利用具有進口閥2201、出口閥2202和加熱器元件2203的心 形器室。本發(fā)明的實施例提供了涉及噴射室使用的基本核心技術，噴射室 借助于蒸氣爆炸過程噴射目標物。相對于已知的噴射系統(tǒng)，通過借助于爆炸過程噴射物質，液體和液體蒸氣的噴霧所越過的距離顯著地增 加。并且噴射非?？焖俚匕l(fā)生，在使用小型噴射室的情況下為幾十微 秒的數(shù)量級。根據本發(fā)明的實施例，通過加熱器室內的液體使器室內的壓力升高。液體由于熱膨脹而擴張，并從而提供較高的壓力。熱量通過電加 熱元件或其它方式獲得，諸如通過熱交換器將熱量從本機的熱源傳遞 到液體中。上述本發(fā)明所有的實施例可進行更改，使得在高壓下將預 加熱的液體供向器室的進口，而不是在噴射室中加熱液體。通過連續(xù) 地將預加熱的液體泵送到器室中，器室內的壓力將會增大。這一點可 通過能夠在高壓下泵送的外部泵來達到。在某些高于某壓力(在此壓力 下噴射物要被噴射)的預定的壓力值下，進口閥將會關閉而出口閥開 啟。瞬時的壓力下降旨在憑借液體相對于其沸騰溫度而升高的溫度來 引起液體的氣化過程。從而液體和蒸氣從器室的出口閥中發(fā)生真實的 爆炸。在使用水作為工作液體的情況下，從尺寸剛好小于lmm并且器 室壓力為l.lbar的器室中噴射到環(huán)境中(例如大氣壓(1.0bar》可獲得高 達每秒20米的速度。在使用烴類液體燃料的情況下，從尺寸為大約 2cm并且在10bar的壓力下的器室中噴射到6bar(換句話講，在噴射室 與鄰近的燃燒室之間lbar的壓差下)的燃燒室中可獲得高達每秒100 米的速度?？苫诙鄠€容器中的壓力用電子裝置控制進口閥和出口閥，這些 容器可由一個或多個傳感器(諸如壓力變送器)容易地進行監(jiān)測/測量。 當達到容器中特定的壓力時出口閥將開啟，而當壓力下降到第二個特 定值時閥門關閉。對于進口岡，當器室中達到特定的較高極限壓力和 較低極限壓力時，其開啟和關閉，或者相對于出口閥以相反的方式開 啟和關閉。也就是i兌，當出口閥開啟時，將控制進口閥關閉，而當出 口閥關閉時進口閥將開啟。在本說明書的整個描述和權利要求中，措辭"包括"("comprise") 和"包含"("contain")及該措辭的變型，例如"包括"("comprising") 和"包括"("comprises")，表示"包括但不限于"，而且并不意圖(并 且不會)排除其它部分、附加物、組分、整體或步驟。在本說明書的整個描述和權利要求中，單數(shù)包括復數(shù)，除非上下文另有要求。具體而言，在使用不定冠詞之處，本說明書應當理解為 考慮復數(shù)以及單數(shù)，除非上下文另有要求。結合本發(fā)明的具體方面、實施例或實例所描述的特征、整體、特性、化合物、化學部分(chemical moieties)或化學基團(group)應當理解 為適用于本文所述的其它任何方面、實施例或實例，除非與此不相容。
權利要求
1.用于將燃料噴射到燃燒區(qū)中的裝置，包括盛裝一部分所選擇的液體燃料的噴射室；布置成有選擇地開啟以將液體輸送到所述噴射室中的進口閥；以及布置成有選擇地開啟的出口閥，以在與所述噴射室相關聯(lián)的參數(shù)滿足預定條件時從所述噴射室中噴射燃料；其中液體和/或液體蒸氣從所述噴射室中經由所述出口閥噴射到所述燃燒區(qū)中，由此將燃料噴射到所述燃燒區(qū)中。
2. 根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括 布置在所述噴射室中或靠近所述噴射室的加熱器元件，用于提高所述器室中液體的溫度。
3. 布置在所述噴射室中或靠近所述噴射室的泵部件，用于提高 所述噴射室中液體的壓力。
4. 根據上述權利要求中任一項所述的裝置，其特征在于，所述 裝置還包括至少一個傳感器，用于確定何時噴射室的參數(shù)升高到預定的臨界 值，所述臨界值表明滿足所述預定條件。
5. 根據權利要求4所述的裝置，其特征在于，所述傳感器包括 壓力傳感器和/或溫度傳感器。
6. 根據上述權利要求中任一項所述的裝置，其特征在于，所述 裝置還包括所述出口閥布置成當所迷噴射室中液體的溫度基本上等于或高 于飽和溫度時開啟，所述飽和溫度與所處的壓力等于位于所述出口閥 下游位置的壓力的所述液體相關聯(lián)。
7. 根據權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述氣體位于所 述燃燒區(qū)中。
8. 根據上述權利要求中^f壬一項所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括布置成儲存液體燃料的儲存室；其中所述進口閥布置成有選擇地將一部分液體從所述儲存室輸送到 所述噴射室中。
9. 根據權利要求8所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括 另 一個加熱元件，其布置成在將所述儲存室中的液體輸送到所述噴射室中之前加熱所述儲存室中的液體。
10. 根據權利要求8或9所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括將所述儲存室連接到所述進口閥的進口管，所述進口管布置成靠 近所述燃燒區(qū)，或者在發(fā)動機的熱零件與所述進口管之間有熱交換 器，以由此加熱從所述儲存室送到所述噴射室的燃料。
11. 根據上述權利要求中4壬一項所述的裝置，其特征在于，所述 裝置還包括所述液體包括多組分燃料，并且所述出口閥布置成當所述液體的 溫度等于或高于與從所述多種組分中所選擇的一種組分相關聯(lián)的飽 和溫度時開啟。
12. 根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述所選擇的 一種組分包括所述多組分燃料的最輕的組分。
13. 根據權利要求11所述的裝置，其特征在于，所述所選擇的 一種組分包括所述多組分燃料的最重的組分。
14. 根據上述權利要求中任一項所述的裝置，其特征在于，所述 裝置還包括所述噴射室位于所述燃燒區(qū)附近，并且布置成吸收由所述燃燒區(qū) 中燃料燃燒所產生的熱量。
15. 根據權利要求14所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括布置成將熱量從所述燃燒區(qū)傳遞到所述噴射室的熱交換器。
16. 根據上述權利要求中任一項所述的裝置，其特征在于，所述 液體蒸氣和/或液體通過蒸氣爆炸過程噴射。
17. 根據上述權利要求中任一項所述的裝置，其特征在于，所述 液體蒸氣和/或液體以射程大于20的噴霧形式噴射。
18. 根據上述權利要求中任一項所述的裝置，其特征在于，所述 液體蒸氣和/或液體以射程大于100的噴霧形式噴射。
19. 根據上述權利要求中任一項所述的裝置，其特征在于，所述 液體燃料包括煤油或汽油或柴油燃料。
20. 根據上述權利要求中任一項所述的裝置，其特征在于，所述 噴射室由金屬材料制成。
21. 根據上述權利要求中任一項所述的裝置，其特征在于，所述 裝置還包括至少 一個電源。
22. 根據上述權利要求中任一項所述的裝置，其特征在于，所述 噴射室的形狀大致為圓筒形，并且在其出口端具有頸部區(qū)，所述出口 閥位于所述頸部區(qū)。
23. 根據權利要求22所述的裝置，其特征在于，所述頸部區(qū)具 有狹窄的噴射孔，液體燃料和液體燃料蒸氣經由所述噴射孔噴射到所 述燃燒區(qū)中。
24. 根據權利要求23所述的裝置，其特征在于，所述噴射孔橫 截面的直徑小于所述頸部區(qū)橫截面的直徑。
25. 根據上述權利要求中任一項所述的裝置，其特征在于，所述 裝置還包括位于所述燃燒區(qū)中的點火源，用于點燃噴射到所述燃燒區(qū)中的所 述液體燃料蒸氣和/或液體燃料。
26. 用于將燃料噴射到燃燒區(qū)中的裝置，包括 盛裝一部分所選4奪的液體燃料的噴射室；布置成有選擇地開啟的進口閥，以將液體輸送到所述噴射室中；以及布置成有選擇地開啟的出口閥，以在與所述噴射室相關聯(lián)的參數(shù) 滿足預定條件時從所述噴射室中噴射燃料，所述出口閥進一步布置成 當所述噴射室中液體的溫度基本上等于或高于飽和溫度時開啟，所述 飽和溫度與所處的壓力等于位于所述出口閥下游位置的壓力的所述液體相關聯(lián)；其中液體和/或液體蒸氣從所述噴射室中經由所述出口閥噴射到所述 燃燒區(qū)中，由此將燃料噴射到所述燃燒區(qū)中。
27. 用于將燃料噴射到燃燒區(qū)中的方法，包括以下步驟 提供噴射室，其布置來盛裝一部分所選擇的液體燃料； 有選擇地開啟進口閥，以^1尋一部分液體輸送到所述噴射室中；當與所述噴射室相關聯(lián)的參數(shù)滿足預定條件時有選擇地開啟所 述噴射室的出口閥；以及從所述噴射室中經由所述出口閥將液體蒸氣和/或液體噴射到所 述燃燒區(qū)中。
28. 根據權利要求27所述的方法，其特征在于，所述方法還包 括以下步驟通過布置在所述噴射室中或靠近所述噴射室的加熱元件加熱液 體，以由此提高盛裝在所述噴射室中的液體的溫度。
29. 根據權利要求28所述的方法，其特征在于，所述方法還包 括以下步驟在開啟所述出口閥的所述步驟之前加熱所述噴射室中的液體。
30. 根據權利要求27至29中任一項所述的方法，其特征在于， 所述方法還包括以下步驟通過布置在所述噴射室中或靠近所述噴射室的泵部件提高所述 噴射室內的壓力。
31. 根據權利要求27至30中任一項所述的方法，其特征在于， 所述方法還包括以下步驟確定何時所述參數(shù)滿足所述預定條件并響應所述確定開啟所述 出口閥。
32. 根據權利要求27至31中任一項所述的方法，其特征在于， 所述方法還包括以下步驟在所述液體進入所述噴射室之前預加熱供給所述進口閥的液體。
33. 根據權利要求27至32中任一項所迷的方法，其特征在于， 所述方法還包括以下步驟通過至少一個傳感器監(jiān)測所述噴射室內的壓力和/或溫度。
34. 根據權利要求27至33中任一項所述的方法，其特征在于， 所述方法還包括以下步驟將所述噴射室中的液體加熱到溫度基本上等于或高于飽和溫度， 所述飽和溫度與所處的壓力等于位于所述出口閥下游位置的壓力的 所述液體相關聯(lián)。
35. 基本如以上參照附圖所述的方法。
36. 基本如以上參照附圖所述構造和布置的裝置。
全文摘要
公開了一種用于噴射物質的方法和裝置。噴射物通過爆炸過程以液體和液體蒸氣的形式噴射，該爆炸過程可提供非?？焖俚膰娚湟约熬哂写笊涑痰膰娚?。該裝置可用來為燃料噴射器噴射燃料。
文檔編號A62C35/02GK101309728SQ200680043105
公開日2008年11月19日 申請日期2006年9月26日 優(yōu)先權日2005年9月26日
發(fā)明者A·麥金托什, D·貝赫什蒂 申請人:利茲大學