專利名稱：高速噴射的氣液混合相噴射器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種流體噴射器，更具體地說(shuō)，是一種高速噴射的氣液混合 相噴射器，屬于流體霧化噴射設(shè)備。
背景技術(shù)：
在工業(yè)生產(chǎn)和環(huán)?？刂屏鞒讨校?jīng)常會(huì)遇到小流量流體噴入大流量流體 中相互混合的問(wèn)題。在這類問(wèn)題中，小流量流體因其流量小、噴入位置受限 等原因，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)與大流量流體只能局部混合或所需混合時(shí)間過(guò)長(zhǎng)等現(xiàn)象。 鍋爐應(yīng)用選擇性非催化還原技術(shù)進(jìn)行氮氧化物控制時(shí)，將還原劑噴入煙氣就 會(huì)出現(xiàn)這類問(wèn)題。對(duì)于這類問(wèn)題，并不是僅僅通過(guò)將小流量液體流體霧化成 小顆?；蛟黾由淞餍鞫鹊确椒ň涂梢酝耆鉀Q的，它對(duì)于霧化粒度和射流 速度有著獨(dú)特的要求。
目前的霧化器或噴嘴大多是將重點(diǎn)集中在小霧化粒度、強(qiáng)旋流、射流大 擴(kuò)展角或特殊射流形狀等方面，而對(duì)于交叉射流中小射流的穿透深度沒(méi)有給 予應(yīng)有的關(guān)注。這類霧化器或噴嘴應(yīng)用在選擇性非催化還原技術(shù)上，往往會(huì) 帶來(lái)還原劑噴入后多集中在近爐壁區(qū)域而爐膛中心則存在還原劑空白區(qū)域， 從而導(dǎo)致局部氨逃逸偏大整體脫硝率偏低，尤其是應(yīng)用在大型鍋爐上時(shí)因爐 膛截面尺寸變大此類問(wèn)題更為突出。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有霧化噴嘴或噴射器存在的出口速度低、穿透深度不足等問(wèn) 題，本發(fā)明提供了一種高速噴射的氣液混合相噴射器。
本發(fā)明提供了一種高速噴射的氣液混合相噴射器，包括分別帶有快裝接 頭的液相進(jìn)口管和氣相進(jìn)口管，液相進(jìn)口管的末端連接液相噴嘴，氣相進(jìn)口 管的末端連接氣相噴嘴；所述的液相噴嘴為單孔噴嘴，從液相進(jìn)口管到液相噴嘴的流道光滑過(guò)渡；所述氣相進(jìn)口管包圍在液相進(jìn)口管外側(cè)并形成環(huán)形的 氣相流道，氣相噴嘴包圍在液相噴嘴的外側(cè)并連接混合相流道，混合相流道 的末端連接出口嘴；出口嘴的出口流通截面面積小于混合相流道的流通截面 面積。
作為一種改進(jìn)，所述的混合相流道長(zhǎng)度不小于5倍的氣相噴嘴的內(nèi)徑尺寸。
作為一種改進(jìn)，所述的氣相噴嘴出口的射流流動(dòng)方向與液相噴嘴出口的
氣流流動(dòng)方向之間的夾角為0~45°。
作為一種改進(jìn)，所述的氣相噴嘴的出口為均布在圓周上的若干出口孔。 作為一種改進(jìn)，所述的出口嘴設(shè)有若干出口孔，各出口孔方向與軸線成
0~45°夾角。
作為一種改進(jìn)，所述的液相噴嘴外側(cè)的氣相進(jìn)口管內(nèi)設(shè)置旋流片，旋流 片角度為0~45。。
作為一種改進(jìn)，所述混合相流道沿流體流動(dòng)方向尾端處的內(nèi)壁沿圓周設(shè) 置旋流片。
作為一種改進(jìn)，所述旋流片高度與混合相流道內(nèi)通徑的比值為0~0.45, 旋流片角度為0~60°。
本發(fā)明中，氣相流體可為壓縮空氣、過(guò)熱水蒸汽或燃燒后的煙氣；
液相噴嘴出口的速度在20 60m/s;出口嘴可設(shè)有1 9個(gè)出口孔，各出口 孔可以為流通面積大小不等徑的孔；設(shè)置旋流片，目的是使流體在流道內(nèi)形 成一定旋流強(qiáng)度；氣相噴嘴的出口孔，孔的個(gè)數(shù)為2 12個(gè)；
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是
1、 液相噴嘴出口液流速度高，并在混合相流道內(nèi)與高速氣相流相互作用， 實(shí)現(xiàn)霧化和再次加速，以保證噴射器出口的高速射流和強(qiáng)穿透性。
2、 出口嘴的出口處流通截面朝中心縮小，實(shí)現(xiàn)了混合相流道內(nèi)近壁面的 邊界處低速流部分的加速，大大減弱了出口處邊界層效應(yīng)，避免出口處液滴 脫離主流射流匯聚下滴的。
3、 噴射器運(yùn)行多級(jí)霧化作用霧化液體,可靈活調(diào)節(jié)控制霧化細(xì)度及分布。


圖1:噴射器的剖面示意圖2:設(shè)有旋流葉片的液相噴嘴示意圖3:圖2中A-A向剖面示意圖4:具有多個(gè)出口孔的氣相噴嘴示意圖5:圖4中D-D向剖面示意圖6:具有多個(gè)出口孔的出口嘴示意圖7:圖6中C-C向剖面示意圖8:內(nèi)置旋流片的混合相流道示意圖9:圖8中B-B向剖面示意圖。
圖中液相進(jìn)口管l、氣相進(jìn)口管2、液相噴嘴3、氣相噴嘴4、混合相 流道5、出口嘴6、旋流片7。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述 具體實(shí)施案例1
本實(shí)施例中的高速噴射的氣液混合相噴射器采用304不銹鋼加工而成， 包括分別帶有快裝接頭的液相進(jìn)口管1和氣相進(jìn)口管2，液相進(jìn)口管1的末 端連接液相噴嘴3，氣相進(jìn)口管2的末端連接氣相噴嘴4;所述氣相進(jìn)口管2 包圍在液相進(jìn)口管1外側(cè)并形成環(huán)形的氣相流道，氣相噴嘴4包圍在液相噴 嘴3的外側(cè)并連接混合相流道5，混合相流道5的末端連接出口嘴6。
液相進(jìn)口管1和氣相進(jìn)口管2通過(guò)螺紋連接的快裝接頭分別與10%左右 濃度的氨水溶液源、壓縮空氣源連接。液相進(jìn)口管1與液相噴嘴3焊接，氣 相進(jìn)口管2與氣相噴嘴4焊接，氣相噴嘴4與混合相流道5密封螺紋連接， 出口嘴6與混合相流道5焊接。
本發(fā)明的噴射器工作過(guò)程如下10%左右濃度的氨水溶液源進(jìn)入液相進(jìn) 口管1，在液相進(jìn)口管1內(nèi)的流速為lm/s左右。氨水溶液由液相進(jìn)口管1流 入液相噴嘴3后開(kāi)始加速，在液相噴嘴3出口處流速到達(dá)40m/s。壓縮空氣 源進(jìn)入氣相進(jìn)口管2，在其中的流速為10m/s左右。壓縮空氣由氣相進(jìn)口管2 進(jìn)入氣相噴嘴4后開(kāi)始加速，在氣相噴嘴4出口處流速到達(dá)200m/s?？諝飧?速射流與氨水射流的速度軸線夾角為20。，氨水在高速空氣的撞擊作用下發(fā)生第一級(jí)霧化和混合，然后一起進(jìn)入混合相流道5。在混合相流道5內(nèi)一起 流動(dòng)的空氣與氨水液滴繼續(xù)相互作用，發(fā)生第二級(jí)霧化和速度傳遞，直到出 口嘴6出口處。出口嘴出口處流道面積為混合相流道面積的70%。在出口嘴 出口處，因流道突然收縮，近壁面處液滴發(fā)生第三級(jí)霧化和加速，然后與空 氣一起高速噴出噴嘴。 具體實(shí)施案例2
區(qū)別于實(shí)施例1，本實(shí)施例中高速噴射的氣液混合相噴射器出口嘴6設(shè) 有3個(gè)大小相等的出口孔，其軸線夾角為30。，液相噴嘴3外側(cè)設(shè)置氣相旋 流片7，旋流片角度30。。
液相進(jìn)口管1和氣相進(jìn)口管2通過(guò)螺紋連接的快裝接頭分別與10%左右 濃度的尿素溶液源和過(guò)熱蒸汽汽源連接。液相進(jìn)口管1與液相噴嘴3焊接， 氣相進(jìn)口管2與氣相噴嘴4焊接，氣相噴嘴4與混合相流道5焊接，出口嘴 6與混合相流道5密封螺紋連接。
本發(fā)明的噴射器工作過(guò)程如下10%左右濃度的尿素溶液源進(jìn)入液相進(jìn) 口管1，在液相進(jìn)口管1內(nèi)的流速為0.5m/s左右。尿素溶液由液相進(jìn)口管1 流入液相噴嘴3后開(kāi)始加速，在液相噴嘴3出口處流速到達(dá)60m/s。過(guò)熱蒸 汽汽源進(jìn)入氣相進(jìn)口管2，在其中的流速為15m/s左右。過(guò)熱蒸汽由氣相進(jìn) 口管2進(jìn)入氣相噴嘴4后開(kāi)始加速，并在通過(guò)氣相旋流片7時(shí)具有一定旋轉(zhuǎn) 強(qiáng)度，在氣相噴嘴4出口處軸向流速到達(dá)400m/s。過(guò)熱蒸汽高速射流與尿素 射流的速度軸線夾角為10° ，尿素在高速旋流的過(guò)熱蒸汽的撞擊作用下發(fā)生 第一級(jí)霧化、混合及熱量傳遞，然后一起進(jìn)入混合相流道5。在混合相流道5 內(nèi)一起流動(dòng)的空氣與尿素液滴繼續(xù)相互作用，發(fā)生第二級(jí)霧化和速度傳遞， 直到出口嘴6出口處。出口嘴出口處流道面積為混合相流道面積的90%。在
出口嘴中，因流道突然收縮和變化，近壁面處液滴發(fā)生第三級(jí)霧化和加速， 然后與空氣一起高速通過(guò)3個(gè)出口孔以3股射流形式噴出噴嘴。
最后，還需要注意的是，以上列舉的僅是本發(fā)明的具體實(shí)施例。顯然， 本發(fā)明不限于以上實(shí)施例，還可以有許多變形。
本發(fā)明可用其他的不違背本發(fā)明的精神和主要特征的具體形式來(lái)概述。 因此，無(wú)論從哪一點(diǎn)來(lái)看，本發(fā)明的上述實(shí)施方案都只能認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的 說(shuō)明而不能限制本發(fā)明，權(quán)利要求書(shū)指出了本發(fā)明的范圍，而上述的說(shuō)明并未指出本發(fā)明的范圍，因此，在與本發(fā)明的權(quán)利要求書(shū)相當(dāng)?shù)暮x和范圍內(nèi) 的任何改變，都應(yīng)認(rèn)為是包括在權(quán)利要求書(shū)的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種高速噴射的氣液混合相噴射器，包括分別帶有快裝接頭的液相進(jìn)口管和氣相進(jìn)口管，液相進(jìn)口管的末端連接液相噴嘴，氣相進(jìn)口管的末端連接氣相噴嘴；其特征在于，所述的液相噴嘴為單孔噴嘴，從液相進(jìn)口管到液相噴嘴的流道光滑過(guò)渡；所述氣相進(jìn)口管包圍在液相進(jìn)口管外側(cè)并形成環(huán)形的氣相流道，氣相噴嘴包圍在液相噴嘴的外側(cè)并連接混合相流道，混合相流道的末端連接出口嘴；出口嘴的出口流通截面面積小于混合相流道的流通截面面積。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速噴射的氣液混合相噴射器，其特征是，所述 的混合相流道長(zhǎng)度不小于5倍的氣相噴嘴的內(nèi)徑尺寸。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速噴射的氣液混合相噴射器，其特征是，所述 的氣相噴嘴出口的射流流動(dòng)方向與液相噴嘴出口的氣流流動(dòng)方向之間的夾角為 0~45°。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速噴射的氣液混合相噴射器，其特征是，所述 的氣相噴嘴的出口為均布在圓周上的若干出口孔。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速噴射的氣液混合相噴射器，其特征是，所述 的出口嘴設(shè)有若千出口孔，各出口孔方向與軸線成0~45°夾角。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速噴射的氣液混合相噴射器，其特征是，所述 的液相噴嘴外側(cè)的氣相進(jìn)口管內(nèi)設(shè)置旋流片，旋流片角度為0~45°。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速噴射的氣液混合相噴射器，其特征是，所述 混合相流道沿流體流動(dòng)方向尾端處的內(nèi)壁沿圓周設(shè)置旋流片。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的高速噴射的氣液混合相噴射器，其特征是，所述 旋流片高度與混合相流道內(nèi)通徑的比值為0~0.45,旋流片角度為0~60°。
全文摘要
本發(fā)明涉及流體噴射器，旨在提供一種高速噴射的氣液混合相噴射器。該噴射器包括分別帶有快裝接頭的液相進(jìn)口管和氣相進(jìn)口管，液相進(jìn)口管的末端連接液相噴嘴，氣相進(jìn)口管的末端連接氣相噴嘴；液相噴嘴為單孔噴嘴，從液相進(jìn)口管到液相噴嘴的流道光滑過(guò)渡；氣相進(jìn)口管包圍在液相進(jìn)口管外側(cè)并形成環(huán)形的氣相流道，氣相噴嘴包圍在液相噴嘴的外側(cè)并連接混合相流道，混合相流道的末端連接出口嘴；出口嘴的出口流通截面面積小于混合相流道的流通截面面積。本發(fā)明液相噴嘴出口液流速度高，并在混合相流道內(nèi)與高速氣相流相互作用，實(shí)現(xiàn)霧化和再次加速，大大減弱了出口處邊界層效應(yīng)，避免出口處液滴脫離主流射流匯聚下滴的，可靈活調(diào)節(jié)控制霧化細(xì)度及分布。
文檔編號(hào)B05B7/04GK101491794SQ20091009534
公開(kāi)日2009年7月29日 申請(qǐng)日期2009年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月8日
發(fā)明者劉建忠, 周俊虎, 周志軍, 岑可法, 楊衛(wèi)娟, 王智化, 軍 程, 黃鎮(zhèn)宇 申請(qǐng)人:浙江大學(xué);杭州百能科技有限公司