專利名稱：內部超聲混合式氣泡霧化噴嘴的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于液體燃料霧化裝置，特別涉及一種內部超聲混合式氣泡霧化噴嘴。
現(xiàn)有的液體燃料霧化技術主要分為三大類，即機械霧化、介質輔助霧化和氣動霧化，除此之外還有超聲霧化、靜電霧化等。機械霧化又分為壓力霧化和轉杯霧化。其主要缺點是，在噴嘴出口附近燃料濃度過大，易造成析碳結焦，影響霧化效果和噴嘴的正常工作。特別是對于高粘度的燃油(如重、渣油)，壓力霧化效果明顯變差。轉杯霧化要求轉速過高(＞2000r/min)，對噴嘴的設計和正常工作均不利。氣動霧化雖對供油壓力沒有要求，但其缺點是要求助燃空氣的壓力高，動能大。且對高粘度燃油的霧化效果也明顯降低。介質輔助霧化要求被霧化的液體要有一定的壓力，同時輔助霧化的介質也要有一定的壓力能。當被霧化的液體粘度增加時，霧化效果也隨之降低。故常規(guī)的霧化方法對高粘度的液體燃料霧化效果均不理想。在刊物上公開發(fā)表了一個氣泡霧化技術。雖然在氣泡霧化技術中液體的粘度對其霧化效果沒有明顯的影響，但要產生合理的氣泡兩相流動，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的能量小，減少了噴嘴的能耗；另一方面，由于霧化介質的能量小，要破壞液相流動結構，形成合理的氣泡兩相流就比較困難，致使在霧化器設計不合理及噴嘴工作范圍偏離設計點較大時，其霧化質量下降。且對零件的加工精度要求高，零件的互換性差。
本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術中的不足之處而提供一種內部超聲混合式氣泡霧化噴嘴。
實現(xiàn)本實用新型目的的技術解決方案如下內部超聲混合式氣泡霧化噴嘴的結構是，在支座(7)的側壁上固裝著進液管(或進氣管)(8)，支座(7)的一端固裝著進氣管(或進液管)(12)，進氣管(12)的一端固裝著內通道管(5)，支座(7)的另一端固裝著外通道管(6)，且外通道管(6)套裝在內通道管(5)的外面，內通道管(5)的端部裝著其上有凸臺(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，該端對準通液孔(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通道部分開有至少一個噴口，噴口為圓形、其尺寸為φ0.5mm～φ5mm，在氣泡發(fā)生器(3)的液側通道部分開有至少一個噴口，噴口為矩形、圓形、帶收縮錐角或直通式，對于矩形噴口，其最小截面長×寬為0.5mm×2mm～2.5mm×6mm；對于圓形噴口，其最小截面為φ0.5mm～φ6mm。
本實用新型與現(xiàn)有技術相比有如下優(yōu)點1、在氣泡發(fā)生器上安裝超聲波發(fā)生器-超聲簧片，利用超聲波對液體的氣隙作用，在超聲簧片的周圍形成無數(shù)個氣隙空間，充分破壞液體射流的結構。再在超聲簧片周圍引入霧化介質氣體，充入氣隙空間，形成無數(shù)個小氣泡組成的氣泡兩相流。特別是在氣體進口壓力較低、氣液比較小的條件下，能進一步改善噴嘴的霧化質量。當氣液比ALR=0.03～0.18范圍內，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)與內通道管(5)和外通道管(6)以及內通道管(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為內部超聲混合式氣泡霧化噴嘴實施例1的結構示意圖；圖2為
圖1的氣泡發(fā)生器結構示意圖；圖3為圖2的側視圖；圖4為內部超聲混合式氣泡霧化噴嘴實施例2的結構示意圖；圖5為圖4的氣泡發(fā)生器結構示意圖6為圖5的側視圖；圖7為內部超聲混合式氣泡霧化噴嘴實施例3的結構示意圖；圖8為圖7的氣泡發(fā)生器結構示意圖；圖9為為圖8的側視圖。
以下結合附圖對本實用新型實施例作進一步詳述
氣泡發(fā)生器(3)上的液側通道部分開有三個噴口(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通道部分開有六個噴口(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，燃油進口壓力Pfin=0.5Mpa，壓縮空氣進口壓力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)上的氣側通道部分開有四個噴口(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)的杯底中央液側通道部分開有一個噴口(14)，噴口為矩形，其截面尺寸為1.5mm×3.5mm。
噴頭(1)上有六個噴口沿周向均布，直徑為φ1.5mm。其他結構與實施例1相同。
該內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，燃油進口壓力Pfin=0.5Mpa，飽和蒸汽進口壓力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)上的液側通道部分開有四個噴口(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)的兩翼交點處氣側通道部分開有一個噴口(16)，噴口為圓形，其截面直徑為φ3mm。在四周還同時開有四個通氣噴口(16)，噴口為圓形，其截面直徑為φ1mm。
噴頭(1)上有八個噴口沿周向均布，直徑為φ3.5mm。其他結構與實施例1相同。
該內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)進口壓力Pfin=0.6Mpa，壓縮空氣進口壓力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(壓縮空氣或高壓蒸汽)分別經(jīng)過由內外同心圓管分開的通道，通過氣泡發(fā)生器進入混合室。其中液體通過一個或幾個矩形(或圓形或帶收縮錐角或直通)的噴口進入氣泡發(fā)生區(qū)，迎著每一個液體噴口有一個產生超聲波的超聲簧片。在液體射流的沖擊下超聲簧片振動產生超聲波，并在其周圍對液體產生氣隙作用。霧化介質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。混合室內具有無數(shù)個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。
權利要求1.一種內部超聲混合式氣泡霧化噴嘴，是在支座(7)的側壁上固裝著進液管(或進氣管)(8)，支座(7)的一端固裝著進氣管(或進液管)(12)，進氣管(12)的一端固裝著內通道管(5)，支座(7)的另一端固裝著外通道管(6)，且外通道管(6)套裝在內通道管(5)的外面，內通道管(5)的端部裝著其上有凸臺(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，該端對準通液孔(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.按照權利要求1所說的內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.按照權利要求1所說的內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通道部分開有至少一個噴口，噴口為圓形、其尺寸為φ0.5mm～φ5mm，
4.按照權利要求1所說的內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)的液側通道部分開有至少一個噴口，噴口為矩形、圓形、帶收縮錐角或直通式，對于矩形噴口，其最小截面長×寬為0.5mm×2mm～2.5mm×6mm；對于圓形噴口，其最小截面為φ0.5mm～φ6mm。
專利摘要一種內部超聲混合式氣泡霧化噴嘴,是在支座側壁上固裝著進液管,支座的一端固裝著進氣管,進氣管的一端固裝著內通道管,支座的另一端固裝著外通道管,內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,簧片的另一端對準通液孔。該霧化噴嘴密封性能好,能進一步改善噴嘴的霧化質量。
文檔編號F23D11/36GK2445206SQ0026113
公開日2001年8月29日 申請日期2000年10月31日 優(yōu)先權日2000年10月31日
發(fā)明者吳晉湘, 劉聯(lián)勝 申請人:河北工業(yè)大學