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，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?，經(jīng)常會遇到小流量流體噴入大流量流體 中相互混合的問題。在這類問題中，小流量流體因其流量小、噴入位置受限 等原因，經(jīng)常會出現(xiàn)與大流量流體只能局部混合或所需混合時間過長等現(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，將還原劑噴入煙氣就 會出現(xiàn)這類問題。對于這類問題，并不是僅僅通過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，而對于交叉射流中小射流的穿透深度沒有給 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 帶來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)用在大型鍋爐上時因爐 膛截面尺寸變大此類問題更為突出。

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 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方向與液相噴嘴出口的
氣流流動方向之間的夾角為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，孔的個數(shù)為2 12個；
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后開始加速，在氣相噴嘴4出口處流速到達(dá)200m/s。空氣高 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 流動的空氣與氨水液滴繼續(xù)相互作用，發(fā)生第二級霧化和速度傳遞，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后開始加速，在液相噴嘴3出口處流速到達(dá)60m/s。過熱蒸 汽汽源進(jìn)入氣相進(jìn)口管2，在其中的流速為15m/s左右。過熱蒸汽由氣相進(jìn) 口管2進(jìn)入氣相噴嘴4后開始加速，并在通過氣相旋流片7時具有一定旋轉(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熱蒸汽的撞擊作用下發(fā)生 第一級霧化、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)一起流動的空氣與尿素液滴繼續(xù)相互作用，發(fā)生第二級霧化和速度傳遞， 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)生第三級霧化和加速， 然后與空氣一起高速通過3個出口孔以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概述。 因此，無論從哪一點(diǎn)來看，本發(fā)明的上述實(shí)施方案都只能認(rèn)為是對本發(fā)明的 說明而不能限制本發(fā)明，權(quán)利要求書指出了本發(fā)明的范圍，而上述的說明并未指出本發(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方向與液相噴嘴出口的氣流流動方向之間的夾角為 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B05B7/04GK101491794SQ20091009534
公開日2009年7月29日 申請日期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 申請人:浙江大學(xué);杭州百能科技有限公司