專利名稱：一種音速-超音速組合式氣動(dòng)霧化噴嘴的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種適用于各種液體霧化的氣動(dòng)霧化噴嘴，具體地說是一種音速－超音速組合式氣動(dòng)霧化噴嘴。
目前，隨著煉油工業(yè)深加工能力的逐步增強(qiáng)，作為工業(yè)爐窯用的重油燃料質(zhì)量越來越差，其粘度均達(dá)不到我國標(biāo)準(zhǔn)中的最低要求。除此以外，重油中的灰分、雜質(zhì)和水分含量也越來越高，從而導(dǎo)致重油燃燒不完全，燃燒設(shè)備易堵塞結(jié)焦，爐壁燒蝕和大氣污染?，F(xiàn)有的重油噴嘴一般采用外混式或內(nèi)混式結(jié)構(gòu)，如中國專利90205838.X和91203212.X所公開的噴嘴，其內(nèi)部均設(shè)置了一個(gè)旋流器，雖然它們將重油粘度的適應(yīng)范圍提高到了20°E，但實(shí)際應(yīng)用中燃料重油的粘度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于此值；且其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，拆裝不便。另外上述兩項(xiàng)專利僅具有一個(gè)很小的混合腔和唯一的音速截面噴口，至使液－氣混合不充分，霧化粒度大，液霧流剛度差，易堵塞結(jié)焦。
本實(shí)用新型的目的是提供一種用于各種液體尤其是高粘度重油燃料的霧化噴嘴，其霧化粒度細(xì)小，不易堵塞結(jié)焦。
本實(shí)用新型是一種音速－超音速組合式氣動(dòng)霧化噴嘴。包括進(jìn)氣環(huán)管6、管道7、液－氣噴嘴芯4、混合腔2及噴口1，其特征在于液－氣噴嘴芯4前端開有對稱分布的兩個(gè)或兩個(gè)以上的噴液孔3，其軸線與和它對應(yīng)分布的噴氣孔5的軸線夾角為60°～90°，混合腔2為大體積混合腔，噴口1為一個(gè)或多個(gè)外寬內(nèi)窄收縮－擴(kuò)張型的超音速噴口。
眾所周知，決定霧化優(yōu)劣的關(guān)鍵是提高霧化氣體與被霧化液體的相對撞擊動(dòng)能。為此，本實(shí)用新型采用了兩次高能氣動(dòng)撞擊來達(dá)到霧化效果最佳的目的，第一次采用音速撞擊，而第二次采用了最大動(dòng)能的超音速撞擊?；谶@種設(shè)計(jì)方法的霧化噴嘴具有霧化粒度細(xì)小，不易堵塞、結(jié)焦，液霧流剛度強(qiáng)硬，燃燒充分污染小的優(yōu)點(diǎn)，具有結(jié)構(gòu)簡單，拆裝方便，適用于各種液體的霧化，尤其是工業(yè)爐窯用高粘度重油燃料的霧化。實(shí)驗(yàn)證明，該噴嘴對于粘度高于60°E的重油有極好的霧化效果。


圖1為本實(shí)用新型的剖面圖。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
如
圖1所示，被霧化液體通過管道7以一定壓力進(jìn)入液－氣噴嘴芯4，從其前端沿徑向?qū)ΨQ分布的兩個(gè)或兩個(gè)以上的噴液孔3噴出。霧化氣體以一定壓力經(jīng)進(jìn)氣環(huán)管6進(jìn)入液－氣噴嘴芯4，并從液－氣噴嘴芯4沿軸向與噴液孔3對應(yīng)分布的噴氣孔5噴出。由于噴氣孔5的截面設(shè)計(jì)成臨界截面，至使霧化氣體以音速氣流噴出，在出口處與對應(yīng)的噴液孔3噴出的被霧化液體相交撞擊，完成第一次音速下的霧化。霧化后的液－氣混合物進(jìn)入混合腔2，混合腔2為大體積混合腔，其長度是其直徑的2～4倍，以促進(jìn)液－氣混合物在混合腔中兩相的均勻摻混。在混合腔2的前端設(shè)有噴口1，噴口1為外寬內(nèi)窄的收縮－擴(kuò)張型超音速噴口，其喉道與最終出口截面的面積比為11.5～13.5，使氣流能以超音速噴出。混合腔2中的液－氣混合物在充分混合后經(jīng)噴口1以超音速流射出，實(shí)現(xiàn)了第二次超音速下的霧化。由于噴口1噴射的是液霧和氣的混合物，所以不易堵塞結(jié)焦。此外由于噴射速度極高，液霧流的剛度非常好。
對
圖1結(jié)構(gòu)的噴嘴的水實(shí)驗(yàn)表明，在氣液比(重量比)為0.2，氣體壓力0.4MPa(表壓)，液體壓力0.6MPa(表壓)時(shí)，噴口外400mm處索太爾平均直徑可達(dá)30μm以下，在軋鋼爐上對40°E重油試驗(yàn)表明，燃燒充分、明亮，不堵塞結(jié)焦，且火焰剛度強(qiáng)硬。
本實(shí)用新型的氣動(dòng)霧化噴嘴，其液－氣噴嘴芯4與管道7、進(jìn)氣環(huán)管6及混合腔2的連接均采用螺紋連接。
在實(shí)際應(yīng)用中，噴液孔3也可開成其軸線與對應(yīng)分布的噴氣孔5的軸線夾角為60°～90°的斜孔。噴口1可根據(jù)火焰形狀的需要設(shè)計(jì)成單孔、單排環(huán)孔或多排環(huán)孔，也可以是異形孔或按一定形狀分布的圓形孔。其中若噴口1為多排環(huán)孔，其各孔軸線可在噴口外相交，交角為30°～60°。
權(quán)利要求1.一種音速-超音速組合式氣動(dòng)霧化噴嘴，包括進(jìn)氣環(huán)管(6)、管道(7)、液-氣噴嘴芯(4)、混合腔(2)及噴口(1)，其特征在于液-氣噴嘴芯(4)前端開有對稱分布的兩個(gè)或兩個(gè)以上的噴液孔(3)，其軸線與和它對應(yīng)分布的噴氣孔(5)的軸線夾角為60°～90°，混合腔(2)為大體積混合腔，噴口(1)為一個(gè)或多個(gè)外寬內(nèi)窄的收縮-擴(kuò)張型超音速噴口。
2.如權(quán)利要求1所述的氣動(dòng)霧化噴嘴，其特征在于噴液孔(3)與噴氣孔(5)的最佳軸線夾角為90°。
3.如權(quán)利要求2所述的氣動(dòng)霧化噴嘴，其特征在于混合腔(2)的長度是其直徑的2～4倍。
4.如權(quán)利要求3所述的氣動(dòng)霧化噴嘴，其特征在于收縮－擴(kuò)張型超音速噴口(1)的喉道與最終出口截面的面積比為11.5～13.5。
5.如權(quán)利要求4所述的氣動(dòng)霧化噴嘴，其特征在于噴口(1)可以根據(jù)需要設(shè)計(jì)成單孔、單排環(huán)孔或多排環(huán)孔，也可以是異形孔或是按一定形狀分布的圓形孔。
6.如權(quán)利要求5所述的氣動(dòng)霧化噴嘴，其特征在于多排環(huán)孔中各噴口的軸線可在噴口外相交，交角為30°～60°。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種音速-超音速組合式氣動(dòng)霧化噴嘴。它包括液-氣噴嘴芯、混合腔和一個(gè)或多個(gè)超音速噴口。液體通過液-氣噴嘴芯由音速氣流對其進(jìn)行第一次霧化后通過大體積混合腔由噴口以超音速流噴出實(shí)現(xiàn)第二次高能氣動(dòng)霧化。該噴嘴適用于各種液體的霧化，尤其適用于高粘度(大于60°E)的極劣質(zhì)燃料油的霧化，具有霧化效果好，不堵塞結(jié)焦、污染少、火焰剛度強(qiáng)硬、結(jié)構(gòu)簡單等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)B05B1/00GK2205252SQ9422158
公開日1995年8月16日 申請日期1994年9月27日 優(yōu)先權(quán)日1994年9月27日
發(fā)明者國相杰, 王曉宇, 劉建軍, 陳鴻, 卓曦 申請人:國相杰, 王曉宇