專利名稱：一種水壓波動自調節流量的霧化噴頭結構的制作方法
技術領域：
本發明涉及工業煙氣余熱利用領域，具體系利用工業爐窯排放的高溫煙氣加熱水 裝置的一種部件結構。
背景技術：
在工業和民用建筑的節能減排任務中，余熱和廢熱的有效積極利用始終是一個值 得大力關注并有潛力可挖的內容。例如，一般燃氣鍋爐所燃燒的燃料有約15 25%的熱能 通過煙氣排入大氣，有些型號的燃氣鍋爐排煙溫度為200 250°C，設置或加裝了省煤器的 燃氣鍋爐，排煙熱能損失可減少5 8%左右，但排煙溫度還在約150°C以上。相對于大氣 溫度而言，這部分煙氣未利用的余熱還是占了所進入燃料熱量的10%以上。在技術經濟條 件許可下，應盡量考慮回收利用。與此同時，燃料和供燃的空氣中所含水分在燃燒過程中吸 收汽化潛熱后蒸發，并以水蒸汽形式存在于煙氣中，如能加以冷凝，回收汽化潛熱，則余能 回收更徹底，表現為更進一步提高了鍋爐熱效率，還進一步改善排煙對環境的污染。在工業生產企業與其他大中型建筑設施中，燃油或燃氣加熱裝置排放出大量含一 定量水蒸氣的中低溫煙氣，不僅對環境是個破壞損害，同樣造成能源的極大浪費。如何將這 部分余熱有效利用是節能減排實施的切實手段之一。采用直接接觸式煙氣降溫減濕節能裝 置為余熱有效吸收和利用提供了可靠的途徑，該裝置類似于垂直的吸收塔，溫度高的煙氣 從一側進入吸收塔，從另一側排出，上方由噴淋裝置噴灑出的冷水，通過在吸收塔中與溫度 高的煙氣的結合、“沐浴”，吸收了煙氣中的大量余熱，水滴溫度升高，在吸收塔的下部積聚 起來，成為可以加以利用的熱水，這樣的低溫余熱有著廣泛的使用場合，比如車間廠房、醫 院及大中型工業或商業建筑設施的取暖，或蔬菜大棚、魚塘或游泳池塘的供熱等等。現有技術的噴淋裝置的結構是比較簡單的，常常采用尤如洗澡淋浴的結構，俗稱 “蓮蓬頭”，側面觀看呈三角形，上面進水，下面的下面板上開設大量出水孔出水噴淋，有時 為了適應噴淋內部的大直徑，在上方配置多個“蓮蓬頭”噴頭，一般在中心處安裝一個，再由 中心向外呈放射狀地配置一圈，如此裝置結構簡單，分布的面較大，噴出的水滴可以直接與 高溫氣體接觸吸收熱量，取得了降低煙氣溫度，提高水溫的目的，盡管如此，提高熱交換效 率的技術關鍵在于考慮最佳的液汽比、強化噴淋霧化水滴與煙氣的接觸面以及減少阻力損 失。分析現有技術的每個三角形“蓮蓬頭”結構，冷卻水從上方管路進入“蓮蓬頭”內部，又 從“蓮蓬頭”的簡單圓孔向下流出，水滴較大，有時水壓波動，煙氣溫度變化，且裝置缺少可 調節機構和應變能力，因此吸收高溫煙氣熱量的能力和效率受到限制。因此，有必要對噴淋裝置作進一步的改進，改良，提高其吸熱放熱的效率。
發明內容
本發明的目的，擬提供一種吸收塔噴淋裝置的改良結構，改進現有技術“蓮蓬頭” 的結構，隨著水壓的波動可作自行調節流量，確保水滴具有較恒定霧化直徑，提高噴淋裝置 的傳熱效果。
本發明的目的是如此來實現的。一種水壓波動自調節流量的霧化噴頭結構，其特征在于所述噴頭由上殼體和下 罩殼以螺紋形式配合連接而成，浮動噴嘴板由上彈簧和下彈簧夾持、支撐于上殼體和下罩 殼的腔體內；所述殼體呈開口向下的圓盒，底部具有向上的進水管，內壁口部是內/外螺紋；所述下罩殼呈開口向上的圓盒，上口有一圈與上殼體口部配合的外/內螺紋，下 罩殼圓盒的下底面開設若干噴水孔，所述噴水孔上段呈上大下小的錐形，下段呈圓柱形， 上、下段長度之比為1 1至3 1 ；下罩殼圓盒的下底面向上伸出若干呈錐形的水壓平衡 突柱；所述浮動噴嘴板為在圓平板上開設若干圓柱形水壓平衡孔，水壓平衡孔與下罩殼 上的水壓平衡突柱數量相等，位置相對應；圓平板向下凸起若干圓柱階梯噴嘴，階梯噴嘴與 下罩殼上的噴水孔數量相等，位置相對應；所述階梯噴嘴的大直徑段與圓平板連接，小直徑段在下部，表面開設若干與軸線 呈傾斜方向的凹槽，大、小直徑段長度之比為1 1至2 3;進一步，所述浮動噴嘴板為后抵板，前孔板和階梯噴嘴元件組成；所述階梯噴嘴元件為在階梯噴嘴的大直徑段尾端有一圈外突臺階；所述前孔板為在裝配階梯噴嘴元件的位置，開設上大下小的臺階孔，臺階孔的直 徑和高度和階梯噴嘴元件的外突臺階相應；所述后抵板為平板；在前孔板的臺階孔內置入階梯噴嘴元件，再由后抵板在背部抵壓，由螺釘或鉚釘 將前孔板和后抵板結合在一起，且開設若干水壓平衡孔。采用本技術方案，冷卻水從進水管進入本發明的噴頭結構中，從下罩殼的下底面 開設的噴水孔噴出，對鍋爐排出的溫度高的煙氣進行吸熱。噴水孔的上方設有階梯噴嘴，噴 水孔上段呈錐形，上大下小有利向外出水，一段為圓柱形，與階梯噴嘴相配合，階梯噴嘴的 下段小直徑段有傾斜方向的凹槽，水流由傾斜凹槽呈旋轉方式霧化噴出、冷卻吸收高溫煙 氣的熱量。在上殼體和下罩殼之間有浮動噴嘴板由上彈簧和下彈簧夾持支撐，浮動噴嘴板上 開設若干圓柱形水壓平衡孔，在下罩殼下底面向上伸出若干呈錐形的水壓平衡突柱，柱、孔 兩者配合自動調節平衡下部流出的壓力。當由進水管進入的水流壓力變大，水流將浮動噴 嘴板向下推擠，浮動噴嘴板向下移動，浮動噴嘴板與下罩殼的距離變小，水壓平衡突柱與水 壓平衡孔的間距也變小，水壓平衡突柱的下部較大面積的錐體與水壓平衡孔圓柱孔配合， 間隙變小，阻斷了部分上方水流的下流，減小了下方腔體內的水壓，使得噴水孔流出的水 量、水壓并不增大，維持平穩的噴淋狀態；相反，當由進水管進入的水流壓力變小，水流減小 對浮動噴嘴板的推移，浮動噴嘴板與上殼體的距離變小，水壓平衡突柱與水壓平衡孔的間 距變大，水壓平衡突柱的上端尖部與水壓平衡孔配合，由于水壓平衡孔是圓柱形，截面積不 變，因此水壓平衡突柱的上端尖部與水壓平衡孔配合的圓環面積變大，間隙變大，從上方可 流下較大水量增大了下方腔體內的水壓，增大下部水壓，可以從噴水孔噴出較大水量，維持 平穩的噴淋狀態，噴淋流量達到穩定。使得在一定的進水壓力波動范圍內，可自動進行調 節，使噴淋流量達到穩定，達到設計的流量與良好的霧化效果。
進一步，所述水壓平衡孔與水壓平衡突柱均布在1至3個圓周上，每個圓周3至5枚。再進一步，所述水壓平衡孔與水壓平衡突柱為均布在同一圓環上5枚。進一步，所述階梯噴嘴與噴水孔為均布在1至4個圓周上，每個圓周5至9枚。再進一步，其特征在于所述階梯噴嘴與噴水孔為均布在2個圓周上，每個圓分別 為4和8枚。進一步，所述階梯噴嘴小直徑段開設的凹槽與軸線呈傾斜12-18度。進一步，所述上彈簧套置在浮動噴嘴板向上凸起的彈簧定位桿上。進一步，所述下彈簧套置在下罩殼圓盒的下底面向上伸出的水壓平衡突柱根部。所述上殼體1和下罩殼6連接處嵌入密封圈3。本發明的有益效果采用本技術方案，①提高噴出水滴的霧化效果；②確保噴水 孔始終有冷卻水流出；③由浮動噴嘴板隨水壓大小的上下移動的反饋作用，自動調節水壓， 維持噴出水量、水壓不變，保證噴水孔有恒定的噴出量，有穩定的霧化噴出效果；④自動調 節的效果迅速快捷，結構簡單，不必人工操作，在同樣的冷卻水流量和壓力波動的條件下， 在同樣溫度高的煙氣通入鍋爐情況下，采用本發明，取得的加熱水的溫度得到提高，從鍋爐 排出的煙氣熱量得以有效吸收利用，有利對排放廢氣的后續處理。
圖1是一種由多個本發明水壓波動自調節流量的霧化噴頭結構組成的噴淋裝置， 在使用狀態，從下往上觀察的視圖；圖2是本發明水壓波動自調節流量的霧化噴頭結構，一種實施例的主視剖視圖；圖3是圖2的仰視圖；圖4是圖5的俯視圖；圖5是本發明軸向調節霧滴直徑的噴頭結構，一種實施方式浮動噴嘴板部件的主 視剖視圖；圖6是本發明浮動噴嘴板中的階梯噴嘴元件，一種實施方式水平橫置從側面觀察 的視圖；圖7是圖6的左視圖；圖8是本發明上殼體部件，一種實施方式從側面觀察的剖視圖；圖9是圖8的仰視圖；圖10是本發明下罩殼部件，一種實施方式從側面觀察的剖視圖；圖11是本發明水壓波動自調節流量的霧化噴頭結構，一種實施方式各零件分解 的爆炸立體圖。圖中，1是上殼體、2是上彈簧、3是密封圈、4是浮動噴嘴板、4a是階梯噴嘴、4b是 螺釘、4c是彈簧定位桿、4d是后抵板、4e是前孔板、4f是水壓平衡孔、5是下彈簧、6是下罩 殼、6a是水壓平衡突柱、6b是下罩殼體、6c是噴水孔。
具體實施例方式以下結合附圖進一步詳細說明本發明的結構。
一種水壓波動自調節流量的霧化噴頭結構，由上殼體1和下罩殼6以螺紋形式配 合連接而成，浮動噴嘴板4由上彈簧2和下彈簧5夾持、支撐于上殼體1和下罩殼4的腔體 內；所述殼體1呈開口向下的圓盒，底部具有向上的進水管la，內壁口部是內/外螺紋；所 述下罩殼4呈開口向上的圓盒，上口有一圈與上殼體1 口部配合的外/內螺紋，下罩殼圓盒 的下底面開設若干噴水孔6c，所述噴水孔6c上段呈上大下小的錐形，下段呈圓柱形，上、下 段長度之比為1 1至3 1 ；下罩殼圓盒的下底面向上伸出若干呈錐形的水壓平衡突柱 6a ；所述浮動噴嘴板4為在圓平板上開設若干圓柱形水壓平衡孔4f，水壓平衡孔4f與下罩 殼上的水壓平衡突柱6a數量相等，位置相對應；圓平板向下凸起若干圓柱階梯噴嘴4a，階 梯噴嘴4a與下罩殼上的噴水孔6c數量相等，位置相對應；所述階梯噴嘴4a的大直徑段與 圓平板連接，小直徑段在下部，表面開設若干與軸線呈傾斜方向的凹槽，大、小直徑段長度 之比為1 1至2 3 ；所述浮動噴嘴板4為后抵板4d，前孔板4e和階梯噴嘴元件組成；所 述階梯噴嘴元件為在階梯噴嘴4a的大直徑段尾端有一圈外突臺階；所述前孔板4e為在裝 配階梯噴嘴元件的位置，開設上大下小的臺階孔，臺階孔的直徑和高度和階梯噴嘴元件的 外突臺階相應；所述后抵板4e為平板；在前孔板4e的臺階孔內置入階梯噴嘴元件，由后抵 板4e在背部抵壓，由螺釘4b或鉚釘將前孔板4e和后抵板4e結合在一起，且開設若干水壓 平衡孔4f。
所述水壓平衡孔4f與水壓平衡突柱4f均布在1至3個圓周上，每個圓周3至5 枚，此為較好方案。所述水壓平衡孔4f與水壓平衡突柱4f為均布在同一圓環上5枚，此為更好方案。所述階梯噴嘴4a與噴水孔6c為均布在1至4個圓周上，每個圓周5至9枚，此為 較好方案。所述階梯噴嘴4a與噴水孔6c為均布在2個圓周上，每個圓分別為4和8枚，此為
更好方案。所述階梯噴嘴4a小直徑段開設的凹槽與軸線呈傾斜12-18度。此角度能取得較 好的噴淋效果。所述上彈簧2套置在浮動噴嘴板4向上凸起的彈簧定位桿4c上。便于上彈簧2 定位，且機構制作方便，直接在加工在浮動噴嘴板4上即可。所述下彈簧5套置在下罩殼圓盒的下底面向上伸出的水壓平衡突柱4c根部。便 于下彈簧5的定位，不必另外再制作下彈簧5定位機構，此時，水壓平衡突柱4c可以制作在 下段為圓柱狀，便于彈簧定位、不晃動，上段為起自動調節、平衡作用的錐形。在所述上殼體1和下罩殼6連接處嵌入密封圈3。當上下結合欠緊密的場合，可以 嵌入密封圈3，增強密封，以免泄漏。
權利要求
一種水壓波動自調節流量的霧化噴頭結構，其特征在于所述噴頭由上殼體(1)和下罩殼(6)以螺紋形式配合連接而成，浮動噴嘴板(4)由上彈簧(2)和下彈簧(5)夾持、支撐于上殼體(1)和下罩殼(4)的腔體內；所述殼體(1)呈開口向下的圓盒，底部具有向上的進水管(1a)，內壁口部是內/外螺紋；所述下罩殼(4)呈開口向上的圓盒，上口有一圈與上殼體(1)口部配合的外/內螺紋，下罩殼圓盒的下底面開設若干噴水孔(6c)，所述噴水孔(6c)上段呈上大下小的錐形，下段呈圓柱形，上、下段長度之比為1∶1至3∶1；下罩殼圓盒的下底面向上伸出若干呈錐形的水壓平衡突柱(6a)；所述浮動噴嘴板(4)為在圓平板上開設若干圓柱形水壓平衡孔(4f)，水壓平衡孔(4f)與下罩殼上的水壓平衡突柱(6a)數量相等，位置相對應；圓平板向下凸起若干圓柱階梯噴嘴(4a)，階梯噴嘴(4a)與下罩殼上的噴水孔(6c)數量相等，位置相對應；所述階梯噴嘴(4a)的大直徑段與圓平板連接，小直徑段在下部，表面開設若干與軸線呈傾斜方向的凹槽，大、小直徑段長度之比為1∶1至2∶3。
2.根據權利要求1所述水壓波動自調節流量的霧化噴頭結構，其特征在于所述浮動噴 嘴板(4)為后抵板(4d)，前孔板(4e)和階梯噴嘴元件組成；所述階梯噴嘴元件為在階梯噴嘴(4a)的大直徑段尾端有一圈外突臺階；所述前孔板(4e)為在裝配階梯噴嘴元件的位置，開設上大下小的臺階孔，臺階孔的直 徑和高度和階梯噴嘴元件的外突臺階相應；所述后抵板(4e)為平板；在前孔板(4e)的臺階孔內置入階梯噴嘴元件，由后抵板(4e)在背部抵壓，由螺釘(4b) 或鉚釘將前孔板(4e)和后抵板(4e)結合在一起，且開設若干水壓平衡孔(4f)。
3.根據權利要求1所述水壓波動自調節流量的霧化噴頭結構，其特征在于所述水壓平 衡孔(4f)與水壓平衡突柱(4f)均布在1至3個圓周上，每個圓周3至5枚。
4.根據權利要求3所述水壓波動自調節流量的霧化噴頭結構，其特征在于所述水壓平 衡孔(4f)與水壓平衡突柱(4f)為均布在同一圓環上5枚。
5.根據權利要求1所述水壓波動自調節流量的霧化噴頭結構，其特征在于所述階梯噴 嘴(4a)與噴水孔(6c)為均布在1至4個圓周上，每個圓周5至9枚。
6.根據權利要求5所述水壓波動自調節流量的霧化噴頭結構，其特征在于所述階梯噴 嘴(4a)與噴水孔(6c)為均布在2個圓周上，每個圓分別為4和8枚。
7.根據權利要求1所述水壓波動自調節流量的霧化噴頭結構，其特征在于所述階梯噴 嘴(4a)小直徑段開設的凹槽與軸線呈傾斜12-18度。
8.根據權利要求1所述水壓波動自調節流量的霧化噴頭結構，其特征在于所述上彈簧 (2)套置在浮動噴嘴板(4)向上凸起的彈簧定位桿(4c)上。
9.根據權利要求1所述水壓波動自調節流量的霧化噴頭結構，其特征在于所述下彈簧 (5)套置在下罩殼圓盒的下底面向上伸出的水壓平衡突柱(4c)根部。
10.根據權利要求1所述水壓波動自調節流量的霧化噴頭結構，其特征在于在所述上 殼體(1)和下罩殼(6)連接處嵌入密封圈(3)。
全文摘要
本發明涉及利用工業高溫煙氣加熱水裝置的一種部件結構。一種水壓波動自調節流量的霧化噴頭結構，所述噴頭由上殼體(1)和下罩殼(6)以螺紋形式配合連接而成，浮動噴嘴板(4)由上彈簧(2)和下彈簧(5)夾持、支撐于上殼體(1)和下罩殼(6)的腔體內；下罩殼圓盒的下底面開設若干噴水孔(6c)，上段呈上大下小的錐形，下段呈圓柱形，下罩殼圓盒的下底面向上伸出若干呈錐形的水壓平衡突柱(6a)；所述浮動噴嘴板(4)為在圓平板上開設若干圓柱形水壓平衡孔(4f)，向下凸起若干圓柱階梯噴嘴(4a)。本技術方案在進口水壓波動形成節流孔面積自調節，保持噴頭下腔體壓力穩定，達到霧化噴水流量穩定且與煙氣換熱充分，有利于加熱水溫度升高、煙氣熱量的有效吸收利用。
文檔編號F28F25/06GK101832730SQ201010186839
公開日2010年9月15日 申請日期2010年5月28日 優先權日2010年5月28日
發明者姜小敏, 孫培雷, 李智忠, 陳閔葉, 項陽 申請人:上海工程技術大學