專利名稱：一種預膜式介質霧化噴嘴的制作方法
技術領域：
本發明涉及預膜式介質霧化噴嘴，特別適用于作為燃燒器(機)用的燃油霧化噴嘴，屬于能源動力及工業燃燒領域，也可用于除塵、脫硫等工藝。
背景技術：
在工業燃油燃燒設備中，霧化噴嘴是核心部件，直接影響著燃油燃燒設備的工作性能。目前工程中廣泛使用的霧化噴嘴可大體分為機械式(或稱簡單壓力式)霧化噴嘴和介質霧化噴嘴兩大類，其中機械式霧化噴嘴要求噴嘴進口的燃油壓力高、霧化效果不如介質霧化噴嘴好、調節比較小且流量調節繁瑣，因此不如后者使用廣泛。所謂介質霧化噴嘴即利用燃油與霧化介質(壓縮空氣或蒸汽)的相互摩擦、沖擊，克服燃油表面張力、粘性力和慣性力，將燃油破碎霧化成大量微小的液滴，使燃油表面積大大增加，因而有利于燃油迅速有效的燃燒。 目前工程中常見的介質霧化噴嘴有內混式、中間混合式(或稱Y型噴嘴)、外混式等三種基本結構形式，由于這三種噴嘴本身結構和原理上的缺陷，使得這三種噴嘴分別存在著不同的缺點，其中，內混式介質霧化噴嘴和中間混合式(Y型)介質霧化噴嘴噴射出的燃油-霧化介質混合物呈多股射流形態，這就使得燃油霧滴在圓周方向分布不均勻，出現局部富油區，且內混式介質霧化噴嘴容易造成油氣(汽)互竄的事故工況；外混式介質霧化噴嘴耗氣量大，燃油從噴嘴中心噴射，霧化介質從燃油外圍噴射，因而霧化角小，且容易將已經霧化的燃油霧滴重新聚合在一起，惡化霧化效果，點火困難。以上三種介質霧化噴嘴，霧化介質均與液柱形式的燃油相互作用，接觸面積較小，霧化介質與燃油的相對速度較小，由于這時燃油液柱的粘性力、表面張力和慣性力較大，霧化介質對燃油的作用力有限，且沒有被充分利用，原理和結構上均存在著不合理性。綜合現有各類型的霧化噴嘴的優點，克服其缺點，從原理和結構上優化噴嘴的設計，為將能量從霧化介質傳遞到燃油提供最有利的條件，總的指導思想是霧化介質與燃油的相對速度大、紊流度強、將燃油旋展成膜且油膜薄、與霧化介質接觸面積大、霧化角合理、流量調節方便、氣(汽)耗率低，從而大大改善燃油霧化效果，提高燃燒效率，降低能耗與污染物排放量，為實現這一目的，提出本發明專利。
發明內容
技術問題本發明的目的是針對現有技術中存在的原理和結構上的不足，提供一種結構簡單、霧化效果好、霧化角合理、流量調節方便的預膜式介質霧化噴嘴。技術方案本發明的預膜式介質霧化噴嘴，包括錐形鈍體、唇口、空氣罩、旋流器、噴嘴接頭、燃油管、霧化介質管等。燃油從中心霧化介質管外的燃油管進入，經由噴嘴接頭上的燃油孔④和旋流器上的旋流槽②，在燃油壓力的作用下形成高速旋轉運動的油膜，貼著唇口內壁旋轉前進，從唇口與錐形鈍體間的漸縮式環形縫隙高速噴出。霧化介質分為兩路，一路從中心的霧化介質管進入，經過噴嘴接頭和旋流器上的霧化介質孔③，從唇口與錐形鈍體間的漸縮式環形縫隙高速噴出；另一路霧化介質有兩種實現方式，可以利用從錐形鈍體和唇口之間的漸縮式環形縫隙高速噴射出的燃油一霧化介質混合物的動能，造成局部低壓區，引射周圍靜止的空氣，這部分被引射的空氣經由外圍開有引射孔①的空氣罩從空氣罩與唇口間的漸縮式環形縫隙高速噴出，形成第二路霧化介質；也可以在燃油管的外部再另設一根霧化介質管，霧化介質經由噴嘴接頭外層霧化介質孔⑥和唇口霧化介質孔⑤，進入外圍不開設引射孔的空氣罩，從空氣罩與唇口間的漸縮式環形縫隙高速噴出，形成第二路霧化介質。中心供入的霧化介質在唇口與錐形鈍體間的漸縮式環形縫隙內不斷加速，由于霧化介質為紊流狀態，在沒有從噴嘴噴射出去前，對貼附于唇口內壁上旋轉運動的油膜不斷進行著脈動摩擦，增大了油膜表面的紊流度，這部分脈動作用力對于油膜從噴嘴噴射出去后失穩霧化起到重要作用，隨著油膜和霧化介質在唇口與錐形鈍體間的漸縮式環形縫隙內不斷加速，油膜在霧化介質的剪切作用下被越拉越薄，到噴嘴出口處，內外兩路霧化介質對油膜高速沖擊、剪切，再加上周圍靜止空氣對燃油一霧化介質混合物的摩擦和油膜本身的脈動失穩，燃油被迅速霧化成細小油霧。技術效果本發明通過對旋流器、唇口與錐形鈍體間的漸縮式環形縫隙、空氣罩·與唇口間的漸縮式環形縫隙的尺寸的合理組合，將燃油預先旋展成膜，大大增加了霧化介質與燃油的接觸面積，增強了紊流度，利用內外兩路霧化介質對油膜高速沖擊和剪切，燃油被迅速霧化成粒徑極小的油霧，從原理和結構上大大改善了燃油的霧化效果；油霧呈錐形從噴嘴高速噴出，克服了現有技術油霧呈多股射流形態噴出造成的圓周方向油霧分布不均勻，改善燃燒溫度場；霧化效果的改善將大幅提升燃燒效率；氣(汽)耗率低，額定工況下為O. 02，現有技術的氣(汽)耗率通常在O. 2 O. 6之間，大大減小運行成本；流量調節方便，只需在噴嘴入口設調節閥調節入口燃油壓力即可方便的調節流量，無需更換部件；霧化角合理；無結焦現象；該預膜式介質霧化噴嘴從原理和結構上克服了現有技術的缺陷，結構緊湊，使用方便，霧化效果好，節能效果顯著，具有廣泛的實用性。
圖I是本發明的實例一結構示意圖。圖2是本發明的實例二結構示意圖。圖中1_螺釘；2-錐形鈍體；3-帶引射孔的空氣罩；4-唇口 ；5_旋流器；6-噴嘴接頭；7_燃油管；8_中心霧化介質管；9_不帶引射孔的空氣罩；10-帶霧化介質孔的唇口 ；11-帶外層霧化介質孔的噴嘴接頭；12-外層霧化介質管；φ_引射孔旋流槽；③-旋流器霧化介質孔；④-噴嘴接頭燃油孔；⑤-唇口霧化介質孔；⑥-噴嘴接頭外層霧化介質孔。
具體實施例方式下面將結合附圖對本發明的實例作進一步的描述
圖I所示，預膜式介質霧化噴嘴由螺釘I、錐形鈍體2、帶引射孔的空氣罩3、唇口 4、旋流器5、噴嘴接頭6、燃油管7、中心霧化介質管8等組成。錐形鈍體2與旋流器5之間用螺釘I聯接，或通過在錐形鈍體2上攻絲聯接，錐形鈍體2端部開有錐形凹槽。旋流器5與噴嘴接頭6之間通過螺紋聯接，或將旋流器5與噴嘴接頭6加工為一個整體零件，旋流器5在圓周方向上開有螺旋槽②，靠近中心處開有沿圓周方向均布的霧化介質孔③。噴嘴接頭6與燃油管7、中心霧化介質管8焊接，噴嘴接頭6中心開有大孔，大孔外圍開有沿圓周方向均布的燃油孔④。唇口4與噴嘴接頭6之間通過螺紋聯接或焊接。帶引射孔的空氣罩3與唇口 4之間通過螺紋聯接或焊接，帶引射孔的空氣罩3的外圓上開有沿圓周均布的引射孔①。其工作過程如下燃油從燃油管7供入，經過噴嘴接頭6上沿圓周均布的燃油孔④，進入旋流器5，在燃油壓力的作用下，使燃油經過旋流器5上的旋流槽②后旋展成為油膜，油膜貼著唇口 4的內壁旋轉前進；一路霧化介質從中心霧化介質管8供入，經過噴嘴接頭6中心的大孔與旋流器5上沿圓周均布的霧化介質孔③，在唇口 4與錐形鈍體2之間的漸縮式環形通道內不斷加速，由于霧化介質為紊流狀態，在沒有從噴嘴噴射出去前，對貼附于唇口 4內壁上旋轉運動的油膜不斷進行著脈動摩擦，增大了油膜表面的紊流度，這部分脈動作用力對于油膜從噴嘴噴射出去后失穩霧化起到重要作用，在接近噴嘴出口處，霧化
介質將預先旋展成膜的燃油高速剪切拉薄，直至從噴嘴高速噴出；另一路霧化介質利用唇口 4與錐形鈍體2之間的漸縮式環形縫隙高速噴射出的燃油-霧化介質混合物的動能，造成局部低壓區，引射周圍的空氣從帶引射孔的空氣罩3外圓上沿圓周均布的引射孔①進入引射孔的空氣罩3，從帶引射孔的空氣罩3與唇口 4之間的漸縮式環形縫隙內高速噴出；在內外兩路霧化介質的高速沖擊、剪切作用以及在噴嘴內部霧化介質對油膜的脈動摩擦作用下，燃油很快失穩霧化成細小粒徑的油霧。圖2所示，預膜式介質霧化噴嘴由螺釘I、錐形鈍體2、旋流器5、燃油管7、中心霧化介質管8、不帶引射孔的空氣罩9、帶霧化介質孔的唇口 10、帶外層霧化介質孔的噴嘴接頭11、外層霧化介質管12等組成。錐形鈍體2與旋流器5之間用螺釘I聯接，或通過在錐形鈍體2上攻絲聯接，錐形鈍體2端部開有錐形凹槽。旋流器5與帶外層霧化介質孔的噴嘴接頭11之間通過螺紋聯接，或將旋流器5與帶外層霧化介質孔的噴嘴接頭11加工為一個整體零件，旋流器5在圓周方向上開有螺旋槽②，靠近中心處開有沿圓周方向均布的霧化介質孔③。帶外層霧化介質孔的噴嘴接頭11與燃油管7、中心霧化介質管8、外層霧化介質管12焊接，帶外層霧化介質孔的噴嘴接頭11中心開有大孔，大孔外圍開有沿圓周方向均布的燃油孔④，帶外層霧化介質孔的噴嘴接頭11靠近外圍處開有沿圓周均布的噴嘴接頭外層霧化介質孔⑥。帶霧化介質孔的唇口 10與帶外層霧化介質孔的噴嘴接頭11之間通過螺紋聯接或焊接，帶霧化介質孔的唇口 10靠近外圍處開有沿圓周均布的唇口霧化介質孔⑤。不帶引射孔的空氣罩9與帶霧化介質孔的唇口 10之間通過螺紋聯接或焊接。其工作過程如下燃油從燃油管7供入，經過帶外層霧化介質孔的噴嘴接頭11上沿圓周均布的燃油孔④，進入旋流器5，在燃油壓力的作用下，使燃油經過旋流器5上的旋流槽②后旋展成為油膜，油膜貼著帶霧化介質孔的唇口 10的內壁旋轉前進；一路霧化介質從中心霧化介質管8供入，經過帶外層霧化介質孔的噴嘴接頭11中心的大孔與旋流器5上沿圓周均布的霧化介質孔③，在帶霧化介質孔的唇口 10與錐形鈍體2之間的漸縮式環形通道內不斷加速，由于霧化介質為紊流狀態，在沒有從噴嘴噴射出去前，對貼附于帶霧化介質孔的唇口 10內壁上旋轉運動的油膜不斷進行著脈動摩擦，增大了油膜表面的紊流度，這部分脈動作用力對于油膜從噴嘴噴射出去后失穩霧化起到重要作用，在接近噴嘴出口處，霧化介質將預先旋展成膜的燃油高速剪切拉薄，直至從噴嘴高速噴出；另一路霧化介質從外層霧化介質管12供入，經過帶外層霧化介 質孔的噴嘴接頭11外圍沿圓周均布的噴嘴接頭外層霧化介質孔⑥、帶霧化介質孔的唇口 10外圍沿圓周均布的唇口霧化介質孔⑤，進入不帶引射孔的空氣罩9、帶霧化介質孔的唇口 10之間的漸縮式環形縫隙高速噴出；在內外兩路霧化介質的高速沖擊、剪切作用以及在噴嘴內部霧化介質對油膜的脈動摩擦作用下，燃油很快失穩霧化成細小粒徑的油霧。
權利要求
1.一種預膜式介質霧化噴嘴，其特征在于燃油從噴嘴噴出之前被預先旋展成膜，在內外兩層霧化介質的作用下被霧化；霧化介質為壓縮空氣或蒸汽；內層霧化介質由管路強制供入，外層霧化介質為通過引射方式吸入的周圍空氣進入噴嘴參與霧化，或由管路強制供入外層介質參與霧化。
2.根據權利要求I所述的預膜式介質霧化噴嘴，其特征在于包括螺釘(I)、錐形鈍體(2)、帶引射孔的空氣罩(3)、唇口(4)、旋流器(5)、噴嘴接頭(6)、燃油管(7)、中心霧化介質管(8)、不帶引射孔的空氣罩(9)、帶霧化介質孔的唇口(10)、帶外層霧化介質孔的噴嘴接頭(11)、外層霧化介質管(12)。
3.根據權利要求1、2所述的預膜式介質霧化噴嘴，其特征在于所述的錐形鈍體(2)與旋流器(5 )之間通過螺釘(I)聯接，或通過在錐形鈍體(2 )上攻絲聯接；錐形鈍體(2 )端部開有錐形凹槽；旋流器(5)圓周上開有旋流槽②，中心外側圓環處開有沿圓周均布的旋流器霧化介質孔③；旋流器(5)與噴嘴接頭(6)之間通過螺紋聯接，或將旋流器(5)與噴嘴接頭(6)加工為一個整體零件。
4.根據權利要求1、2所述的預膜式介質霧化噴嘴，其特征在于所述的帶引射孔的空氣罩(3)與唇口(4)之間通過螺紋聯接或焊接；帶引射孔的空氣罩(3)外圓周上開有沿圓周均布的引射孔①，頭部為漸縮式環形出口 ；唇口(4)出口為圓錐形。
5.根據權利要求1、2所述的預膜式介質霧化噴嘴，其特征在于所述的唇口(4)與噴嘴接頭(6)之間通過螺紋聯接或焊接；噴嘴接頭(6)中心開有供霧化介質流通用的大孔，中心外側圓周處開有沿圓周均布的噴嘴接頭燃油孔④；噴嘴接頭(6)與燃油管(7)、中心霧化介質管(8)焊接。
6.根據權利要求1、2所述的預膜式介質霧化噴嘴，其特征在于所述的不帶引射孔的空氣罩(9)與帶霧化介質孔的唇口(10)之間通過螺紋聯接或焊接；不帶引射孔的空氣罩(9)頭部為漸縮式環形出口 ；帶霧化介質孔的唇口(10)靠近外圓周處開有沿圓周均布的唇口霧化介質孔⑤，出口為圓錐形。
7.根據權利要求1、2所述的預膜式介質霧化噴嘴，其特征在于所述的帶霧化介質孔的唇口(10)與帶外層霧化介質孔的噴嘴接頭(11)之間通過螺紋聯接或焊接；帶外層霧化介質孔的噴嘴接頭(11)中心開有供霧化介質流通用的大孔，中心外側圓周處開有沿圓周均布的噴嘴接頭燃油孔④，接頭燃油孔④外側圓周處開有沿圓周均布的噴嘴接頭外層霧化介質孔⑥；帶外層霧化介質孔的噴嘴接頭(11)與旋流器(5)之間通過螺紋聯接，或將帶外層霧化介質孔的噴嘴接頭(11)與旋流器(5)加工為一個整體零件；帶外層霧化介質孔的噴嘴接頭(11)與燃油管(7)、中心霧化介質管(8)、外層霧化介質管(12)焊接。
全文摘要
一種預膜式介質霧化噴嘴，特別適用于作為燃燒器(機)用的燃油霧化噴嘴，屬工業燃燒領域。它包括錐形鈍體、唇口、空氣罩、旋流器、噴嘴接頭、燃油管、霧化介質管等。燃油經過旋流器形成高速旋轉運動的油膜，貼著唇口內壁旋轉前進，從唇口與錐形鈍體間的漸縮式環形縫隙高速噴出。霧化介質分為兩路，一路從中心的霧化介質管進入，由唇口與錐形鈍體間的漸縮式環形縫隙高速噴出；另一路霧化介質可以引射周圍空氣進入噴嘴，也可以另設一根霧化介質管強制供入，從空氣罩與唇口間的漸縮式環形縫隙高速噴出。在內外兩路霧化介質的高速沖擊、剪切作用以及在噴嘴內部霧化介質對油膜的脈動摩擦作用下，燃油很快失穩霧化成細小粒徑的油霧。其結構簡單，霧化效果好，調節比大且調節方便，霧化角合理。
文檔編號F23D11/38GK102878557SQ20111019140
公開日2013年1月16日 申請日期2011年7月10日 優先權日2011年7月10日
發明者張亞坤, 高飛 申請人:張亞坤