一种音速-超音速组合式气动雾化喷嘴制造技术

本实用新型专利技术公开了一种音速－超音速组合式气动雾化喷嘴。它包括液－气喷嘴芯、混合腔和一个或多个超音速喷口。液体通过液－气喷嘴芯由音速气流对其进行第一次雾化后通过大体积混合腔由喷口以超音速流喷出实现第二次高能气动雾化。该喷嘴适用于各种液体的雾化，尤其适用于高粘度（大于６０°Ｅ）的极劣质燃料油的雾化，具有雾化效果好，不堵塞结焦、污染少、火焰刚度强硬、结构简单等特点。（*该技术在2004年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种适用于各种液体雾化的气动雾化喷嘴，具体地说是一种音速－超音速组合式气动雾化喷嘴。目前，随着炼油工业深加工能力的逐步增强，作为工业炉窑用的重油燃料质量越来越差，其粘度均达不到我国标准中的最低要求。除此以外，重油中的灰分、杂质和水分含量也越来越高，从而导致重油燃烧不完全，燃烧设备易堵塞结焦，炉壁烧蚀和大气污染。现有的重油喷嘴一般采用外混式或内混式结构，如中国专利90205838.X和91203212.X所公开的喷嘴，其内部均设置了一个旋流器，虽然它们将重油粘度的适应范围提高到了20°E，但实际应用中燃料重油的粘度远远高于此值；且其结构复杂，拆装不便。另外上述两项专利仅具有一个很小的混合腔和唯一的音速截面喷口，至使液－气混合不充分，雾化粒度大，液雾流刚度差，易堵塞结焦。本技术的目的是提供一种用于各种液体尤其是高粘度重油燃料的雾化喷嘴，其雾化粒度细小，不易堵塞结焦。本技术是一种音速－超音速组合式气动雾化喷嘴。包括进气环管6、管道7、液－气喷嘴芯4、混合腔2及喷口1，其特征在于液－气喷嘴芯4前端开有对称分布的两个或两个以上的喷液孔3，其轴线与和它对应分布的喷气孔5的轴线夹角为60°～90°，混合腔2为大体积混合腔，喷口1为一个或多个外宽内窄收缩－扩张型的超音速喷口。众所周知，决定雾化优劣的关键是提高雾化气体与被雾化液体的相对撞击动能。为此，本技术采用了两次高能气动撞击来达到雾化效果最佳的目的，第一次采用音速撞击，而第二次采用了最大动能的超音速撞击。基于这种设计方法的雾化喷嘴具有雾化粒度细小，不易堵塞、结焦，液雾流刚度强硬，燃烧充分污染小的优点，具有结构简单，拆装方便，适用于各种液体的雾化，尤其是工业炉窑用高粘度重油燃料的雾化。实验证明，该喷嘴对于粘度高于60°E的重油有极好的雾化效果。附图说明图1为本技术的剖面图。以下结合附图和实施例对本技术作进一步的详细描述。如图1所示，被雾化液体通过管道7以一定压力进入液－气喷嘴芯4，从其前端沿径向对称分布的两个或两个以上的喷液孔3喷出。雾化气体以一定压力经进气环管6进入液－气喷嘴芯4，并从液－气喷嘴芯4沿轴向与喷液孔3对应分布的喷气孔5喷出。由于喷气孔5的截面设计成临界截面，至使雾化气体以音速气流喷出，在出口处与对应的喷液孔3喷出的被雾化液体相交撞击，完成第一次音速下的雾化。雾化后的液－气混合物进入混合腔2，混合腔2为大体积混合腔，其长度是其直径的2～4倍，以促进液－气混合物在混合腔中两相的均匀掺混。在混合腔2的前端设有喷口1，喷口1为外宽内窄的收缩－扩张型超音速喷口，其喉道与最终出口截面的面积比为11.5～13.5，使气流能以超音速喷出。混合腔2中的液－气混合物在充分混合后经喷口1以超音速流射出，实现了第二次超音速下的雾化。由于喷口1喷射的是液雾和气的混合物，所以不易堵塞结焦。此外由于喷射速度极高，液雾流的刚度非常好。对图1结构的喷嘴的水实验表明，在气液比(重量比)为0.2，气体压力0.4MPa(表压)，液体压力0.6MPa(表压)时，喷口外400mm处索太尔平均直径可达30μm以下，在轧钢炉上对40°E重油试验表明，燃烧充分、明亮，不堵塞结焦，且火焰刚度强硬。本技术的气动雾化喷嘴，其液－气喷嘴芯4与管道7、进气环管6及混合腔2的连接均采用螺纹连接。在实际应用中，喷液孔3也可开成其轴线与对应分布的喷气孔5的轴线夹角为60°～90°的斜孔。喷口1可根据火焰形状的需要设计成单孔、单排环孔或多排环孔，也可以是异形孔或按一定形状分布的圆形孔。其中若喷口1为多排环孔，其各孔轴线可在喷口外相交，交角为30°～60°。权利要求1.一种音速-超音速组合式气动雾化喷嘴，包括进气环管(6)、管道(7)、液-气喷嘴芯(4)、混合腔(2)及喷口(1)，其特征在于液-气喷嘴芯(4)前端开有对称分布的两个或两个以上的喷液孔(3)，其轴线与和它对应分布的喷气孔(5)的轴线夹角为60°～90°，混合腔(2)为大体积混合腔，喷口(1)为一个或多个外宽内窄的收缩-扩张型超音速喷口。2.如权利要求1所述的气动雾化喷嘴，其特征在于喷液孔(3)与喷气孔(5)的最佳轴线夹角为90°。3.如权利要求2所述的气动雾化喷嘴，其特征在于混合腔(2)的长度是其直径的2～4倍。4.如权利要求3所述的气动雾化喷嘴，其特征在于收缩－扩张型超音速喷口(1)的喉道与最终出口截面的面积比为11.5～13.5。5.如权利要求4所述的气动雾化喷嘴，其特征在于喷口(1)可以根据需要设计成单孔、单排环孔或多排环孔，也可以是异形孔或是按一定形状分布的圆形孔。6.如权利要求5所述的气动雾化喷嘴，其特征在于多排环孔中各喷口的轴线可在喷口外相交，交角为30°～60°。专利摘要本技术公开了一种音速-超音速组合式气动雾化喷嘴。它包括液-气喷嘴芯、混合腔和一个或多个超音速喷口。液体通过液-气喷嘴芯由音速气流对其进行第一次雾化后通过大体积混合腔由喷口以超音速流喷出实现第二次高能气动雾化。该喷嘴适用于各种液体的雾化，尤其适用于高粘度(大于60°E)的极劣质燃料油的雾化，具有雾化效果好，不堵塞结焦、污染少、火焰刚度强硬、结构简单等特点。文档编号B05B1/00GK2205252SQ9422158公开日1995年8月16日 申请日期1994年9月27日 优先权日1994年9月27日专利技术者国相杰, 王晓宇, 刘建军, 陈鸿, 卓曦 申请人:国相杰, 王晓宇本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种音速－超音速组合式气动雾化喷嘴，包括进气环管（６）、管道（７）、液－气喷嘴芯（４）、混合腔（２）及喷口（１），其特征在于液－气喷嘴芯（４）前端开有对称分布的两个或两个以上的喷液孔（３），其轴线与和它对应分布的喷气孔（５）的轴线夹角为６０°～９０°，混合腔（２）为大体积混合腔，喷口（１）为一个或多个外宽内窄的收缩－扩张型超音速喷口。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：国相杰，王晓宇，刘建军，陈鸿，卓曦，
申请(专利权)人：国相杰，王晓宇，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]