專利名稱：內(nèi)超聲波霧化噴嘴的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
內(nèi)超聲波霧化噴嘴是燃燒重油或原油的霧化器噴嘴。
油是一種液體燃料，液體燃料的沸點(diǎn)總是低于它的著火溫度，因此油的燃燒總是在蒸汽狀態(tài)下進(jìn)行的，所以實(shí)際上直接參加燃燒的不是液體狀態(tài)下的油，而是“油氣”，這是液體燃料燃燒的共同點(diǎn)，油氣的燃燒速度很快，油的燃燒速度決定于油的蒸發(fā)和摻混速度，在鍋爐中為了擴(kuò)大油的蒸發(fā)面積，油總是通過霧化器霧化成細(xì)小的油滴。而霧化效果的好壞，在很大程度上取決于霧化器噴嘴的結(jié)構(gòu)，噴嘴結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，霧化效果好，燃燒效率高。
目前燃燒重油或原油的鍋爐、窯爐等，大都使用離心噴嘴，由于加溫后燃料粘性仍很大，影響霧化質(zhì)量和噴霧錐角，霧化效果不好，嚴(yán)重影響燃燒室內(nèi)油氣分布的均勻性，燃燒效率很低。氣動霧化內(nèi)混式噴嘴，雖可以改善霧化質(zhì)量，但由于需要較多高壓蒸氣(或冷氣)，增加了附加能量消耗，綜合效果仍不理想。
本發(fā)明創(chuàng)造的目的是設(shè)計(jì)一種可改善霧化質(zhì)量，提高燃燒效率，降低附加能耗，減少環(huán)境污染的霧化噴嘴。
本發(fā)明創(chuàng)造的內(nèi)超聲波霧化噴嘴是利用壓縮空氣(或蒸汽)通過共振腔的作用產(chǎn)生高頻、高能的超聲波，將從噴孔出來的油料霧化成細(xì)小的油珠，被霧化的油珠和氣體在混合腔內(nèi)混合后，沿噴頭經(jīng)噴孔以一定角度噴入鍋爐內(nèi)，從而既保證了高的霧化質(zhì)量，又滿足了霧化錐角，提高了燃燒效率，也因燃燒火焰的縮短，排氣污染相應(yīng)減少。
附


圖1為本發(fā)明創(chuàng)造的結(jié)構(gòu)示意圖。
在進(jìn)油管(1)，進(jìn)氣管(2)與噴頭(6)之間裝有超聲波發(fā)生器(3)和共振腔(4)，用壓緊螺母(5)將上述各部件連成一整體。超聲波發(fā)生器(3)開有噴氣孔和成角度的噴油孔，噴油孔的數(shù)量、大小及方向要有利于油料分布均勻，便于流通，而不能堵塞，并使油料能噴到共振腔(4)產(chǎn)生能量最大的空間，共振腔(4)的設(shè)計(jì)原則要有利于產(chǎn)生高頻高能，達(dá)到有效的霧化效果。高頻高能的產(chǎn)生主要取決于四個(gè)尺寸的相互匹配，即超聲波發(fā)生器的噴口直徑、共振腔直徑和孔深以及噴口與共振腔之間的距離四個(gè)尺寸之間要相互匹配。噴頭(6)的特點(diǎn)是其頭部開有成角度的噴孔，噴孔的數(shù)量、大小及方向要與鍋爐燃燒室流場相匹配。圖中標(biāo)號(7)，(8)，(9)，(10)，(11)為密封墊圈，主要起密封作用。
本發(fā)明創(chuàng)造的內(nèi)超聲波霧化噴嘴的工作原理簡述如下壓縮空氣或蒸汽通過進(jìn)氣管(2)進(jìn)入超聲波發(fā)生器(3)時(shí)，由于氣體從超聲波發(fā)生器最小截面的噴氣孔噴入，壓力超過臨界值，在射流中形成激波在共振腔(4)的作用下產(chǎn)生共振，即產(chǎn)生頻率一般為10至20千赫的共振聲波，能量就集中在這一主頻下，在超聲波發(fā)生器的噴油孔附近形成濃密的超聲波音場。在這個(gè)超聲波音場中，空氣或蒸汽以高頻率通過由噴油孔噴出的油料，使油料受到反復(fù)的沖擊、壓縮、膨脹而進(jìn)一步爆破得到均一的40至60μm的微?；F化效果，最后沿噴頭(6)經(jīng)成角度的噴孔噴出，在氣動力作用下得到更細(xì)小的微粒，噴射到鍋爐燃燒室內(nèi)。
本發(fā)明創(chuàng)造的內(nèi)超聲波霧化噴嘴，可系列化到每秒幾克到每秒幾十克油量噴嘴；霧化油珠平均直徑SMD為40～60μm，霧化錐角可調(diào)；霧化氣體壓力在0.25～0.40MPa范圍內(nèi)；與離心式噴嘴相比，所需霧化高壓氣僅為供油量的1％左右，與其他氣動霧化噴嘴(包括內(nèi)混式)相比，達(dá)到同樣霧化質(zhì)量和空間分布條件下，耗氣量僅為其他氣動霧化噴嘴耗氣量的20～40％，在低壓下仍保證良好的霧化效果。
權(quán)利要求1.一種內(nèi)超聲波霧化噴嘴包括進(jìn)油管(1)，進(jìn)氣管(2)，噴頭(6)，其特征在于在進(jìn)油管(1)及進(jìn)氣管(2)與噴頭(6)之間還裝有超聲波發(fā)生器(3)與共振腔(4)，用壓緊螺母(5)將進(jìn)油管(1)，進(jìn)氣管(2)，超聲波發(fā)生器(3)，共振腔(4)及噴頭(6)連成一整體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)超聲波霧化噴嘴，其特征在于超聲波發(fā)生器(3)開有噴氣孔和成角度的噴油孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)超聲波霧化噴嘴，其特征在于噴頭(6)頭部開有成角度的噴孔。
專利摘要內(nèi)超聲波霧化噴嘴屬霧化器噴嘴，它由進(jìn)油管(1)，進(jìn)氣管(2)，超聲波發(fā)生器(3)，共振腔(4)及噴頭(6)所組成。利用超聲波發(fā)生器與共振腔作用產(chǎn)生高頻高能超聲波，將油料霧化成細(xì)小油珠，與氣體混合由噴頭的噴油孔以一定角度噴入鍋爐內(nèi)，從而既保證了高的霧化質(zhì)量，又滿足了霧化錐角，提高了燃燒效率。霧化油珠平均直徑SMD＝40～60μm，霧化錐角可調(diào)，霧化氣體壓力在0.25～0.40MPa范圍內(nèi)，所需霧化高壓氣僅為供油量的1％左右，可系列化每秒幾克到每秒幾十克的油量噴嘴，是燃燒重油或原油較為理想的霧化噴嘴。
文檔編號F23D11/36GK2158031SQ9223789
公開日1994年3月2日 申請日期1992年12月10日 優(yōu)先權(quán)日1992年12月10日
發(fā)明者王家驊, 曹國銘 申請人:南京航空航天大學(xué)