專利名稱：液體燃料的超聲波霧化方法及其霧化裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是關于液體燃料的霧化方法及其霧化裝置，涉及熱能工程及內(nèi)燃機制造工程，主要用于將液體燃料化為霧狀。
為了使液體燃料燃燒充分、迅速，工程上一般是將液體燃料化為霧狀送入或吸入燃燒室工作的。目前已有的液體燃料霧化方法分為兩種(1)高壓噴射法，是利用較高壓力的液體燃料泵將液體燃料送入管路，由設在燃燒室處的噴嘴噴射而出成為霧狀，典型例為柴油發(fā)動機，高壓油泵將柴油泵入管路，當發(fā)動機活塞移動到上止點適當位置時，噴油嘴的油針打開，柴油經(jīng)噴油嘴噴出迅速霧化，在發(fā)動機活塞的壓力作用下，混合氣體自行燃燒，使活塞形成工作行程。(2)壓差虹吸吹霧法，在燃燒室附近設置一個如日常所用的噴霧器那樣的化油器裝置，典型例為二沖程、四沖程汽油發(fā)動機，發(fā)動機工作時利用其燃燒室形成的吸力將新鮮空氣由A口吸入，由于喉管(4)的直徑小于A口直徑，故空氣流速較高，從而降低了此處的空氣壓力，使PO-Pv的差值增大，迫使液體燃料沿噴管(5)虹吸到喉管(4)處，由于喉管(4)處的空氣流速較高，故將液體燃料在喉管(4)處吹成霧狀形成混合氣體被吸入發(fā)動機燃燒室，當活塞上升到適當位置時，點火系統(tǒng)點火，混合氣迅速燃燒形成發(fā)動機的工作推力。基于上述的液體燃料霧化方法原理均有相應的裝置供工程上使用。但是上述的液體燃料霧化方法與原理及裝置的霧化效果不十分理想，有較大的燃料顆粒，從而造成燃燒不充分、不迅速致使發(fā)動機的功耗不準，同時存在結(jié)構(gòu)復雜[噴管(5)與喉管(4)的幾何尺寸之微小差異，將影響霧化器的工作性能]的不足，其次是霧化濃度不能隨吸入新鮮空氣量之變化而變化。
本發(fā)明的任務是提供一種霧化效果好、結(jié)構(gòu)簡單、霧化濃度可調(diào)、產(chǎn)霧原理與上述已有方法及原理不同的超聲波霧化方法及裝置。
本發(fā)明的解決方案在結(jié)構(gòu)上是這樣的，在液面下0.5-20cm處的液體燃料中至少采用一個超聲波換能器，在液面上0.2-10cm處至少采用一個引風擋板構(gòu)成霧化裝置。其工作原理位于液面下的超聲波換能器，將超聲波高頻電能轉(zhuǎn)化為機械能，使超聲波換能器表面對所接觸的液體燃料產(chǎn)生超聲波定向壓強的空化作用，迫使液體燃料霧化為微細顆粒，而位于液體燃料液面上方，此時若進氣口與出氣口之間有空氣流動，則引風擋板將部分流動空氣引至液體燃料的液面，與化為霧狀的液體燃料混合成可燃混合氣，隨之流出出氣口而進入燃燒室。這種方法及裝置的較大優(yōu)點在于液中燃料的霧化狀況與流動空氣的流速及液體燃料的液溫無關、只取決于超聲波高頻電能的強弱與超聲波換能器的工作特性，當超聲波高頻電能發(fā)生器的輸入電壓波動時，將導致超聲波換能器化霧能力的變化，而這種由超聲波高頻電能發(fā)生器輸入電壓變化引起的超聲波換能器化霧能力的變化，是有助于改善諸如汽車之類的運輸工具在加速時需要較高濃度混合氣的特點，可提高該類發(fā)動機的加速性能，此外利用這種方法與原理將液體燃料化為霧狀的裝置，其內(nèi)部沒有噴管(5)的結(jié)構(gòu)(直徑約為0.5-1mm)，可避免工作中的液體燃料污物堵塞噴管之故障，利用這種方法將液體燃料化為霧狀的裝置，因其內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡單，故可使加工工藝簡化。
本發(fā)明的優(yōu)先采用結(jié)構(gòu)形式為液體燃料液面下的液體燃料中至少采用一個超聲波換能器，在液面上0.2-10cm處至少采用一個引風擋板。
按照本發(fā)明所述的方法之另一個最有利的特征是霧化裝置內(nèi)的液體燃料在超聲波換能器高頻定向壓強的空化作用下，噴起一個液柱，在噴起液柱上及周圍液面激發(fā)出液體燃料的微細顆粒而形成霧狀，裝置內(nèi)的流動空氣是引入液面上方的。


圖1-壓差虹吸吹霧法示意2-本案實施例的截面圖下面依據(jù)附圖詳細解說本發(fā)明的原理及實施例本發(fā)明的工作原理之關鍵所在如圖2所示是建立在超聲波換能器、超聲波高頻電能發(fā)生器及引風擋板上，該裝置主要由渦輪(2)、端蓋(3)、空氣濾清器殼(4)、濾清介質(zhì)(5)、傳感器(6)、引風擋板(7)、三通管(8)、風門(10)、進油管(11)、油針(12)、浮子支架(14)、浮子(15)、蓄油池(16)、高頻電發(fā)生器(17)、換能器(18)、觀察玻璃(19)、引線(20)、保護線(23)、螺釘(24)、怠速螺釘(26)等構(gòu)成。如圖2所示，這是一個用于內(nèi)燃機上的液體燃料霧化器，引線(20)的a頭接入額定電壓的交流或直流電源，超聲波高頻電能發(fā)生器(17)產(chǎn)生高頻電能，由換能器(18)轉(zhuǎn)化為機械能，使蓄油池(16)中的液體燃料在超聲波高頻定向壓強的空氣作用下，形成霧狀液體燃料，此時若風門(10)的葉片呈開啟狀態(tài)，則三通管(8)的左端受發(fā)動機吸力影響;因三通管(8)下口的蓄油池(16)是密閉狀態(tài)，故三通管(8)的右口經(jīng)渦輪(2)及空氣濾清器的組件(3)(4)(5)形成低壓流動空氣的唯一通路?？諝鉃V清器是由空氣濾清器殼(4)，濾清介質(zhì)(5)，端蓋(3)組成。此外在三通管(8)的匯交處有一個呈勺狀的引風擋板(7)，低壓流動空氣在引風擋板(7)的作用下，部分流動空氣順著(7)的柄部進入蓄油池(16)與微細顆粒的霧狀液體燃料形成混合氣體一起進入三通管(8)的左側(cè)，引風擋板(7)的形狀要求不嚴格，可以是板片狀也可是帶網(wǎng)眼的柵欄狀及管狀結(jié)構(gòu)，只要能在三通管(8)的下口形成進、出氣通道就可以為了避免高速流動空氣沖入液體燃料，引風擋板(7)，柄端是封閉的，在與液體燃料液面平行的最低位置開數(shù)個出氣口(圖中的出氣口是在螺釘(24)的左側(cè)呈矩形口)，當液體燃料液面降低時，浮子(15)下沉，使油針(12)下降，液體燃料由燃料管(11)進入蓄油池(16)，使液面升高，直到浮子(15)浮起，利用杠桿原理頂起油針(12)，封閉燃料管(11)的進油口，若沒液體燃料供給時造成液面過低時，為了保護換能器(18)，設有保護線(23)，當液面低于保護線(23)d點時，超聲波高頻電能發(fā)生器(17)可自動停止工作。為保證混合氣體的濃度的穩(wěn)定，在空氣濾清器殼上裝有一個渦輪計(6)，(6)產(chǎn)生的信號頻率取決于渦輪(2)的轉(zhuǎn)速，而(2)的轉(zhuǎn)速是與流動空氣的流速成正比例關系的，根據(jù)渦輪流量計的信號頻率可以調(diào)整超聲波高頻電能發(fā)生器(17)的輸入電壓，從而調(diào)整了發(fā)霧量。該裝置如用于內(nèi)燃機時，可省去渦輪流量計(6)，而將引線(20)的a點直接接入內(nèi)燃機磁電機后的電壓調(diào)節(jié)器上，因電壓調(diào)節(jié)器后的電壓波動一般在±2v，而這種波動是與內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)速成正比例的，所以將引線(20)的a頭接在電壓調(diào)節(jié)器后，可起到調(diào)整霧量的作用。觀察玻璃(19)是用螺釘固定在蓄油池(16)上的，便于觀察液體燃料液面高低及清潔蓄油池(16)內(nèi)部用的。螺釘(26)為怠速螺釘，用作調(diào)整風門(10)初始開啟度的，旋進時風門的開啟度大，反之開啟度小。軟拉軸是工作時用作控制風門(10)開啟度大小的。
權(quán)利要求
1.一種用于液體燃料的霧化方法及其霧化裝置，特別適用于液體燃料超聲波的霧化方法及其霧化裝置，涉及熱能工程及內(nèi)燃機制造工程，該方法的特征在于液體燃料液面下的液體燃料中至少采用了一個超聲波換能器，在液面上0.2---10cm處至少采用了一個引風擋板；該裝置主要由渦輪(2)、端蓋(3)、空氣濾清器殼(4)、濾清介質(zhì)(5)、傳感器(6)、引風擋板(7)、三通管(8)、風門(10)、進油管(11)、油針(12)、浮子支架(14)、浮子(15)、蓄油池(16)、高頻電發(fā)生器(17)、換能器(18)、觀察玻璃(19)、引線(20)、保護線(23)、螺釘(24)、怠速螺釘(26)等構(gòu)成，該裝置的主要特征在于液體燃料的液面調(diào)整位置至少高于換能器表面0.5cm，引風擋板(7)彎向進氣口一側(cè)。
2.按照權(quán)利要求[1]所述的方法，其特征在于超聲波換能器的工作表面與液體燃料的液面平行或成±60度角。
3.按照權(quán)利要求[1]所述的方法及裝置，其特征在于在三通管(8)的進氣口一側(cè)裝有渦輪流量計(6)，渦輪翼部呈風扇狀;輪翼與轉(zhuǎn)軸成20-60度角
4.按照權(quán)利要求[1]所述的方法及裝置，其特征在于超聲波換能器(18)與超聲波高頻電能發(fā)生器(17)為一體的結(jié)構(gòu)，但包括分離結(jié)構(gòu)。
5.按照權(quán)利要求[1]所述的方法及裝置，其特征在于超聲波換能器(18)與超聲波高頻電能發(fā)生器(17)為一體的結(jié)構(gòu)上有螺紋可以旋入蓄油池(16)，但包括將(18)用螺釘或夾板緊固在(16)上的分離結(jié)構(gòu)。
6.按照權(quán)利要求[1]所述的方法及裝置，其特征在于蓄油池(16)的側(cè)邊上有一塊觀察玻璃(19)是用螺釘固定在蓄油池上的。
7.按照權(quán)利要求[1]所述的方法及裝置，其特征在于引風擋板(7)柄端是封閉的，在與液體燃料液面平行的最低位置開數(shù)個出氣口。
8.按照權(quán)利要求[1]所述的方法及裝置，其特征在于引風擋板(7)是用螺釘固定的，(7)的形狀包括勺狀、板狀、柵欄狀、管狀結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明是關于液體燃料的超聲波霧化方法及其霧化裝置，涉及熱能工程及內(nèi)燃機制造工程。主要用于將液體燃料化為霧狀。該方法是在液體燃料液面下的液體燃料中采用了超聲波換能器，在液面上0.2—10cm處采用引風擋板；該裝置主要由渦輪(2)、端蓋(3)、空氣濾清器殼(4)、濾清介質(zhì)(5)、傳感器(6)、引風擋板(7)、三通管(8)、風門(10)、進油管(11)、油針(12)、浮子支架(14)、浮子(15)、蓄油池(16)、高頻電發(fā)生器(17)、換能器(18)、觀察玻璃(19)、引線(20)、保護線(23)、螺釘(24)、怠速螺釘(26)等構(gòu)成，該裝置可根據(jù)需要調(diào)整發(fā)霧量。
文檔編號F02M27/08GK1093440SQ9310363
公開日1994年10月12日 申請日期1993年4月5日 優(yōu)先權(quán)日1993年4月5日
發(fā)明者汲勇, 張菊香 申請人:汲勇