CN101242908A - 双材料雾化装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于在气流中对液体雾化的双材料雾化装置，该双材料雾化装置包括具有喷嘴口(3)的液体输送通道(1)、围绕着所述液体输送通道同心布置的气体输送通道(4)、旋转对称的在所述液体输送通道的轴向延伸段中的具有流出口(6)的混合通道(5)、同心的在所述喷嘴口(3)前面的来自所述气体输送通道(4)的气体支路(8)以及在所述流出口(6)上的环形喷射口(11)，其中所述喷嘴口终止于所述气体输送通道中，并且所述流出口(6)连接到所述气体支路上。本发明的任务在于，提出一种可普遍使用的双材料雾化装置，该双材料雾化装置也允许与在持续运行过程中变化的基础条件相匹配。该任务通过设置用于对所述喷射口(11)的横截面进行调节的机构得到解决。

Description

双材料雾化装置
技术领域
本发明涉及一种按第一权利要求所述的用于在气流中使液体雾化的双材料雾化装置。
背景技术
在喷雾质量、流量及调节范围方面对雾化要求高时，使用气体支持的、以下称为双材料雾化装置的喷雾器。在此，通过气体(空气、蒸汽或者惰性气体)也就是说通过在气体和液体之间的相对速度来加入液体雾化所必需的能量。通常，直接将液体喷射到气流中并且通过气流来雾化。
内部混合的、具有同轴的液体接受器的双材料雾化装置也属于上述喷雾器类别。通常所述双材料雾化装置的突出之处在于所述雾化装置的旋转对称结构并且具有布置在所述装置中的混合通道，液体输入管路和气体输入管路汇入所述混合通道中，并且该装置又具有通往周围环境的流出口。雾化的液体-气体-混合物作为成品离开所述流出口并且由此不同于那些在装置外部进行雾化(比如在喷漆枪中)的系统。内部混合的双材料雾化装置的典型代表是用于燃烧设备的燃烧器比如重油燃烧器或者预燃室-柴油发动机(预燃室＝混合通道)。
大量的影响参数以及关于喷雾特征的信息的缺乏使人不能对双材料雾化装置进行令人满意的优化。在今天所使用的内部混合的雾化装置上出现的其中一个最为重要的技术问题是所述混合通道的壁膜形成(通道浸湿)。在特定的运行条件下，存在着在所述雾化装置内部的混合通道中液体射束的扩散太快的可能性并且由此存在着在流出通道中形成壁膜的可能性。这种膜随所述气体-液体-混合物的流动被压到所述流出口并且在那里作为更大的液滴被气流带出。就这一点而言，直接在所述流出口上致力于一种气流状态，该气流状态不仅带出液滴而且使其雾化。其中一种这样的气流状态通过用于流出的气体-液体-混合物的包层气体的喷射来实现。
在DE 199 41 091 A1中示范性地对一种具有内部混合的双材料雾化喷嘴的燃油燃烧器进行了说明，其中在从混合通道中喷出时提出一种附加的环形气体喷射口。
DE 35 25 161 A1公开了一种用于使液态的或高粘性的燃料雾化的装置的混合通道流出口的相应设计方案。
但是前述装置不具有喷射口的直接调节，所述喷射口的直接调节尤其允许在连续的运行过程中也就是在不中断雾化的情况下改变喷嘴几何形状。
迄今为止，已经在运行条件方面(气体对液体的比例、韦伯数、Ohnesorge数)对带有或不带喷嘴的双材料雾化装置的几何参数进行了调节。但是其中的主要缺点在于，通过这种方式设计的雾化喷嘴也受相应的运行条件的制约。所使用的内部混合的双材料雾化装置由此虽然对这些运行条件来说没有混合通道的浸湿(壁膜形成)，但由此也可以有限制地加以使用。其使用范围因而大大依赖于运行条件。运行条件的变化、材料性能的变化或者另一种液体的使用都会很快导致特定的喷嘴不适合于雾化。
发明内容
根据前述现有技术，本发明的任务是提出一种可普遍使用的双材料雾化装置，该双材料雾化装置不具有前述限制并且尤其允许与在连续运行过程中变化的基础条件比如在混合通道壁体上的装置温度相匹配。
该任务通过一种具有第一权利要求所述特征的双材料雾化装置得到解决。从属权利要求则表明优选的实施方式。
本发明的主要特征在于喷射口的几何形状的可调节的可调节性，也就是喷射口的横截面以及由此其流动技术的布局的可调节的可调节性。这包括径向横截面和/或轴向横截面(流动通道剖面)，其中所述可调节的可调节性这个概念首先集中于在喷射口上的变化。但是，将流动情况的变化的措施本身纳入所述可调节性这个概念之中，这也在本发明的框架内，所述流动情况通过为此使用的机构一同变化，即使所述机构没有直接作用在喷嘴口上。此外，在气体分支或者在特定的转向时所述流动情况的变化(比如涡流的以及层流的流动区域，反向流动等)也属于所述措施，所述转向当然随背压比而变化，所述背压比可通过喷射口的几何形状来调节。不仅在喷射口上的而且在前置的通往所述喷射口的气体导送通道中的通道横截面同样按实施方式而变化。
附图说明
借助于实施例和以下附图对本发明进行详细解释。其中：
图1是第一实施方式的侧面剖面图，并且
图2是作为替代方案的实施方式的侧面剖面图。
具体实施方式
所述双材料雾化装置的两种实施方式包括布置在优选管状的液体输送外壳2中的、具有(在末端侧的)喷嘴口3的液体输送通道1以及围绕着所述液体输送通道或者说液体输送外壳同心布置的气体输送通道4，其中所述喷嘴口终止于气体输送通道中。在这条材料汇合通道的延长段中在下游(在末端)连接着混合通道5，在该混合通道5中前述材料(气体和液体)相混合并且通过(在末端侧的)流出口6再度离开。液体输送通道1、气体输送通道4、混合通道5以及流出口6优选围绕着对称线7旋转对称。此外，设置了关于前述部件同心布置的气体支路8，该气体支路8在输入液体之前也就是在到达所述喷嘴口3之前从所述气体输送通道4中分支出来并且在所述流出口6上汇入环形的喷射口11中。在图1和2中，比如通过在所述混合通道外壳10中的大量围绕着所述对称线7同心布置的穿孔9来实现所述气体支路。所述喷射口11在轴向上并且优选以一个锐角也就是说只要在技术上可行按照平行于混合通道壁体12的方式在所述流出口6处及其周围直接汇入，由此围绕着通过所述流出口出现的雾化的材料混合物14产生包层气流(Mantelstrmung)13(参照图1)并且带出在所述混合通道壁体12上分离出来的液膜。
用于调节的机构包括具有穿孔16的套筒螺母15，该套筒螺母15可通过在所述混合通道外壳10上的螺纹17上的螺纹相对旋转进行调节。
图1展示了一些机构，其中螺纹螺旋盖15在其圆周表面19上具有可按形状配合连接的方式固定和移动的轮廓20。该轮廓20优选通过齿部来实现，其中所述齿部在运行状态中要么通过执行机构的未示出的按形状配合连接的方式作用在所述轮廓上的链条装置、传送带装置或齿轮装置来驱动。在原则上以摩擦连接方式起作用的执行机构也适合此用途，但是其中应该在每种出现的运行状态中都确保摩擦连接。
图2示范性地示出一些机构，其中所述螺纹螺旋盖15由用于所述双材料雾化喷嘴的所有其它部件(1到14)的外壳18构成。在连续运行中，要么通过布置在固定的外壳18中的双材料喷嘴的前述部件的扭转进行调节，要么通过所述外壳18在否则固定的双材料雾化喷嘴的螺纹17上的扭转(部件(1到14))进行调节。
所述流出口11可以与所述穿孔16处于同一平面上(比如在图1中)或者可以偏移布置(参照图2)，其中在连续运行中可以通过前述机构来更换这两种状态，这两种状态也决定性地确定流入方向。
新开发的双材料雾化装置的目的是，它可以不依赖于运行状态加以使用。所述实施例的设计不是与比如通过在雾化时的流动优化来避免混合通道壁体浸湿这个方面有关，因为这会导致使用范围受到限制，而是在实际上仅仅涉及在作为液滴在所述流出口上出现润湿现象时来将其消除这个方面。这样做的优点是，总是以相同的参数产生真正雾化的材料混合物。所述内部混合的、具有同轴的液体接收器的双材料雾化装置的基本方案在此得到保留。本发明的核心在于，在关于所述流出口11同轴的环形缝隙21中在所述混合通道之前也就是说在气体与液体接触之前仅仅导送所述雾化气体的尽可能少的并且在连续运行中在其体积流量方面可最佳调节的部分(大约10％，最多20％)。从环形缝隙中流出的气体在所述双材料雾化喷嘴外部与从通道壁体上滴下的液膜相接触并且将其带出。这种双材料雾化装置的主要优点在于，以特别理想的可调节的方式也就是说有效地并且同时经济地使在所述混合通道壁体上出现的壁膜雾化。
附图标记列表
1    液体输送通道
2    液体输送外壳
3    喷嘴口
4    气体输送通道
5    混合通道
6    流出口
7    对称线
8    气体支路
9     穿孔
10    混合通道外壳
11    喷射口
12    混合通道壁体
13    包层气流
14    雾化的材料混合物
15    螺纹螺旋盖
16    穿孔
17    螺纹
18    外壳
19    圆周表面
20    轮廓
21    环形缝隙

Claims (5)

1.用于在气流中将液体雾化的双材料雾化装置，包括
a)具喷嘴口(3)的液体输送通道(1)，
b)围绕着所述液体输送通道同心布置的气体输送通道(4)，其中所述喷嘴口终止在所述气体输送通道中，
c)旋转对称的、在液体输送通道的轴向延长段中的具有流出口(6)的混合通道(5)，
d)同心的在所述喷嘴口(3)前面的来自所述气体输送通道(4)的气体支路(8)，以及
e)在所述流出口(6)上的环形喷射口(11)，所述流出口(6)连接到所述气体支路上，
其中
f)设置了用于对所述喷射口(11)的横截面进行调节的机构。
2.按权利要求1所述的双材料雾化装置，其中所述气体支路(8)由多个在混合通道外壳(10)中同心分布的穿孔(9)构成。
3.按权利要求1或2所述的双材料雾化装置，其中所述机构包括可通过螺纹相对转动来调节的螺纹螺旋盖(15)，该螺纹螺旋盖(15)包括中央的、构成所述流出口(11)的穿孔(16)，所述螺纹螺旋盖(15)同心布置在所述混合通道外壳(10)上的螺纹(17)上。
4.按权利要求3所述的双材料雾化装置，其中所述螺纹螺旋盖(15)由用于所述双材料雾化喷嘴的所有其它部件的外壳(18)构成。
5.按权利要求3所述的双材料雾化装置，其中所述螺纹螺旋盖(15)在其圆周表面(19)上具有可按形状配合连接的方式固定和移动的轮廓(20)。
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