CN102272524B - 双组分喷嘴、集束喷嘴以及用于使流体雾化的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有喷嘴壳体的双组分喷嘴,其中所述喷嘴壳体具有至少一个用于有待雾化的流体(1)的第一流体入口、用于气态的流体(6)的第二流体入口、混合室(7)、喷嘴出口(48)和将所述喷嘴出口包围的环形缝隙开口(32),其中在所述喷嘴壳体的内部设置了用于在所述混合室中的壁体上从有待雾化的流体中产生膜的机构以及用于将气态的流体导入到所述混合室中的入口。按本发明,所述入口和混合室如此定向和构成,用于将所述气态的流体在基本上平行于所述壁体的情况下导入到所述混合室中并且在所述混合室的内部在基本上平行的情况下使所述由气态的流体构成的流体流从所述壁体的旁边流过。

Description

双组分喷嘴、集束喷嘴以及用于使流体雾化的方法
技术领域
本发明涉及一种具有喷嘴壳体的双组分喷嘴,其中所述喷嘴壳体具有至少一个用于有待雾化的流体的第一流体入口、用于气态的流体的第二流体入口、混合室、喷嘴出口和将所述喷嘴出口包围的环形缝隙开口,其中在所述喷嘴壳体的内部设置了用于在所述混合室中的壁体上从有待雾化的流体中产生膜的机构以及用于将气态的流体导入到所述混合室中的入口。本发明也涉及一种具有至少两个按本发明的双组分喷嘴的集束喷嘴以及一种用于借助于双组分喷嘴使流体雾化的方法。
背景技术
在许多工艺设备中,将液体喷雾成气态的流体,比如喷雾成有待净化的或者有待冷却的烟气。在此经常具有决定意义的是,将液体雾化为尽可能细的液滴。液滴越细,单位的液滴表面越大。从中可以获得巨大的工艺方面的优点。因此比如反应容器的大小及其制造成本决定性地依赖于平均的液滴大小。但是经常所述平均的液滴大小低于特定的极限值也绝对不够。一些较少的大得多的液滴会导致显著的运行干扰。尤其在液滴由于其大小而未足够快地汽化从而还有液滴或者也有软似面团的颗粒析出在接下来的组件中比如析出在过滤网软管或者鼓风机叶片上并且由于结壳、腐蚀或者不平衡而导致运行干扰时就是这种情况。
如果液体应该雾化为尽可能细的液滴喷雾(Tropfenspray),那么除了仅仅用有待雾化的液体来装载的高压-单一材料喷嘴之外,经常要使用所谓的压缩气体支持的双组分喷嘴。对于这些喷嘴来说,借助于压缩气体比如压缩空气或者压缩蒸汽即气态的第一流体将所述液体喷雾为气态的第二流体比如烟气。
为语言上的简化起见,下面为了命名所述气态的第一流体经常使用“压缩空气”这个名称,即使一般可能谈及压缩气体或者压缩蒸汽。此外,通常将所述气态的第二流体称为烟气。
对于相应的应用情况来说,根据现有技术提供了多种多样不同的双组分喷嘴。使用领域的重要的区别特征在于有待雾化的液体的特性。
1. 用于不含固体的液体的雾化的喷嘴
如果液体不包含悬浮物质并且如果液体不形成固体的汽化残余物,那就存在比较简单的边界条件。这比如适用于那些用于在烟气脱氮设备中使氨水雾化的喷嘴或者适用于那些用于在涡轮机-喷气发动机中使航空煤油雾化的喷嘴,尤其对于最后提到的使用情况来说,已经开发了如在图1中示出的所谓的预-薄膜形成-喷嘴。图1从Joos F.、Simon B.、 Glaeser B.、Donnerhack S.(1993年)的MTU FOCUS 1/93 的Combuster Development for Advanced Helicopter Engines中获取。对于这种在图1中示出的喷嘴类型来说,液体通过细孔以较细的航空煤油射流的形式喷射到喷嘴的内壁上并且在那里形成液膜。雾化空气从相邻的液体射流之间流过并且形成中心喷射气流。通过这种中心喷射气流的剪应力作用将壁体上的液膜朝喷嘴出口推移。在涡轮发动机中为产生中心喷射气流仅仅提供较小的压力比。因此在那里在雾化过程中可能远没有达到声速。这样的已知的预-薄膜形成-喷嘴也没有构造为具有收敛-发散的通道走向的拉瓦尔喷嘴。所述已知的预-薄膜形成-喷嘴绝不适合于用在工业设备中的过程环境中比如用于烟气净化。
2. 用于含固体的液体的雾化的喷嘴
在许多情况下,液体载有比如具有较大或较小的颗粒的悬浮物质。较小的颗粒可能由悬浮物质构成,所述悬浮物质根据过滤器的网目作为有待雾化的液体中的剩余固体载荷被带走。较大的多数为薄片形式的颗粒通过来自壁体衬面的脱落而在通往喷嘴的输入管路中产生。所述壁体衬面不仅会通过细颗粒沉积物而且会通过首先还在液体中溶解的材料的沉积物来形成。在这些应用情况中,避免狭窄的通道或者孔,因为它们很快被在液体中夹带的悬浮物质和/或脱落的粗颗粒所堵塞。此外要注意,液体未在喷嘴内部已经如此汽化,从而这里出现蒸发残余物的沉积物的快速形成现象。
如果用于进入到喷嘴中的液体输入管路的横截面较大,那么在将实心的液体射流分割为细小的液滴方面存在较大困难。为此需要不成比例的很多的压缩空气并且这样的喷嘴的能耗相应地比较高。
发明内容
利用本发明应该提供一种双组分喷嘴、一种集束喷嘴和一种用于使流体雾化的方法,利用所述双组分喷嘴、所述集束喷嘴和所述方法应该实现均匀的流体滴大小并且所述双组分喷嘴、所述集束喷嘴和所述方法的突出之处在于微小的能耗。
按本发明,为此设置了具有喷嘴壳体的双组分喷嘴,其中所述喷嘴壳体具有至少一个用于有待雾化的流体的第一流体入口、用于气态的流体的第二流体入口、混合室、喷嘴出口和将所述喷嘴出口包围的环形缝隙开口,其中在所述喷嘴壳体的内部设置了用于在所述混合室中的壁体上从有待雾化的流体中产生膜的机构以及用于将气态的流体导入到所述混合室中的入口,对于该双组分喷嘴来说所述入口和混合室如此定向和构成,用于将所述气态的流体在基本上平行于所述壁体定向的情况下导入到所述混合室中并且在所述混合室的内部在基本上平行的情况下使由所述气态的流体构成的流体流从所述壁体的旁边流过。
对于所述按本发明的喷嘴来说,在所述混合室中的壁体上产生由有待雾化的流体构成的膜,其中所述混合室从用于有待雾化的流体的入口一直延伸到喷嘴出口。由于所述入口和混合室如此定向和构成,用于将所述气态的流体在基本上平行于所述壁体定向的情况下导入到所述混合室中,所以对于气态的流体来说将压力损失保持在微小的程度上。所述气态的流体而后有利地以高速气流的形式在所述混合室的内部在基本上平行的情况下从所述壁体的旁边流过,由此也使所述按本发明的喷嘴的能量需求很小。比如,所述按本发明的双组分喷嘴可以以压缩空气的很小的比1bar的过压小的压力来运行并且尽管如此还是实现极小的并且在此均匀分布的流体滴大小。由气态的流体构成的气流将混合室中的壁体上的由有待雾化的流体构成的膜一直推移到喷嘴出口。在那里而后将该液膜拉开为单个的薄片,所述薄片而后布置在从喷嘴出口中喷出的气流与从所述环形缝隙开口中流出的环形缝隙气流之间并且由此雾化为细小的液滴。在被所述气流朝喷嘴出口的方向推移的液膜变得不稳定并且在到达喷嘴出口之前在这里出现部分的雾化时,在所述混合室本身的内部同样可以已经产生细小的液滴。所述按本发明的双组分喷嘴的突出之处在于极佳的部分负荷状态特性。对于较少的有待雾化的水流来说,尤其在不致力于极细的雾化时可以用比如具有0.2bar的过压的低压空气来工作。所述喷嘴内部的流动速度而后可以比较小并且比如在进入到混合室中的入口处可以为50m/s并且在喷嘴出口处可以不大于大约100m/s。如果应该对较小的液体流进行极细的雾化或者较大的液体流应该得到精细的雾化,那就需要较高的流速。这一点在进行蒸汽支持的雾化时也适用。而后在所述按本发明的双组分喷嘴的喷嘴出口处在二相流中几乎达到声速。但是,所述混合室也可以构造为拉瓦尔喷嘴的形式,对于所述拉瓦尔喷嘴来说在最狭窄的横截面上达到声速并且对于所述拉瓦尔喷嘴来说而后流动截面再次扩张,用于将流速保持在声速之上。总之,通过所述按本发明的双组分喷嘴以令人惊讶的方式成功地以较小的液滴大小和均匀的液滴范围实现双组分喷嘴的很低的能耗。
有利地设置了至少三个用于将气态的流体导入到所述混合室中的入口。所述入口比如可以作为设置在一个环中的孔来实现。从所述孔中喷出的压缩空气射流而后在很大程度上与混合室壁相切地伸展并且额外地朝喷嘴轴线倾斜。
在本发明的改进方案中,用于进入到混合室中的气态的流体的入口在所述混合室的长度的前三分之一中以处于0°与30°之间的角度相对于壁体定向。气态的流体以处于0°与30°之间的角度相对于所述壁体导入到所述混合室中,对于该角度来说只出现微小的压力损失并且尽管如此也可以可靠地将所述混合室中的壁体上的液膜朝喷嘴出口的方向推移。所述混合室比如可以如此构成,从而在平行于壁体的情况下将空气导入到所述混合室中并且而后所述空气在所述混合室的第二区段中以较小的小于30°的角度冲击到布置在那里的壁体上。由此提高对所述液膜的剪应力作用,用于将所述液膜进一步朝喷嘴出口的方向推移。
在本发明的改进方案中,所述用于气态的流体的入口的中轴线相对于所述混合室的中间纵轴线如此倾斜,使得所述入口的中轴线沿流动方向朝所述混合室的中间纵轴线收缩。
通过这种方式可以避免具有微小的气体速度的区带的产生,也就是避免较慢的中心喷射气流,并且可以保证均匀的流体滴大小。所述中轴线可以以处于10°到30°的范围内的角度相对于中间纵轴线倾斜。
在本发明的改进方案中,所述用于气态的流体的入口的中轴线不与所述混合室的中间纵轴线相交。
也就是说由于所述入口的中轴线相对于所述混合室的中间纵轴线歪斜地布置,所以所述入口的中轴线可以朝所述混合室的中间纵轴线收缩,但是没有与所述中间纵轴线相交并且也没有相互相交。由此防止通过涡动区的产生而引起的压力损失。在歪斜地布置时,所述入口的中轴线相对于所述中间纵轴线倾斜了角度γ并且沿圆周方向倾斜了角度δ,其中所述角度δ优选处于5°到15°的范围内。
在本发明的改进方案中,所述入口的中轴线处于假想的旋转双曲面的外侧面上。
通过这种方式可以使所述混合室内部的气态的流体进行涡旋,所述涡旋有利于将所述流体雾化为细滴。所述入口的中轴线而后可以形成单页双曲面的母线。
在本发明的改进方案中,在所述混合室中进一步设置了流体滴加载机构,用于至少在远离具有液膜的壁体的未通过液膜与高速气流之间的摩擦而减速的区域中向所述高速气流加载流体滴。
通过这种方式可以保证,所导入的气态的流体在所有的区域中都减速并且由此作功,要么用于将有待雾化的流体撕裂为单个的流体滴,要么用于将所述混合室的壁体上的液膜朝喷嘴出口的方向推移。尤其阻止中心喷射气流的产生,所述中心喷射气流与沿所述混合室中的壁体流动的气流相比根本没有或者仅仅微弱地减速并且由此在没有作功的情况下又离开喷嘴。
在本发明的改进方案中,所述流体滴加载机构具有中心销,其中用于有待雾化的流体的入口指向所述中心销的尖端并且所述中心销从所述尖端开始锥状地一直扩大到具有最大直径的部位,其中所述混合室内部的气态的流体从所述中心销的具有最大直径的部位旁边流过。
借助于这样的中心销,比如可以借助于所述中心销中的沟槽或通道将有待雾化的流体分裂为很薄的液膜或者分裂为单个的液体射流,其中为此所需要的能量由有待雾化的流体本身的运动能来施加。所述有待雾化的流体而后在具有最大直径的部位上离开所述中心销,在那里而后所述有待雾化的流体被气态的流体所捕集、部分地被分裂为单个的液滴并且朝喷嘴出口的方向所夹带并且部分地冲击到所述混合室的壁体上,而后形成液膜。借助于这样的中心销也可以向所述气流的远离所述混合室中的壁体的区域加载液滴并且可以使其减速并且可以由此有助于雾化。所述中心销连同其悬挂装置和/或限定了所述混合室的喷嘴壳体可以由硬质合金或者碳化硅制成。
在本发明的改进方案中,所述用于从有待雾化的流体中产生膜的机构在流动路径中具有至少一个障碍物,用于借助于有待雾化的流体的流动能量将其划分为分流。有利的是,所述用于产生膜的机构在进入到所述混合室中的流体入口的上游具有涡旋嵌件。
借助于设置在有待雾化的流体的流动路径中的涡旋嵌件,可以将所述有待雾化的流体置于旋转之中,使得其大部分沿着流动通道的壁体运动并且而后也可以在所述混合室的壁体上形成所期望的液膜。液体流入的流动路径中的障碍物也可以构造为至少三条朝喷嘴的中间纵轴线敞开的通道或者说沟槽的形式,所述通道或者说沟槽象枪管中的膛线一样螺旋状延伸。
在本发明的改进方案中,所述用于从有待雾化的流体中产生膜的机构具有中心销,其中用于有待雾化的流体的入口指向所述中心销的尖端并且所述中心销从所述尖端开始首先锥状地扩大。
中心销由此可以履行两个功能,也就是其一给中心喷射气流加载流体滴并且其二在所述混合室的壁体上产生由有待雾化的流体构成的膜。借助于所述中心销分裂的有待雾化的液体在所述具有最大直径的部位上离开所述中心销,而后部分地被所述中心喷射气流撕裂为液滴并且被带走并且部分地到达所述混合室的与具有最大直径的部分大致对置的壁体上并且在那里形成所期望的液膜。
在本发明的改进方案中,所述中心销沿流动方向看紧接在具有最大直径的区域后面具有变细的后随本体。
借助于这样的比如按蝌蚪尾巴的样式的后随本体,可以在所述中心销的后面防止涡流区和死区,在所述涡动区和死区中可能形成较大的流体滴。除此以外,所述变细的后随本体也可以使所述混合室中的气态的流体的流动速度保持在较高的水平上。
在本发明的改进方案中,所述中心销具有双锥的形状。
在本发明的改进方案中,所述混合室的壁体基本上平行于所述中心销的变细的后随本体来布置。
所述中心销比如为圆锥状并且拥有双锥的形状并且被所述混合室的壁体以恒定的间距所包围。由此可以将环形缝隙宽度保持恒定,自由的流动截面由于所述中心销的变细结构和所述混合室的壁体而减小。
沿流动方向看在所述后随本体的走向中所述混合室的自由的流动截面减小,由此可以将所述混合室中的气流的速度保持在较高的水平上并且使所述后随本体上以及混合室的壁体上的液膜经受较高的剪应力。
在本发明的改进方案中,所述用于进入到混合室中的气态的流体的入口的中轴线以基本上平行于所述中心销的后随本体的外壁的方式来布置。
通过这种方式,可以将气态的流体以很小的压力损失导入到所述混合室中并且也可以在气态的介质的入口压力较小时实现所述混合室中的气态的流体的较高的速度。
在本发明的改进方案中,中心销构造为双锥的形状,其中所述混合室的具有最小的横截面的区域布置在所述双锥的处于下游的尖端的高度上。
在本发明的改进方案中,所述混合室的横截面首先变细,然后在紧接在具有最小横截面的区域后面保持该横截面或者再次扩大。
通过这种方式可以在所述最小的横截面的区域中达到声速时维持高速气流或者甚至使其加速。
在本发明的改进方案中,所述构造为空心截锥体的形式的混合室首先变细并且从具有最小横截面的部位开始以另一个空心截锥体的形式再次扩大,其中所述用于进入到混合室中的气态的流体的入口的中轴线平行于所述混合室的内壁定向在所述变细的空心截锥体中。
通过这种方式,将气态的流体导入到平行于所述混合室的壁体变细的区域中,其中沿着所述混合室的壁体来推移所述流体膜。在扩大的区域中,所述气态的流体同样平行于所述混合室的壁体或者相对于所述混合室的壁体以较小的角度来得到导引。较小的角度在此可能是有利的,用于提高对液膜的剪应力作用并且将液膜朝喷嘴出口的方向推移。
在本发明的改进方案中,所述用于从有待雾化的流体中产生膜的机构具有中心销,其中用于有待雾化的流体的入口指向所述中心销的尖端并且所述中心销在其朝向所述用于有待雾化的流体的入口的流入侧的区域中设有至少两条通道或者说沟槽,所述通道或者沟槽从所述中心销的尖端一直伸展到所述中心销的具有最大直径的部位。
利用这样的通道或者沟槽可以总是仅仅通过冲击的流体的运动能来将冲击到所述中心销的尖端上的有待雾化的流体至少部分地分解为单个的射流。这些射流而后在具有最大直径的部位上离开所述中心销,被导入到所述混合室中的气态的流体所捕集并且部分地被撕裂为流体滴。离开所述中心销的流体射流由此一方面使得中心喷射气流被加载流体滴、减速并且不会在未作雾化功的情况下隧道贯穿(durchtunneln)所述喷嘴。除此以外,所述液体射流也冲击到所述混合室的大致与所述中心销的具有最大直径的部位对置的壁体上,并且在那里用于在该壁体上形成液膜,所述液膜而后被导入到所述混合室中的气态的流体朝喷嘴出口的方向推移。所述通道或者沟槽可以在所述中心销的母线上伸展或者相对于其倾斜地伸展。
在本发明的改进方案中,所述用于从有待雾化的流体中产生膜的机构具有中心销,其中用于有待雾化的流体的入口指向所述中心销的尖端并且所述中心销借助于至少两个径向延伸的接片与所述限定了混合室的内壁的喷嘴壳体相连接。
所述中心销的这样的布置结构在设计上比较简单,有利于流动并且所述中心销由此也能够更换。比如在磨损的情况下有必要更换中心销,或者如果喷嘴应该与不同的有待雾化的流体或者与其它的压力比相匹配,也有必要更换中心销。
在本发明的改进方案中,所述将喷嘴出口包围的环形缝隙开口设置在所述限定了混合室的内壁的喷嘴壳体与一根环形缝隙管之间,其中在所述环形缝隙管的上游在所述喷嘴壳体与所述环形缝隙管之间布置了涡旋体。
借助于这样的涡旋体,一方面可以使环形缝隙空气旋转,这在环形缝隙开口上有利于尽可能彻底的雾化。除此以外,这个涡旋体也可以保证极其精确的环形缝隙宽度。这一点在所述涡旋体在所述环形缝隙开口的附近布置在环形缝隙管与喷嘴壳体之间时尤其适用。这样的涡旋体在这种情况下可以以非常简单的方式来设计,比如通过一个盘片在其圆周上设有多个切口这种方式来设计。
在本发明的改进方案中,设置了至少分段地将所述环形缝隙开口包围的蒙护空气喷嘴。
通过蒙护空气喷嘴的设置,可以在喷管的外皮上并且尤其也在喷嘴出口的区域中防止覆层形成。这样的沉积物会从过程环境中沉积下来,其中向所述过程环境中喷入了流体。可以如此对蒙护空气进行加热,从而在喷管的外皮上不会低于露点。
本发明的问题也通过一种用于使流体雾化的集束喷嘴得到解决,对于所述集束喷嘴来说设置了至少两个按本发明的双组分喷嘴。
多个按本发明的双组分喷嘴组合成一个集束喷嘴,这提供了也使较大的流体量雾化为较小的流体滴并且在这过程中仅仅要求微小的能量需求的可能性。
本发明的问题也通过一种用于借助于双组分喷嘴来使流体雾化的方法得到解决,所述双组分喷嘴具有至少一个用于气态的流体的流体入口和至少一个用于有待雾化的流体的流体入口以及一个混合室,在该方法中设置了以下步骤:
-在所述混合室中的壁体上从有待雾化的流体中产生膜,
-在所述混合室的内部从气态的流体中产生气流并且使所述气流基本上平行地从所述混合室内部的液膜旁边流过,
-在所述混合室下游的环形缝隙开口上从气态的流体中产生环形缝隙流,并且
-在所述环形缝隙开口上使所述膜雾化。
利用所述按本发明的方法,可以使流体雾化并且在此不仅获得很小的流体滴大小,而且也获得流体滴大小的非常均匀的分布。尤其通过所述按本发明的方法可以保证,在所产生的流体滴范围内不存在单个的较大的流体滴并且由此不会在接下来的过程步骤中通过流体的沉积物而产生问题。所述混合室的壁体上的由有待雾化的流体构成的膜通过平行地从所述壁体的旁边流过的气流朝喷嘴出口的方向推移。不过同时所述液膜已经部分地分解为单个的液滴。在所述喷嘴出口上,而后将所述液膜拉开为单个的液体薄片,所述液体薄片接纳在所述环形缝隙气流与来自喷嘴出口的气流之间并且由此可靠地雾化为非常细小的液滴。利用所述按本发明的方法,可以以非常节省能量的方式使流体雾化,因为所述由有待雾化的流体构成的膜可以借助于导入到喷嘴中的有待雾化的流体的运动能来产生。所述气态的流体基本上平行地从所述混合室中的液膜的旁边流过并且由此仅仅产生微小的压力损失。这也能够用比1bar的过压小的空气压力来工作并且尽管如此也获得较小的液滴和均匀的液滴大小分布。
在本发明的改进方案中,设置了另外的在所述混合室的内部并且至少在远离具有由有待雾化的流体构成的膜的壁体的区域中给由气态的流体构成的流体流加载由有待雾化的流体构成的流体滴的步骤。
通过这种方式可以防止所述气态的流体部分地在未作功的情况下从所述喷嘴中流过。取而代之的是,所述气态的流体也在远离所述壁体的情况下减速并且由此同时已经作出一部分雾化功。
在本发明的改进方案中,借助于由有待雾化的流体构成的流体流的流动能量来将所述由有待雾化的流体构成的流体流划分为分流。
通过这种方式比如可以仅仅借助于所述有待雾化的流体的运动能来产生流体射流,所述流体射流而后部分地通过气态的空气分解为液滴并且部分地在所述混合室的壁体上形成液膜。由此可以将喷嘴中的能量需求保持在非常小的程度上。
在本发明的改进方案中,对于按本发明的方法来说设置了从气态的流体中产生蒙护气流的过程,所述蒙护气流至少直接地在所述环形缝隙开口的下游将所述环形缝隙气流包围。所述蒙护气流可以加热。
通过蒙护气流的产生,可以在喷管的外皮上并且尤其在喷嘴出口的区域中防止沉积物。
附图说明
本发明的其它特征和优点从权利要求和以下结合附图对本发明的优选的实施方式所作的说明中获得。不同的所描述的实施方式的单个特征在此可以以任意的方式彼此相组合,而不超越本发明的范围,在附图中示出:
图1是按用于飞机发动机汽油的雾化的现有技术的预-薄膜形成-喷嘴的纵剖面,
图2是按第一种实施方式的按本发明的双组分喷嘴的纵剖面,该双组分喷嘴具有一根设置在流入侧上的设有沟槽结构的中心销和一个细长地收缩的尾端,
图3是图2的剖切平面A-B的视图,其中仅仅示出了所述中心销和进入到所述混合室中的对置的内壁,
图4是按第二种实施方式的按本发明的双组分喷嘴的纵剖面,对于该双组分喷嘴来说所述中心销通过径向的斜撑件(Schwerter)和一个环定中心并且固定在所述液体喷嘴上,
图5是按第三种实施方式的按本发明的具有中心销的双组分喷嘴的纵剖面,
图6是按第四种实施方式的按本发明的无中心销的双组分喷嘴的纵剖面,
图7是用于将有待雾化的液体导入到按第五种实施方式的按本发明的双组分喷嘴的混合室中的液体喷嘴的纵剖面,
图8是图7的液体喷嘴的横截面,
图9是图5和图6中的用于对在按本发明的喷嘴上导引空气的涡旋组件进行说明的示意性的视图A-B,
图10是另外的用于对混合室中的涡旋组件进行说明的示意图,
图11是按本发明的第六种实施方式的按本发明的双组分喷嘴的纵剖面,
图12是按本发明的第七种实施方式的按本发明的双组分喷嘴的纵剖面,
图13是按本发明的第八种实施方式的按本发明的具有额外的蒙护空气喷嘴的双组分喷嘴的纵剖面,并且
图14是按本发明的第九种实施方式的按本发明的双组分喷嘴的出口区域的纵剖面。
具体实施方式
图2示出了按本发明的第一种实施方式的按本发明的双组分喷嘴的纵剖面,其中未以剖切方式示出中心销11。对于按本发明的双组分喷嘴来说,所述中心销11如此构成,使得液体不是作为围绕着圆周封闭的具有几乎恒定的层厚度的薄片而是主要以单个的并且相对实心的射流17离开销边缘44,在圆周上均匀的气流46不会阻碍所述射流17到达所述双组分喷嘴的混合室壁51。更确切地说,所述气流可以从所述液体射流17之间穿过并且形成仅仅稍微用液滴加载的中心喷射空气射流47,而所述液体则以较高的百分比作为膜29在混合室壁40上流向喷嘴出口。在所述喷嘴出口48上,这个液膜29在外面的环形缝隙气流32和34以及中心喷射气流47的作用下拉伸为很薄的薄片,所述薄片分解为较小的液滴。所述中心喷射气流47和液膜29为简明起见在中轴线50的左边绘出。
首先对本发明来说,重要的是,所述液体借助于中心销11仅仅通过有待雾化的流体的流动能量划分为分流也就是部分射流17,并且而后借助于这些冲击到所述混合室7的壁体40上的射流17在所述混合室7的壁体上形成液膜29。但是这个液膜29自然在所述将中心销11包围的混合室7的整个内壁上形成。
气态的流体通常是指压缩空气,通过入口100进入到所述混合室7中,所述入口100定义在中心的流体出口102与所述混合室7的内壁之间。所述混合室7从所述入口100一直延伸到喷嘴出口48。所述混合室7布置在喷嘴壳体104的内部。所述入口100如此定向和布置,使得其将所述气态的流体在平行于所述混合室7的壁体的情况下导入到混合室7中。所述混合室7包括具有长度L1的第一区段,在该第一区段中所述混合室以空心锥体的形式变细。在具有长度L2的第二区段中,首先经过一个具有最小直径N3的部位,其中紧接在该部位之后所述混合室7又以空心截锥体的形式扩大,直到所述混合室7在喷嘴出口或者喷嘴出孔22处终止。不过,也还在所述喷嘴的外部在喷嘴出口的下游进行进一步混合,但是这个区段不再称为喷嘴的混合室。所述入口100的中轴线由此平行于所述混合室的区段L1中的壁体40定向并且相对于所述混合室的区段L2中的壁体以小于30°的较小角度来定向,该角度相当于所述区段L1与L2中的双空心锥的不相等的张开角。进入到所述混合室7中的气态的流体通过摩擦力将所述混合室的壁体上的所形成的液膜29朝喷嘴出口48的方向推移。所述液膜29的一部分通过所述在区段L1中以高速气流的形式从所述液膜29的旁边流过的气态的流体已经如在图2中表明的一样雾化为液滴。不过由于所述气态的流体平行于所述混合室的壁体40而导入到所述混合室中并且也在所述混合室的第二区段L2中相对于所述混合室的壁体以平坦的角度得到导引,所以仅仅在所述按本发明的双组分喷嘴中出现微小的压力损失。事实已令人惊讶地表明,所述按本发明的双组分喷嘴已用所述气态的流体的比1bar小的压力就可以运行并且在这些微小的压力时就已经可以引起流体的非常均匀的雾化效果。所述流体借助于中心销11仅仅通过流体的运动能就分解为部分射流17,所述部分射流而后引起液膜29的形成,这也有助于所述按本发明的双组分喷嘴的微小的能量需求。
在所述按本发明的双组分喷嘴的在图2中示出的第一实施方式中,所述锥形的中心销11在其母线上设有沟槽14。这些沟槽14就象小的滴水嘴起作用。这些沟槽14产生分散的液体射流17,所述液体射流17在所述内壁40的进入到喷嘴45的混合室7中的区域51中冲击到该内壁40上并且在那里如愿地形成液膜29,而雾化空气46则通过楔件19在很大程度上不受阻拦地从相邻的液体射流17之间流过,参见图3。“在很大程度上不受阻拦”在此是指,所述液体射流17的仅仅一部分被雾化空气雾化为单个的液滴。但是由于所述雾化空气46必须从来自中心销11的液体射流17的旁边流过,所以雾化空气的远离所述混合室的壁体40流动的份额减速并且由此作出雾化功。但是首先防止形成更为快速的离开壁体40的中心喷射空气射流并且未加利用地离开喷嘴。
因为所述中心销11没有平坦的端面,而是设有构造为具有长度LP的蝌蚪尾巴15的形式的后随本体,所以防止在所述中心销11的扩大的区段的下游出现回流区域并且出现积水,所述积水而后又可能以较大的水滴的形式脱落。所述中心销11的背面因而按照本发明设有构造为细长的蝌蚪尾巴15的形式的后随本体并且由此具有双锥的形状。其中所述扩大的并且设有沟槽14的第一锥的长度短得多并且仅仅为所述后随本体的长度的大约四分之一。此外,在所述进入到混合室中的区段L1中的流动截面的走向在总体上设计为如此剧烈收敛的结构,使得所述蝌蚪尾巴15也经受通过气流引起的较高的剪应力。由此本来较小的到达所述蝌蚪尾巴15上的这个区段的液体量同样被拉开为较薄的液膜,所述液膜接下来分解为较小的液滴。
所述中心销11可以设计为十分不同的结构。也可以取代如在图4中示出的一样的尖锥而使用倒圆的形状。此外,所述沟槽14不是严格地在锥体-母线上伸展,而是也可以关于其而倾斜,使得所述液体射流17具有切向分量。
本发明的一个重要的方面在于,如果将所述内壁40的区域51上的整个液体流39传递到所述混合室7中,那么对于按本发明的双组分喷嘴的在图4中示出的实施方式来说在喷嘴横截面范围内又不会获得最佳的液体分布。用于雾化的压缩空气而后以压倒性的百分比在所述喷嘴的中轴线50的附近经过所述混合室区段L1和L2,因为在那里所述压缩空气在这种情况下没有因液滴群的流动阻力而减速。而后太大的气流在所述中间纵轴线50的附近经过所述喷嘴,而没有作出力求达到的雾化功。结果导致喷嘴的不必要的很高的能耗。按照本发明,成功地仅仅恰好将如此多的液体传递到所述壁体40上的液膜29中,使得自由飞动的液滴向气流施加足够高的制动阻力。而后所述空气可以不是在所述中轴线50的附近在未作功的情况下隧道贯穿(durchtunneln)所述喷嘴45的混合室的混合室区段L1和L2,并且也在所述液膜29的表面的附近在所述混合室壁40上出现较高的流速。压缩空气的在膜表面附近的较高的流速导致较高的作用于所述液膜的剪力。由此降低膜厚度并且在所述喷嘴出口48上由液膜29构成的液滴而后相应地比较小。
因此,按照本发明,如此设计所述中心销11的表面上的沟槽14的尺寸,从而不是全部的液体流39都转换为分散的液体射流17。更确切地说,在实心的液体射流17之间应该形成较薄的液体薄片18,所述液体薄片18仅仅以微小的流动阻力来对抗雾化空气并且在其能够达到所述混合室中的壁体40之前分解为较小的液滴,所述液滴被压缩空气带走。所述压缩空气必须使这些液滴加速,由此所述液滴不会在不受阻拦的情况下在所述轴线的附近突破到所述混合室中。因此,在所述喷嘴出口48的下游产生的液滴射流31也更确切地说是全锥射流。在没有这里所描述的措施的情况下,至少在喷嘴的液体流量较低时会产生空心的锥形射流。
对于较高的液体流量来说并且对于混合室中壁体40上的液膜29中的相应较高的液体流来说,膜表面是不稳定的。本发明的对液膜的稳定性极限所作的研究已经表明,液膜表面的在高速气流的影响下产生的不稳定性与滚动波(Rollwelle)的出现相关联。这些滚动波拥有如也可以从大海表面上的滚动波上可以看出的一样的气穴。在所述气穴到达膜表面时,被水包裹的气泡炸裂。在这种情况下出现较小的液滴。此外,所述液滴比较陡地从膜表面上升起。由此将液滴朝混合室中的中轴线50输送。这一点出于两种原因直至某种程度都是受欢迎的:
-在所述喷嘴的中轴线50附近的气流受到节制,因为其必须向这些液滴施加加速功;
-壁体40上的液膜29在其到达喷嘴出口48处之前失去其液体流的一部分。由此降低在所述喷嘴出口48上所必需的用于使液膜雾化的能量密度。由此产生用于在喷嘴出口上进行环形缝隙二次雾化的较低的压缩空气消耗。这也有益于用于雾化的能耗的降低。
但是,除了在所述中心销的表面上设计沟槽14之外,在所述分散的液体射流17的冲击区域中设计所述壁体40的区域51的做法也对在所述壁体上的液膜29中或者由暴露的液滴的整体所输送的液体份额具有较大的影响。对于所述液体射流17的非常平坦的冲击角α来说,所述液体射流17几乎完全被反射。而后又在所述喷嘴的中间纵轴线50的附近出现较高的液滴数密度并且因此出现不够的液滴分解度。对于太陡的冲击角α来说,冲击的液体射流17炸裂,并且在这种情况下转移到所述壁体上的液膜29中的液体也是不够的。最佳的角度范围不仅依赖于流动比率,而且也依赖于液体的材料特性。因此,这里几乎不可能狭隘地限制有利的角度范围。为所述液体射流17的在壁体40上的区域51中的冲击范围内的壁体切线与所述中心销11上的壁体切线之间的角度α设置了大约20°到70°的范围。
所述中心销11的在该中心销11的扩大的并且具有最大直径DP的第一区域中的有利的角度β按边界条件在较大的范围内变化。对于β来说,大约30°到90°的范围是有利的。销直径DP必须与液体入口DLN1(“L”代表着液体并且“N”代表着窄)的直径相关联。比例DP/DLN1应该处于二到五的范围内。
横截面N2(N代表着销边缘44与混合室壁51之间的环形缝隙20上的“窄”)并且N3(混合室中的在所述中心销11的尾端的下游的狭窄部位)不能自由选择。为了得到特别细小的液滴范围,在许多情况下会致力于在所述狭窄部位N3上达到用于二相流的声速。在所述中心销11的最大直径上的狭窄部位N2上,空气的流速不应该太高,因为而后来自销边缘44的液体不可能到冲到所述混合室7中的壁体40的区域51处,从而不会出现液膜形成情况。这里尺寸设计规则也极其复杂。根据通过经验进行的研究,横截面N2/N3的比例可以处于1到5的范围内。
横截面N4/N3的比例(横截面N3:拉瓦尔喷嘴的狭窄部位;N4:喷嘴出口横截面)也不能自由选择。对此必须清楚,压缩空气在液滴的加速及雾化过程中得到较高的压力损失。由此在穿过喷嘴的途中降低了压缩空气的密度。对于沿流动方向扩大的横截面来说,由此也会在亚音速流中出现气相的加速。这里也只能说明参考值。有利的是,按喷嘴的基础方案(过临界的压力比或者低压雾化),横截面比例处于N4/N3=1到3的范围内。
关于有关横截面尺寸的说明,用于重要的喷嘴区段的细长度的尺寸设计规则很困难。混合室壁的在狭窄部位N3处的弯曲不得太大,因为所述液膜29在这里不应该因超过有意义的尺度的惯性力而从壁体40上脱落。也需要一定程度的运行长度,用于使液滴在自由的飞行中雾化。为了列举参考值,请见以下尺寸设计范围:
-总长L相对于喷嘴出口上的直径N4:L/N4=3到10;
-所述狭窄部位N2与N3之间的区段的长度L1相对于总长L:L1/L=0.2到1.0;
-所述狭窄部位N3与N4之间的区段的长度L2相对于总长L:L2/L=0.1到0.8;
一个非常重要的方面也在于所述中心销11的设计结构。所述销必须在相对于进入的液体射流39的配属关系中以精确地定心的方式来安装。它必须由耐磨材料比如硬质合金或者碳化硅制成。图2和图4示出了一种解决建议,在该解决建议中通过分开的较小的液体喷嘴10将液体导入到所述双组分喷嘴的混合室中。所述中心销按照图2可以通过接片106关于混合室壁51来定心。有利的是,所述中心销通过接片与一个环相连接,该环则在混合室壁上与所述喷嘴壳体相连接。
图4示出了所述定心的另一种形式。所述中心销11在这里通过三个接片12或者斜撑件与圆筒形的压紧到所述液体喷嘴10上的止动环13相连接。这里不对所述喷嘴出口48及环形缝隙-二次雾化的设计进行详细探讨,关于这一点请参照国际专利申请WO 2007/098865 A1,该专利申请的内容就此包含在本申请中。
尤其在该国际专利申请中解释道,环形缝隙喷嘴包括多个环形布置的二次空气喷嘴,所述二次空气喷嘴不仅朝所述环形缝隙喷嘴的中间纵轴线倾斜,而且还额外地沿圆周方向同向倾斜。这些二次空气喷嘴的中轴线而后形成单叶双曲面的母线并且使流出的环形缝隙空气涡旋。单个的二次空气喷嘴可以构造为孔,但是将这些二次空气喷嘴构造为两个构件之间的空隙的做法也是有利的。比如喷嘴壳体的锥形斜切的端部设有按倾斜地咬合的锥齿轮的类型的空隙,所述空隙而后以微小的间距与环形缝隙喷嘴的内壁对置。
所述混合室在总体上具有长度L,因为不仅在收敛的区段L1中而且也还在发散的区段L2中从膜表面上脱落的液滴都混入到气流中。这个有时候也称为所述喷嘴的出口区段的区段L2因而还属于喷嘴的混合室。在液体薄片在喷嘴出口上被拉开并且雾化时,液滴的混合和产生也还在所述混合室的下游和外部进行。所述按本发明的喷嘴的混合区域由此包括混合室并且也还包括所述喷嘴出口下游的区域。
图5的剖面图示出了按本发明的双组分喷嘴的另一种优选的实施方式,其中中心销11又以未剖切的方式示出。喷嘴壳体150限定了所述混合室7的壁体,该喷嘴壳体150与在图2和图4中示出的喷嘴相比关于喷嘴壳体150与过渡件52旋紧为一根中心的喷管2这个方面构造为其它的结构。这对于喷嘴的功能来说虽然具有次要的意义。但是它要求将空气通孔59加入到锁紧螺母58中,利用该锁紧螺母58来将所述喷嘴壳体150保持在所述过渡件52上。这些用于压缩空气的空气通孔59的横截面必须设计为如此大小,使得这里不出现重要的压力损失。为有益于所述按本发明的双组分喷嘴的微小的能耗,压力损失应该如果可能的话结合所述液滴的尽可能细小的雾化才出现。
在按图2、3和4的实施方式中,通过以下方式有利地将液体流划分到与壁体相连的液膜上并且划分到暴露的液滴上,即进入到所述混合室中的液体射流设有额定破裂处。这些额定破裂处或者说具有减小的厚度的区域要么通过所述中心销的表面上的沟槽来产生,但是这样的额定破裂处也可以如下面还要借助于图7和8解释的一样通过在进入到混合室的入口上专门构造液体喷嘴这种方式来产生。但是如果将进气孔5移到离进入到混合室7中的液体射流39足够近的位置,所述液体射流39在未开沟槽的中心销11上分裂为均匀的液体罩41,并且如果在这里以足够的程度提高所述空气射流55的入口速度,那么所述空气射流55就将沟槽撕拉到液体罩41中。被所述压缩空气射流55从液膜41中扯出的或者犁出(auspflügen)的液体被空气雾化为细小的液滴。可是所述液体罩41的在相邻的压缩空气射流55之间的比较静止的区带之间的区段到达所述混合室中的壁体并且在那里产生表征预-薄膜形成-喷嘴并且尤其表征按本发明的双组分喷嘴的液膜29。
在图9中可以找到图5和图6中的用于说明所述入口的中轴线相对于所述喷嘴的中间纵轴线50的定向的示意性的视图AB。流入到所述混合室7中空气射流55不仅以角度γ朝中间纵轴线50倾斜,参见图5和图6,而且额外地拥有如在图9中通过所述空气射流55与中间纵轴线50之间的角度δ来表示的同向旋转的切向分量。对于这种配置来说,在混合室的走向中被加载液滴的单个的空气射流55绝不与所述喷嘴的中间纵轴线50相交。优选所述角度γ处于10°到30°的范围内并且所述角度δ处于5°到15°的范围内。用液滴加载的压缩空气射流55几乎在直线56上穿过所述混合室,参见图5和图6。关于所述中间纵轴线50,所述混合室中的二相流带有涡旋。所述直线56如在图10中示意性地示出的一样形成单页双曲面的母线。
由此实现三个结果:
-不受欢迎的较大的液滴通过离心力作用甩到喷嘴内壁上或者说甩到混合室壁40上并且在那里形成液膜29,所述液膜29在所述喷嘴出口上通过环形缝隙-二次-雾化而分解为较小的液滴;
-从所述喷嘴中喷出的带有涡旋的双材料射流拥有较大的射流张开角。这种效应可以通过所述环形缝隙空气34的同向扭转还显著地得到增强;
-如果使单个的空气射流指向喷嘴主轴线,那就势必出现风选效应。空气可能跟随所述狭窄部位N3上的通道轮廓,相反所述液滴则会通过惯性朝喷嘴主轴线或者中间纵轴线50推移。这引起实心的液滴中心射流。在这样的实心的液滴中心射流中,可能在喷嘴之外的液滴射流中甚至出现液滴的聚集,从而会形成较大的液滴,由此雾化质量决定性地受到不好的影响。这样的风选效应可以通过按本发明的设计方案得到避免。
图6的示意图示出了本发明的另一种优选的实施方式,在该实施方式中放弃了中心销。取而代之的是,将涡旋发生器43在液体喷嘴10中的合适的位置上在上游安装到混合室7中。在所示出的实施方式中,所述涡旋发生器43设置在所述液体喷嘴10的截锥状变细结构的上游,所述液体喷嘴10而后又转变为具有恒定的直径的圆筒形的区域并且而后又朝截锥状的区域中张开,而后在该截锥状的区域上又连接着所述混合室7。如此制造所述涡旋发生器43,使得其在实际上不代表着横截面闭锁,这比如可以通过液体喷嘴的壁体上的螺旋状伸展的沟槽结构在所述涡旋发生器43的区域中得到实现。通过涡旋的作用,在所述液体喷嘴10的高脚杯状的扩大部57中构成与壁体相连的液膜41,该液膜41同样以液体罩的形式在所述空气入口110的区域中脱落,通过所述空气入口110所述压缩空气射流55进入到混合室7中。所述压缩空气射流55将沟槽撕拉到所述液膜41中并且使所携带的液体雾化。在相邻的压缩空气射流55之间,也就是说在相邻的空气入口110之间,所述液膜41可以到达混合室40处并且在这里产生所期望的液膜29,所述液膜29在所述喷嘴出口8上在所述环形缝隙空气34的协作下雾化为较小的液滴。
所述环形缝隙空气34可以以已知的方式通过分开的环形室输送给所述环形缝隙。这尤其在能耗方面在所述环形缝隙空气的压力明显小于用所述入口110导入到孔5中的主雾化压缩空气的压力时是可取的。但是,在按本发明的双组分喷嘴的在图6中示出的实施方式中,被导送穿过所述混合室的主雾化压缩空气中的压力损失较低,因而喷嘴中的环形缝隙空气34可以从所述主雾化压缩空气中分支出来。这通过锁紧螺母58上的定心环61中的孔60来进行,利用所述锁紧螺母58来将所述喷嘴壳体150固定在过渡件52上。
所述按本发明的双组分喷嘴适合于含固体的液体的雾化,当然由此它们也适合于不含固体的液体的雾化。
在图7和8中示出了用在按图5和图6的按本发明的双组分喷嘴中的液体喷嘴10的另一种可能的设计方案。在此不是通过中心销的流入侧上的沟槽将进入到所述混合室中的实心的液体射流分解为单个射流,对于按图7的液体喷嘴10来说而是将在所述液体喷嘴10的壁体上具有有关系的作用的沟槽53布置在通往混合室的入口中。在图7中,示范性地设置了相应于四片的三叶草的沟槽结构。通过所述液体喷嘴10的壁体中的也可以很清楚地在按图8的剖面图中看出的沟槽53,液体射流在离开液体喷嘴10之后显示出切口,通过这些切口来积极地影响射流分解。所述液体喷嘴10的这样的配置的决定性的优点在于,所述液体入口的横截面未明显收窄。因此这一点很重要,因为可以向有待雾化的液体加载固体薄片,所述固体薄片可能会导致液体入口朝混合室移动。虽然对于三叶草形的几何形状来说用虚线在图8中绘出的内圈54的直径在横截面面积相同时比具有柱状的入口的内直径小一些;为此最大的横截面尺寸更大一些。并且因为所述固体薄片通常不是横向于主流动方向来布置,所以较大的薄片可以竖起地通过按图7和8的液体喷嘴10。
在本发明的范围内,在所述液体喷嘴10的壁体上也可以存在着其它的比如相应于三片的三叶草的沟槽结构。尤其也存在着将所述沟槽不是构造为与喷嘴轴线同轴的结构而是使其设有切向分力的可能性。在这种情况下,也实现进入到所述混合室中的液体的扭转,使得所述液体喷嘴10可以承担涡旋发生器的功能。
按本发明的双组分喷嘴的另一种实施方式在图11中示出。在这里重要的一点是,所述入口110或者说该入口的中轴线相对于所述喷嘴的中间纵轴线50歪斜地定向。如果所述入口110的中轴线由此延长并且围绕着中间纵轴线50旋转,那么所述中轴线就产生假想的将所述中间纵轴线50包围的旋转双曲面的外侧面,也参见图10。通过所述入口110的这样的布置,可以将流入的气态的流体置于旋转之中,由此如已经解释的一样有利于较小的流体滴的产生。这种实施方式提供这样的优点,即可以放弃锁紧螺母58中的孔环,见图6。在能耗方面,用按图11的喷嘴和按图12和13的有关系的喷嘴就已获得最佳的结果。
尽管所述入口110的中轴线相对于喷嘴的中间纵轴线50歪斜地布置,但是在图11中可以看出,来自输入管112的气态的流体通过多个入口110平行于混合室中的壁体114来导入。所述混合室对于在图11中示出的喷嘴来说具有双空心锥的形状。所述壁体114为空心截锥体形状并且一直延伸到狭窄部位116。所述混合室从所述狭窄部位116开始又稍许扩大,因而所述混合室的内壁118在这个处于所述狭窄部位116下游的第二区段中又拥有空心截锥体的形状,不过这个空心截锥体具有非常小的张开角。所述混合室在喷嘴出口120处终止,该喷嘴出口120同时形成喷嘴壳体122的处于下游的端部。所述喷嘴出口120以及整个喷嘴壳体122被环形缝隙空气管124所包围,该环形缝隙空气管沿流动方向看就在所述喷嘴出口120的后面不远处在环形缝隙开口126处终止。在所述环形缝隙开口126与喷嘴出口120之间限定了环形缝隙,环形缝隙空气通过该环形缝隙流出来,所述环形缝隙空气同样通过输入管112来输入并且在所述环形缝隙空气管124的内部从喷嘴壳体122的旁边流过。
为了在所述环形缝隙空气管124的内侧面与所述喷嘴壳体122的外侧面保证尽可能精确地调节环形缝隙空气宽度并且同时使所述环形缝隙空气涡旋,大约在所述狭窄部位116与喷嘴出口120之间的一半距离上在所述喷嘴壳体122与所述环形缝隙空气管124之间装入了涡旋体128。所述涡旋体128一方面支撑在喷嘴壳体122上并且另一方面支撑在环形缝隙空气管124上并且由此用于非常精确地调节环形缝隙宽度。除此以外,如已经提到的一样,借助于涡旋体128来使所述环形缝隙空气管124中的环形缝隙空气涡旋。所述涡旋体128越靠近所述环形缝隙开口126,就可以借助于该涡旋体128越精确地调节环形缝隙宽度。所述涡旋体128比如可以构造为盘片,该盘片从其外圆周起设有斜切的槽。
图14示出了为了涡旋产生并且为了环形缝隙空气管156的定心而将涡旋发生器154布置在喷嘴出口附近的情况。
所述喷嘴壳体122构造为双构件式的结构并且具有一个处于上游的区段130和一个处于下游的区段132。所述处于上游的区段130具有用于有待雾化的流体的入口134并且在该入口134的上游设有一个用于输入管136的连接法兰,所述输入管136则用于有待雾化的流体。在所述入口134的上游布置了一个收敛的区域,在所述入口134的下游则布置了一个发散的区域,该发散的区域而后一直延伸到所述混合室的壁体114。除此以外,处于上游的区段130具有多个入口110,在这些入口110中比如四个到八个在所述喷嘴壳体122的圆周范围内分布。所述处于上游的区段130在一个定位接片138处终止,该定位接片138延伸到所述混合室里面并且在该定位接片138上固定了双锥形的中心销140。所述定位接片138将所述中心销140在至少两侧上与所述喷嘴壳体122连接起来并且在所述处于上游的区段130与处于下游的区段132之间的分离处专门与所述喷嘴壳体122相连接。所述喷嘴壳体122的处于上游的区段130与处于下游的区段132借助于锁紧螺母142相结合。在取下所述锁紧螺母之后,所述喷嘴壳体122的区段130、132可以彼此分开并且所述中心销140可以与接片138一起移走并且比如在磨损的情况下被替换。
借助于不同地成形的中心销140,可以使所述喷嘴与不同的有待雾化的液体相匹配。所述中心销140比如也可以由硬质合金或者陶瓷制成。
在图11中示出的双组分喷嘴的作用原理原则上与已经借助于图2和5所描述的情况相同。所述中心销140在这里不仅在其朝向用于有待雾化的流体的入口134的尖端的区域中而且在其同样具有锥尖的形状的后随本体的区域中都设有光滑的表面。所述中心销140由此具有双锥的形状,其中所述后随本体比朝向所述入口134的尖端的双倍长度大一些。该中心销140从所述入口134的处于下游的端部一直延伸到所述狭窄部位116的区域中。在特定的前提下,在这里也有利的是,如在图3中示出的一样给所述中心销配设沟槽。
所述中心销140的后随本体如此构成和布置,使得其外壁平行于所述混合室的第一区段的壁体114伸展。所述混合室的第一区段中的壁体114与中心销140之间的也就是直到狭窄部位116的环形缝隙宽度由此保持恒定,而该混合室的自由的横截面则变细。
在喷嘴的运行中,有待雾化的流体经过所述入口134并且冲击到所述中心销140的尖端上。有待雾化的流体由此借助于其自身的运动能分解为沿所述中心销140的尖端流动的膜。这个膜而后在所述中心销140的最宽的部位144离开该中心销140并且绝大部分一直到达所述混合室的壁体114处。在所述壁体114上由此构成液膜,该液膜而后被气态的通过入口110流入的流体朝喷嘴出口120的方向推移。所述气态的流体通过所述入口120平行于壁体114来导入并且也平行于所述中心销140的后随本体的外壁流动。在所述混合室的处于下游的区段中也就是在所述狭窄部位116的下游,所述气态的流体以平坦的大约10°到15°的角度冲击到所述混合室中的壁体118上。这个平坦的冲击角提高所述气态的流体与所述壁体118上的液膜之间的剪应力并且由此使所述液膜顺利地被朝喷嘴出口120的方向推移。
对于所述混合室的壁体114、118上的液膜与所述气态的流体之间的相应的速度差来说,如此前借助于滚动波的产生已经解释的一样,所述液膜以足够的膜厚度在其穿过混合室的运动的过程中已经部分地分裂为液滴。对于这种部分的分裂来说,起决定性作用的是气体速度或者说作用于液膜上的剪应力以及膜厚。
在所述中心销140的最宽处144上离开该中心销之后,有待雾化的流体的一部分已经分解为单个的流体滴,因为通过所述入口110流入的流体必须经过所述液膜。在与所述壁体114相隔较远的区域中,所述气态的流体由此也被加载了流体滴,必须作出雾化功并且由此减速。在此,由用于产生新的液体表面也就是比如从全射流中产生液滴并且/或者将较大的液滴分解为较小的液滴的功、用于使液滴加速所必需的功以及用于克服气体与液体之间以及液体与壁体之间的摩擦力的功构成的总和被视为雾化功。以后由此避免这一点,即在所述混合室的处于狭窄部位116下游的第二部分中构成较快的中心喷射气流,所述中心喷射气流未作雾化功、没有或者仅仅微不足道地用液滴来加载并且基本上在未被利用的情况下离开所述喷嘴出口120。更确切地说,对于按本发明的喷嘴来说实现了这一点,即所述气流的核心区域在所述混合室的处于下游的部分中在所述狭窄部位116的下游用液滴来加载并且没有或者没有明显地比在所述壁体118的附近流动的区域流得快。
所述壁体118上的液膜而后在经过所述喷嘴出口120之后被拉开为较薄的液体薄片,所述液体薄片而后不仅被从所述混合室中流出的气态的流体而且被环形缝隙空气雾化为细小的液滴。
所述中心销如已经解释的一样可以设有通道或沟槽,用于产生分散的流体射流,所述流体射流而后冲击到所述混合室的壁体114上。
可以补充地规定,所述壁体114、118上的这种液膜的也仅仅部分的分解过程不必已经在所述喷嘴的内部开始。在较低的液体流量的区域中,所述液膜如此之薄,使得其也不会通过所述混合室内部的超声气流得到雾化。在这样的情况下,整个雾化过程只有在所述液膜被拉开为薄片并且被包在中心的从喷嘴出口120中喷出的雾化空气与环形缝隙气流之间才在所述喷嘴出口120上进行。只有在所述壁体114、118上的液膜中的液体流量较高时,所述膜流在实际上是不稳定的并且已经在所述混合室的内部出现部分的雾化,也就是在到达所述喷嘴出口120之前已进行了较长时间的部分雾化。
所述喷嘴出口120由所述喷嘴壳体122的处于下游的端部构成。为了避免液滴附着在所述喷嘴壳体122的端面上,这个将所述喷嘴出口120包围的端面、即所谓的前肩(Frontbankett)构造为尽可能狭窄的结构。在以特种钢来构造所述喷嘴壳体122时,这个环形的端面的宽度可以处于0.1mm与0.4mm之间,对于硬质合金结构来说可以处于0.2mm与0.5mm之间。由于这个端面的微小的宽度,所述喷嘴壳体122在喷嘴出口120的区域中对冲击敏感。为了保护所述喷嘴壳体122的对冲击敏感的前肩,所述环形缝隙空气管124沿流动方向稍微突出超过所述喷嘴壳体122的前肩。对于环形缝隙喷嘴来说,所述端面的宽度或者所述前肩的宽度不太关键,因为没有通过所述环形缝隙开口126流出液体并且由此在所述环形缝隙空气管124的前肩上也不会有液滴沉积。由于所述环形缝隙空气管沿流动方向比所述喷嘴壳体122稍微伸出一些,所以所述按本发明的双组分喷嘴的最佳功能可以与相对于冲击的不敏感性相组合。
在图12中示出了按本发明的双组分喷嘴的另一种实施方式。与在图11中示出的双组分喷嘴不同的是,设置了额外的管子148,该管子148从所述喷嘴壳体122延伸到输入管里面并且由此将用于入口110的空气输入部分与用于环形缝隙116的空气输入部分分开。所述按本发明的双组分喷嘴由此可以以特殊的净化方法来运行,方法是比如在用于有待雾化的流体的中心的输入管上加载负压,用于使通过孔110加入到所述混合室中的净化液不会通过出口120从喷嘴中流出来。而后通过回吸,将从所述环形缝隙中流出的并且未用净化液加载的空气通过所述混合室来吸回。如果通过孔110在未回吸情况下将所述净化液导入到混合室中,那么净化液势必从喷嘴出口中流出。在这种情况下,所述未用净化液加载的环形缝隙空气承担雾化义务。
在图13中示出了按本发明的第八种实施方式的按本发明的双组分喷嘴150的纵剖面。该双组分喷嘴150基本上与在图11中示出的双组分喷嘴结构相同,因而仅仅对相对于在图11中示出的双组分喷嘴的区别进行解释。作为在图11中示出的双组分喷嘴的构件的补充,按图13的双组分喷嘴150设有蒙护空气喷嘴152,该蒙护空气喷嘴152将具有环形缝隙开口126的环形缝隙喷嘴包围。在来自所述环形缝隙喷嘴的空气以较高的速度也就是几乎以声速喷出以便能够将液膜分解为细滴时,所述蒙护空气以较小的比如大约50m/s的速度离开所述蒙护空气喷嘴152。蒙护空气的任务是,将喷管的外皮也就是尤其所述输入管112的外皮在热方面与喷嘴的冷的核心分离,在此通过所述冷的核心来输送有待喷雾的液体。所述外皮应该保持较热的程度,用于在外皮上防止低于硫酸露点或者说水蒸汽露点的情况。由此可以在喷管的外皮上并且尤其也在限定了所述环形缝隙开口的环形缝隙喷嘴的区域中防止出现沉积物。喷管上的腐蚀现象的产生可以通过蒙护空气的加热来防止。
图14示出了按本发明的双组分喷嘴的另一种优选的实施方式的喷嘴出口的纵剖面。对于该喷嘴来说,所述环形缝隙喷嘴以特殊的方式来构成,方法是借助于涡旋体154所述环形缝隙的宽度在圆周范围内看不是构造为保持相同的结构。更确切地说,在来自所述喷嘴壳体158并且分段地支撑在环形缝隙空气管156上的涡旋体154中设置了空隙,所述空隙设计成与倾斜地啮合的锥齿轮相类似的结构。如可以在图14中看出的一样,所述涡旋体154布置在喷嘴出口的附近。通过所述涡旋体154的布置和特殊的设计,使流出的环形缝隙空气产生涡旋,所述涡旋导致较大的射流张开角。与在图11中示出的双组分喷嘴不同的是,由此所述涡旋体154一直前移至喷嘴入口。在此重要的是,就在所述喷嘴出口160上作为所述空隙的补充存在着一道环绕的环形缝隙。所述空隙之间的区段不得直接在所述喷嘴出口160上与所述环形缝隙空气管156的对置的壁体相接触,因为否则在这些区域中不进行环形缝隙二次雾化。抵靠在所述环形缝隙空气管156上的区域因此如可以在图14中看出的一样以反向于流出方向从喷嘴出口160上稍许后置的方式来安置。由此可以使所述环形缝隙空气管156相对于喷嘴壳体精确地定心并且由此精确地调节环形缝隙开口。因为所述中心体154的也称为定心尖端的抵靠在环形缝隙空气管156的内壁上的区段以从喷嘴出口160上稍许后置的方式来安置,所以这个也可以称为产生涡旋的干扰体的定心尖端的后随流动部分(Nachlaufstr?mung)可以在流动区域中在通向所述环形缝隙喷嘴的喷嘴出口160的途径上再次填满。
所述涡旋体154可以与喷嘴壳体158相连接或者甚至与喷嘴壳体158构造为一体结构。在图14所示的实施方式中,所述每个本身都形成一个二次空气喷嘴的空隙构造在那些在喷嘴出口的区域中对置的构件之间,也就是说构造在喷嘴壳体158与环形缝隙空气管156之间。通过这种方式,不仅可以实现所述环形缝隙空气管的精确的定心和所述环形缝隙宽度的精确调节,而且也可以提供在设计上简单的并且可以容易地制造的装置。
附图标记列表:
1      有待雾化的液体,用细颗粒和较大的衬面薄片来加载
2      中心的喷管,用于向双组分喷嘴的混合室输送液体
3      双材料-拉瓦尔喷嘴
4      用于将压缩气体输送给双组分喷嘴的喷管
5      用于将压缩气体导入到混合室中的孔
6      压缩气体,尤其压缩空气
7      双组分喷嘴的混合室,由一个初级的混合室区域L1和一个次级的混合室区域L2组成
8      双组分喷嘴9的出口N4
9      由压缩气体和液滴构成的进入到混合室中的双材料混合物
10     用于将液体导入到混合室中的液体喷嘴
11     用于基本上分解液体的中心销
12     中心销与液体入口喷嘴上的止动环之间的连接接片
13     用于液体入口喷嘴上的中心销的止动环
14     中心销上的沿母线的沟槽
15     中心销的具有长度LP的蝌蚪尾巴
16     中心销上的液膜
17     分散的从所述中心销的沟槽中喷出的液体射流
18     狭窄部位N2上的较薄的液体薄片,所述液体薄片分解为液滴
19     用于相邻的液体射流17之间的压缩空气的穿流楔件
20     中心销与混合室壁之间的狭窄部位N2上的横截面
21     狭窄部位N3上的横截面
22     狭窄部位N4上的横截面或者说喷嘴出口横截面
23     中心销DP的最大直径
24     初级的混合室区段的长度L1
25     次级的混合室区段的长度L2
26     混合室的总长L
27     中心销的锥角β
28     中心销上的切线与混合室壁上的切线之间的在冲击的液体射流的区域中的角度α
29     混合室壁上的液膜
30     从混合室壁上的液膜上脱落的液滴
31     在进入到次级的气态的流体比如烟气中的入口上的液滴射流
32     环形缝隙喷嘴
33     具有锥形的或者星形的横截面的环形缝隙
34     环形缝隙空气
35     用于双组分喷嘴的压缩空气供给的初级的压力室
36     用于通过混合室导送的雾化空气份额的压力室
37     用于集束进气喷嘴的环形缝隙空气的压力室
38     烟气或者说二次的气态的流体,在此朝所述烟气或者说二次的气态的流体中进行喷射
39     液体喷嘴10的出口上的液体射流
40     喷嘴内壁或者说混合室壁
41     罩状的液体薄片
42     较大的液滴的中心射流
43     通往混合室的液体输入管路中的涡旋体
44     中心销的边缘
45     较大的衬面薄片
46     进入到混合室中的入口上的气流
47     具有较小的液滴加载的中心喷射空气射流
48     喷嘴出口
49     空的
50     喷嘴轴线,喷嘴的中间纵轴线
51     在水射流17的冲击的区域中的混合室壁
52     从中心的喷管2到混合室或者说到液体喷嘴10的过渡件
53     所述液体喷嘴10的中心孔的壁体上的沟槽
54     具有沟槽的液体喷嘴的内圈直径
55     具有较高速度的压缩空气射流
56     直线,用于说明混合室中的用液滴加载的压缩气流的在很大程度上直线的走向
57     通往混合室7的液体喷嘴10的高脚杯状的扩大部
58     锁紧螺母
59     锁紧螺母58中的空气通孔
60     用于环形缝隙空气的溢流孔
61     锁紧螺母58上的用于环形缝隙喷嘴62的定心环
62     环形缝隙喷嘴
63     到99是空的
100    入口
102    中心的流体出口
104    喷嘴壳体
110    入口
112    输入管
114    混合室中的壁体
116    狭窄部位
118    混合室中的壁体
120    喷嘴出口
122    喷嘴壳体
124    环形缝隙空气管
126    环形缝隙开口
128    涡旋体
130    喷嘴壳体的处于上游的区段
132    喷嘴壳体的处于下游的区段
134    用于有待雾化的流体的入口
136    用于有待雾化的流体的输入管
138    定位接片
140    中心销
142    管子,用于分开环形缝隙空气输入部分与雾化空气输入部分
144    中心销140的最宽的部位
146    入口134的下游的锥状的扩大部
148    管子
150    双组分喷嘴
152    蒙护空气喷嘴
154    涡旋发生器
156    环形缝隙空气管
158    喷嘴壳体
160 喷嘴出口

Claims (23)

1.具有喷嘴壳体的双组分喷嘴,其中所述喷嘴壳体具有至少一个用于有待雾化的流体的第一流体入口、用于气态的流体的第二流体入口、混合室、喷嘴出口和将所述喷嘴出口包围的环形缝隙开口,其中在所述喷嘴壳体的内部设置了用于在所述混合室中的壁体上从有待雾化的流体中产生膜的机构以及用于将气态的流体导入到所述混合室中的入口,其特征在于,所述入口和混合室如此定向和构成,用于沿着所述双组分喷嘴的中间纵轴线(50)沿纵剖面看将所述气态的流体在基本上平行于所述壁体的情况下导入到所述混合室中,并且用于在所述混合室的内部在基本上平行的情况下使所述气态的流体从所述壁体的旁边流过,其中所述用于气态的流体的入口的中轴线相对于所述混合室的中间纵轴线(50)如此倾斜,使得所述入口的中轴线沿流动方向朝所述混合室的中间纵轴线收敛,并且其中所述用于气态的流体的入口的中轴线不与所述混合室的中间纵轴线(50)相交。
2.按权利要求1所述的双组分喷嘴,其特征在于,所述用于进入到混合室中的气态的流体的入口在所述混合室的长度的前三分之一中相对于所述壁体以0°与30°之间的角度定向。
3.按权利要求1或2所述的双组分喷嘴,其特征在于,所述入口的中轴线处于假想的旋转双曲面的外侧面上。
4.按权利要求1或2所述的双组分喷嘴,其特征在于,在所述混合室中进一步设置了流体滴加载机构,用于至少在远离具有液膜的壁体的并且没有由于液膜与气态的流体之间的摩擦而减速的区域中向所述气态的流体加载液滴。
5.按权利要求4所述的双组分喷嘴,其特征在于,所述流体滴加载机构具有中心销,其中用于有待雾化的流体的入口指向所述中心销的尖端并且所述中心销从所述尖端开始锥状地一直扩大到具有最大的直径的部位,其中所述混合室内部的气态的流体从所述中心销的具有最大直径的部位的旁边流过。
6.按权利要求1或2所述的双组分喷嘴,其特征在于,所述用于从有待雾化的流体中产生膜的机构在所述有待雾化的流体的流动途中具有至少一个障碍物,用于借助于所述有待雾化的流体的流动能量将其划分为分流。
7.按权利要求1或2所述的双组分喷嘴,其特征在于,所述用于从有待雾化的流体中产生膜的机构和/或所述流体滴加载机构具有中心销,其中用于有待雾化的流体的入口指向所述中心销的尖端并且所述中心销从所述尖端开始首先锥状地扩大。
8.按权利要求7所述的双组分喷嘴,其特征在于,所述中心销沿流动方向看紧接在具有最大直径的区域之后具有变细的后随本体。
9.按权利要求7所述的双组分喷嘴,其特征在于,所述中心销具有双锥的形状。
10.按权利要求8所述的双组分喷嘴,其特征在于,所述混合室中的壁体以基本上平行于所述中心销的变细的后随本体的方式来布置。
11.按权利要求8所述的双组分喷嘴,其特征在于,所述混合室的自由的流动横截面沿流动方向看在所述中心销的后随本体的走向中减小。
12.按权利要求1或2所述的双组分喷嘴,其特征在于,在所述混合室中设置了中心销,其中用于有待雾化的流体的入口指向所述中心销的尖端并且所述中心销从所述尖端锥状地一直扩大到具有最大直径的部位,其中所述混合室内部的气态的流体从所述中心销的具有最大直径的部位的旁边流过,其中所述中心销沿流动方向看紧接在所述具有最大直径的区域之后具有变细的后随本体,并且其中所述用于进入到混合室中的气态的流体的入口的中轴线沿着所述双组分喷嘴的中间纵轴线(50)沿纵剖面看以基本上平行于所述中心销的后随本体的外壁的方式来布置。
13.按权利要求1或2所述的双组分喷嘴,其特征在于,中心销构造为双锥的形状,其中所述混合室的具有最小横截面的区域布置在所述双锥的处于下游的尖端的水平高度上。
14.按权利要求1或2所述的双组分喷嘴,其特征在于,所述混合室的自由的横截面首先变细并且而后紧接在具有最小横截面的区域之后保持该横截面或者再次扩大。
15.按权利要求14所述的双组分喷嘴,其特征在于,所述构造为空心截锥体的形式的混合室首先变细并且从具有最小横截面的部位开始以另一个空心截锥体的形式再次扩大,其中所述用于进入到混合室中的气态的流体的入口的中轴线沿着所述双组分喷嘴的中间纵轴线(50)沿纵剖面看平行于所述混合室的内壁在变细的空心截锥体中定向。
16.按权利要求1或2所述的双组分喷嘴,其特征在于,所述用于从有待雾化的流体中产生膜的机构具有中心销,其中用于有待雾化的流体的入口指向所述中心销的尖端并且所述中心销借助于至少两个径向延伸的接片与所述限定了混合室的一面壁体的喷嘴壳体相连接。
17.按权利要求1或2所述的双组分喷嘴,其特征在于,所述将喷嘴出口包围的环形缝隙开口定义在限定了所述混合室的一面内壁的喷嘴壳体与环形缝隙管之间,其中在所述环形缝隙开口的上游在所述喷嘴壳体与所述环形缝隙管之间布置了涡旋体。
18.按权利要求1或2所述的双组分喷嘴,其特征在于,设置了至少分段地将所述环形缝隙开口包围的蒙护空气喷嘴。
19.用于对流体进行雾化的方法,该方法借助于具有至少一个用于气态的流体的流体入口和至少一个用于有待雾化的流体的流体入口以及一个混合室的双组分喷嘴实现,该方法具有以下步骤:
-在所述混合室中的壁体上从有待雾化的流体中产生膜,
-沿着所述双组分喷嘴的中间纵轴线(50)沿纵剖面看在所述混合室的内部从气态的流体中产生气流,该气流基本上平行于所述混合室的壁体导入到所述混合室中,并且其中所述气态的流体基本上平行地从所述混合室内部的液膜旁边流过,其中所述用于气态的流体的入口的中轴线相对于所述混合室的中间纵轴线(50)如此倾斜,使得所述入口的中轴线沿流动方向看朝所述中间纵轴线收敛并且其中所述用于气态的流体的入口的中轴线不与所述混合室的中间纵轴线(50)相交,
-在所述混合室下游的环形缝隙开口上从气态的流体中产生环形缝隙流,并且
-在所述环形缝隙开口上使所述膜雾化。
20.按权利要求19所述的方法,其特征在于,在所述混合室的内部至少在远离具有由有待雾化的流体构成的膜的区域中给由气态的流体构成的流体流加载由有待雾化的流体构成的流体滴。
21.按权利要求19或20所述的方法,其特征在于,借助于由有待雾化的流体构成的流体流的流动能量来将所述由有待雾化的流体构成的流体流划分为分流。
22.按权利要求19或20所述的方法,其特征在于,
-从气态的流体中产生蒙护气流,所述气态的流体至少直接在所述环形缝隙开口的下游将所述环形缝隙气流包围。
23.按权利要求22所述的方法,其特征在于所述蒙护气流的加热。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120101185A (ko) * 2009-10-26 2012-09-13 오시마 고교 가부시키가이샤 절수 밸브
EP2407069A1 (de) * 2010-07-12 2012-01-18 Bleckmann GmbH & Co. KG Dynamischer Durchlauferhitzer
US8430379B2 (en) * 2010-10-27 2013-04-30 Ido Goldstein Apparatus for dispensing fog
JP5752973B2 (ja) * 2011-03-30 2015-07-22 Jfeエンジニアリング株式会社 流体微粒化ノズル、流体微粒化ノズル装置、流体微粒化装置
US9074969B2 (en) 2012-04-18 2015-07-07 Cooper Environmental Services Llc Sample fluid stream probe
KR102047441B1 (ko) 2012-05-15 2019-11-21 블랙만 게엠베하 코. 카게 나선 동적 유동 관통 히터
JP6108427B2 (ja) * 2012-06-21 2017-04-05 ヤンマー株式会社 尿素水噴射ノズル
JP6029375B2 (ja) * 2012-08-06 2016-11-24 三菱日立パワーシステムズ株式会社 噴霧ノズル及びそれを備えたバーナ並びに燃焼装置
WO2014062076A1 (en) * 2012-10-17 2014-04-24 Schlumberger Canada Limited Multiphase burner
EP2808087B1 (en) * 2013-05-28 2019-02-27 Valmet Technologies, Inc. Device for treating a fibre web
JP6166103B2 (ja) * 2013-06-04 2017-07-19 ヤンマー株式会社 尿素水噴射ノズル
WO2014205255A1 (en) * 2013-06-19 2014-12-24 Spraying Systems Co. Internal mixing air atomizing spray nozzle assembly
CN103623944B (zh) * 2013-11-27 2016-05-25 上海烟草集团有限责任公司 滤棒成型机多功能胶水喷嘴
US10226778B2 (en) * 2014-06-30 2019-03-12 Carbonxt, Inc. Systems, lances, nozzles, and methods for powder injection resulting in reduced agglomeration
DE102014219275A1 (de) * 2014-09-24 2016-03-24 Siemens Aktiengesellschaft Zündung von Flammen eines elektropositiven Metalls durch Plasmatisierung des Reaktionsgases
CN107107080B (zh) * 2014-10-09 2019-11-12 喷雾系统制造欧洲有限公司 雾化器喷嘴
EP3015173B1 (en) 2014-10-29 2017-09-06 PNR Italia S.r.l. Internal mix air atomizing spray nozzle
DE102015114202A1 (de) * 2015-07-17 2017-01-19 Sms Group Gmbh Sprühkopf zur Kühlschmierung mindestens eines Gesenks einer Umformmaschine sowie Verfahren zur Herstellung eines derartigen Sprühkopfs
US9746397B2 (en) 2015-07-20 2017-08-29 Cooper Environmental Services Llc Sample fluid stream probe gas sheet nozzle
JP6879571B6 (ja) 2015-08-28 2021-06-30 リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ ミネソタ 流体流れを混合するノズルおよび方法
JP6593592B2 (ja) * 2015-10-13 2019-10-23 株式会社いけうち リターン式スプレーノズル
CN105345675B (zh) * 2015-11-03 2019-04-05 吉首大学 气旋水直喷式带砂冲洗装置
US10304705B2 (en) * 2015-12-10 2019-05-28 Beijing Naura Microelectronics Equipment Co., Ltd. Cleaning device for atomizing and spraying liquid in two-phase flow
WO2017117682A1 (en) * 2016-01-06 2017-07-13 1887168 Alberta Ltd. Mixing head
DE102017100438A1 (de) 2017-01-11 2018-07-12 Sms Group Gmbh Zweistoffdüse, Sprühkopf sowie Verfahren zum Zerstäuben eines Gemisches aus Sprühmittel und Sprühluft mittels einer Zweistoffdüse
CN106890734B (zh) * 2017-03-01 2019-01-15 福建省雾精灵环境科技有限公司 一种应用于公交站的水雾喷头
US10478840B2 (en) * 2017-06-28 2019-11-19 Indian Oil Corporation Limited Apparatus and method for converting liquid stream into fine droplets
JP6423495B1 (ja) * 2017-07-21 2018-11-14 株式会社メンテック ノズルキャップ、それを備えたノズル装置及び薬液の散布方法
CN109464679B (zh) * 2017-09-08 2023-06-20 宁波方太厨具有限公司 消毒柜及消毒方法
CN109504457B (zh) * 2017-09-15 2024-04-16 通用电气神华气化技术有限公司 撞击式混合雾化装置及方法
US11161128B2 (en) 2017-11-14 2021-11-02 General Electric Company Spray nozzle device for delivering a restorative coating through a hole in a case of a turbine engine
US11534780B2 (en) 2017-11-14 2022-12-27 General Electric Company Spray nozzle device for delivering a restorative coating through a hole in a case of a turbine engine
CA3082711A1 (en) * 2017-11-15 2019-05-23 H. Ikeuchi & Co., Ltd. Chemical liquid spraying apparatus
WO2019241488A1 (en) 2018-06-14 2019-12-19 Regents Of The University Of Minnesota Counterflow mixer and atomizer
CN108772218B (zh) * 2018-06-29 2020-09-22 新沂市锡沂高新材料产业技术研究院有限公司 一种涡流式清洗喷射装置
CN110801950A (zh) * 2018-08-05 2020-02-18 大连理工大学 一种带部分扭转式窄缝型喷孔的喷嘴
WO2020124263A1 (en) * 2018-12-21 2020-06-25 Nanorial Technologies Ltd. Apparatus, methods, and systems for mixing, dispersing substances
US11002191B2 (en) 2019-01-04 2021-05-11 Ge Aviation Systems Llc Electric machine with non-contact interface
JP7272161B2 (ja) * 2019-07-31 2023-05-12 セイコーエプソン株式会社 液体噴射装置
CN114641556B (zh) * 2019-11-13 2024-03-01 托普索公司 用于烃流的卤化物去除洗涤系统
US20230001434A1 (en) * 2019-12-23 2023-01-05 Kawasaki Motors, Ltd. Coating liquid mixing device, and coating liquid mixing method
US11541406B2 (en) 2020-03-30 2023-01-03 Medmix Switzerland Ag Spray nozzle
DE102020110544A1 (de) 2020-04-17 2021-10-21 Voith Patent Gmbh Dampfblaskasten mit Dampfkonditionierung
CN111761072B (zh) * 2020-07-01 2021-11-09 西安交通大学 一种用于超临界水热合成纳米金属粉体的多段射流高效混合装置与方法
EP4210876A1 (en) * 2020-09-09 2023-07-19 Spraying Systems Co. Liquid dispensing spray nozzle assembly
CN112275155B (zh) * 2020-10-29 2022-06-03 江苏中海华核环保有限公司 一种放射性废树脂射流搅拌装置
CN112589109B (zh) * 2020-11-27 2022-03-25 佛山市中研非晶科技股份有限公司 气雾化制粉方法及应用其的气雾化制粉系统
CN112604836A (zh) * 2020-12-17 2021-04-06 黑龙江省农业机械工程科学研究院绥化农业机械化研究所 玉米料液雾化喷嘴
CN113058760B (zh) * 2021-04-02 2022-10-25 林晨煜 一种传动轴的喷塑设备及其控制方法
DE102021112492A1 (de) 2021-05-12 2022-11-17 MTU Aero Engines AG Luftbefeuchtungsvorrichtung, Verfahren zum Betreiben einer Luftbefeuchtungsvorrichtung und System, aufweisend zumindest eine Luftbefeuchtungsvorrichtung
DE102021205915A1 (de) * 2021-06-10 2022-12-15 Hansgrohe Se Topfförmige Brausestrahlaustrittsdüse und Brause
CN113441301B (zh) * 2021-07-21 2022-10-11 北京航空航天大学 一种用于剪切稀化流体雾化的单相内剪切喷嘴
DE102022105076A1 (de) 2022-03-03 2023-09-07 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Zufuhreinrichtung, Brennersystem und Verfahren
CN114743900A (zh) * 2022-04-25 2022-07-12 北京北方华创微电子装备有限公司 汽化系统以及半导体工艺设备

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US500005A (en) * 1893-06-20 Rotary fan
US657579A (en) * 1899-08-16 1900-09-11 David Grear Fuel injector and burner.
DE29519351U1 (de) * 1995-12-06 1996-03-07 Heng, Ping-Fa, Lu-Chu, Taoyuan Zerstäuber zum Erzeugen von Sprühnebel
EP0769655A2 (de) * 1995-10-21 1997-04-23 Asea Brown Boveri Ag Airblast-Zerstäuberdüse
DE10314941A1 (de) * 2003-04-02 2004-10-14 Alstom Technology Ltd Brennstoffinjektionseinrichtung für Gasturbinenbrenner

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT1181772B (it) * 1985-03-06 1987-09-30 Ital Idee Srl Bruciatore a fiamma libera con polverizzazione turbolenta mediante gas combusti
JPS6234624U (zh) * 1985-08-14 1987-02-28
SU1767288A1 (ru) * 1989-11-03 1992-10-07 Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектно-Конструкторский Институт Нефтяного Машиностроения Форсунка
JPH05332515A (ja) * 1992-05-29 1993-12-14 Osaka Gas Co Ltd 燃焼ノズル
JPH0641856U (ja) * 1992-11-17 1994-06-03 株式会社イナックス 噴霧ノズルを用いた燃焼機具
GB9326367D0 (en) * 1993-12-23 1994-02-23 Rolls Royce Plc Fuel injection apparatus
US5678766A (en) 1995-07-19 1997-10-21 Peck; William E. Foam nozzle
FR2779805B1 (fr) * 1998-06-15 2000-07-21 Air Liquide Injecteur de combustible sous forme de brouillard pour bruleur a fioul et bruleur muni d'un tel injecteur
RU2171427C2 (ru) * 1999-09-20 2001-07-27 Федеральное государственное унитарное предприятие Конструкторское бюро химавтоматики Соосно-струйная форсунка
US6863228B2 (en) 2002-09-30 2005-03-08 Delavan Inc. Discrete jet atomizer
DE10319582B4 (de) 2003-04-24 2007-03-22 Lechler Gmbh Zweistoffsprühdüse
DE102006009147A1 (de) 2006-02-24 2007-08-30 Wurz, Dieter, Prof. Dr.-Ing. Zweistoffdüse mit Weitwinkelstrahl
DE102007034549A1 (de) 2007-07-22 2009-01-29 Wurz, Dieter, Prof. Dr.-Ing. Energiespardüse mit Druckluftunterstützung
EP2190555B1 (en) * 2007-09-04 2012-04-25 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Spray nozzle manifold and process for quenching a hot gas using such an arrangement
DE102007044272A1 (de) 2007-09-17 2009-04-02 Wurz, Dieter, Prof. Dr.-Ing. Vielloch- oder Bündelkopfdüse ohne und mit Druckluftunterstützung

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US500005A (en) * 1893-06-20 Rotary fan
US657579A (en) * 1899-08-16 1900-09-11 David Grear Fuel injector and burner.
EP0769655A2 (de) * 1995-10-21 1997-04-23 Asea Brown Boveri Ag Airblast-Zerstäuberdüse
DE29519351U1 (de) * 1995-12-06 1996-03-07 Heng, Ping-Fa, Lu-Chu, Taoyuan Zerstäuber zum Erzeugen von Sprühnebel
DE10314941A1 (de) * 2003-04-02 2004-10-14 Alstom Technology Ltd Brennstoffinjektionseinrichtung für Gasturbinenbrenner

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Publication number Publication date
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