CN109569390A - 一种超声波油燃料气化装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种超声波油燃料气化装置，包括带内腔室的壳体、滤网件或滤网筒、超声波换能器、超声波发生器、喷油进气模块，壳体上设有连通输入端口与输出端口，喷油进气模块设置于输入端口上，滤网件或滤网筒的网孔孔径为0.1mm‑10mm，滤网件或滤网筒布置于内腔室中，超声波换能器设置于壳体并与滤网件或滤网筒相连接，以驱动滤网件或滤网筒作超声高频振荡。本装置利用超声波对多层滤网件或滤网筒产生超声高频振荡，使喷入内腔室的油燃料与空气，依序穿过作超声高频振荡运动的各层滤网件或滤网筒时，被层层拦截并施以数以千万次的切割，令喷射入液态油燃料被击碎雾化状并与空气充分、均匀混合一起，最后输出所需燃烧混合气体供利用。

Description

一种超声波油燃料气化装置

技术领域

本发明涉及油燃料的雾化或气化处理领域，特别是一种能将柴油、煤油雾化或气化处理的装置或设备。

背景技术

目前，柴油、煤油等燃油的雾化，主要有两种方式：一种是压力式机械雾化，即利用高压的作用， 将燃油通过旋流装置达到一个很高的旋转速度，再经过喷嘴进一步加速而破裂成细小油滴，达到雾化的目的；这种方式里有简单机械雾化和回流机械雾化两种最主要的方式。另一种是介质参与下的机械雾化，介质参与下的机械雾化有蒸汽雾化和空气雾化，利用高压介质吹散油燃料，使油燃料破裂成细小颗粒滴，达到雾化的。例如，采用蒸汽介质的雾化过程就叫做蒸汽雾化，而采用空气介质的雾化过程就叫空气雾化，空气雾化需要配备加压的雾化空气系统。

然而，目前现有的油燃雾化方式亦还存在一定的不足，主要体现在：采用以前面所述方式将油燃料破裂成细小颗粒滴，还不够细腻，使雾化后的油燃料在实际利用过程中，还存在燃烧不充分、利用不充分的情形。燃烧不充分、利用不充分，就会产生较油燃料气味，这些油燃料气味就会对周围的环境造成污染，而且还使油燃料造成较大损耗与浪费，不利于节约资源，加大了油燃料运用成本。因此，本申请人认为，十分必要重新开发另一种雾化或气化方式，来替换现有的油燃料雾化方式，以使油燃料的利用更为充分、利用率更高、更环保节能。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题和不足，提供一种超声波油燃料气化装置，本装置利用超声波对多层滤网件或滤网筒产生超声高频振荡，使喷入内腔室的油燃料与空气，依序穿过作超声高频振荡运动的各层滤网件或滤网筒时，被层层拦截并施以数以千万次的切割，令喷射入液态油燃料被击碎雾化状并与空气充分、均匀混合一起，最后输出所需燃烧混合气体供利用；本发明能令油燃料充分、细腻地与空气均匀、混合为一体，形成所需的燃烧混合气体，燃烧更充分，能杜绝或大幅度降低对周边环境的污染与影响，同时也使油燃料的利用更为充分、利用率更高、更环保节能。

本发明由如下二种技术方案来实现本发明所提出的目的：

一种是：一种超声波油燃料气化装置，其特点在于：包括带内腔室的壳体、若干滤网件、超声波换能器、超声波发生器、喷油进气模块，其中所述壳体的两端上分别设有连通内腔室的输入端口与输出端口，所述喷油进气模块设置于输入端口上；所述喷油进气模块上设有喷油接入口、压缩空气接入口及预混腔室；所述各滤网件的网孔孔径为0.1mm-10mm，各滤网件分别布置于内腔室中，并在滤网件与滤网件之间还形成有缓冲腔室；所述超声波换能器设置于壳体，并且超声波换能器上设有的振子端与各滤网件相连接一起，以驱动各滤网件分别作超声高频振荡；所述超声波换能器与超声波发生器相电连接一起。

在前述方案的基础上，进一步地，所述各滤网件为板状结构的滤网工件，各个滤网工件依序竖向横置于内腔室中，并在滤网工件与滤网工件之间还形成有缓冲空腔；所述超声波换能器的振子端与各滤网工件的侧边相固定连接。

另一种是，一种超声波油燃料气化装置，其特点在于包括带内腔室的壳体、内网筒、外网筒、超声波换能器、超声波发生器、喷油进气模块，其中所述壳体的两端上分别设有连通内腔室的输入端口与输出端口，所述喷油进气模块设置于输入端口上；所述喷油进气模块上设有喷油接入口、压缩空气接入口及预混腔室；所述内网筒与外网筒的网孔孔径为0.1mm-10mm，所述内网筒嵌套于外网筒中，并在内网筒的外壁与外网筒的内壁之间还形成有缓冲空腔；所述内网筒与外网筒一起设置于内腔室中，且内网筒的一端设置有与输入端口相连接一起的进料口，该内网筒的另一端呈封闭状设置；所述外网筒的两端呈封闭状设置，在外网筒的外壁与内腔室的内腔壁之间还形成有走气通道，该走气通道与输出端口相连接一起；所述超声波换能器设置在位于内网筒封闭端位置的壳体上，且该超声波换能器上设有的振子端与内网筒的封闭端相连接，以驱动内网筒作超声高频振荡；所述超声波换能器设置在位于外网筒封闭端位置的壳体上，且该超声波换能器上设有的振子端与外网筒相连接，以驱动外网筒作超声高频振荡；所述超声波换能器与超声波发生器相电连接一起。

在前述方案的基础上，进一步地，所述内网筒与外网筒之间还嵌套有次内网筒，在次内网筒的外壁与外网筒的内壁之间还形成有缓冲空腔，在次内网筒的内壁与内网筒的外壁之间还形成有缓冲空腔；所述次内网筒的网孔孔径为0.1mm-10mm，且次内网筒的两端呈封闭状设置；所述超声波换能器设置在位于次内网筒封闭端位置的壳体上，且该超声波换能器上设有的振子端与次内网筒的封闭端相连接，以驱动次内网筒作超声高频振荡。

本发明的有益效果：（1）本发明利用超声波对多层滤网件或滤网筒分别产生超声高频振荡，使喷入内腔室的油燃料与空气，依序穿过作超声高频振荡运动的各层滤网件或滤网筒时，被层层拦截并施以数以千万次的切割，令喷射入液态油燃料被击碎雾化状并与空气充分、均匀混合一起，最后输出所需燃烧混合气体供利用。（2）本发明与传统的压力式机械雾化方式、介质参与下的机械雾化方式相比之下，传统的压力式机械雾化方式是靠高压喷嘴喷射形成，无法与燃料所需的空气充分混合，极易产生燃烧不充分、污染周边环境、油燃料损耗大、不环保的问题；而传统的介质参与下的机械雾化方式，是靠高压的蒸汽或空气直接冲散油燃料，使油燃料与蒸汽或空气混合一起，来得到燃烧混合气体的，这种方式也容易存在冲散均匀较差、油气混合均匀不一，同样是容易产生燃烧不充分、污染周边环境、油燃料损耗大、不环保的问题。而本发明则采超声高频振荡滤网，对输入油燃料与空气进行层层拦截与切割，能令油燃料充分、细腻地与空气充分、均匀混合为一体，形成所需的燃烧混合气体，这种燃烧混合气体的燃烧更充分，无异味产生，能杜绝或大幅度降低对周边环境的污染与影响，同时也使油燃料的利用更为充分、利用率更高、更环保节能。（3）本发明具有结构设计科学、合理，实施容易、简单，可以加工成生产各种各样的规格与型号，来满足不同行业的对柴油、煤油等油燃利用需要。

附图说明

图1为本发明的方案一的结构原理示意图。

图2为本发明的方案二的结构原理示意图。

具体实施方式

实施例一：

如图1所示，本发明所述的一种超声波油燃料气化装置，包括带内腔室11的壳体1、若干滤网件2、超声波换能器3、超声波发生器4、喷油进气模块5、ECU电路板20等。

又如图1所示，所述壳体1的两端上分别设有连通内腔室11的输入端口12与输出端口13，所述喷油进气模块5设置于输入端口12上。所述喷油进气模块5上设有喷油接入口51、压缩空气接入口52及预混腔室53，所述预混腔室53为喷油接入口51与压缩空气接入口52输入到喷油进气模块5上的交汇混合暂缓腔室。

为了保证油燃料的气化效果，所述各滤网件2的网孔孔径为0.1mm-10mm，各滤网件2分别布置于内腔室11中，并在滤网件2与滤网件2之间还形成有缓冲腔室14，这个缓冲腔室14为给空气与油燃料充分混合的缓冲室，以使油燃料能够更好地受到滤网件2切割。所述滤网件2上的网孔与相邻滤网件2上的网孔呈相互错位设置，以起到更好延缓空气与油燃料的直冲通过，使它们混合得更为充分、更细腻、颗粒感更为细小。在具体实施时，可以根据油燃料的油品或质量不同，选择不同孔径的滤网件，作为具体的实施方案。例如应用于重油作为油燃料时，由于重油的杂质较多，为了防止网孔的堵塞，则需要选用孔径较大的滤网件，例如孔径选用5mm的滤网件。而当应用轻质柴油时，为了确保其优良的气化效果，则滤网件适宜选用孔径较小的滤网件，例如孔径选用0.5mm的滤网件。

此外，在具体实施时，还可以这样设计，以输入端口12到输出端口13为顺序方向，位于或靠近输入端口12位置的滤网件2，可以选择孔径较大的滤网件，例如孔径选用1mm的滤网件2；接着的第二重滤网件2，则可以选择孔径略小的滤网件2，例如孔径选用0.5mm的滤网件2；再接着的第三重滤网件2，则可以选择孔径再略小一些的滤网件2，例如孔径选用0.25mm的滤网件2的。如此类推地进行设计与运用。

如图1所示，所述超声波换能器3设置于壳体1，并且超声波换能器3上设有的振子端与各滤网件2相连接一起，以驱动各滤网件2分别作超声高频振荡；所述超声波换能器3与超声波发生器4相电连接一起。在壳体1加工时，可以预先在壳体1上的预定位置，加工出安装腔孔，超声波换能器3设置于该安装腔孔中，超声波换能器3的振子端伸入到内腔室11中与滤网件2相连接一起。

为了进一步地优化本发明的装配结构，如图1所示，所述各滤网件2加成为板状结构的滤网工件，各个滤网工件依序竖向横置于内腔室11中，并在滤网工件与滤网工件之间还形成有缓冲空腔14，这些缓冲空腔14，可以令油燃料与空气的混合体在停留，等待通过滤网的切割与打碎。所述超声波换能器3的振子端与各滤网工件的侧边相固定连接。另外，各滤网件2的四周边上还包覆有一层缓冲胶垫圈30，这个缓冲胶垫圈30起到这二方面的作用：一是，提升滤网件2振动的效果，减少与壳体1的共振；二是，作为滤网件2的侧边与壳体1之间的密封性，以防止气体或油燃料从它们之间的缝隙穿过，而不经滤网件2。

另外，为了便于壳体1加工与制作，以及便滤网件2的检修，如图1所示，所述壳体1由中间筒壳101、左端壳102、右端壳103构成。所述输入端口12设置于左端壳102上，所述输出端口13设置于右端壳103上。所述左端壳102与中间筒壳101之间以螺纹的方式组装一起，或者以法兰结构方式固定一起。同理，所述右端壳103与中间筒壳101之间也是以螺纹的方式组装一起，或者以法兰结构方式固定一起。在左端壳102与中间筒壳101之间、右端壳103与中间筒壳101之间还分别设置有密封圈40，以确保它们之间连接的密封性。此外，为了方便本发明的固定安装，在壳体1上还设有带孔的固定凸耳50。

为了提高本发明运行时的自动化与智能化，减少人工的界入，如图1所示，所述喷油进气模块5上还设有连接预混腔室53的气压传感器6，在喷油进气模块5的喷油接入口51与压缩空气接入口52上还分别连接有流量控制电磁阀7。以及在输出端口13上还分别设有气体浓度传感器8与流量控制电磁阀7，以便于自动控制混合气体的油浓度、出气量等。同时，在壳体1上还设有与内腔室11相连接的温度传感器9和带显示屏的压力传感器10，透过温度传感器9便掌握本发明的运行的工作温度，以及壳体1内部的压力等数据，以实现本发明的安全、可靠运行。

如图1所示，所述气压传感器6、流量控制电磁阀7、气体浓度传感器8、温度传感器9、压力传感器10上设置有的电信号端分别通过电线与ECU电路板20相电连接一起，以便实现ECU电路板20的统一控制与管理。同时，所述超声波发生器4也是与ECU电路板20相电连接一起，以便在ECU电路板20的统一控制下工作。所述ECU电路板20为带有可以编程IC芯片的电路板装置，通过编程方式，可以实现本发明的自动化、智能化管理与控制。例如，控制压缩空气进入量、油燃料的进入量，由ECU电路板20驱动流量控制电磁阀7来实现；例如，也可以控制输出端口13的出气量，这个可以由ECU电路板20驱动流量控制电磁阀7来实现；又例如，通过气体浓度传感器8来监测输出端口13的混合气体的浓度，来调节和控制压缩空气进入量、油燃料的进入量等等；还例如，通过ECU电路板20控制超声波发生器4，来调节超声波换能器3的振动频率等等。所述超声波换能器3的规格选用，可以根据每个滤网件每分钟需要振动频率来决定。例如，可以10 kHz-500 kHz的超声波换能器范围内进行选择利用。

实施例二：

本实施例二与前面实施例一所不同的是，主要体现在滤网件的构造方面不同，以及由此所带来的结构上的差异。其它方面，本实施例二与实施例一的基本一致。如图2所示，本实施例二具体方案是这样的：包括带内腔室11的壳体1、内网筒21、外网筒22、超声波换能器3、超声波发生器4、喷油进气模块5、ECU电路板20。

如图2所示，所述壳体1的两端上分别设有连通内腔室11的输入端口12与输出端口13，所述喷油进气模块5设置于输入端口12上。所述喷油进气模块5上设有喷油接入口51、压缩空气接入口52及预混腔室53等。

所述内网筒21与外网筒22的网孔孔径为0.1mm-10mm，所述内网筒21嵌套于外网筒22中，并在内网筒21的外壁与外网筒22的内壁之间还形成有缓冲空腔14。所述内网筒21与外网筒22一起设置于内腔室11中，且内网筒21的一端设置有与输入端口12相连接一起的进料口，该内网筒21的另一端呈封闭状设置；所述外网筒22的两端呈封闭状设置，在外网筒22的外壁与内腔室11的内腔壁之间还形成有走气通道15，该走气通道15与输出端口13相连接一起。与实施例一同理，在具体实施时，可以根据油燃料的油品或质量不同，选择不同孔径的内网筒21与外网筒22，作为具体的实施方案。例如应用于重油作为油燃料时，由于重油的杂质较多，为了防止网孔的堵塞，则需要选用孔径较大的内网筒21与外网筒22，例如孔径选用5mm的滤网筒。而当应用轻质柴油时，为了确保其优良的气化效果，则滤网件适宜选用孔径较小的内网筒21与外网筒22，例如孔径选用0.5mm的滤网筒。

此外，在具体实施时，还可以这样设计，壳体1由最中间位置到外侧为顺序方向，位于最中间的内网筒21，可以选择孔径较大的滤网件，例如孔径选用1mm的内网筒21；接着的第二重滤网筒（即次内网筒23），则可以选择孔径略小的滤网筒，例如孔径选用0.5mm的滤网筒；再接着的第三重滤网筒（即外网筒22），则可以选择孔径再略小一些的滤网筒，例如孔径选用0.25mm的滤网筒。如此类推地进行设计与运用。

如图2所示，所述超声波换能器3设置在位于内网筒21封闭端位置的壳体1上，且该超声波换能器3上设有的振子端与内网筒21的封闭端相连接，以驱动内网筒21作超声高频振荡。为了便油燃料与空气的回弹，以其结构更为优化，又如图2所示，所述内网筒21的封闭端做成锥形造型结构211。

所述超声波换能器3设置在位于外网筒22封闭端位置的壳体1上，且该超声波换能器3上设有的振子端与外网筒22相连接，以驱动外网筒22作超声高频振荡。所述超声波换能器3与超声波发生器4相电连接一起。

为了进一步提升本实施方案的超声波切割能效，使其气化的效果更佳，如图2所示，所述内网筒21与外网筒22之间还嵌套有次内网筒23，在次内网筒23的外壁与外网筒22的内壁之间还形成有缓冲空腔14，在次内网筒23的内壁与内网筒21的外壁之间还形成有缓冲空腔14；所述次内网筒23的网孔孔径为0.1mm-10mm，且次内网筒23的两端呈封闭状设置；所述超声波换能器3设置在位于次内网筒23封闭端位置的壳体1上，且该超声波换能器3上设有的振子端与次内网筒23的封闭端相连接，以驱动次内网筒23作超声高频振荡。

如图2所示，所述喷油进气模块5上还设有连接预混腔室53的气压传感器6，在喷油进气模块5的喷油接入口51与压缩空气接入口52上还分别连接有流量控制电磁阀7，及在输出端口13上还分别设有气体浓度传感器8与流量控制电磁阀7，以及在壳体1上还设有与内腔室11相连接的温度传感器9和带显示屏的压力传感器10等。与实施例一同理，如图2所示，所述气压传感器6、流量控制电磁阀7、气体浓度传感器8、温度传感器9、压力传感器10上设置有的电信号端分别通过电线与ECU电路板20相电连接一起，以便实现ECU电路板20的统一控制与管理。所述超声波发生器4也是与ECU电路板20相电连接一起，以便在ECU电路板20的统一控制下工作。

此外，为了便于壳体1加工与制作，以及便滤网筒的检修，如图2所示，所述壳体1由中间筒壳101、左端壳102、右端壳103构成。所述输入端口12设置于左端壳102上，所述输出端口13设置于右端壳103上。所述左端壳102与中间筒壳101之间以螺纹的方式组装一起，或者以法兰结构方式固定一起。同理，所述右端壳103与中间筒壳101之间也是以螺纹的方式组装一起，或者以法兰结构方式固定一起。在左端壳102与中间筒壳101之间、右端壳103与中间筒壳101之间还分别设置有密封圈40，以确保它们之间连接的密封性。另外，为了方便本发明的固定安装，在壳体1上还设有带孔的固定凸耳50。与此同时，在左端壳102的内侧与滤网筒的端面之间还设置有减震缓冲垫60，以及右端壳103与滤网筒的端面之间亦设置有减震缓冲垫60，以及在滤网筒之间嵌套端面之间亦还设有减震缓冲垫60。这些减震缓冲垫60主要起到减少共振与密封的作用。所述超声波换能器3的安装方式，与实施例一也差不多，只有安装孔的位置设置在右端壳103上了。

Claims (10)

1.一种超声波油燃料气化装置，其特征在于：包括带内腔室（11）的壳体（1）、若干滤网件（2）、超声波换能器（3）、超声波发生器（4）、喷油进气模块（5），其中

所述壳体（1）的两端上分别设有连通内腔室（11）的输入端口（12）与输出端口（13），所述喷油进气模块（5）设置于输入端口（12）上；

所述喷油进气模块（5）上设有喷油接入口（51）、压缩空气接入口（52）及预混腔室（53）；

所述各滤网件（2）的网孔孔径为0.1mm-10mm，各滤网件分别布置于内腔室（11）中，并在滤网件（2）与滤网件（2）之间还形成有缓冲腔室（14）；

所述超声波换能器（3）设置于壳体（1），并且超声波换能器（3）上设有的振子端与各滤网件（2）相连接一起，以驱动各滤网件（2）分别作超声高频振荡；所述超声波换能器（3）与超声波发生器（4）相电连接一起。

2.根据权利要求1所述超声波油燃料气化装置，其特征在于：所述各滤网件（2）为板状结构的滤网工件，各个滤网工件依序竖向横置于内腔室（11）中，并在滤网工件与滤网工件之间还形成有缓冲空腔（14）；所述超声波换能器（3）的振子端与各滤网工件的侧边相固定连接。

3.根据权利要求1所述超声波油燃料气化装置，其特征在于：所述喷油进气模块（5）上还设有连接预混腔室（53）的气压传感器（6），在喷油进气模块（5）的喷油接入口（51）与压缩空气接入口（52）上还分别连接有流量控制电磁阀（7）。

4.根据权利要求1所述超声波油燃料气化装置，其特征在于：所述输出端口（13）上还分别设有气体浓度传感器（8）与流量控制电磁阀（7）。

5.根据权利要求1所述超声波油燃料气化装置，其特征在于：所述壳体（1）上还设有与内腔室（11）相连接的温度传感器（9）和带显示屏的压力传感器（10）。

6.一种超声波油燃料气化装置，其特征在于：包括带内腔室（11）的壳体（1）、内网筒（21）、外网筒（22）、超声波换能器（3）、超声波发生器（4）、喷油进气模块（5），其中

所述壳体（1）的两端上分别设有连通内腔室（11）的输入端口（12）与输出端口（13），所述喷油进气模块（5）设置于输入端口（12）上；

所述喷油进气模块（5）上设有喷油接入口（51）、压缩空气接入口（52）及预混腔室（53）；

所述内网筒（21）与外网筒（22）的网孔孔径为0.1mm-10mm，所述内网筒（21）嵌套于外网筒（22）中，并在内网筒（21）的外壁与外网筒（22）的内壁之间还形成有缓冲空腔（14）；

所述内网筒（21）与外网筒（22）一起设置于内腔室（11）中，且内网筒（21）的一端设置有与输入端口（12）相连接一起的进料口，该内网筒（21）的另一端呈封闭状设置；所述外网筒（22）的两端呈封闭状设置，在外网筒（22）的外壁与内腔室（11）的内腔壁之间还形成有走气通道（15），该走气通道（15）与输出端口（13）相连接一起；

所述超声波换能器（3）设置在位于内网筒（21）封闭端位置的壳体（1）上，且该超声波换能器（3）上设有的振子端与内网筒（21）的封闭端相连接，以驱动内网筒（21）作超声高频振荡；

所述超声波换能器（3）设置在位于外网筒（22）封闭端位置的壳体（1）上，且该超声波换能器（3）上设有的振子端与外网筒（22）相连接，以驱动外网筒（22）作超声高频振荡；

所述超声波换能器（3）与超声波发生器（4）相电连接一起。

7.根据权利要求6所述超声波油燃料气化装置，其特征在于：所述内网筒（21）与外网筒（22）之间还嵌套有次内网筒（23），在次内网筒（23）的外壁与外网筒（22）的内壁之间还形成有缓冲空腔（14），在次内网筒（23）的内壁与内网筒（21）的外壁之间还形成有缓冲空腔（14）；所述次内网筒（23）的网孔孔径为0.1mm-10mm，且次内网筒（23）的两端呈封闭状设置；所述超声波换能器（3）设置在位于次内网筒（23）封闭端位置的壳体（1）上，且该超声波换能器（3）上设有的振子端与次内网筒（23）的封闭端相连接，以驱动次内网筒（23）作超声高频振荡。

8.根据权利要求6所述超声波油燃料气化装置，其特征在于：所述喷油进气模块（5）上还设有连接预混腔室（53）的气压传感器（6），在喷油进气模块（5）的喷油接入口（51）与压缩空气接入口（52）上还分别连接有流量控制电磁阀（7）。

9.根据权利要求6所述超声波油燃料气化装置，其特征在于：所述输出端口（13）上还分别设有气体浓度传感器（8）与流量控制电磁阀（7）。

10.根据权利要求6所述超声波油燃料气化装置，其特征在于：所述壳体（1）上还设有与内腔室（11）相连接的温度传感器（9）和带显示屏的压力传感器（10）。