CN110997155A - 一种雾化器喷嘴 - Google Patents

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Abstract

公开了一种雾化器喷嘴，用于雾化流体，特别是液体，雾化器喷嘴包括喷嘴开口(2)，旋转室(3)和至少一个用于将流体介质供至旋转室中的输送通道(6、7)，至少一个输送通道通过至少一个入口(4、8)延伸至旋转室中。本发明的特征在于，旋转室有弯曲的底部(5)，该底部是弯曲的并且远离喷嘴开口，以及其中至少有一个输送通道被定向为朝向上述底部。

Description

一种雾化器喷嘴
本发明涉及一种用于雾化流体即特别是液体的雾化器喷嘴，该雾化器喷嘴具有喷嘴开口，旋转室和至少一个用于将流体供应至旋转室中的供给通道，其中至少一个供给通道经由至少一个入口开口通向旋转室。
流体的雾化，特别是例如水之类的液体，其雾化被广泛地应用。在雾化或气化期间，液体被分成细小的液滴，即被分成气雾剂，例如雾，并且这些小液滴悬浮在载气例如空气中。水的雾化或气化用于例如防火中，其中雾化的水用于降低温度并置换氧气。被雾化的水也可以粘结有毒的废气。水雾还可以用来粘结灰尘和异味，提供冷却，改善室内气候，调节湿度并使符合抗静电要求。例如，在农业中，雾化水可用于谷仓的绝热冷却。在卫生标准高的设施中，雾化消毒剂可例如用于去污。
例如，DE 101 38 622 C2公开了一种用于雾化液体的雾化器，旨在雾化水以用于畜牧业的气候控制。雾化器具有喷嘴开口和在喷嘴开口上游的旋转室，雾化器具有多个近似切向地开向旋转室的旋转通道，以使液体与喷嘴开口同轴旋转。为了达到最小的液滴尺寸，雾化之前，将对水进行旋转运动。
为了使雾化器达到最佳效果，例如用于空调中或用于粘结灰尘和污垢颗粒以及用于防火时，必须将液体分成尽可能小的液滴。
本发明的目的是提供一种用于雾化流体的雾化器喷嘴，利用该喷嘴可以达到可能的最小液滴尺寸。
该问题的解决方案是一种具有权利要求1的特征的雾化器喷嘴。从属权利要求中提出了对该喷嘴的改进和有利的构造。
对本发明而言，必要的是，在用于雾化流体特别是液体的雾化器喷嘴中，有喷嘴开口，旋转室和至少一个用于将流体介质供应至旋转室中的供给通道；其中至少一个供给通道经由至少一个入口开口进入旋转室，旋转室具有弯曲的底部，底部弯曲成远离喷嘴开口，并且至少有一个供给通道指向底部。
雾化器喷嘴有旋转室，待雾化的流体在旋转室中旋转。被雾化的流体优选为液体，例如水。优选地，旋转室的横截面是旋转对称的，尤其是圆形的。待雾化的液体通过至少一个，优选两个的供给通道被引入旋转室。为此，旋转室具有入口开口，供给通道通过入口开口进入旋转室。供给通道被布置为与旋转室的横截面相切，并且相切地敞开至旋转室。特别地，在投至旋转室横截面平面上的投影中，供给通道与旋转室的横截面相切。优选地，供给通道被布置为这样，使得在投至上述横截面上的投影中，液体在供给通道中的流向是相反的。优选地，入口开口均匀地布置在旋转室横截面的圆周上。特别地，两个入口开口彼此相隔了一半圆周长的距离。待雾化的液体至少近似切向地被引入旋转室，旋转室的旋转对称的横截面使液体与喷嘴开口同轴旋转。因为两个供给通道都敞开至旋转室，并且供给通道中液体的流向在投至横截面上的投影时呈相反方向，所以这两个供给通道可使液体旋转。旋转室具有弯曲的底部，该弯曲底部布置在旋转室的端部，该端部背向喷嘴开口。在这样的情况下，底部的弯曲部被定向为远离喷嘴开口所跨越的平面。因此，底部相对于喷嘴开口所跨越的平面具有凸曲(convex curvature)。供给通道与旋转室的横截面相切，并与底部的弯曲部相切。
入口开口被布置为朝向底部，使得待雾化的液体朝着底部被引入旋转室。当被引入旋转室中时，待雾化的液体的流向因此被导向至朝着地面并背对喷嘴开口例如，底部的弯曲部可以是半球形的。在此，与半球半径的交点可以位于入口开口的高度处所跨越的平面上。特别地，半球的参考点位于旋转室和喷嘴开口的对称中心线上。优选地，底部的曲率小于半球的曲率。旋转室可在喷嘴开口和底部之间设有呈圆锥形般渐缩的内壁。供给通道的入口开口设置在自旋转室圆锥形区域至旋转室弯曲底部的过渡区域中。通过将待雾化的流体供应到上述区域中，特别是通过将流体朝弯曲底部的方向上引入，以确保整个旋转室中具有特别良好的压力分布，并且所供应的流体朝着喷嘴开口加速。当液体从喷嘴开口喷出时，作用在液体分子上的高离心力将使液体得到良好的雾化。
在本发明的一种改进方案中，旋转室至少有部分具有圆锥形的轮廓，且旋转室自喷嘴开口朝入口开口变宽。旋转室具有圆锥形(conical)轮廓，且旋转室的壁自喷嘴开口朝供给通道的入口开口逐渐变细。因此，可以以非常高的转速形成液柱。
特别地，在这种情况下，与喷嘴开口同轴的旋转轴，即液柱旋转时所围绕的旋转轴，因为只受到很小的摩擦力作用而具有非常高的旋转速度。呈圆锥形渐窄的侧壁能够确保喷嘴开口和供给通道的入口开口之间能够形成近似恒定的压力条件，从而尽可能地形成层流或无湍流的情况。此外，呈圆锥形缩减的侧壁将旋转的液柱引导至朝向喷嘴开口。液柱的流速，尤其是转速，朝喷嘴开口加速。这使得液体即便处在低压下也可以非常精细地被雾化。
在本发明的一种改进方案中，在旋转室具有最大内径的区域中设有至少一个入口开口。旋转室的内壁可具有圆锥形的轮廓。供给通道与旋转室横截面相切，至少在投至旋转室横截面所跨越的平面的投影上是如此。此外，供给通道与底部的弯曲部相切，且旋转室的内壁上有入口开口。通过将入口开口布置在旋转室具有最大内径的区域内，即旋转室最宽的位置，以及通过朝着底部的方向引入流体，使压力可以均匀地分布在旋转室内。在待雾化的流体可能通过喷嘴开口离开旋转室之前，待雾化的流体必须穿过整个旋转室。
在本发明的一种改进方案中，至少有一个供给通道至少有部分与弯曲底部的弯曲处相切。旋转室的弯曲底部具有远离喷嘴开口的弯曲部。
在投至弯曲底部边缘所跨越的平面上的投影中，入口通道与旋转室的横截面相切。此外，供给通道与弯曲底部的弯曲处相切。特别地，供给通道以及入口开口因此被定向为面向底部，使得通过供给通道馈送的液体朝底部方向被引入旋转室。引入的液体因此沿着弯曲的底部流动。通过沿底部的方向引入液体，并且特别地，由于液体沿着弯曲底部的表面流动，可以毫无干扰地将液体向喷嘴开口输送。通过与旋转室横截面相切的排布，液体的旋转运动及朝喷嘴开口的加速得以实现。这使得当液体离开喷嘴开口时，液体能得到特别精细的雾化。
在本发明的一种改进方案中，底部边缘所跨过的平面平行于喷嘴开口所跨过的平面。底部的边缘由底部弯曲部至旋转室凸形轮廓的过渡区域形成。弯曲底部的边缘所跨过的平面平行于喷嘴开口所跨越的平面。通过相对于喷嘴开口这样布置底部，使旋转室内部的压力分布均匀，且底部的弯曲部使得所供应的液体得以加速。
在本发明的一种改进方案中，至少一个供给通道的至少有一部分倾斜地延伸至底部区域边缘所跨越的平面。供给通道与底部区域的弯曲部相切。因此，供给通道至少有一部分倾斜于底部区域边缘所跨越的平面。
在本发明的一种改进方案中，雾化器喷嘴由至少两部分构成，雾化器喷嘴具有带弯曲底部的基底部和具有喷嘴开口的开口部，并且上述基底部中形成有至少一个供给通道。这种由两部分组成的结构可以实现雾化器喷嘴的模块化组装。具有喷嘴开口的开口部可以有例如孔或其他的开口，通过该孔或其它开口可形成喷嘴开口。旋转室可以由开口部中的凹部形成，该凹部具有与喷嘴开口连接的呈圆锥形减缩的壁。对基底部(floor part)来说，雾化器喷嘴的弯曲底部可以由例如凹部形成，尤其是弯曲的凹部。具有底部凹部的部件相对于开口部被布置成能使得界定凹部的边缘和旋转室的呈圆锥形减缩区域的边缘彼此连接。在基底部中，用于将液体供应到旋转室中的供给通道可以由例如，倾斜地延伸至底部凹部边缘所跨越的平面的孔所形成。
在本发明的一个实施例中，基底部中有至少一条以通道形式存在的供给通道。基底部可以大致地呈圆柱形。旋转室的底部可由基底部一个端面中的弯曲的凹部形成。例如，基底部在形成底部区域的端面上可以具有通道，并且这些通道至少可以形成供给通道的一部分。例如，这些通道可以是与底部的弯曲部相切并通向底部区域中的凹部的孔。
在本发明的一种改进方案中，雾化器喷嘴具有两个呈圆锥形的渐窄(tapering)区域，这两个区域位于底部边缘所跨越的平面与喷嘴开口所跨越的平面之间，并且上述两个呈圆锥形的渐窄区域具有不同的锥角。在这种情况下，喷嘴开口可表现为一中空的圆柱形区域，并且该区域可邻接旋转室的第一圆锥形渐窄区域，且第一圆锥形渐窄区域连接至第二圆锥形渐窄区域。以喷嘴开口所跨越的平面为参考，第一圆锥形渐窄区域的仰角小于第二圆锥形渐窄区域的仰角。设置两个锥形区域使旋转室内具有特别均匀的压力分布。
在本发明的一种改进方案中，雾化器喷嘴具有至少一个圆柱状的细区域，且该区域形成在喷嘴开口和一个圆锥形渐窄区域之间。为了将圆锥形渐窄区域连接至喷嘴开口，喷嘴开口有中空的圆柱形即套筒形的区域。喷嘴开口的圆柱壁过渡至旋转室的呈圆锥形渐窄的区域中。
在本发明的一种改进方案中，开口部至少有部分呈套筒形，喷嘴开口的对称中心线对应套筒形区域的对称中心线，该套筒形区域被设计为至少有部分能容纳底部，且底部和开口部之间形成有至少一条用于供应液体的通道。具有喷嘴开口的开口部可以有套筒形的区域，优选为大致圆柱形的基底部可以插入上述区域中。
在组装状态下，套筒形区域的对称中心线与旋转室和喷嘴开口的对称中心线以及底部的对称中心线均对应。因此，会将旋转室底部及喷嘴开口中的一个布置在另一个的下方。在大致为圆柱形的基底部的壁与开口部的套筒形区域的内壁之间可以形成有圆形的间隙，并且通过该间隙，液体可以渗透到雾化器喷嘴的供给通道中从而可以被引入旋转室。
下文将参考附图中所示的示例性实施例对本发明进行更详细的说明。特别地，这些附图示出了如下示意图：
图1：雾化器喷嘴的局部剖视图；
图2：具有两个供给通道的雾化器喷嘴的横截面投影；以及
图3：具有开口部和基底部的两部式雾化器喷嘴的剖视图。
图1示出了根据本发明的雾化器喷嘴1的纵切面，其具有喷嘴开口2和旋转室3。供液体进入旋转室3的供给通道通过入口开口4通入旋转室3。旋转室3的内壁从喷嘴开口2朝入口开口4的方向呈圆锥形延伸，旋转室3向上述方向加宽。旋转室3具有连接到锥形区域的弯曲的底部5。该底部5相对喷嘴开口2所跨越的平面有一凸起的弯曲部；换句话说，上述弯曲部被引导为远离喷嘴开口2。
旋转室3在底部区域5和锥形区域之间处具有最大内径。入口开口4设置在该处。在供给通道投至喷嘴开口所跨越的平面上的投影中，供给通道切向旋转室3优选为圆形的横截面。当引入液体，特别是水时，它在旋转室3中旋转，并通过底部5凸起的弯曲部朝喷嘴开口2加速。当旋转液体从喷嘴开口2喷出时，液体被很好地雾化了。
图2示出了雾化器喷嘴1在雾化器喷嘴1旋转室3的横截面平面上的投影。在投至该平面的投影中，供给通道6、7与旋转室3的旋转对称截面相切。供给通道6、7通过入口开口4，8通入旋转室3。在上述投影中，液体在两个供给通道6、7中的流动方向是相反的，因此液体的旋转方向是由两个供给通道6、7实现的。入口开口4、8彼此隔有旋转室3圆周长的一半的距离。
图3示出了一种两部式雾化器喷嘴1，包括基底部9和开口部10。开口部10有喷嘴开口2，该喷嘴开口2分出来一个圆柱形、套筒形的区域11。该圆柱形区域11连接至第一圆锥形区域12，第一圆锥形区域12过渡至第二圆锥形区域13。旋转室3由第一圆锥形区域12和第二圆锥形区域13构成。以喷嘴开口2所跨越的平面为参考面，第一圆锥形区域12的倾斜角小于第二锥区13的倾斜角。
第二圆锥形区域13连接至底部5。底部5是由基底部9中一个弯曲的凹部所形成的。旋转室3最大内径处的半径对应形成底部5凹部的半径。在基底部9中，通过例如通道，形成有至少一个供给通道6、7。例如，供给通道6是由基底部9中的一个孔形成的，该孔布置在大致为圆柱形的基底部的端面上。供给通道6、7被定向为朝向底部5，并且由于与底部5的弯曲部相切，所以紧贴底部的弯曲部。入口开口4、8朝向底部5。此外，供给通道6、7至少在投至旋转室3底部5边缘所跨越的平面上的一个投影中与旋转室3的圆形横截面相切。因此，供给通道6、7向底部5边缘所跨越的平面倾斜地延伸。因此，通过供给通道6、7引入旋转室3的液体沿着弯曲的底部5和旋转室3的内壁被导向至喷嘴开口的方向。旋转室3的旋转对称设计使液体得以旋转。开口部10有一个套筒形部分14，套筒形部分14中容纳有基底部9。基底部9基本上是圆柱形的。基底部9的外壁与开口部套筒形区域14的壁之间形成有间隙15。待雾化的液体可以通过间隙15渗透进入供给通道6，从而进入旋转室3。
以上所述的和权利要求中所提及的任何特征和所有特征均可以被选择以与独立权利要求的特征进行组合。因此，本发明的公开内容不限于以上所描述或所要求保护的特征组合；准确地说，在本发明上下文中所提到的所有有用的特征组合应当被认为是公开的。

Claims (11)

1.一种用于雾化流体特别是液体的雾化喷嘴，其具有喷嘴开口(2)，旋转室(3)和用于将流体提供至旋转室(3)的至少一个供给通道(6、7)，其中所述至少一个供给通道(6、7)通过至少一个入口开口(4、8)通向所述旋转室(3)，
其特征在于，
所述旋转室(3)具有弯曲的底部(5)，
所述底部(5)弯曲成远离所述喷嘴开口(2)，以及
至少一个供给通道(6、7)导向为朝向所述底部(5)。
2.根据权利要求1所述的雾化器喷嘴，其特征在于，所述旋转室(3)至少有部分具有圆锥形轮廓，且所述旋转室(3)自所述喷嘴开口(2)朝所述入口开口(4、8)加宽。
3.根据权利要求1或2所述的雾化器喷嘴，其特征在于，至少一个入口开口(4、8)设置在所述旋转室(3)的具有最大内径的区域。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的雾化器喷嘴，其特征在于，至少一个供给通道(6、7)至少部分地与弯曲底部(5)的弯曲部相切。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的雾化器喷嘴，其特征在于，所述底部(5)边缘跨越一平面，所述平面与所述喷嘴开口(2)所跨越的平面平行。
6.根据权利要求1至5所述的雾化器喷嘴，其特征在于，至少一个供给通道(6、7)至少部分地相对于所述底部区域的边缘所跨越的平面倾斜地延伸。
7.根据权利要求1到6中任一项所述的雾化器喷嘴，其特征在于，所述雾化器喷嘴构造为具有至少两部分，其中所述雾化喷嘴(1)具有第一基底部(9)开口部(10)，所述基底部(9)具有所述弯曲底部(5)，和开口部(10)具有所述喷嘴开口(2)，其中至少一个供给通道(6、7)形成于所述基底部(9)中。
8.根据权利要求7所述的雾化器喷嘴，其特征在于，至少一个供给通道(6、7)至少部分地以通道的形式形成在所述基底部(9)中。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的雾化器喷嘴，其特征在于，所述雾化器喷嘴(1)有两个圆锥形渐窄区域(12、13)，所述圆锥形渐窄区域(12、13)布置在底部(5)边缘所跨越的平面和所述喷嘴开口(2)所跨越的平面之间，且其中所述两个圆锥形渐窄区域(12、13)具有不同的锥角。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的雾化器喷嘴，其特征在于，所述雾化器喷嘴(1)具有至少一个圆柱状的细区域(11)，其中所述圆柱状的细区域(11)形成于所述喷嘴开口(2)与所述圆锥形渐窄区域(12、13)之间。
11.根据权利要求7至10中任一项所述的雾化器喷嘴，其特征在于，所述开口部(10)至少部分地设计为套筒形，其中所述喷嘴开口(2)的对称中心线对应于套筒形区域(14)的对称中心线，其中所述套筒形区域(14)设计为至少部分地容纳所述基底部(9)，并且其中所述基底部(9)和所述开口部(10)之间设置至少一个间隙(15)，以供应液体。
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