CN111468319B - 一种多喷射孔气液两相雾化喷头 - Google Patents

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Abstract

一种多喷射孔气液两相雾化喷头，包括喷头帽、嵌套在喷头帽内的喷头体以及嵌套在喷头体内的注气管体，其中喷头帽包括上帽和下帽，上帽设有若干喷射孔，所述喷头体位于进液处一端开有若干入液孔，上帽内壁面与喷头体上壁面围成混合腔，喷射孔依次通过混合腔以及由喷头帽内壁面与喷头体外壁面围成的喉腔后与入液孔连通，所述注气管体与混合腔连通。本发明与现有技术相比，单个喷头即可实现多喷射孔、大覆盖面积、短水滴破碎距离、高雾化程度的喷射，减少喷雾冷却系统的复杂程度，很大程度上减小喷雾冷却系统的体积和重量，节约成本；此外本发明还具有更大的喷射范围，水滴破碎更快更剧烈，能够得到更好的雾化效果。

Description

一种多喷射孔气液两相雾化喷头
技术领域
本发明属于喷雾冷却技术技术领域，特别涉及一种多喷射孔气液两相雾化喷头。
背景技术
随着科学技术的不断进步，微电子技术得到了迅猛发展，电子元器件呈现出性能和集成度不断提高，功率密度不断增大的趋势，同时也产生了电子元器件局部热耗密度越来越大。电子设备的热控系统直接关系到设备的稳定性、可靠性和工作寿命，在有限空间中实现高效散热己经成为了高性能、高集成电子设备发展的瓶颈。喷雾冷却作为一种新兴、高效的热控技术，相较于传统的受迫风冷和液冷等热控方法，喷雾冷却具有众多优点，包括散热能力强、控温响应快、接触热阻小、工质需求少和过热度低等。喷头是喷雾冷却系统的重要组成部分之一，喷头结构直接影响到喷头的喷射效果从而影响到喷雾冷却的换热性能。目前喷雾冷却系统所使用的喷头为单喷射孔、单相雾化喷头，其喷雾覆盖面积较小，水滴破碎路径较长。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提出一种多喷射孔气液两相雾化喷头，单个喷头实现大覆盖面积、短水滴破碎距离、高雾化程度的喷射，同时减小喷雾冷却系统的体积和重量。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种多喷射孔气液两相雾化喷头，包括喷头帽、嵌套在喷头帽内的喷头体以及嵌套在喷头体内的注气管体，其中喷头帽包括上帽和下帽，上帽设有若干喷射孔，所述喷头体位于进液处一端开有若干入液孔，上帽内壁面与喷头体上壁面围成混合腔，喷射孔依次通过混合腔以及由喷头帽内壁面与喷头体外壁面围成的喉腔后与入液孔连通，所述注气管体与混合腔连通。
本发明的目的还采用以下技术措施来进一步实现。
前述的气液两相雾化喷头，其中喷头体包括第一连接体、第二连接体和第一圆柱体，所述入液孔开设在第二连接体上，第一连接体和第二连接体之间通过第一圆柱体连接，第一连接体的外壁面与上帽内壁密封配合并设有若干均匀分布的斜切槽，所述混合腔通过该斜切槽与喉腔连通。
前述的气液两相雾化喷头，多个斜切槽按顺时针或逆时针方向螺旋分布。
前述的气液两相雾化喷头，其中所述喷头帽的上帽为底面呈圆形的六棱台状，所述喷射孔的截面为圆台状。
前述的气液两相雾化喷头，其中第二连接体外壁面与所述下帽内壁面通过螺纹连接。
前述的气液两相雾化喷头，其中注气管体外壁面与喷头体内壁面通过螺纹连接。
前述的气液两相雾化喷头，其中注气管体顶端侧壁面开有若干周向均布的出气通孔，所述出气通孔高于所述喷头体并与混合腔连通。
前述的气液两相雾化喷头，其中注气管体内腔位于出气通孔下端处设有旋流体，所述旋流体由若干个起分流并减小管路中流体局部压力损失作用的叶片组成。
前述的气液两相雾化喷头，其中每个斜切槽与第一连接体径向方向的夹角α范围为30°≤α≤60°。
前述的气液两相雾化喷头，其中叶片与注气管体径向方向的夹角β范围为30°≤β≤60°。
本发明气液两相雾化喷头与现有技术相比，单个喷头即可实现多喷射孔、大覆盖面积、短水滴破碎距离、高雾化程度的喷射，减少喷雾冷却系统的复杂程度，很大程度上减小喷雾冷却系统的体积和重量，节约成本；此外本发明还具有更大的喷射范围，水滴破碎更快更剧烈，能够得到更好的雾化效果。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1为本发明气液两相雾化喷头的主视剖面示意图。
图2为本发明气液两相雾化喷头的俯视示意图。
图3为本发明中喷头帽主视剖面示意图。
图4为本发明中喷头体主视剖面示意图。
图5为图1中A-A剖面示意图。
图6为图1中B-B剖面示意图。
图7为本发明中注气管体的主视剖面示意图。
图8为本发明中旋流体立体结构示意图。
图9为本发明中喷头体立体结构示意图。
图中：1、喷射孔，2、喷头帽，2-1、上帽，2-2、下帽，3、喷头体，3-1、第一连接体，3-2、第二连接体，3-3、第一圆柱体，4、注气管体，5、出气通孔，6、混合腔，7、斜切槽，8、喉腔，9、旋流体，10、入液孔，11、叶片。
具体实施方式
以下结合附图及较佳实施例，对本发明的技术方案作进一步的详细说明。
如图1至图9所示，本实施例的多喷射孔气液两相雾化喷头，包括喷头帽2、喷头体3、注气管体4，所述喷头帽2包括上帽2-1和下帽2-2，所述上帽2-1呈底面为圆形的六棱台状，其上设有七个直径相同的喷射孔1，所述喷射孔1的截面为圆台形，所述下帽2-2底部具有进液口；喷头体3嵌套在喷头帽2内部，喷头体的外壁面与喷头帽2内壁面围成喉腔8，所述喷头体3包括第一连接体3-1、第二连接体3-2和第一圆柱体3-3，第一连接体3-1和第二连接体3-2通过第一圆柱体3-3相连，第一连接体3-1外壁面上开设有若干宽度相同且与径向方向夹角相同的斜切槽7，该斜切槽的顶端出口与混合腔连通、底端进口与喉腔连通，使喉腔中的液体经斜切槽后可以朝一定角度喷入混合腔内，多个斜切槽呈顺时针或逆时针螺旋分布从而使喉腔8中的液体以螺旋姿态喷出并形成高速旋转的旋流液体。作为优选，第一连接体外壁面与上帽内壁密封配合以确保喉腔内液体由斜切槽的出口喷出，密封配合方式可以是过盈配合或螺纹配合等，本发明对此不作限制。第二连接体3-2外壁面与下帽2-2通过螺纹连接，其上开设有若干轴中心对称分布且直径相同的入液孔10，入液孔与下帽的进液口连通；注气管体4嵌套在喷头体3内部，注气管体和喷头体通过螺纹连接；注气管体4的顶端侧壁面开设有若干周向均布、直径相同的出气通孔5，出气通孔5与由上帽2-1与喷头体3上壁面围成的混合腔6连通，以便于气体与混合腔内的液体高速撞击实现一次雾化；注气管体4内部焊接设置有旋流体9，该旋流体位于出气通孔5下端，所述旋流体9由若干形状、大小相同的叶片11组成，该叶片形状具体如图8所示，呈螺旋叶片状，叶片与注气管体4的直径方向呈一定夹角β，起到分流、减小管路中流体局部损失的作用，β的范围为30°≤β≤60°。此外，上述斜切槽与第一连接体径向方向的夹角设为α，该α的优选范围为30°≤α≤60°，值得说明的是，上述α、β的取值范围仅为优选实施例，本发明对α和β的角度取值范围不作限制，在其它实施例中可以根据具体实际工况的需求对α、β作出适应性变换。
本发明多喷射孔气液两相雾化喷头的工作过程如下：
通过调节进液管路上的流量调节阀和进气管路的流量调节阀同时向喷头供液和供气，液体由进液口进入到喷头体2内腔后通过入液孔10进入到喉腔8，经过斜切槽7到达混合腔6后旋转流动；气体进入到注气管体4内腔，经旋流体9分流且改变气体运动方向后通过出气通孔5进入到混合腔6中，与进入混合腔6的旋转液体混合后形成带有气泡的旋转流动的液体，以此实现一次雾化；再经过喷射孔时，由于喷射孔1直径较小，混合液体压力变大，气泡被压缩破裂实现二次雾化，液体破碎成雾滴的时间更快、路程更短，使得本发明喷头喷射能够达到更好的雾化效果。同时，由于喷头开设多个均匀分布的喷射孔1，且每个喷射孔1在空间中喷射角度不同，不仅增大了喷头的喷射面积，还能实现极其均匀的喷射效果。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种多喷射孔气液两相雾化喷头，其特征在于包括喷头帽、嵌套在喷头帽内的喷头体以及嵌套在喷头体内的注气管体，其中喷头帽包括上帽和下帽，上帽设有若干喷射孔，所述喷头体位于进液处一端开有若干入液孔，上帽内壁面与喷头体上壁面围成混合腔，喷射孔依次通过混合腔以及由喷头帽内壁面与喷头体外壁面围成的喉腔后与入液孔连通，所述注气管体与混合腔连通；所述喷头体包括第一连接体、第二连接体和第一圆柱体，入液孔开设在第二连接体上，第一连接体和第二连接体之间通过第一圆柱体连接，第一连接体的外壁面与上帽内壁密封配合并设有若干均匀分布的斜切槽，混合腔通过该斜切槽与喉腔连通，多个斜切槽按顺时针或逆时针方向螺旋分布；所述注气管体内腔位于出气通孔下端处设有旋流体，所述旋流体由若干个起分流并减小管路中流体局部压力损失作用的叶片组成，注气管体顶端侧壁面开有若干周向均布的出气通孔，所述出气通孔高于所述喷头体并与混合腔连通。
2.根据权利要求1所述的一种多喷射孔气液两相雾化喷头，其特征在于：所述喷头帽的上帽为底面呈圆形的六棱台状，所述喷射孔的截面为圆台状。
3.根据权利要求1所述的一种多喷射孔气液两相雾化喷头，其特征在于：所述第二连接体外壁面与所述下帽内壁面通过螺纹连接。
4.根据权利要求1所述的一种多喷射孔气液两相雾化喷头，其特征在于：所述注气管体外壁面与喷头体内壁面通过螺纹连接。
5.根据权利要求1所述的一种多喷射孔气液两相雾化喷头，其特征在于：每个斜切槽与第一连接体径向方向的夹角α范围为30°≤α≤60°。
6.根据权利要求1所述的一种多喷射孔气液两相雾化喷头，其特征在于：所述叶片与注气管体径向方向的夹角β范围为30°≤β≤60°。
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