CN1187129C - 对吸入液体进行雾化的涡流系统及雾化方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种离心涡流系统，此涡流系统用于制备液体，如药物，它包括围成涡流室的室壳体。在室壳体上形成切向孔的阵列，使流体紊乱地进入涡流室中，通过涡流室产生流体的旋流。在一个实施例中，多个涡流室串联排列，以使流体通过几个涡流室。在其它实施例中，室壳体可以是台阶状的、带纹理的或两者都有，以增大通过室的流体流动的紊流度。本发明可用于雾化和汽化病人吸入的流体、粉末和液体。

Description

对吸入液体进行雾化的涡流系统及雾化方法
相关申请
本发明申请是标题为“流体处理系统和方法”、申请日为1998年3月18日的美国专利申请No.90/40666的延续部分，上述专利在本文作为参考文献。
技术领域
本发明涉及流体汽化和均匀化的装置，以及用于汽化和均匀化流体的系统。更具体地涉及制备微细的均匀化的或汽化的气相流体混合物的医疗装置和系统。
背景技术
此前，为将液体或雾转化为气相流体，研制了多种类型的装置。许多这种类型的装置已用来制备内燃机燃料。为了在发动机燃烧室中使燃料氧化达最佳状态，燃料/空气混合物一般必须进一步汽化或均匀化，以获得一种化学计量的气相混合物。理想的燃料氧化使得燃烧更完全，污染更低。
更具体地，对于内燃机，其中化学计量比是一种提供完全燃烧给定数量的燃料所需的氧气量的条件，并且氧气呈均匀混合物状态，以获得最佳的正确燃烧，不会由于不完全或不充分氧化剩有残留物。理想情况是，为正确氧化，在进入燃烧室之前，燃料应完全汽化，与空气混合，并均匀化。在常规的内燃机和外燃机中，未汽化的燃料液滴一般不能点燃和完全燃烧，而产生与燃烧效率和污染有关的问题。
另一个问题，与在内燃机中使用涡流技术不同，涉及到由吸入器吸入的不同药物的极端汽化问题。一般的吸入器产生药物的液/气混合物，用于直接吸入肺里。但问题是，为了将药物直接通过肺进入到血液里，需将药物高度汽化，这很难做到。也就是，残余的过剩药物保持液化，而不是进一步分解成更小的分子尺寸的粒子，以便立即通过肺进入到血液中。因此，需要发展某种汽化装置，它将使液/气混合物进一步汽化、均匀化，并使其成为一种由足够小的蒸汽粒子组成的蒸汽，以使药物通过肺直接进入到血液里。
在现有技术的装置使用的涡流室中，流体被引入到经过柱形室作涡流运动的气体中。这些涡流室具有平滑的柱状内壁。这种平滑的涡流室内壁结构会限制给定涡流室内的紊流度和涡流室的有效汽化速率。
现有装置的另一个明显缺点是，它们不能对通向涡流室的不同入口之间的压力差进行补偿。当气体/流体混合物通过不同的涡流室时，额外的气体沿切向进入每个室，引起不同入口之间产生压力差。由于周围空气在所有的入口处进入涡流室，当混合物通过涡流室时，难以维持混合物的空气/燃料比。
还有，先前公知装置的压力差问题的另一方面是，靠近流动通道低压端(例如，靠近发动机进气管)的涡流室由于得到更多的流量而比其它的涡流室占有优势。这种问题在发动机加速期间尤其值得注意和质疑。当流动通道低压端的涡流室比其它涡流室占有优势时，其它涡流室的效率会大大降低。
先前的离心雾化设备也存在某些局限性，如体积过于庞大，不能有效地将流体沿切向引入离心室，不必要地抑制了发动机进气管真空的抽吸力，并不均匀地将离心物流排入发动机进气管。
先前的旋流汽化装置还存在另一个问题，它们未采用或未利用以下优点，即涡流室输出口可调节以及邻近室的直径不同。
考虑到以上原因，需要研制一种离心涡流系统，能解决或减轻公知的现有设备的上述局限性。需要研制的离心涡流系统有一个涡流室，室中有更佳的紊流，还能更完全地把液体分解为尺寸更小的蒸汽流体粒子，还能校正通过涡流室壁上不同孔的流量。另外，还需要一种在气体/燃料混合物进入涡流室之前能把空气和燃料更佳预混合的离心涡流系统。还需要另一种小容量的离心装置，以便能更佳混合、汽化、均匀化更微小尺寸的分子蒸汽粒子，并将该粒子从吸入器型的药物分送装置(和到/从其它希望的用途)排出到发动机的进气管。
发明内容
本发明的目的是提供一种涡流室，它具有更加优化的紊流，且基本上消除了在涡流室内壁上形成的液体轨迹环。
本发明的另一个目的是提供一种内壁表面为台阶状的涡流室壳体，以增大流体流过涡流室时的紊流度。
本发明的另一个目的是提供一种内壁表面不规则或有纹理的涡流室，以增大流体流过涡流室时的紊流度。
本发明的另一个目的是提供一种压差源，例如，可由套形成的锥形进气通道，使进入涡流室的几个输入孔的流量相等。
本发明的另一个目的是提供一种位于离心室上的一系列切向导流片，以形成一系列进入离心室的切向通道，从而增强离心室中流体的离心流动。
本发明的另一个目的是增加涡流室的紊流度，这是通过减小室的体积和使离心室的垂直壁的高度小于与其相连的文氏管的最大内径实现的。
本发明的另一个目的是在一个涡流室内得到最佳的紊流度，并且，当旋流从一个涡流室流到邻近的涡流室时，旋流以可选的、相反的旋转方向旋转，由此增强汽化。
本发明还有另一个目的是提供一种用于医疗的装置，它能把汽/气混合物分解为更小的、分子尺寸大小的粒子。本发明还有另一个目的是制造一种装置，使汽/液混合物分解为极小尺寸的粒子，这样粒子能立即并直接通过肺进入到人的血液中。
为实现上述目的，本发明提供了一种用于对吸入液体进行雾化的涡流系统，包括：文氏管元件，与压缩气体源流体连通，而且还与所述流体源流体连通；涡流元件，包括：围成涡流室的室壳体，其与所述文氏管元件流通，在所述涡流室中产生旋流并使液体雾化；所述室壳体中的多个孔，使流体沿切向输入所述涡流室，以在所述涡流室中产生旋流；与所述涡流室流体连通的室出口，以使流体从所述涡流室中排出。
本发明还提供了一种用于对吸入液体进行雾化的涡流系统，包括：一个涡流元件，包括：围成涡流室的室壳体，其与压缩气体源流通并与所述液体源流通，在所述涡流室中产生旋流并使液体雾化；所述室壳体中的多个孔，使流体沿切向输入所述涡流室，以在所述涡流室中产生旋流；与所述涡流室流体连通的室出口，以使流体从所述涡流室中排出；和一个减速元件，与所述室出口流体连通。
在一个实施例中，涡流室壳体的内壁是台阶状的或有纹理的，或两种都有，以增强通过涡流室的流体紊流度。在另一个实施例中，使用了多级涡流室。
在另一实施例中，一个减速室流体相通的连接在至少一个涡流室上，减速室使气体/流体混合物完全均匀化，并且当本发明用于流体离析例如脱盐时，也能用于流体离析。
通过下面对本发明的具体描述及参考附图，本发明的其它目的，特征和优点将更清楚。
附图说明
参考如下附图，下面描述了本发明优选的实施例，
图1是本发明离心涡流系统的顶剖视图。
图2是图1离心涡流系统沿线2-2的侧剖视图。
图3是图1汽化部分的放大分解剖视图。
图4是图1喷射器盘的顶视图。
图5是图4喷射器盘沿线5-5的剖视图。
图6是图1喷射器盘的底视图。
图7是本发明涡流结构另一个实施例的侧剖视图。
图8是图7涡流室总成的入口压差源结构沿线8-8的底视剖视图。
图9是图8涡流室总成的入口压差源结构沿线9-9的侧剖视图。
图10是图8涡流室总成的入口压差源结构的顶视图。
图11是本发明涡流室总成入口压差源结构的另一个实施例的底视剖视图。
图12是图11涡流室总成的入口压差源结构沿线12-12的侧剖视图。
图13是图11涡流室总成的入口压差源结构的顶视图。
图14是本发明涡流室壳体一个可选实施例的立体图。
图15是本发明涡流室壳体另一个可选实施例的剖视图。
图16是本发明涡流室壳体又一个可选实施例的剖视图。
图17是本发明涡流室壳体另一个可选实施例的立体图。
图18是本发明文氏管一个可选实施例的剖面正视图。
图19是图18本发明文氏管一个可选实施例沿线25-25的局部剖视图。
图20是本发明用于汽化流体的离心涡流室另一个可选实施例的剖面正视图。
图21是图20中的实施例的部分放大剖视图。
图22是本发明用于汽化流体的多级离心涡流系统另一个可选实施例的剖面正视图。
图23是本发明用于汽化流体的单级离心涡流系统另一个可选实施例的剖面分解图。
图24是本发明用于汽化流体的单级离心涡流系统另一个可选实施例的剖面正视图。
图25A-C是图24实施例的输入混合器的底、侧和顶视图。
图26A-C是图24实施例的处理器的底、侧和顶视图。
图27A和27B是图24实施例的一个可选喷嘴的剖面正视图。
具体实施方式
在本文的内容中，术语“均匀化”，“汽化”或由这些术语派生的其它一些词，意思是通过涡旋的紊流将液体从悬浮态或汽态转换为气相，其中涡旋的紊流存在高速、低压、高真空的条件，也就是存在压差。
图1至6表示了本发明离心涡流系统30的第一个实施例。如图1所示，离心涡流系统30有三个部分：燃料汽化部分32，主空气部分34和离心部分36。燃料汽化部分32如图示，有两个安装在喷射器盘42的孔40中的燃料喷射器38。燃料喷射器38可以包括常规的电子燃料喷射器，并且优选30℃的喷射角。
在燃料汽化部分32中有一个预混合室44，燃料从燃料喷射器38的出口46喷入预混合室44。周围空气也通过周围空气导管50进入预混合室44，并和由燃料喷射器38喷入的燃料混合。预混合室44部分地由涡流室壳体54的外表面52和锥形延伸58的外表面68限定。预混合室44还由压差源套60的内表面56限定。套60和涡流室壳体54的目的和作用将在下面详细讨论。
涡流室壳体54包括：外表面52，室的内壁面62和底面63。另外，涡流室壳体54还包括用于提高预混合室44中流体流量的锥形延伸58，它由孔49插入的螺钉48(图3)固定在喷射器盘42上。涡流室内壁面62围成一个能产生流体旋流的涡流室64。涡流室壳体54上有一孔阵列66，它们以一定角度进入壳体，使例如空气/燃料混合物等流体沿切线方向进入涡流室64。涡流室顶边61毗邻套顶部的内表面55。最好在边61和顶面55之间放入一个常规的密封圈(图中未标出)，以阻止流体从边61和表面55之间泄漏到涡流室64。
如图3所示，孔阵列66围绕涡流室排成多个行R和多个列C，以提高通过室64的旋流紊流度。优选地，行R和列C沿周向相对交错或偏移。通过把孔阵列66中的行列交错排布，消除或至少基本减轻了流体在涡流室64中分解成不连续的轨迹环的趋势。另外，孔的取向也使给定涡流室内的紊流度(和汽化效率)得到明显提高。
位于涡流室壳体54周围的锥形套60形成压差源结构。如图所示，套60包括一个厚度变化的部分75，这使得锥形内表面56的直径增加。套60末端是边57。套60还包括一个出口70，流体在涡流室64中处理完毕后，通过此口流出。出口70由柱形表面71围成，柱形表面71和套顶表面55在圆角73处相交。套内表面56如图所示，在靠近套出口70一端直径最小。套内表面56直径朝边57方向逐渐增大。尽管直径变化的表面一般包括锥形内表面56，但可以理解，台阶状内表面也可有效工作。
直径变化的套内表面56，当位于涡流室壳体54周围时，它与涡流室壳体外表面52之间形成一个宽度变化的间隙72。如图3所示，宽度变化的间隙在d1处宽度较小，在d2处宽度较大。宽度变化的间隙72通过涡流室壳体54中的孔66产生变化的压力差，且对靠近出口70的孔66的流量比远离出口70的孔的流量有更强的限制作用。这样，根据孔66相对于套出口70的位置，流体通过不同的孔66进入时产生不同的压力差。工作时，靠出口70最近的孔66具有较大压力，因为这端包括燃料汽化部分32的低压端。
通过在涡流室壳体54的孔66周围设置一个可变压力供给结构，例如套60，可使进入不同孔的流体流量基本相等。通过不同孔66的流体流量基本相等可以提高涡流室64的效率和有效性。
如图1所示，套60和涡流室壳体54安装在具有内表面76的燃料汽化壳体74中。更具体地，套60的顶部外表面79(如图3)靠近燃料汽化壳体74的顶部内表面77。燃料汽化壳体内表面76和锥形延伸58的外表面68围成上面所说的周围空气导管50。
喷射器盘42如图1，3，4，5和6所示。喷射器盘42的底面47上有一对孔40，用以容纳燃料喷射器38(如图1)。喷射器盘42还包括第一肩部39和第二肩部41(如图4和5)。第一肩部39和连接件43相连，第二肩部41与套沿57(如图1)相接。圆柱形中心延伸45与锥形延伸58(图1)通过固定螺钉48相连接。
如图1和2所示，主空气部分34包括：主空气壳体80，文氏管管身82和一个常规的蝶形节流板84。在主空气部分34的一端有一个空气入口86。它通向一个具有环状内表面92的内圆柱形部分90。
所述常规节流板84铰接固定在内圆柱形部分90中。节流板84安装在能旋转的中心轴96上，中轴96垂直于空气在中空内部90中的流动方向F。轴96的旋转可以调节中空内部90中的节流板84的倾角以此改变空气体积，从而改变进入发动机中的空气/燃料混合物。
在主空气壳体80中有一个周围空气通道100。空气通道100与主空气壳体80中的一个槽94相通。周围空气导管102和50依次使空气通过空气通道100和槽94进入预混合室44。
主空气部分34中还装有一个文氏管82，它包括一个入口104，多个细长孔106和一个文氏管出口110。另外，文氏管82还包括文氏管外表面112和内表面114。如图所示，文氏管内表面114的直径在文氏管入口104和出口110处最大。文氏管内表面114的直径在文氏管入口104和文氏管出口110处基本相同。相反，文氏管内表面114的直径在文氏管喉部116处最小。在邻近文氏管喉部116的内表面114上形成一个环形台阶。
主空气部分34还包括一个环形断面边缘122(图1和2所示)，它与环状的内表面92相交于环形外角124。边缘122还在环形内角130处与环形面126相交。另外，环状表面126也与断面边缘132相交于环形角134。借助粘结、过盈配合或任何其它常规的方式，把文氏管82的外表面112固定在形表面126处，从而使得文氏管82位于靠近环形面126的主空气部分中。
在主空气进入部分34中有一个中间混合室136(图1)，它使从套出口70流出的流体在通过细长孔106进入文氏管82之前成柱形旋转，进行紊流混合。中间混合室136使流体进一步汽化和均匀化，它由在角142相互连接的环状表面126和环形横截表面140围成。离心部分36在断面边缘132与主空气部分34连接。
从文氏管出口110排出的流体通过入口144进入离心部分36。离心部分36一般包括：一个离心壳体142、入口144、进入室146、相对于离心室152沿切线方向的一系列导流片150，和多个出口通道154。如图所示，离心壳体基本呈柱状结构，它具有一个由入口144断开的垂直环状壁面156。壁面156和顶壁160(图2)形成一个整体。
如图2所示，轮毂部分162从离心顶壁160向下延伸。轮毂部分162有内表面164和外表面165，且它们基本为抛物线形。正象下面要详细讨论的，轮毂部分162实际上减小了离心室152的体积，并且增强了离心室152中围绕轮毂部分162的圆形离心流体流量。
在离心室152中，顶壁160对面是一个波状的底部衬套166。此衬套166包括一个波状的顶面170和底面172。顶面具有环形平直部分174，向上弯曲部分176和圆锥形中央部分180。
正象上面提到的，离心部分36的进入室146中还装有一系列沿切线方向的导流片150。每个导流片150包括：前端面184、中间角186和圆形的尾端190。前端面184和角186之间形成一个导向平面192。前端面184和尾端190之间形成平面194。最后，角186和尾端190之间形成表面196。
导流片150彼此相对排列，目的是在邻近的导流片150表面间产生多个切向流体通道200。另外，在导流片150表面194和进入室146中与其邻近的垂直壁206之间形成一个切向通道202。再者，导流片150表面192和进入室146中与其邻近的垂直壁210之间形成切向通道204。
如图1所示，每个后端面194都与离心部分36的环形壁156之间形成一个切向角。因此，流体基本上都是沿环形壁156切线方向通过通道200、202、和204进入离心室152中的，以提高离心室152中的环形离心流。
为了把离心壳体142固定在发动机进气管(未示出)上，在离心壳体中有安装位置212、214、216可以使紧固件，例如螺栓180(图2)，把离心壳体142通过连接板143固定在发动机上。
图7展示了本发明中的一个实施例。它表示了一个涡流室总成220，它大致包括：常规的电子燃料喷射器222、第一涡流室壳体224和随后的涡流室壳体226，228，230，232。每个涡流室壳体226-232接收从前一个涡流室壳体排出的流体。例如，涡流室壳体228接收从涡流室壳体226的出口流入的流体，以及诸如此类。
燃料喷射器222安装在喷射器盘236的孔234中。每个燃料喷射器都有一个将燃料喷入预混合室242的出口240。周围空气通过周围空气导管244充入预混合室242。预混合室242和周围空气导管244的结构和功能与图1中预混合室44和周围空气导管50的结构和功能相似。
涡流室壳体224、226、228、230和232分别限定涡流室248、250、252、254和256。每个涡流室壳体224-232都有一个孔阵列260-268。每个孔阵列260-268都排成多个行和多个列，与图3所示的相似。另外，每个孔阵列交错分布的结构可以提高通过各个涡流室248-256的垂直紊流度。
位于涡流室壳体224、226、228、230和232周围的锥形套272、274、276、278和280形成各个压差源入口。每个压差源入口发挥作用的方式与图1中的套60相似。每个套272-280分别有一个内表面284、286、288、290和292。每个套的内表面284-292分别包括：固定直径部分296、298、300、302、304和直径变化内表面部分308、310、312、314、316。每个涡流室壳体224、226、228、230和232分别有一个外表面部分318、320、322、324和326。套在表面330-338和表面308-316之间分别形成尺寸变化的间隙330、332、334、336和338。由此，根据孔260-268的位置，尺寸变化的间隙使得孔260-268具有不同的压力，其作用方式与间隙72相似(图1和2)。
另外，每个套272-280分别有一个出口340-348，出口与随后的涡流室流体连通。图8-10较详细的展示了套278和涡流室254。每个出口340-348分别为U型槽，如图9和10中数字349所指。出口340-346分别与随后的混合室350、352、354和356流体连通，所以孔262-268从出口340-346中接收流体，以保持基本恒定的空气第二流体混合物，因为当流体流过涡流室250-256时，不会引入额外的空气。另外，每个涡流室壳体224-232都有一个圆锥形的基座部分358，以此加强通过混合室242、350、352、354和356的混合和旋流属性。
为了安装紧固件(未标出)，套274-280中都具有孔368，例如用常规的固定螺钉，把套的下部370固定在前一个套的上部372上或汽化壳体374上。
图11～13表示了套室总成的另一个实施例，套室总成用在如图7所示的多个涡流室中。更具体地，图示的套376有一个固定直径的内表面377、可变直径的内表面378、出口379和出口孔381。所示的涡流室壳体383具有多个有一定角度的孔385，且沿切向通入涡流室387。套376的内表面378和涡流室383的外表面391之间形成一个间距可变的间隙389。
图14表示了本发明涡流室的又一个实施例。涡流室壳体380有外表面382和内室壁384，它限定了一个涡流室386。为了增加涡流室386中的旋流紊流度，以及将旋流中任何未汽化的颗粒分解成更小的颗粒，在室内壁384上形成台阶388。如图所示，每个台阶388包括斜面390和横截面392。在涡流室壳体380上还有多个有孔的斜坡394，它与室内壁384相交在横截面392。当流体通过涡流室386时，台阶388使不同的横截面392附近产生较小的旋涡，有利于提高通过涡流室386的紊流度。
作为提高涡流室386中旋流的紊流度，并将旋流中任何未汽化的液滴进一步分解成更小的液滴，以及强化未汽化液滴的汽化的可供选择的或其它的方式，室内壁384可包括有纹理的表面。通过喷砂(重的粗砂)或使用一种玻璃珠，可以使内壁形成有纹理或不规则表面。有纹理或不规则的室内壁表面可以使液体以更紊乱的方式穿过涡流室386。当未汽化液滴撞击到有纹理的内壁表面时，就会散开，分解成更小的液滴。与平滑的内壁表面相比也更容易汽化。
图15表示了本发明涡流室总成的另一个实施例。涡流室壳体570包括外表面572和内表面574、576、578、580和582。每个内表面574～582基本为圆柱形，且分别围成涡流室584、586、588、590和592。
孔594排列成行列交错分布的阵列，并在涡流室壳体570中沿切向分布，使流体沿切线方向进入每个涡流室584～592。这种流体沿切向的进入通过涡流室产生一股紊流旋流，且在旋流中将流体分解成更小的液滴并将剩余的液体液滴汽化。如图所示，孔594排列成多个行和多个列，最好彼此相互交错，以进一步提高通过涡流室584～592的流体的紊流属性。
柱形出口凸缘596包括外表面598和内表面600。出口凸缘和涡流室壳体570的上游端602相连。内表面600围成涡流室壳体570中涡流室584的出口。如图所示，涡流室584～592直径依次减小。也就是说内表面582的直径小于内表面580的直径。依次的，内表面580的直径小于内表面576的直径，内表面576的直径小于内表面574的直径。如果给定这种结构，当流体以旋流方式通过涡流室584～592，其中在出口604形成一个低压端，在靠近上游端606形成高压端时，最邻近低压端的涡流室(涡流室584和586)通过孔594接收的流量多于最邻近高压端606的涡流室(涡流室590和592)的倾向大大减弱了。
另外，当流体通过涡流室584～592时，为了增强流体汽化，分别在每个涡流室584、586、588和590的上游端安装一个尺寸合适的喷嘴608(图15)。喷嘴608使通过涡流室中的汽体受到额外的压差，从而强化了流体液滴的汽化和分解。喷嘴608尺寸最好加工成能通过过盈配合固定在涡流室584～590的上游端。
图16表示了本发明的另一个实施例。如图所示，图16表示了一个包含涡流室壳体612的涡流结构611，涡流室壳体612具有外表面614和内表面616、618、620、622和624。内表面616～624基本为圆柱形，且分别围成涡流室626、628、630、632和634。相对于涡流室626～634内表面616～624成切向形成孔636。孔636在涡流室壳体612中呈阵列分布，这使得流体沿切向流入涡流室626～634中。流体沿切向流入通过涡流室产生一股旋流，把旋流中的液滴分解为更小的液滴并进一步汽化或均匀化。
涡流室壳体612的一端642上连接着一个圆柱形出口凸缘640。出口凸缘640包括内表面644和外表面646。出口凸缘内表面644围成出口648。出口凸缘640除了内表面644直径比出口凸缘596(图15)内表面600直径小之外，其余和出口凸缘596(图15)相似。另外，出口凸缘640具有一个孔650，通过将一个螺钉(未示出)选择性地插入其中，可以调节通过出口凸缘640的流动阻力。当旋流通过出口648时，若螺钉插进入出口648越深，则对旋流造成的气流阻力越大。
一般来说，可以通过改变出口孔的直径和/或改变涡流结构中相邻涡流室之间通道的直径，来改变涡流结构的空气阻力。图15的实施例展示了一个相对大的出口以及相邻涡流室之间由于喷嘴608存在形成的相对小的通道。相反，图16的实施例展示了较小的出口和较大的涡流室间的通道。在某些应用中发现，图16所示的实施例优于图15所示的实施例。
图17表示了本发明涡流室壳体的另一个实施例。本实施例表示了一个涡流室壳体940，它一般包括底壁942和垂直延伸的柱形壁944。柱形壁944包括一个内表面946，一个顶缘947和一个外表面948。内表面946和底壁942围成一个涡流室952。涡流室壳体940以图1所示的涡流室壳体54类似的工作方式工作。
从外表面948到内表面946有一系列穿过壁944的细长切向槽950，它使流体相对室内旋流沿切向进入到涡流室952中。每个槽950如图所示，从壁944的顶缘947一直延伸到涡流室壳体底壁942，中间没有中断。槽950沿环形壁944的圆柱形内表面946的切向分布，使流体沿旋流的切向进入涡流室壳体940的涡流室952中。
流体通过细长槽950沿切向进入涡流室952中，会产生一连续层的运动流体，快速通过靠近各个槽950的涡流室内表面946。这基本上阻止了流体中未汽化的液滴聚集在内表面946上。当未汽化流体的液滴接近或接触到内表面946时，这些未汽化液滴被通过槽950后进入到涡流室952的流体液滴从内表面吹走。可以使用任何数量的槽950来获得所希望的结果。另外，也可以使用不同宽度的槽950。环形壁944上的槽950可以通过激光、圆锯、或任何其它合适的方法获得。例如槽950宽度可约为0.254mm(0.01英寸)。
图18和图19表示本发明文氏管的另一个实施例。本实施例表示的文氏管954包括壳体956和在壳体956中开的一系列的切向孔958。切向孔从壳体的外表面955延伸到壳体的内表面957。孔958在壳体956内沿切线形成，以使流体，如空气/燃料混合物，通过孔958沿切线进入文氏管内部960，从而增加通过文氏管954流体的紊流度。
如图所示，切向孔958开在文氏管954的窄喉部959。在窄喉部959处，流体F通过文氏管954的速度最大。借助于把第二流体通过窄喉部959的切向孔958引入到文氏管内部960，提高了两种流体的紊流度及混合。把第二流体通过切向孔958引入到文氏管内部960引起通过文氏管内部960的流体旋转，从而增加了流体的紊流度。通过文氏管954的流体紊流度的增加，进一步强化通过文氏管954的流体的汽化和均匀化。因此，当流体流F从文氏管入口962经过文氏管到文氏管出口964时，上述流体流与第二流体的切向流相交。第二流体如空气/燃料混合物，通过切向孔958进入文氏管内部960以产生紊流，并且大致螺旋状地流过文氏管954。
图20和21表示了本发明的另一个实施例，特别涉及吸入器型药物领域的应用。本实施例示出了一个流体汽化系统1120，它一般包括：可压缩容器1122、压缩气体源1124、文氏管1126、多个涡流室壳体1228、1244、1248、1250、1252、1254、1256、1258和系统出口1128。一般地，通过把压缩气体送入系统1120，流体1130从可压缩容器1122中抽出，并流过导管1132和1134(位于基座1136中)进入文氏管1126(也位于基座1136中)。在文氏管1126中，流体1130与压缩气体混合，通过文氏管出口1238以悬浮颗料状从文氏管1126中排出。接着流体通过一系列涡流室壳体，以把流体分解成更小的液滴并进一步把流体中未汽化或部分汽化的液滴汽化。最后，流体通过系统出口1128从系统中排出。
具体地，如图21所示，可压缩容器1122包括一个具有柔性侧壁1140和柔性底部1142的袋。柔性壁1140和柔性底部1142围成了可压缩容器1122中的中空内部1144。当可压缩容器1122被压缩时，中空内部的体积1144减小，这样增大了中空内部1144中的压力。
可压缩流体容器出口1160是由连接件1148的内表面1161围成的。优选地，连接件1148由柔韧的材料例如橡胶制成。连接件1148通过带倒钩的连接件1150连接在基座1136上。带倒钩的连接件1150如图所示包括螺纹部分1152、肩部1154和带倒钩的延伸部1156。倒钩1158形成在延伸部1156上，允许在带倒钩的连接件1150和容器的连接件1148之间产生阻力或过盈配合。带倒钩的连接件1150还包括通道1159，它从出口1160延伸到导管1132，使可压缩容器1122中空内部1144中的流体1130从容器1122进入导管1132。因此，在图20和图21的装配结构中，连接件1150的螺纹部分1152与基座1135螺纹连接。通过把柔性连接件1148压在延伸1156上，并借助与带倒钩的连接件1150间的阻力或过盈配合，可以固定可压缩容器1122，也可将其拆下。这样，在带倒钩的延伸1156和接头1148的内表面1161间产生紧的阻力式过盈配合。
可压缩容器1122如图所示装在压力室1164中，压力室1164由压力壳体1168的内表面1166围成。压力壳体1168通过其一端的螺纹1170固定在基座1136上，用螺纹把压力壳体1168和基座1136连接在一起。为在基座1136和壳体1168之间产生完全的气密封，一个垫圈，如O型圈1172，安装并优选地被压缩在壳体1168的凸台1174和基座1136的接触面1176之间。
压力室1164通过压缩气体导管1178从压缩气体源1124接收气体而增压。优选地，压缩气体源可以与任何一种适合的装置连接，例如泵或压缩气体罐。并且，压缩气体可以包括空气、氧气、一氧化二氮或任何其它适合的气体。
压缩气体导管1178如图所示位于基座1136中，并从文氏管入口1180延伸到压力室1164。通过导管1178把压缩气体输入到压力室1164，增大了压力室1164的压力。压力室压力的增大引起可压缩容器1122压缩，从而通过出口1160和连接件通道1159把流体1130挤出容器1122。
如图21所示，可压缩容器1122中可以装有液态流体1130和，在某些情况下，可以是一定量的气态流体，如空气1182。系统1120可用于汽化很多种流体。在一个实施例中，待汽化的液态流体包括药物，此药物可通过吸气被病人接收。优选地，当流体通过系统出口1128从系统中流出时，仅有一小部分的未汽化流体的液滴尺寸大于5微米。流体药物通过系统1120时被汽化，这样流体药物可以有效地被病人吸入。
流量调节器或球阀组件1184连接在从出口1160伸出的流体导管1132上。流量调节器1184如图所示，一般包括调节器壳体1186、位于合适大小空腔内的球1188、调节螺钉1190和偏压元件1192。流量调节器壳体1186通过螺纹连接被固定在基座1136上并可拆卸。如图所示，球1188位于基座1136的球形开口1194中。球1188被偏压元件1192顶在球形开口1194中，如图21所示，偏压元件1192可包括常规的螺旋弹簧。在此结构中，当可压缩容器1122的中空内部1144的压力增大时，导管1132中的压力相应增大，这样克服了偏压并把球1188从球形开口1194推开，使流体绕过球1188从导管1132流到导管1134。
从球形开口1194中移开球1188所需的压力大小，可以通过调节偏压元件1192的压缩进行调节。压缩，以及因此由偏压元件1192产生的力，可以通过相对于壳体1186拧入或退出调节螺钉1190进行调节。螺钉向壳体1186推进的越多，偏压元件1192的压缩就越大。因此，移开球1188使流体流过调节器1184所需的压力越大。相反地，当螺钉1190从壳体1186中退回时，减小了偏压元件1192的压缩，因此移开球1188所需的导管1132中的压力越小。
球阀组件1184仅是可以有效地用于控制导管1132和1134之间的流体流量的很多调节器中的一个。应该明白，可以有效地利用任何合适的阀或其它流量调节装置。
除了把压缩气体供给到压缩气体导管1178外，压缩气体源1124也通过文氏管入口1180为文氏管1126提供压缩气体。文氏管1126一般包括文氏管入口1180、文氏管出口1196和窄喉部1198。窄喉部1198如图所示位于文氏管入口1180和文氏管出口1196之间。
当压缩气体流F从压缩气体源1124通过文氏管1126时，窄喉部1198使压缩气体的速度显著提高。通过文氏管喉部1198的高速气体在文氏管喉部1198产生一个低压区。如图所示，窄喉部1198与导管1134有流体相通。窄喉部1198处的低压区有助于通过文氏管窄喉部1198把流体从导管1134抽入到高速、低压气体流中。当流体1130通过导管1134进入窄喉部1198时，流体1130与从压缩气体源1124来的压缩气体混合。由于通过文氏管窄喉部1198的高速气体和文氏管1126产生的压力差，流体1130有利地通过文氏管出口1196以悬浮颗粒状从文氏管1126排出。
流出文氏管1126后，流体通过中空通道1204中的多个孔1202进入混合室1200。如图21所示，通道1204与基座1136是一个整体，并且包括一个与文氏管出口1196有流体相通的中空内部1206。这样，一旦通过文氏管出口1196流出文氏管1126，流体通过通道1204的孔1202进入混合室1200。
混合室1200由基座的外表面1210、管子1214的内表面1212和涡流室壳体1228的外表面1216围成。涡流室壳体1228的结构和功能与如上所述如图17所示的涡流室壳体940相同。
如图21所示，涡流室壳体1228还包括底部外表面1220，它靠近并紧靠通道1204，使通过通道中空内部1206的流体通过孔1202从中空内部流出。当流体流F进入混合室1200后，流体接着通过涡流室壳体1228的切向槽1222进入涡流室1224。切向槽1222与如上所述如图17所示的细长的切向槽950相同。切向槽1222使流体沿切向进入涡流室1224。由于槽1222的取向是切向的，因此流体沿切向进入涡流室1224，在涡流室1224中产生涡流。
出口元件1230连接在涡流室壳体1228上，以把流体从涡流室1224送入混合室1232。出口元件1230如图所示通过过盈配合的结构装在涡流室壳体1228上，但也可以通过多种常规的方法固定在涡流室壳体上。
出口元件1230如图21所示，包括本体1234，主体上有位于主体1234周边的环形槽1236。槽1236中可装有密封垫，如O形圈1238，以防止流体不经过涡流室1224直接从混合室1200流到混合室1232。出口元件1230还包括中空内部1240和孔1242，孔用于把流体从涡流室1224通过出口元件1230导入混合室1232。
一旦通过孔1242流出出口元件1230，流体按照通过涡流室壳体1228的相同方式，通过混合室1232和涡流室壳体1244。同样，流体通过出口元件1246流出涡流室壳体1244，出口元件结构与如图21所示的出口元件1230相同。按照相同的方式，如图20所示，流体通过涡流室1248、1250、1252、1254、1256和1258，并相应地通过出口元件1260、1262、1266、1268和1270。如图示，涡流室壳体1244、1248、1250、1252、1254、1256和1258的结构和功能与涡流室壳体1228相同。同样，出口元件1246、1260、1262、1264、1266、1268和1270的结构和功能如图21所示的出口元件1230相同。因此，不必对这些特征作进一步描述。
流体流出出口元件1270(图20)后进入排出室1272，排出室由出口元件1270和出口壳体1276的内表面1274围成。如图示，出口壳体1276牢固地固定在管子1214上。出口壳体1276的内表面如图示通过过盈配合结构连接在管子1214上，出口壳体1276也称为排出壳体1276，也可通过多种方法，包括粘结或螺纹连接方法，固定在管子1214上。
排出壳体1276还包括多个出口通道1278，用于把流体从排出室1272排入到排出孔1280。排出孔1280还包括螺纹部分1282，可以把常规螺纹连接件，如水龙带连接件1284，用螺纹连接在排出壳体1276上，以接收从排出孔1280排出的流体。常规连接件1284的末端1285可以用常规的方法连接在各种流体接收装置，如吸气嘴，或其它用于接收流体1130的完全汽化流的结构。
下面描述图1-6中所示的实施例的工作。液体，例如燃料，经过电子控制、计量，并通过燃料喷射器38的出口46喷射以悬浮颗粒状进入预混合室44。尽管这里流体是燃料，但其它流体，如药物和废液也可用上述装置和方法汽化和均匀化。
当燃料喷入预混合室44，节流板84打开使一定量的空气输入文氏管82。允许经过节流板84的空气量与由燃料喷射器38的出口46喷入预混合室中的流体量成正比。发动机产生的真空从混合室44通过室壳体54中的孔66把流体抽入。
当发动机工作时，在发动机进气管(未示出)产生局部真空。由于节流板处于关闭位置，预混合室44中的低压空气/燃料混合物通过孔66沿切线方向被抽入到涡流室64。具体地，进入涡流室的空气通过槽94、周围空气通道100和导管102进入周围空气导管50。周围空气从周围空气导管50进入预混合室，在作为空气/燃料混合物进入孔66之前，周围空气与雾化的燃料在预混合室混合。
空气/燃料混合物大致沿切线方向进入涡流室64，由于来自孔66的流体，因此流体在涡流室64旋转地加速。由于套60的存在，进入各个孔66的流体量完全相等。根据孔相对于出口70的位置，套的内表面56限制流体进入孔的流量。出口70包括通过涡流室64的流体的低压端。实质上，套对靠近出口70的孔产生加强的限制，并且对离低压端(出口70)最远的孔的限制(如果有的话)较少。
一旦流体进入涡流室64，流体旋转加速，使流体中任何未汽化的液滴分解成较小的液滴，或汽化，或二者都有。当流体到达出口70时，流体作为流体旋转柱从室64进入中间室136。在中间室136，流体自行折叠，从而破坏流体的旋转柱并产生额外的紊流和流体的均匀化。
接着流体由发动机进气管产生的局部真空通过文氏管82的长条孔106抽入。长条孔106比常规的小圆形文氏管室孔大且数量多，因为它们的设计是减小任何的压降并得到高达60CFM的流量。在文氏管82中，当空气/燃料混合物通过孔106进入时，由节流板84引入的周围空气与空气/燃料混合物混合。周围空气/燃料混合物进一步混合，并在文氏管82中至少有部分均匀化。
当流体进入进入室146时，发动机进气管产生的局部真空使流体通过离心入口144。进入室使流体进一步混合和均匀化，并把流体沿切线方向导入离心室152。具体地，位于进入室146中的导流片150产生一系列的切向通道200、202和204，发动机进气管的局部真空使流体通过这些切向通道沿切线方向进入离心室152。
流体在离心室152中旋转加速，使最大的或最重的液滴由于自身的重量向离心室152的周边运动，在那里，这些较重的或较大的液滴与内表面156碰撞并进一步分解和汽化。
为减小离心室152的容积，侧壁156的高度最好小于文氏管82在文氏管出口110处的内径114。另外，为减小离心室152的容积和增加室152中的离心流，延伸元件162从离心壳体顶壁160延伸。
接着流体由发动机的真空抽入四个出口154。当流体中较轻液滴朝离心室152中心离心前进时，它们由离心室外形的顶表面170的圆锥形部分以一定角度导入圆锥形部分180的孔182，并进入四个出口154。通过按上述方式把流体从离心室中排出，得到了更均匀的碳氢化合物分布，因为碳氢化合物一般朝向离心室的离心流的外侧。对比之下，当仅使用一个出口时，由于碳氢化合物朝向于离心流的外侧，因此离心排放不均匀。
现在参看图7所示的本发明的实施例，涡流结构220具有由燃料喷射器222提供雾化的燃料。燃料喷射器222把燃料喷入预混合室242。周围空气也通过周围空气导管244进入预混合室242。在预混合室中，雾化燃料和周围空气混合，作为空气/燃料混合物通过孔260进入涡流室248。
在与套60(图1)相似的方式下，套272作为压差源调整通过各个孔260的流量。空气/燃料混合物通过孔260进入涡流室248，其方式与图1中的涡流室54和孔66所描述的相似。当空气/燃料混合物流出U形出口340时，在通过孔262进入涡流室250之前先进入混合室350。在这种结构中，孔262从涡流室248的出口接收空气/燃料混合物，以便当空气/燃料混合物通过室248和250时维持大致恒定的空气/燃料比。
随后，空气/燃料混合物流出U形出口342，并在通过孔264进入涡流室252之前先进入混合室352。并且，当流体通过涡流室250和252时，空气/燃料混合物维持大致恒定的空气/燃料比。
从室壳体228的出口344流出后，流体继续通过混合室354、孔266和涡流室254，其方式与对涡流室252的有关描述完全相同。流出U形出口346后，流体进入混合室356，通过孔268进入末级室256，再从出口348流出。
通过5个室248-256，流体在从一个室达到下一个室时不断汽化并转变成气相。因此本实施例使空气/燃料混合物在通过几个室时维持大致恒定的空气/燃料比。
图17示出了涡流室壳体的另一个实施例。工作时，涡流室壳体940从切向槽950接收流体进入室内部952，以在室内部952中产生流体的旋流。细长槽950把流体沿切线方向引入到室内部，作为沿涡流室壳体内表面946的一层流体，以防止液滴在内表面946聚集。当流体在室952中旋流时，室952中旋流的压差和总紊流度使流体被汽化和均匀化。
图18和19示出了按照本发明原理制成的文氏管954的一个可供选择的实施例。工作时，文氏管954从文氏管入口962接收流体流。接着该流体流与空气/燃料混合物混合，空气/燃料混合物是通过壁956上的切向孔958进入文氏管内部960，以产生通过文氏管954的螺旋状流动。把空气/燃料混合物沿切线方向引入到文氏管内部960使通过文氏管954的涡流旋转成螺旋状。空气/燃料混合物最好被引入到文氏管内部960的窄喉部959，因为窄喉部959包括空气在文氏管954中流动最快的区域。通过在文氏管954中产生流体的螺旋状流动，显著强化了紊流度，以及汽化和均匀化。
如上所述，图20和21表示了本发明的另一个实施例。在此实施例中，通过正压源1124给系统1120提供正压。正压源在压力下把气体输送到文氏管入口180和压缩气体导管1178。压缩气体通过压缩气体导管1178进入压力室1164。当压力室1164中的压力在压缩空气的作用下增大时，可压缩容器1122被压缩，从而减小了容器中空内部1144的体积并增大了其压力。当可压缩容器1122压缩时，容器1122中的流体1130被挤出容器1122，并通过出口1160、通道1159进入流体导管1132。
从流体导管1132进入导管1134的流体流量可以用调节器1184控制。在图21所示的偏压位置，球1188被偏压在球座1194，以阻止流体从导管1132流到导管1134。但当导管1132中的压力增大时，克服了朝向球座1194的偏压，球1188从球座中退出，使流体通过导管1132流到导管1134。
球1188朝向球座1194的偏压，可通过壳体1186上的螺钉1190的拧入和拧出进行调节。当螺钉1190拧入壳体1186时，弹簧1192压缩，从而增大了作用在球1188上的偏压。相反地，当螺钉1190从壳体1186拧出时，弹簧1192放松，从而减小作用在球1188上的偏压量。当作用在球1188上的偏压减小时，导管1132中较小的压力就可以移开球1188，并使流体从导管1132流入导管1134。
流过调节器1184后，流体通过导管1134并以悬浮颗粒状进入文氏管喉部1198。由于压缩气体通过文氏管1126，当气体通过窄喉部1198时速度加快，从而在窄喉部1198产生一个低压区。气体高速流过文氏管窄喉部1198产生的低压有助于把流体通过导管1134抽入窄喉部1198。
在文氏管窄喉部1198中，从压缩气体源1124来的压缩气体与流体1130混合。与压缩气体混合后，流体成为雾通过文氏管出口1196以悬浮颗粒状从文氏管1126排出。流体通过通道1204的孔1202从文氏管出口1196进入混合室1200。流体通过切向槽1222从混合室1200进入涡流室1224，在涡流室1224中产生涡流，把涡流中任何未汽化的液滴分解成更小的液滴并汽化。
接着流体从涡流室1224中通过出口元件1230上的孔1242流入混合室1232。流体按照分别通过涡流室壳体1228和出口元件1230的相同方式，继续通过随后的涡流室壳体1244、1248、1250、1254、1256、1258，并通过随后的出口元件1246、1260、1262、1264、1266、1268和1270。通过每一个后续的涡流室壳体，流体进一步均匀化和汽化。
流出末级出口元件1270后，流体通过排出室1272进入通道1278，从而为排出孔1280提供完全汽化的流体。为把汽化的流体输送到其最终目的地，流体可通过一个常规的水龙带连接件1284。
图22示出了本发明涉及对病人吸入的液体进行汽化和雾化的另一个实施例。从概念上，本实施例的系统1300包括多级涡流室1302-1308，每个都有不同的特性。在此实施例中，第一级涡流室1302的孔1310平行排成行和列。在第二级和第三级，涡流室1304和1306的孔1312交错排列，与图3所示涡流室64的孔66相似。在最后一级，涡流室1308有槽1314，与图17中所示的切向槽950相拟。
对于图22中的实施例1300，第二和第三级涡流室1304和1306的孔1312比第一级涡流室1302的孔1310小。但是，第二和第三级中的孔1312的总表面积与第一级的孔1310的总表面积相等。这是因为第二和第三级涡流室1304和1306有更多的孔。换句话说，尽管孔1312小，但孔1312的数量多。
在本实施例中，把压力通常为125psi的压缩气体或空气输入系统1300，在其中产生正压1318。通过孔1320将流体抽入。流体包括需要雾化/汽化的药物，并可包括一种惰性载体，如盐水。侧开口1316将流体引到涡流室1302的外面，然后通过孔1310进入其中。在每一级中重复此过程(未示出)。
本实施例可以有多种变化，包括更多或更少的级数，以及有不同孔样式1310、1312和槽1314的不同涡流室的组合。另一个结构变化是在第一级中产生大的压力降，而在其余级的每一级中有小的压力降，使最终出口1322的压力接近大气压。这样能提高处理效率。
所有实施例的另一个变化是包括一个加热过程。或者加热输入空气1318，或者加热系统的外表面，从而当空气或流体通过装置的每一级时给其提供热量。例如，当用于流体离析，如脱盐时，根据其它因素包括压力和涡流室的数目，加热系统能产生更好的效果。这种流体离析能力，至少在图22的实施例1300中，相信是一种动力学蒸发过程。本发明可以包括一个或多个涡流室1302-1308，可以容易地将其拆下清洗和清除沉积物。另外，可将整个系统浸泡，或者用流体前后冲洗，从而清洁此装置。
本发明的另一个实施例见图23。本实施例的系统1330包括单级涡流室1340，后者具有压力降低的第一部分1341和减速的第二部分1343。压缩空气1318通过进入嘴1332进入。接着通过将流的直径1336限定为6.350mm(0.250英寸)而产生渐小的文氏管级1334。然后是一个直径约为9.398mm(0.370英寸)的渐大的文氏管级1338。流体通过流体进入口1320进入这个渐大的文氏管级1338，进入口1320的直径约为1.5875mm(0.0625英寸)。
接着空气/流体混合物流出第一部分1341并到达涡流室1340。在此实施例中，涡流室1340包括交错排列的孔1312。具体地，涡流室1340有40个孔，孔的直径约为0.889mm(0.035英寸)，从而形成的总表面积约为24.8387mm2(0.0385平方英寸)。
空气/流体混合物通过一个渐小的文氏管1342流出涡流室1340。这个渐小的文氏管1342有一个直径约为2.5273mm(0.0995英寸)的文氏管开口1344。
涡流室1340位于两个环形垫圈1354和1354′之间，垫圈把涡流室牢固地固定在系统1330中，并引导空气/流体通过每一个部分。涡流室1340和一个环形垫圈1354在减速第二部分1343的内壁1346中滑动，如箭头1350所示。当处于适当位置时，它们相互靠近并由隔壁1348保持在适当位置，涡流室1340位于减速第二部分1343的内部。
减速第二部分1343包括一个减速室1352。当空气/流体通过渐小的文氏管1342流出涡流室1340时，形成圆锥形的旋流。在减速室1352末端的出口1322是颗粒非常细小的、压力接近于大气压的、被雾化或汽化的空气/流体混合物。
在这个实施例中，系统1330的全长约为147.3mm(5.8英寸)。压力降低第一部分1341约为32.385mm(1.275英寸)，减速第二部分1343长约116.8(4.6英寸)。涡流室1340和环形垫圈1354，当位于减速第二部分1343时，在减速第二部分1343中延伸约40.6mm(1.6英寸)。减速室1352长约76mm(3英寸)。减速第二部分1343的内径约为34.925(1.375英寸)。
此实施例的测试结果是用盐水作为工作流体得出的。压力为185psi(每分钟18立方英尺)的压缩空气1318，通过进入嘴1332输入。与周围大气压比，通过第一渐小的文氏管级1334和第二渐小的文氏管级1342产生压降。当流体离开涡流室1340进入减速室1352时产生的压降为185psi。结果系统处理液体的量提高，达到每分钟处理3ml。当非常细小的液滴与大液滴相互混杂时(例如，当雾化某些液体时)，减速室1352也可作为大液滴的分离器。减速室1352在分离这些大液滴方面特别有效。当流体流出涡流室1340时，形成圆锥形的旋流。大液滴在紧靠文氏管出口1344的前面形成一薄层(当用盐水时)。在室末端排出的是非常细小的粒子。
当图23和24的实施例用作流体离析时，操作过程中包含气动的/动力学的蒸发过程。单级涡流室和文氏管或喷嘴产生涡流相关的剪切力作用在流体上，可以减小液滴尺寸并强化离析。
本发明的另一个实施例涉及汽化和雾化病人吸入的液体，如图24所示。本实施例1360与图23的实施例1330相似，包括单级涡流处理器(室)1364、渐小的喷嘴1368和减速室1374。实施例1360包括空气-气体输入混合器部分1362，详细表示在图25A-C中。气体/流体混合物流经开口1363，其半径约为15.875mm(0.625英寸)。气体/流体混合物流到涡流处理器1364，详细表示在图26A-C。涡流处理器1364有一单排孔1366，沿切向通入到中央室1367。孔直径约为1.397mm(0.055英寸)。涡流处理器1364的室壁内径约为2.134mm(0.084英寸)。涡流处理器1364的外径1361约为25mm(1英寸)，内径1369约为15.8750mm(0.6250英寸)，并且有一个直径约为1.1684mm(0.0460英寸)的中央输送孔1365。当然，所有的尺寸和开口都可以改变，以增强本发明优选的性能。
当空气/流体混合物通过涡流处理器1364时，进入一个由喷嘴1368限定的文氏管室1370中。喷嘴1368的外部逐渐变细直到一个端部，它有一个恒定的内径1372约为2.5273mm(0.0995英寸)。空气/流体混合物排入减速室1374，接着从减速室1374的末端排出，其压力接近周围大气压，如箭头1322所示。这些部分连在一起时使用了垫圈或O形密封圈1376，以提供液密封。
此实施例中，减速室1374长约76mm(3英寸)，其内径约为28.9941mm(1.1415英寸)。喷嘴1368长约25mm(1英寸)伸入到减速室1374中。喷嘴1368限定了一个文氏管室1370，文氏管室的圆锥形内壁的半径约为6.35mm(0.25英寸)。图27A和B表示了不同的喷嘴1368，其中喷嘴的实施例限定了一个文氏管室1370，其内壁形成约60度的角(如箭头1378所示)，减小了其尺寸直到内径约为2.5273mm(0.0995英寸)的开口处。根据所希望的雾化、汽化或离析性能，喷嘴1368的长度可以改变，例如图27A中的短喷嘴或图27B中长度约25mm(1英寸)的长喷嘴。
上述系统和方法对于焚化和废物管理中的废液的分解、汽化和均匀化上也适用和有用。当废液液滴分解成极其微小的尺寸时，进入焚化器的废液将更有效地燃烧，从而把污染降低到最小程度，并且提高了废液的焚化效率。
尽管参照图示的实施例对本发明进行了图解和描述，但按照其中的形式和详细描述所作的各种变化、删略或增添都在本发明的精神和范围之内。

Claims (17)

1.一种用于对吸入液体进行雾化的涡流系统，包括：
文氏管元件，与压缩气体源流体连通，而且还与所述流体源流体连通；
涡流元件，包括：
围成涡流室的室壳体，其与所述文氏管元件流通，在所述涡流室中产生旋流并使液体雾化；
所述室壳体中的多个孔，使流体沿切向输入所述涡流室，以在所述涡流室中产生旋流；
与所述涡流室流体连通的室出口，以使流体从所述涡流室中排出。
2.如权利要求1所述的涡流系统，其特征在于所述的多个孔在所述室壳体中排成行和列。
3.如权利要求2所述的涡流系统，其特征在于，还包括：
第二涡流元件，它包括：
围成第二涡流室的第二室壳体，与所述室出口流体连通；
所述第二室壳体中的多个孔，使流体沿切向输入所述第二涡流室，以在所述涡流室中产生旋流，所述多个孔在所述第二室中排成行和交错排列的列；
与所述第二涡流室流体连通的第二室出口，以使流体从所述第二涡流室中排出。
4.如权利要求3所述的涡流系统，其特征在于，还包括：
与所述第二涡流元件相同的第三涡流元件，其中围成第三涡流室的第三室壳体与所述第二室出口流体连通。
5.如权利要求4所述的涡流系统，其特征在于，还包括：
第四涡流元件，它包括：
围成第四涡流室的第四室壳体，其与所述第三室壳体的室出口流体连通；
在所述第四室壳体中的一系列切向细长槽，使流体沿切向输入所述第四涡流室，以通过涡流室产生旋流，其中，每个切向槽从所述第四涡流室的顶部一直延伸到底部。
6.如权利要求1所述的离心涡流系统，其特征在于所述的室壳体有内室壁，内室壁包括形成在所述内室壁上的有纹理的表面。
7.如权利要求1所述的离心涡流系统，其特征在于所述的室壳体有内室壁，内室壁包括形成在所述内室壁上的多个台阶。
8.如权利要求1所述的离心涡流系统，其特征在于，包括：多个串联地流体连通的所述涡流元件，其中所述多个涡流元件中的第一个元件的室壳体与所述文氏管元件流体连通。
9.一种用于对吸入液体进行雾化的涡流系统，包括：
一个涡流元件，包括：
围成涡流室的室壳体，其与压缩气体源流通并与所述液体源流通，在所述涡流室中产生旋流并使液体雾化；
所述室壳体中的多个孔，使流体沿切向输入所述涡流室，以在所述涡流室中产生旋流；
与所述涡流室流体连通的室出口，以使流体从所述涡流室中排出；和
一个减速元件，与所述室出口流体连通。
10.如权利要求9所述的涡流系统，其特征在于，还包括：
一个文氏管元件，与压缩气体源流体连通，而且还与所述流体源流体连通，并且与所述室壳体流体连通。
11.如权利要求9所述的涡流系统，其特征在于所述室出口包括流体压力降低元件，所述压力降低元件与所述涡流室和所述减速元件流体连通。
12.如权利要求11所述的涡流系统，其特征在于所述流体压力降低元件包括一个文氏管。
13.如权利要求11所述的涡流系统，其特征在于所述流体压力降低元件包括一个喷嘴。
14.如权利要求9所述的涡流系统，其特征在于所述减速元件包括一个室。
15.如权利要求9所述的涡流系统，其特征在于所述孔在所述室壳体中排成行和交错的列。
16.如权利要求9所述的涡流系统，其特征在于所述孔在所述室壳体中排成一行。
17.一种雾化或汽化流体的方法，包括：
接收压缩气体；
抽入流体，并使用充有所述压缩气体的文氏管元件把所述流体与所述压缩气体混合；
在一涡流中产生旋流，该涡流使所述流体和压缩气体的混合物雾化；
在所述涡流中进一步混合所述混合的液体和气体，其中所述混合的流体和气体通过多个切向孔进入所述涡流中，所述切向孔位于包围所述涡流的室壁中；
使用一个喷嘴元件减小从所述涡流中流出的所述混合流体和气体的压力；
在一个室元件中使所述混合液体和气体减速。
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