CN1293591A - 流体处理系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种处理液体的离心涡流系统,例如燃料,并且包括限定一个涡流室的室壳体。在室壳体中有一切线方向的孔的阵列,使流体紊流地进入涡流室,以产生通过涡流室流体的旋流。在一个实施例中,多个涡流室串联排列,使流体通过几个涡流室。在另一个实施例中,室壳体可以是台阶状的、有纹理的或二者都有,以增大通过涡流室的流动的紊流度。在另一实施例中,提供了一个压差源套,根据孔的位置校正通过切向孔的流量。还包括一个离心室,在其底面上有多个输出导管。并且从其顶面向下伸出一个锥形延伸元件,以增强流体的离心流。另外,提供了一个旁路导管,以选择性地使流体绕过一个或多个涡流室。

Description

流体处理系统和方法

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。更具体地是制备细微的均匀化的或汽化的气相-流体混合物的装置和系统。

背景技术

此前，为将液体或雾转化为气相混合物，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／空气混合物一般须进一步汽化或均匀化，以获得一种化学计量比的气相混合物。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，并且二者呈均匀混合物状态，以获得最佳的正确燃烧，不会由于不完全或不充分氧化而剩有残留物。理想情况是，为正确氧化，燃料应完全汽化，与空气混合，并在进入燃烧室之前均匀化。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。

燃料的不完全或不充分燃烧，使内燃机或外燃机排出的残留物造成污染，如未燃烧的碳氢化合物、一氧化碳和醛，并伴有氮氧化物。为达到排放标准，需对残留物进行处理，一般需要在催化转换器或涤气器中进一步处理。由于催化转换器或涤气器的运转需要燃料，所以这种对不完全燃烧产生的残留物的任何减少都将有利于节约和环境保护。

除了上面讨论的问题，还有：燃料-空气混合物汽化不完全，化学计量比未达到等，也会造成燃机工作没有效率。因为只有较小比例的燃料化学能转换成机械能，从而浪费了燃料能量，并产生不必要的热污染。这样，通过对燃烧-空气混合物的进一步分解和汽化，可以获得较高的发动机效率。

已经有工作来缓解上面描述的关于燃料汽化和燃烧不完全的问题。例如美国专利4515734、4568500、5512216、5472645、5672187中给出了，当燃料送入发动机的进气管时，各种汽化燃料的装置。现有的这些装置一般都包含一系列的混合地点和一个汽化燃料和空气的文氏管。

应当注意到，上述现有的装置有一定的优势，即：当较高浓度的碳氢化合物在发动机中燃烧时，燃机可以工作。尽管如此，现有的这些装置还是存在一些问题。

首先，把空气输入涡流室的孔是3个排成单独一列。这种把空气输入涡流室的方式会使涡流室内的流体沿涡流室的内壁分成不连续的流体环。一般，这样的一个环与一个孔对应。流体沿涡流室壁在环中的聚集，必然使给定涡流室内的紊流度(因而汽化效率)受到限制。

另外，现有装置使用的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率。

现有装置的一个明显缺点是，它们不能对通入涡流室的不同入口之间的压力差进行补偿。当空气／燃料混合物通过不同的涡流室时，额外的空气沿切向进入每个室，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，当空气／燃料混合物通过涡流室时，难以维持空气／燃料混合物的空燃比。

还有，现有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(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。

现有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输入离心室，对进气管负压吸力的不必要抑制，不均匀地将离心物流排入进气管。

现有离心雾化设备的另一个局限性是，在空气和燃料进入涡流室之前，不能将燃料和周围的空气充分混合。空气／燃料的预混不充分，会产生过量的碳氢化合物。以前试图解决这一问题，结果证明是无效的。因为即使将燃料以气态或雾态喷入空气流，燃料随后也会在进入涡流室之前液化，这样，将气态或雾态燃料喷入一个空气流获得的种种优势成为泡影。

现有离心汽化装置的另一个问题是没有文氏管造构。该文氏管构造大到在高的转速时能获得容积效率，小到在低的转速时可以具有高的分辨响应。确实，现有的设备一般不得不在高转速时的容积效率和低转速时的分辨响应之间进行选择。因此，对于离心汽化设备需要得到的是在高转速时的容积效率和低转速时的分辨响应。

现有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。

另一个问题，与在内燃机中使用涡流技术不同，涉及到由吸入器引出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，残余的过剩药物将液化，而不是进一步分解成更小的分子尺寸的粒子，以便于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。

还有另外一种需求，它与利用分解过程焚烧和废物管理有关。在某种程度上，废物流体粒子可以被分解成极细小的粒子尺寸。进入废物处理装置的混合物，会更有效地燃烧，此时，污染最小，燃烧效率提高。通过此过程焚烧了废物流体。

根据上文，需要研制一种离心涡流系统，能解决或基本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粒子尺寸更小的蒸汽流体，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。还需要另一种小体积的离心装置，以便能更佳混合、汽化、均匀化，并将更微小尺寸的分子蒸汽粒子排出到发动机的进气管，用于吸入器类型的药物分送装置和其它所希望的用途。

发明概述

本发明的目的是提供一种涡流室，它具有最佳的紊流，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多个涡流室，其中空气仅从第一室流入，从而当空气／燃料混合物流过后面的几个室时，使空气／燃料混合物的空气／燃料比保持恒定。

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，可由套形成的锥形空气输入通道，使进入涡流室上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提供一种可移动的的导管，它可以插进一系列涡流室，以选择性地隔离并绕过一个或多个其它室。

本发明的另一个目的是提供一种能调节输出口的涡流室，以调节通过输出口的流量。

本发明的另一个目的是提供具有多个输出口的离心室，以均匀化和进一步汽化流向发动机的输出流体。

本发明的另一个目的是提供离心室顶面的锥形延伸，以减小室的体积，增强室内流体的离心流或旋流。

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提供一系列直径递增的涡流室，以使各个涡流室的流体流量标准化或相等。

本发明的另一个目的是提供一种文氏管和一个相连的离心室，文氏管的喉部直径与离心出口直径之比约为1∶1．66。

本发明的另一个目的是提供一个预混合室，使空气／燃料混合物进入涡流室均匀化和汽化之前，先把空气和燃料预先混合。

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。

本发明的另一个目的是提供一种离心汽化装置，在高转速时得到高的容积效率，在低转速时获得高的分辨响应。

本发明还有另一个目的，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得到一种装置，使汽／液混合物分解为非常细小尺寸的粒子，这样粒子能立即并直接通过肺进入到人的血液中。

本发明还有另一个目的，提供一种装置，以分解包含液体和汽的粒子的流体，从而流体能在焚烧器中更好燃烧。

本发明还有一个目的是提供一种装置，使燃料均匀化到能更佳燃烧的程度，从而能减少燃烧过程产生的污染。

本发明另一个目的，提供一种在离心壳体中具有一个延伸臂的装置，以防止流出离心壳体的流体发生回流，并增强离心室内流体的离心流。

一个离心涡流系统和一个特殊的预混方法，能满足上述这些目的。该系统可增强涡流室内流体的紊流和汽化，该预混方法在把空气／燃料混合物引入到涡流室壳体孔的陈列中之前，把空气和燃料混合。这些孔位于涡流室壳体上，使空气／燃料混合物沿切向进入涡流室。进入不同孔的流量可通过一种压差源结构使其相等，这样所有的孔都能有效的利用。

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，以增强流体通过涡流室的紊流度。

在另一个实施中，离心室中有一系列的导流片和一个锥形延伸，以增强流体在涡流室中的离心流。在另一个实施例中，一个细长的管能插入一系列的涡流室，以选择性地隔离和／或绕过一个或多个涡流室。在又一个实施例中，涡流室的出口直径能够调节，以此调节通过涡流室的流量。

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。

附图简要说明

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沿线2-2的侧剖视图。

图3是图1汽化部分放大的局部剖视图。

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的底视图。

图9是图8涡流室总成的入口压差源结构沿线8-8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顶视图。

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另一个实施例的立体图。

图15是本发明离心涡流系统另一个实施例的局部顶剖视图。

图16是图15细长导管总成的放大剖视图。

图17是图15细长导管总成的放大剖视图，表示细长导管从涡流室中抽回。

图18是本发明涡流室壳体另一个实施例的剖视图。

图19是本发明涡流室壳体又一个实施例的剖视图。

图20是本发明输出口横截面积调节机构的局部剖视图。

图21是本发明离心涡流系统一个实施例的顶剖视图。

图22是本发明离心涡流系统另一个实施例的顶剖视图。

图23是本发明涡流室壳体另一个实施例的立体图。

图24是本发明文氏管一个实施例的剖面正视图。

图25是图24本发明文氏管一个实施例沿线25-25的局部剖视图。

图26是本发明涡流系统另一个实施例的平面图。

图27是图26本发明涡流系统沿线27-27的局部剖面正视图。

图28是图26所示的离心涡流系统的局部剖面正视图。

图29是图28本发明离心涡流系统沿线29-29的局部剖视图。

图30是图29所示的连接组件的放大图。

图31是本发明离心涡流系统另一个实施例的剖面正视图。

本发明详述

在本文的内容中，出现“均匀化”，“汽化”或由这些词派生的其它一些词，意思是通过旋转的紊流将液体从悬浮态或汽态转换为气相，其中旋转的紊流存在高速、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，离心涡流系统有3个部分：燃料汽化部分32，空气输送部分34和离心部分36。燃料汽化部分32如图示，在喷射器盘42的孔40中装有两个燃料喷射器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部分由涡流室壳体54的外表面52和锥形延伸58的外表面68围成。预混合室44还由压差源套60的内表面56围成。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，内室壁表面62和底表面63。另外，涡流室壳体54还包括提高预混合室44中流体流量的锥形延伸58，它由插入孔49中的螺钉(图3)固定在喷射器盘42上。涡流室内室壁表面62围成一个能产生流体旋流的涡流室64。涡流室壳体54上有一阵列孔66，它们进入壳体使流体，例如空气／燃料混合物，沿切线方向进入涡流室64。涡流室顶边61连接在套顶部的内表面55上。其优点是，可以在边61和顶表面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，围绕涡流室孔66的阵列排成多个行R和多个列C，以提高通过室64的旋流紊流度。本发明优选，行R和列C沿环形彼此相对交错或偏移。通过把孔66阵列中的行列交错排布，消除或至少根本减轻了流体在涡流室64中分裂成不连续回路的趋势。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。且从此处朝边57方向套内表面56直径逐渐增大。所说明的直径变化的内表面一般包括锥形内表面56，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，位于涡流室壳体54周围，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通过涡流室壳体上的孔66产生不同的压力差，且对邻近出口70的孔66的流量比远离出口70的孔的流量有更强的抑制作用。这样，根据孔66相对于套出口70的不同位置，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所需压力较大，因为这端包括燃料汽化部分32的压力较低端。

通过在涡流室壳体54的孔66周围安装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。通过不同孔的流体流量基本相等可以提高涡流室64的效率和效果。

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的顶的外表面79(如图3)和燃料汽化壳体74顶的内表面77相连接。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。喷射器盘的底表面47上有一对孔40，用以固定燃料喷射器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与套边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，空气输送部分34包括：空气输送壳体80，文氏管主体82和一个常规的蝶形节流板84。在空气输送部分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。

在内圆柱形部分90中铰接一个常规的节流板84。节流板84安装在能旋转的中心轴96上，它横穿过空气在中空内部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。

在空气输送壳体80中有一个周围空气通道100。空气通道100与空气输送壳体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。

空气输送部分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处的基本相同。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内表面114中有一个环形台阶。

空气输送部分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。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、界面配合或任何其它常规的方式，把文氏管82的外表面112固定在空气输送部分中邻近环形表面126处，从而固定文氏管。

在空气输送部分34中有一个中混室136(图1)，它使从套出口70流出的流体在通过长孔106进入文氏管82之前成柱形旋转，进行紊流混合。中混室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与空气输送部分连接。

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。正如图所示，离心壳体基本呈柱状结构，它具有一个由入口144断开的垂直环状的壁表面156。壁表面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对面是一个与底相配合的成形底部衬套166。此衬套166包括成形的顶表面170和底表面172。顶表面具有环形平面部分174，向上的曲面部分176和圆锥形中央部分180。

正如上面提到的，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：导向边缘184、中间角186和圆形的尾端190。导向边缘184和角186之间形成一个导向平面192。导向边缘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，每个尾表面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，提高了离心室152中的圆形离心流量。

为了把离心壳体142固定在发动机进气管上，在离心壳体中有安装位置212、214、216可以加紧固件，例如螺栓180(图2)，把离心壳体142通过界面板143固定在发电机上。

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，它基本上包括：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226-232，并且每个涡流室壳体只能接收从前一个涡流室壳体流入的流体。例如，涡流室壳体228只能接收从涡流室壳体226的出口流入的流体，以此类推。

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都有多排小孔260-268。每个孔260-268的阵列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分别提高通过涡流室248-256的垂直紊流度。

通过把涡流室壳体224、226、228、230和232分别定位于锥形套272、274、276、278和280的周围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，其作用方式与孔72相似(图1和2)。

另外，每个套272-280分别有一个出口340-348把流体送入随后的涡流室。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分别把流体送到随后的混合室350、352、354和356中，所以孔262-268只能从出口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，不会引入额外的流体流。另外，每个涡流室壳体224-232都有一个圆锥形的基座部分358，以此加强混合和通过混合室242、350、352、354和356的旋流属性。

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，把套的较低部分370固定在前一个套的较高部分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，套室总成用在多个涡流室中，如图7所示。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之间形成一个尺寸变化的间隙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液滴分解成更小的液滴，在室内壁384上做成台阶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上还有多个斜孔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附近产生很小的旋涡，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额外的方式，室内壁384可包括有纹理的表面。通过吹重的磨削砂或使用一种玻璃珠，可以使内壁形成纹理或不规则表面。纹理或不规则的室内壁表面可以使液体在紊流的方式下穿过涡流室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，和一个平滑的内壁表面相比也更容易汽化。

图15～17表示了本发明的另一个涡流总成的实施例。如图15，离心涡流系统一般包括一个燃料汽化部分402，它与空气输送部分404之间有流体输送。输送空气部分404和离心部分406之间也有流体输送。燃料汽化部分402包括一个有内表面412的空气输送壳体410。内表面412围成一个空气输送室414，周围空气进入其中。基板416沿着空气输送壳体边418连接在空气输送壳体410上。通过基板延伸部分422把喷射器盘420固定在基板416上。喷射器盘420上装有喷射器424(图15只画出一个-另一个喷射器位于图示燃料喷射器424的后面)，它把燃料喷入涡流室壳体428中的第一涡流室426，涡流室壳体428中还有第二涡流室430，第三涡流室432和第四涡流室434。

为了让空气进入到涡流室426，430，432和434中，涡流室壳体428有多个沿一定角度的孔436(图16，17)，孔436沿切线方向通入每一个涡流室。每个孔基本沿切向伸入内表面438～444，这使得空气沿切线方向进入到每个涡流室426，430，432，434中。孔优选排列成行和列的阵列，且相邻行列相互交错。

为了提高紊流度，当流体通过涡流室426，430～434时，把压差，剪切力和速度变化作用到流体上，有利地，使相邻涡流室中的孔的阵列沿相反的切向分布。例如，涡流室426中孔的取向是把流体沿第一旋流方向引入涡流室426中，涡流室430中，孔的取向与涡流室426中孔的取向相反，把流体沿第二旋流方向引入涡流室430中。

由锥形套450形成压差源结构，位于一系列涡流室的外围。套450固定在涡流室壳体428的一端452上，它一般包括锥形部分454和细长管部分456。锥形部分454的结构和工作方式与套60(图1)基本相似，并且它具有外表面458和直径变化的内表面460，于是在内表面460和外表面464之间形成一个宽度变化的间隙462。

宽度变化的间隙462使穿过涡流室壳体428的孔产生不同程度的压力阻力。朝向涡流室壳体顺流方向末端的间隙逐渐变窄，而流体压力达到最大。流体压力从压力最大点沿朝向室432，430，426的逆流方向逐渐降低。对于这种结构，穿过孔436的压力阻力，根据孔的位置而不同。套450还包括一个出口凸台470，出口凸台470具有环形凸台外表面472和环形凸台内表面474。套出口凸台的目的和作用将在后面描述。

套的管子部分456包括内表面466和外表面468，内表面466围成管子的中空内部470。在套450的管子部分456周围装有一个绕成螺旋状的线圈476，目的是选择性地在管子内部产生磁区。细长导管478和导管基座480形成一个整体，可滑配地装在套的管子部分456内部，使导管基座480可在管子部分456中图16和17所示位置之间移动。在导管基座480和套的部分454之间的套管子部分456中装有一个偏压元件，如弹簧482。弹簧482可选择性地将导管基座480保持在图17中所示的位置。

如图17所示，当线图476未通电时，细长导管478从涡流室426，430～434撤回。线图476的启动引起导管基座480运动到图16所示位置，这样压缩弹簧并使细长导管478通过涡流室出口484，486，488直接与涡流室出口490相通。启动线圈476并使细长导管478运动到图15和16所示位置，使得通过涡流室壳体428中的旋流被隔离在涡流室426中，且允许流体有选择地绕过其余室430、432和434。

本发明优点在于，在发动机加速和减速的过渡期，在0．5S数量级的间隔内，细长导管478可以选择性地且能快速地运动到图15和16的位置。此时，通过选择性地隔离涡流室426，公知的“加速受阻”问题基本得以缓解。

加速受阻问题一般发生在加速和减速过渡时期。例如，参看图15，在加速期间，节流板518打开，引起空气输送室414中压力下降。这种压力下降从而使进入到涡流室426，430，432，434中的空气量减少。由于进入涡流室的空气减少，从燃料喷射器424中喷射出的燃料的一小部分通过涡流室进入到发动机中，这样形成贫燃料混合物。由于这期间燃料不能有效地通过涡流室，一定数量的燃料在涡流室426和430中累积。随后，当累积的燃料通过其余涡流室时，形成富燃料混合物进入到发动机中燃烧(未示出)。这种贫燃料流体周期后紧接着富燃料流体周期，以及与剧烈变化的空气-燃料比例有关的发动机(障碍)的现象称作“加速受阻。”

另外，通过使用上述的细长导管478，可以大大降低流体中碳氢化合物的量。再有，在加速和减速期间，避开涡流室430～434可以抑制其对涡流室426的控制。

如图15所示，空气输送部分404包括一个柱形空气入口500。空气入口500有一个环形通道502，以便于连接一个常规的周围空气导管(未示出)。空气入口500也把空气引入到中间壳体510中的周围空气导管508中。如图所示，中间壳体510牢固地连接在空气输送壳体410上，还包括同心孔512和514的连接。套管子部分456顺流末端518固定在孔512中，使流体从套管子部分456顺流末端518排出，从套管子部分456通过孔514进入到空气输送部分404。

为调节进入发动机(未标出)中空气体积，一个常规的节流板519固定在一个可旋转的中心轴520上，其取向横穿过空气输送部分404中空气流动方向。

文氏管506包括大直径的空气入口522，狭窄的喉部524和大直径的空气／燃料混合物出口526。文氏管506还包括文氏管外表面528和内表面530。文氏管内表面530的直径在狭窄的喉部524处最小，在入口522和出口526处最大。文氏管出口526和空气输送部分出口通道532直接相通，用于将空气输送部分404排出的流体送入离心部分406中。

离心部分406包括一个基本柱形的结构。离心部分包括一个具有内表面538和外表面536的环形壁534。环形壁534被一个入口540断开，目的是从文氏管的出口通道532接收流体进入到离心室542中。离心室542还由离心顶板544和离心底板546围成。

在离心底板546上有一个大直径的出口孔548，用以排出离心室542中的流体。出口孔548由一个具有最小直径552和最大直径554的圆形表面550围成。

为了提高出口孔548的负压，文氏管内表面530喉部524的直径与最小直径552之比应大于1．58∶1，优选1．66∶1左右。

离心壳体406通过孔558固定在发动机上(未示出)，孔558位于壁534延伸出的安装法兰556上。

图18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。内表面574～582的每一个基本为圆柱形，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产生一种紊流旋流通过涡流室，且在旋流中将流体分解成更小的液滴并将剩余的液滴汽化。如图所示，孔594排列成多个行和多个列，优选彼此相互交错，以进一步提高通过涡流室584～592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。出口凸缘和其上流端602的涡流室壳体570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的直径依次减小。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。给定的这种结构，当流体以旋流方式通过涡流室584～592时，在出口604形成一个低压端，在逆流的端部606附近形成高压端，这使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596的上流端安装一个尺寸合适的喷嘴608(图18)。喷嘴608使通过涡流室中的汽体受到额外的压差，这样，强化了流体液滴的汽化和分解。喷嘴608优选尺寸加工成能通过实施例固定在涡流室584～590的上流端。

图19表示了本发明的另一个的实施例。如图所示，图19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。流体沿切向流入产生一种旋流通过涡流室，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18)内表面600直径小之外，其余和出口凸缘596(图18)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，螺钉插进出口648越多，对旋流造成的空气阻力越大。

一般来说，可以通过改变出口孔的直径，或者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18的实施例具有一个相对大的出口以及相邻涡流室之间由于存在喷嘴608形成的相对小的通道。相反，图19的实施例具有较小的出口和较大的涡流室间的通道。在某些应用方面发现，图19所示的实施例优选于图18所示的实施例。

图20表示了本发明的另一个实施例。更具体地，图20表示了图18中涡流室壳体570与出口壳体662中能调节横断面积的出口660的结合图。如图所示，出口壳体662包括外表面664和内表面666，它与涡流室壳体570的出口604相邻接。内表面666围成出口660，以接收从出口604流出的流体。

出口壳体662还包括一个致动器的安装延伸670。安装延伸670包括圆柱形内表面672和带螺纹的内表面674。致动器，如步进电机676，包括外螺纹部分680，它和相应的安装延伸670上的内螺纹部分674相连接。

步进电机676作为线性致动器使锥形塞678相对于导管668上的锥形座681运动。锥形座681包括平的底表面683和一个锥形的侧面685。当锥形塞端面689接触到锥形座底面683时，侧寸685的尺寸需和锥形塞678的侧面687相配合。

因此，通过选择性地相对于座681移动锥形塞678，内表面666形成的通道的有效横截面积可以选择性地改变。其优势在于，可以根据所希望的输出量，增大或减小导管668的横截面积。并且，通过锥形塞678相对于座681的运动，可以改变通过出口660的空气阻力。

图21表示了本发明的另一个实施例。本实施例表示的一个离心涡流系统700，包括燃料汽化部分702，空气输送部分704和离心部分706。燃料汽化部分702如图示，有2个将燃料喷入离心涡流系统700的燃料喷射器708。燃料喷射器708装在燃料导管710上。燃料导管710有一个通道712，从入口端714通到出口端716。通道712的入口端714连在常规的燃料泵上(未示出)，出口端716连在常规的燃料调节器上(未示出)，同样燃料调节器也和一个返回燃料箱的导管相连(未示出)。

燃料喷射器708通过喷射器盘720安装在离心涡流系统700内。燃料从燃料喷射器出口722喷入2个涡流结构611。每个涡流结构611和图19中所示的涡流结构611完全相同。2个涡流结构611与燃料喷射器盘702邻接，且与燃料喷射器708上的出口722之间流体相通，使悬浮态燃料从出口722直接喷入两个涡流结构611。

2个涡流结构安装在空气室壳体724中，空气室壳体724如图所示，包括侧壁726，侧壁728，底板730和顶板732。空气室壳体724内形成空气室734，作为周围空气导管736和涡流结构611中孔636(图19)之间的导管。

周围空气导管736如图所示包括一个橡胶软管740。周围空气导管736把周围空气槽742和室734连接起来，为涡流结构611提供周围空气。如图所示，软管740通过一个带螺纹的接头741连接到槽742。

涡流结构611，通过在每个涡流室611的出口凸缘640(图19)和顶板732的内表面748之间插入一个托架744而安装在空气室壳体724中。流体从每个涡流结构611的出口648(图19)排入空气输送壳体752内的中间混合室750。流出出口648(图19)的流体在中混室750中一般会产生柱状旋转，且在通过一系列细长孔770进入文氏管756之前以紊流的方式混合。上面描述的流体在中间室的活动使流体液滴在旋流中进一步分解成更小的液滴并进一步汽化和均匀化。

空气输送部分704还包括一个周围空气入口760，使空气流F通过口760进入空气输送部分704。常规的节流板762铰接在文氏管756中。节流板750安装在一个能旋转的中心轴764上，且横穿过文氏管756空气流F的方向。通过旋转轴764可以调节文氏管756中节流板762的倾角，以改变空气的体积，从而改变进入发动机的空气／燃料混合物。

如上所述，空气／燃料混合物从涡流结构611流入中混室750。接着空气／燃料混合物，通过中混室出口758再经一系列细长孔770进入文氏管756。这样，在文氏管756中，通过节流板762的周围空气和通过孔770的空气／燃料混合物进行混合。

离心部分706通过紧固件如螺钉772和774，紧固在空气输送壳体752上。离心部分706如图所示，包括一个具有内表面778和外表面780的过渡壳体776。内表面778围成过渡通道782，通过它，流体从文氏管进入离心室784。如图所示，过渡通道782与离心涡流室784基本成切向，这使流体基本沿切向进入离心室784。由于过渡通道782与离心室784基本成切向，减小了通过系统的空气阻力，提高了通过离心室784的离心流。

在通道782附近有一个延伸臂788，延伸到离心室784，以防止流体排入室784后回流到通道782。图示的延伸臂包括一个具有前表面792和后表面794的壁790。如图所示，延伸臂装在过渡壳体776上且从那开始延伸。前表面792和后表面794都和断面796相交于一端。这样，由于延伸臂788的存在，当流体从文氏管通过过渡通道782进入离心室784时，可基本阻止流体从离心室784回流到过渡通道782。如图所示，延伸臂788的前表面792是弯曲的，以此增强离心室784中的离心流，同时基本阻止流体回流到通道782。

离心部分706还包括一个具有内表面800和外表面802的垂直柱形壁798。离心底面804与离心壳体内表面800基本垂直，且离心底面804上还有一个由柱形表面808围成的出口导管806，用于将离心室784中的流体排入到内燃机的进入管。

如图所示，在离心壳体798的外表面802上装有安装延伸810，通过它将离心壳体固定在与内燃机进入管相连的界面板或其他固定装置上。每个安装延伸810还包括一个孔812，目的是穿过安装延伸装紧固件。

图22表示了本发明的离心涡流系统另一个实施例。本实施例表示了一个离心涡流系统820。离心涡流系统820如图包括3个部分：燃料汽化部分822，空气输送部分824和离心部分826。燃料汽化部分如图示，具有2个喷射器826，装在喷射器盘830中，以将燃料喷入预混合室832。燃料喷射器828，燃料喷射器盘830和预混合室832的结构和工作与如上所述，图1所示的燃料喷射器38，喷射器盘42和预混合室43基本相同。

燃料汽化部分822还包括，位于壳体838中的涡流室壳体834和套836。涡流室壳体834，套836和壳体838的结构和功能与如上所述图1和图3所示的涡流室壳体54，套60和壳体74基本相同。壳体838还包括一个周围空气接收室840，通过导管844和孔846从周围空气槽842中接收周围空气。

周围空气和燃料从预混合室通过孔850进入涡流室848。空气／燃料混合物从出口852排出进入由中间壳体858的内壁表面856围成的中间通道854。

线性致动器，例如与图20所示如上所述的步进电机676完全相同的步进电机860，以螺纹的方式装在中间壳体858上，且和出口852基本对中和同轴。步进电机860还包括一个锥形塞862。作为线性致动器，步进电机860通过轴864使锥形塞862相对出口852运动，以选择性地在出口852产生流动阻力。

当轴864处于完全伸出位置(未示出)时，锥形塞862接触到且基本封住出口852，这样基本阻止了流体从出口852通过。当处于如图22所示的完全撤回位置时，锥形塞862基本不产生流动阻力，即使有也很小。这样，锥形塞862的位置离出口852越近，锥形塞862产生越大的流动阻力。正因为如此，通过使用步进电机选择性地相对于出口852移动锥形塞862，可以改变通过出口852的流动阻力。

流体通过出口852和圆锥形塞862进入中间通道854后，紧接着进入空气输送部分824。如图所示，空气输送部分824包括空气输送壳体870，文氏管872和常规的节流板874。空气输送部分824的结构和工作与如上所述如图1所示的空气输送部分34基本相同。节流板874铰接在可旋转的轴878上，且它的取向横截通过室876的空气流F的方向。轴878可以调节室876中节流板874的倾角，进而改变空气体积，这样改变进入发动机的空气／燃料混合物。

周围空气绕过节流板874通过文氏管入口880进入到文氏管872中。空气／燃料混合物通过一系列细长孔882从通道854进入文氏管872中。文氏管入口880固定在壳体870的内表面884上。文氏管出口886与离心壳体890连接。

离心壳体890包括进入室892和离心室894。弯曲的内表面896和平的内表面898围成进入室892。相对于离心室内表面902成切向分布着一系列导流片900。每个导流片900包括具有弯曲表面906和平表面908的垂直壁904。每个导流片的弯曲表面906和平表面908都相交于头部边缘910和尾部边缘912。导流片900形成多个切向通道914，使流体沿切线方向从进入室892流入离心室894。

进入室892平的边缘898与邻近它的导流片900的平表面908之间也形成一个切向通道916，通过它使流体沿切向进入离心室894。同样，在弯曲表面906和离心壳体890的平表面920之间也形成一个切向通道918，使流体沿切向进入离心室894中。

延伸臂或换向器924如图所示与室壳体890为一整体，其终端为边缘926。延伸臂924消除或基本阻止了流体从离心室894回流到进入室892。实际上，延伸臂924引导流体通过邻近进入室892远离通道916。尽管结构稍微有所区别，延伸臂924的作用和图21中所示的延伸部分788基本相同，也就是说，阻止流体离开离心室而流回文氏管中。

离心部分826还包括与如上所述如图1所示的出口通道完全相同的出口通道。离心室底面932也包括一个成形的底部衬套，它和图1和2中所示的成形底部衬套166完全相同。

在室壳体890上还有安装孔934、936和938，可通过一个界面板(未示出)将室壳体和内燃机的进气管紧固在一起。

图23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946，一个顶边缘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与如上所述如图1所示的涡流室壳体54的工作方式相似。

从外表面948穿过壁944到内表面946有一系列细长切向槽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，中间没有中断，从壁944的顶边缘947一直延伸到涡流室壳体底壁942。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，会产生一连续薄层的运动流体，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液滴在内表面946上的聚集。当未汽化流体的液滴接近或接触到内表面946时，通过槽950新进入到涡流室952的新流体液滴，把这些未汽化液滴从内表面吹走。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0．01英寸。

图24和图25表示另一个本发明文氏管的实施例。本实施例表示的文氏管954包括壳体956和在壳体956中开的一系列的切线孔958。切线958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流动的紊流度。

如图所示，切线孔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。借助于把一种第二流体通过窄喉部959的切线孔958引入到文氏管内部960，提高了紊流度和两种流体的混合。把第二流体通过切线孔958引入到文氏管内部960引起通过文氏管内部960的流动旋转，从而增加了流动的紊流度。通过文氏管954的流动紊流度的增加，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到文氏管出口964经过文氏管时，上述流体流与第二流体的切线流相交，第二流体如空气／燃料混合物，通过切线孔958进入文氏管内部960以产生紊流，并且完全螺旋状地流过文氏管954。

图26-30表示本发明的离心涡流系统的另一个实施例。图27表示一个离心涡流系统970，其中一般包括涡流室总成972、初级喉管管973、次级喉管管977、初级步进马达979和次级步进马达981。如图27和图28所示，涡流室总成972与图22中的涡流室总成822结构相似。特殊的是，涡流室总成972示出了两个燃料喷射器974安装在喷射器板975上用于把燃料喷入初级混合室976。燃料喷射器974、燃料喷射器板975和初级混合室976的结构和工作完全与如上所述的示于图22中的燃料喷射器828、燃料喷射器板830和初级混合室832相同。

涡流室总成972还包括在燃料汽化壳体982内的涡流室壳体978和位于涡流室壳体978周围的套980。涡流室壳体978、套980和燃料汽化壳体982结构和功能完全与如上所述的示于图22中的涡流室壳体834、套836和燃料汽化壳体838相同。壳体982还包括周围空气的入口984(图28)用于接收周围空气通过环形导管986进入初级混合室976。固定螺钉988螺旋地拧在燃料喷射器板975上并固定涡流室总成972中的涡流室壳体978。

如图27和图28所示，周围空气和燃料通过孔992进入涡流室990。周围空气通过导管986进入初级混合室976。燃料通过喷射器974进入初级混合室976。空气和燃料在进入涡流室990之前在初级混合室中混合。然后空气／燃料混合物通过一系列切线孔992在涡流室中产生的流体旋流抽入到涡流室中。旋流用于打碎液滴。在室990中螺旋流动后，空气／燃料混合物通过出口994流出并通过开在中部壳体998上的孔996进入初级喉管管973。中部壳体998沿接触面999固定在壳体982上，这样出口994和孔996完全对齐。

继续参看图27，线性致动器，如步进马达979，用螺纹固定在中部壳体998上，并且如图所示与孔996和出口994完全对齐并同轴。步进马达与如上所述并示图20中的步进马达676完全相同。锥形塞1000通过弹簧加压轴1002连接在步进马达979上。步进马达979作为线性致动器通过轴1002相对于孔996和出口994移动锥形塞1000，从而有选择地限制通过出口994的流量。

当轴1002完全处于伸展位置时(未示出)，锥形塞1000起作用，并完全密封孔996，以彻底阻挡流体通过出口994进入初级喉管管973。在完全缩回的位置(未示出)，如果有的话，锥形塞1000产生很小的流动阻力。这样，锥形塞1000越靠近出口994和孔996，锥形塞1000产生的流动阻力越大。因此，通过出口994和孔996的流动阻力能通过步进马达979相对孔996和出口994选择性定位锥形塞1000来控制。

流体通过出口994、孔996和锥形塞1000后，流体进入初级喉管管973。如图所示，喉管973包括一个通道形成在中部壳体998和输出壳体1004中。在中部壳体998中，初级喉管管973由内表面1006限定。相似地，在输出壳体1004中，初级喉管管973由内表面1008限定。输出壳体1004还包括多个安装孔1005用于把离心涡流系统970固定到常规发动机(未示出)上。

开在中部壳体999上的孔1010从初级喉管管973的内表面1006通到次级喉管管977的内表面1007。如图所示，孔1010限定了一个通道1111，把初级喉管973和次级喉管977连接起来。这样，当通道1111未被塞住时，流体可从初级喉管973通过通道1111流入到次级喉管977。

次级线性致动器，如步进马达981，也用螺纹固定在中部壳体998上，并且如图所示与孔1010完全对齐并同轴，锥形塞1012通过轴1014连接在其上。步进马达981作为线性致动器通过轴1014相对于孔1010移动锥形塞1012，从而有选择地限制产生流动阻力或完全封住孔1010。

当轴1014完全处于伸展位置时(未示出)，锥形塞1012接触并完全密封孔1010，以彻底阻挡流体通过通道1111从初级喉管973进入次级喉管977。在完全缩回的位置(未示出)，如果有的话，锥形塞1012对通过通道1111从初级喉管973进入次级喉管977的流体流动产生很小的阻力。这样，锥形塞1012越靠近孔1010，锥形塞1012产生的流动阻力越大。因此，通过孔1010的流动阻力能通过步进马达979相对孔996和出口994选择性定位锥形塞1000来控制，并且流量也这样控制。

如图27到29所示，初级文氏管1020装在初级喉管973的内表面1008上。类似地，次级文氏管1022装在次级喉管977的内表面1024上。文氏管1020和1022的结构和工作与图22中所示的文氏管872完全相同。但应注意的是，也可在本实施例中有效地使用图24和25中所示且在上面描述过的文氏管954。

图29表示周围空气通过周围空气导管1021和1023进入系统970。空气导管1021和1023分别限定了导管内部通道1025和1027。为分别控制通过文氏管开口1026和1028进入文氏管1020和1022的周围空气量，使用了节流板1030和1032。节流板1030和1032分别铰接在可旋转轴1034和1036上。可旋转轴1034和1036横穿过通过文氏管1020和1022的空气流F的方向。轴1034和1036的旋转分别调节节流板1030和1032的倾斜角，从而改变进入发动机的空气体积，并且因而改变进入发动机的空气／燃料混合物的体积。如图28所示，节流板1030和1032分别通过紧固件，例如螺钉1040(图28)，固定在轴1034和1036上。

如图27和29所示，次级喉管977比初级喉管973大，这样能容纳较多的流量。类似地，次级文氏管1022比初级文氏管1020大，这样能容纳较多的流量。如下面详细描述的，在低的发动机转速下仅仅使用初级喉管973和初级文氏管1020，以得到高分辨发动机响应。在高的发动机转速下，同时使用初级和次级喉管973和977，以使系统得到高容积效率。

参考图26、28和30，节流板1030和1032的位置由连接组件1042控制。连接组件1042如图所示，一般包括初级杠杆臂1044、连接杆1046和次级杠杆臂1048。在图26和图30中，次级臂1048朝向闭合位置偏移。初级臂1044刚性地固定在初级杆1034上，这样当初级臂1044相对于输出壳体1004绕枢轴转动时，初级杆1034也绕枢轴转动，引起初级节流板1030绕枢轴转动。同样，次级臂1048刚性地固定在次级杆1036上，这样当次级臂1048相对于输出壳体1004转动时，导致次级杆1036，以及相应的次级节流板1032绕枢轴转动。图示的连接杆1046通过孔1050铰接地固定在初级臂1044上。连接杆的相对另一端可滑动地装在形成于次级臂1048中的长条状槽1052中。

参考图26和30，图示的连接组件1042处于闭合位置，使初级和次级节流板1030和1032完全闭合。当初级臂1044绕初级杆1034顺时针旋转时，初级节流板1030(图28)打开并使空气进入初级文氏管1020(图29)。另外，当初级臂1044顺时针旋转时，连接杆1046沿形成于次级臂1048中的槽1052滑动。当初级臂1044继续顺时针旋转，进一步打开初级节流板1030，连接杆1046继续在槽1052中滑动，直到它碰到槽的端部1054。一旦连接杆1046接触到槽端部1054，初级臂1044任何额外的旋转都导致次级臂1048旋转，从而使次级节流板1032绕枢轴转动并打开次级喉管。当初级节流板1030打开到预定量时，连接杆1046与槽端部1054接触。在一个实施例中，这个预定量约为打开40％。

在连接杆1046与槽端部1054接触后继续顺时针旋转初级臂1044，连接杆1046使次级臂1048顺时针旋转，这样打开次级节流板1032。也就是，一旦初级节流板打开到完全打开程度的40％，连接杆1046与槽端部1054接触，次级节流板1032开始打开。在图30中以点划线表示的完全打开位置，初级和次级臂1044和1048的取向能使节流板1030和1032同时完全打开。如下面更详细的描述，逆时针旋转初级臂1044引起初级和次级节流板1030和1032关闭。

参考图27，当次级节流板1032开始打开时，次级线性致动器981把锥形塞1012从孔1010中移出是有利的。以这种方式，当初级节流板1030的打开小于预定量时，例如40％，在低的发动机转速下初级喉管973是空气燃料混合物的唯一流动通道。当初级节流板继续打开超过预定量时，锥形塞1012从孔1010中移出，次级节流板1032打开使空气／燃料混合物流过初级和次级喉管973和977，以提高系统在高发动机转速下的容积效率。节流板1030和1032的位置可由节流板传感器连续监测，节流板传感器通过传感器连接器1037和1039连接在杆1034和1036上(图26)。因此，以这种方式，在低的发动机转速下，通过仅仅使用较小的初级喉管973能达到相当高的分辨响应。在高的发动机转速下，当希望提高容积效率时，可在初级喉管973之外再使用次级喉管977。

图31表示本发明的另一个实施例。图31的实施例一般地表示，如上所述的图26-30中所示的结构和方法能与四室化油器系统连接使用。四室系统的一侧基本是另一侧的镜像。具体地，图31表示两个涡流室总成1060和1062。每个涡流室总成1060和1062的结构和工作与如上所述的图27和28所示的涡流室总成972完全相同。同样地，图31中的实施例示出了两个初级线性致动器1064和1066。初级线性致动器1064和1066的结构和工作与如上所述的图27所示的初级线性致动器979完全相同。并且，图31示出了两个次级线性致动器1068和1070，其结构和工作与如上所述的图27所示的次级线性致动器981完全相同。

线性致动器1064和1068安装在第一中部壳体1072上。中部壳体1072结构和工作与如上所述的图27所示的中部壳体998完全相同。同样地，线性致动器1066和1070也安装在中部壳体1074上，其结构和工作与如上所述的图27所示的中部壳体998完全相同。

输出壳体1078位于中部壳体1072和1074之间。输出壳体1078与如上所述的示于图26-29的输出壳体1004相似。输出壳体1078和输出壳体1004的基本区别在于输出壳体1078上有两个相邻的初级喉管和两个相邻的次级喉管用于接收流动使其分别通过两个初级节流板1080和1082以及两个次级节流板1084和1086。

初级节流板1080和1082的结构和工作与如上所述的图29所示的初级线节流板1030相同。同样地，次级节流板1084和1086的结构和工作与如上所述的图29所示的次级线节流板1032相同。初级节流板1080和1082都用紧固件1092刚性地连接在单独的初级杆1090上。同样地，次级节流板1084和1086用紧固件1096固定在次级杆1094上。

初级节流板1080和1082的位置，以及次级节流板1084和1086的位置，由连接系统1100控制。连接系统1100包括初级臂1102、次级臂1104和连接杆1106。初级臂1102、次级臂1104和连接杆1106的结构和工作与如上所述的图26和30所示的连接系统1042的初级臂1044、次级臂1048和连接杆1046完全相同。并且，为监视节流板的位置，节流板传感器1108和1110分别装在杆1090和1094上。输出壳体1078可通过常规的安装孔1112安装在常规的发动机上。

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喷射成雾进入初级混合室44。在这里燃料是流体，其它流体，如药物和废液体也可用本发明装置和方法汽化和均匀化。

当燃料喷入初级混合室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的空气量与通过燃料喷射器38的出口46喷入初级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，初级混合室44中的低压空气／燃料混合物通过孔66沿切线方向抽入到涡流室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。从周围空气导管50，周围空气进入初级混合室，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初级混合室混合。

空气／燃料混合物完全沿切线方向进入涡流室64，由于流体通过孔66进入涡流室64，因此流体在此旋转地加速。通过套60产生的压力，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是流体通过涡流室64的低压端。实质上，套对靠近出口70的孔产生加强的限制，并且如果有的话对离低压端(出口70)最远的孔的限制较少。

一旦流体进入涡流室64，流体旋转加速，使任何流体中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，流体从室64进入作为流体旋转柱的中间室136。在中间室136，流体自行折叠，从而打碎流体的旋转柱并使得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比常规小的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，由节流板84引入的周围空气与空气／燃料混合物混合作为空气／燃料混合物通过孔106进入。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。

接着发动机进气管产生的局部真空使流体通过离心入口144，因而流体进入进入室146。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产生一系列的切线通道200、202和204，在发动机进气管的局部真空下流体通过这些切线通道沿切线方向进入离心室152。

在离心室152中，流体旋转加速，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的高度小于文氏管82在文氏管出口110处的内径是有利的。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。当流体中较轻液滴离心地朝离心室152中心运动时，它们沿着由离心室外形的顶表面170的圆锥形部分确定的角度进入圆锥形部分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，因为碳氢化合物的一般倾向是朝离心室的离心流的外侧运动。对比之下，仅使用一个出口时，由于碳氢化合物倾向于朝离心流的外侧运动，离心排出不均匀。

现在参看图7所示的本发明的实施例，涡流结构220由燃料喷射器222提供雾化的燃料。燃料喷射器222把燃料喷入初级混合室242。周围空气也通过周围空气导管244进入初级混合室242。在初级混合室中，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，其方式与结合图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仅从涡流室248的出口接收空气／燃料混合物，当空气／燃料混合物通过室248和250时维持完全恒定的空气／燃料比。

实质上，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，当空气／燃料混合物通过涡流室250和252时，空气／燃料混合物维持完全恒定的空气／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进入终点室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逐渐汽化并转变成气相。因此本实施例使空气／燃料混合物在通过几个室时维持完全恒定的空气／燃料比。

现在参看图15-17所示的实施例，燃料从常规的燃料喷射器424喷入第一室426。接着空气通过孔436进入该室以旋转加速此流体。当流体从室428进入室430时经过喷嘴490，使流体受到额外的压差，从而增加流体的汽化。流体继续通过各个室430-434和喷嘴488和486。当流体到达出口484时进入细长导管478，通过它流体流动直到到达出口479。

为避免加速受阻的问题，细长导管478选择性地通过室430-434而直接与喷嘴490相通，从而选择性地隔绝室426并使流体绕过室430-434。

当加速时，线圈476起作用，使导管基座480沿管子部分456的内表面466滑动，压缩弹簧482，使旁路导管478直接与室426相通。在多数情况下，插入的周期在0．5秒的数量级上。

流体从出口479流出后，进入文氏管506并通过出口通道532进入离心室。接着，在离心室542中离心旋转后，流体从出口548排出并进入发动机进气管(未示出)。

图20中的实施例使出口660的有效横截面积可以选择性地改变。在工作时，步进马达把锥形塞678相对于出口660推进和撤回。这样，当锥形塞相对出口运动时，出口的有效横截面积可心选择性地改变。

图23示出了另一个涡流室壳体的实施例。工作时，涡流室壳体940从切线槽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的一股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中流动的压差和总紊流度使流体汽化和均匀化。

图24和25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／燃料混合物是通过壳体956上的切线孔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的流动旋转成螺旋状。优点是，空气／燃料混合物引入到文氏管内部960的窄喉部959，因为窄喉部959包括空气在文氏管954中的最快流动区域。通过在文氏管954中产生流体的螺旋状流动，彻底强化了紊流度，以及相应的汽化和均匀化。

图26-30示出了离心涡流系统970另一个实施例。如图27和28所示，在此实施例中，燃料通过燃料喷射器974喷入初级混合室976。接着空气／燃料混合物通过一系列开在涡流室壳体978上的切线孔992进入涡流室990。然后空气／燃料混合物通过出口994排出。

当发动机怠速时，锥形塞1012与孔1010配合完全密封次级喉管977。另外，次级节流板1032(图29)处于关闭状态。并且，当发动机怠速时，初级锥形塞1000在孔996上方升起一定距离以使一小股空气／燃料混合物流从出口994进入初级喉管973。怠速时初级节流板1030(图29)关闭。然后，当发动机速度从怠速增加时，初级线性致动器979把锥形塞从孔996移开，使较多数量的空气／燃料混合物通过孔996进入初级喉管973。同时，初级节流板1030开始打开以增加进入发动机的空气／燃料混合物的数量。

参考图26和30，当初级节流板1030继续打开，初级臂1044顺时针方向旋转，使连接杆1046在次级臂1048的槽1052中移动。当初级节流板1030打开到一个预定的位置，例如打开约40％，连接杆1046与槽1052的端部1054接触，连接杆1046开始带动次级臂1048转动。接着次级臂1048的转动通过带动杆1036的转动开始打开次级节流板1032。

次级节流板1032打开的同时，次级线性致动器981把锥形塞1012从孔1010处移开，以使流体通过通道1111。这样，当初级节流板1030继续打开越过预定位置时，次级节流板1032打开并且通道1111打开，使流体同时流过初级喉管和次级喉管973和977，提高系统970的容积效率。

当初级节流板1030继续打开，连接组件1042继续使次级节流板打开，这样，当初级节流板1030完全打开时，次级节流板1032也完全打开。当初级和次级节流板1030和1032都完全打开时，锥形塞1000和1012完全撤回，通过初级和次级喉管973和977的流体流动最大，提高了容积效率。当发动机速度下降时，初级节流板1030开始关闭，这样引起次级节流板1032也开始关闭。当次级节流板开始关闭时，锥形塞1012向孔1010靠近，从而限制通过通道1111进入次级喉管977的流体流量。当初级节流板1030再到达预定位置时，次级节流板1032完全关闭并且锥形塞1012重新插入孔1010，以封住次级喉管977并隔开初级喉管973，这样提供了高分辨响应。当发动机速度进一步降低到怠速时，通过继续关闭初级节流板1030和把初级锥形塞1000移动到几乎关闭孔996，进一步降低通过初级喉管973的流体流量。

这样，在图26-30所示的结构中，能同时达到高分辨响应和高容积效率。在低的发动机速度下，高分辨响应是通过隔离初级喉管973中的流动实现的。在高的发动机速度下，希望高的容积效率时，次级喉管977打开并且与初级喉管973联合工作。

图31示出的实施例与图26-30所示的和如上所述的相似。图31所示的实施例与图26-30所示的实施例的基本区别在于，图31所示的实施例是为四室系统设计的，而图26-30所示的实施例则倾向于两室系统。

工作时，图31所示的实施例从涡流室总成1060和1062中接收空气／燃料混合物进入初级喉管和次级喉管，方式与如上所述的图26-30所示的完全相同。图31的实施例的工作方式本质上与图26-30所示的实施例相同，除了图31的实施例有两个初级喉管和两个次级喉管，而图26-30所示的实施例仅有一个初级喉管和一个次级喉管。

图31所示的连接组件1100的结构和工作方式与图26和30所示的连接组件1042完全相同。初级杆1090控制初级节流板1080和1082，次级杆1094控制次级节流板1084和1086。按照与图26-30所示的和如上所述的相似方式，当初级节流板1080和1082打开时，初级线性致动器1064和1066移开初级喉管中的锥形塞，使流体流动通过每个初级喉管。接着，当连接组件1100使次级节流板1084和1086打开时，次级线性致动器1068和1070移开次级喉管中的锥形塞，使流体流动通过初级喉管和次级喉管，以提高容积效率。同样地，当节流板关闭时，相应的线性致动器也移动锥形塞，以增强高分辨响应。

所述的各种系统和方法是用于汽化和均匀化燃料，用于内燃和外燃发动机。本发明者认为，本专利中所包括的设备和方法能用于其它流体的制备。例如，本发明的系统和设备可用于药物的制备，病人通过肺部的吸入使药物进入血液。过去，把药物充分分解并汽化到足够小的颗粒使其直接通过病人的肺进入血液是困难的。本专利中包括的系统和方法在缓和这种需求上有适用性。

对于焚化和废物管理，本专利中包括的系统和方法在废流体的分解、汽化和均匀化上也适用和有用。当废流体液滴分解成极其微小的尺寸时，进入焚化器的废流体将更有效地燃烧，从而把污染降低到最小程度并且提高了废流体的焚化效率。

按照法规，本发明用语言进行了描述，所用语言与具体的结构和方法的特征几乎一致。但应该理解的是，本发明并不限制在图示和所述的具体特征中，因为这里所用的装置包括的是使本发明生效的优选形式。因此，本发明的权利要求包括这些形式的任何一项以及在按等价条款确切解释的附属的权利要求的适当范围内的任何修改。

Claims (69)

1．一种用于汽化流体的离心涡流系统，包括：

一个室壳体，用于限定至少一个产生流体旋流的涡流室；

一个室出口，连接在所述涡流室上用于从所述涡流室中排出流体；

一个孔的阵列，它开在所述室壳体上使流体切向进入所述涡流室，以产生紊流旋流通过所述涡流室，用于把旋流中任何未汽化的液滴分解成更小的液滴和汽化；

其中所述孔的阵列包括多个排成行的孔和多个排成列的孔，所述孔围绕着所述涡流室开在所述涡流室壳体中，以增强通过所述室的流体的旋流紊流度。

2．如权利要求1所述的离心涡流系统，其特征在于所述的多个列交错排列，以增强通过所述室的流体的旋流紊流度。

3．如权利要求1所述的离心涡流系统，其特征在于所述的多个行交错排列，以增强通过所述室的流体的旋流紊流度。

4．如权利要求1所述的离心涡流系统，其特征在于所述室壳体有一个内室壁，进一步包括：

在所述内室壁上的多个台阶，用于增加所述涡流室的旋流紊流度，并将旋流中任何未汽化的液滴分解成更小的液滴以增强未汽化液滴的汽化。

5．如权利要求1所述的离心涡流系统，其特征在于所述室壳体有一个内室壁，进一步包括：

在所述内室壁上的一个有纹理的表面，用于增加所述涡流室的旋流紊流度，并将旋流中任何未汽化的液滴分解成更小的液滴以增强未汽化液滴的汽化。

6．如权利要求1所述的离心涡流系统，其特征在于，还包括：

与所述输入孔有关的压差源，根据所述孔的位置在所述输入孔上产生不同的压力。

7．一种汽化流体的离心涡流系统，包括：

第一室壳体，用于限定第一涡流室；第二室壳体，用于限定第二涡流室；所述第二涡流室连接在所述的第一涡流室上；

在每个室壳体上多个输入孔，用于把空气和第二流体沿切向输入每个涡流室；

第一涡流室出口，与所述第二涡流室的所述输入孔相连；

所述第二涡流室的输入孔从所述第一涡流室出口接收空气-第二流体混合物，当空气-第二流体混合物通过所述第一和第二涡流室时，保持空气-第二流体的比例基本恒定。

8．如权利要求7所述的离心涡流系统，其特征在于，还包括：

第三室壳体，用于限定第三涡流室，所述第三涡流室连接在所述第二涡流室上；

在每个室壳体上多个输入孔，用于把空气和第二流体沿切向输入所述第三涡流室；

第二涡流室出口，与所述第三涡流室的所述输入孔相连；

所述第三涡流室的所述输入孔从所述第二涡流室出口接收空气-第二流体混合物，当空气-第二流体混合物通过所述第二和第三涡流室时，保持空气-第二流体的比例基本恒定。

9．如权利要求7所述的离心涡流系统，其特征在于，还包括：

第三室壳体，用于限定第三涡流室；第四室壳体，用于限定第四涡流室；所述第三涡流室连接在所述第二涡流室上；所述第四涡流室连接在所述第三涡流室上；

在每个室壳体上多个输入孔，用于把空气和第二流体沿切向输入第三和第四涡流室；

第二涡流室出口，与所述第三涡流室的所述输入孔相连；第三涡流室出口，与所述第四涡流室的所述输入孔相连；

所述第三涡流室的所述输入孔从所述第二涡流室出口接收空气-第二流体混合物，当空气-第二流体混合物通过所述第二和第三涡流室时，保持空气-第二流体的比例基本恒定；

所述第四涡流室的所述输入孔从所述第三涡流室出口接收空气-第二流体混合物，当空气-第二流体混合物通过所述第三和第四涡流室时，保持空气-第二流体的比例基本恒定。

10．如权利要求7所述的离心涡流系统，其特征在于，还包括：

与所述第一涡流室的所述输入孔有关的压差源，根据所述孔的位置在所述输入孔上产生不同的压力。

11．一种汽化流体的涡流系统，包括：

一个涡流壳体，用于限定包括一个内室壁的涡流室；

在所述涡流壳体上多个输入孔，用于把流体输入到所述涡流室；

在所述内室壁上的多个台阶，用于增加所述涡流室的旋流紊流度，并将旋流中任何未汽化的液滴分解成更小的液滴以增强未汽化液滴的汽化。

12．如权利要求11所述的汽化流体的涡流系统，其特征在于所述内室壁还包括一个有纹理的表面。

13．如权利要求11所述的汽化流体的涡流系统，其特征在于每个台阶包括一个斜面和一个横截面，进一步包括：

每个台阶横截面上的多个孔，用于将流体输入涡流室。

14．一种汽化流体的涡流系统，包括：

一个涡流壳体，用于限定包括一个内室壁的涡流室；

在所述涡流壳体上多个输入孔，用于把流体输入到所述涡流室；

在所述内室壁的纹理表面，用于增加所述涡流室的旋流紊流度，并将旋流中任何未汽化的液滴分解成更小的液滴以增强未汽化液滴的汽化。

15．如权利要求14所述的汽化流体的涡流系统，其特征在于所述的多个输入孔排列成多行和多列。

16．如权利要求14所述的汽化流体的涡流系统，其特征在于，还包括：

在所述内室壁上形成的多个台阶，用于增加所述涡流室的旋流紊流度，并将旋流中任何未汽化的液滴分解成更小的液滴以增强未汽化液滴的汽化。

17．一种汽化流体的离心涡流系统，包括：

具有一个高压端和一个低压端的流体流动通道；

限定一个涡流室的涡流壳体，通过所述涡流壳体引导流体流动，所述涡流室沿所述流体流动通道放置并位于所述高压端和所述低压端之间，以使流体从所述高压端流向所述低压端；

在所述涡流壳体上的多个输入孔，用于把流体沿切向输入到涡流室以汽化流体；

其中所述孔位于离所述低压端的不同距离处；

与所述输入孔有关的压差源，根据所述孔相对于低压端的位置在所述输入孔处产生不同的压力。

18．如权利要求17所述的汽化流体的涡流系统，其特征在于所述的多个输入孔排列成多行和多列。

19．如权利要求17所述的汽化流体的涡流系统，其特征在于所述压差源包括一个套。

20．如权利要求17所述的汽化流体的涡流系统，其特征在于所述压差源包括一个内表面直径递增的套。

21．如权利要求17所述的汽化流体的涡流系统，其特征在于所述压差源包括一个具有锥形内表面的套。

22．如权利要求17所述的汽化流体的涡流系统，其特征在于所述压差源包括一个具有内表面的套，所述套的内表面在所述套的内表面和涡流壳体外表面之间限定了一个宽度变化的间隙。

23．如权利要求17所述的汽化流体的涡流系统，其特征在于所述压差源包括一个套，所述套具有直径变化的内表面，所述内表面有一个最大直径端和一个最小直径端；

其中所述最小直径端位于靠近所述低压端的孔附近，以减小靠近所述低压端的孔比远离所述低压端的孔接收较多流体流动的倾向。

24．一种汽化流体的离心涡流系统，包括：

一个涡流室壳体，用于限定至少一个涡流室；

一个涡流室出口，连接在所述涡流室上用于从所述涡流室中排出流体；

一个孔的阵列，它开在所述室壳体上使空气沿切向进入所述涡流室，以产生通过所述涡流室的旋流，用于把旋流中任何未汽化的液滴分解成更小的液滴和汽化；

一个离心壳体，用于均匀化旋流，所述离心壳体包括：

与所述涡流室出口流体相通的进入室；

与所述进入室相连的离心室；

位于进入室内的一系列导流片，用于把流体沿切向输入离心室以增强流体的汽化。

25．如权利要求24所述的离心涡流系统，其特征在于所述导流片相对所述离心室沿切向分布。

26．如权利要求24所述的离心涡流系统，其特征在于所述离心室还包括有纹理的内表面以增强流体的汽化。

27．一种汽化流体的离心涡流系统，其特征在于，包括：

具有第一涡流室的第一室壳体；

具有第二涡流室的第二室壳体，所述第一涡流室的第一涡流室出口与所述第二涡流室相连，使流体在所述第一和第二涡流室间流动；

与所述第二涡流室相连的第二室出口；

在所述第一室壳体上和在所述第二室壳体上的多个输入孔，使流体沿切向输入每个涡流室；

可选择性地通过所述第二室壳体出口插入到所述第一壳体出口的细长旁路导管，以隔离所述第一室的流体流动使其绕过所述第二室。

28．如权利要求27所述的离心涡流系统，其特征在于，还包括：

一个基座，连在所述细长旁路导管上；

一个管子，所述基座位于所述管子中；

一个线圈，围绕着所述管子使所述基座在所述管子中运动，以选择性地把旁路导管移到所述第一壳体入口；

一个偏压元件，与所述基座相连以使所述旁路导管偏离所述第一室壳体。

29．如权利要求27所述的离心涡流系统，其特征在于，还包括：

一个基座，连在所述细长旁路导管上；

一个管子，所述基座可在所述管子中滑动；

一个线圈，围绕着所述管子使所述基座在所述管子中运动，以选择性地把旁路导管移到所述第一壳体入口；

一根弹簧元件，与所述基座相连以使所述旁路导管偏离所述第一室壳体。

30．如权利要求27所述的离心涡流系统，其特征在于，还包括：

一个管子，所述基座位于所述管子中；

一个线圈，围绕着所述管子以选择性地使旁路导管在所述管子中运动移到相应的所述第一壳体入口；

31．一种汽化流体的离心涡流系统，包括：

一个室壳体，用于限定至少一个涡流室；

一个室出口，连接在所述涡流室上用于从所述涡流室中排出流体；

一个孔的阵列，它开在所述室壳体上使空气切向进入所述涡流室，以产生旋流通过所述涡流室，用于把旋流中任何未汽化的液滴分解成更小的液滴和汽化；

一个横截面积可调的输出口，与所述室出口流体相通，以调节通过所述涡流室的流体流动，所述输出口包括：

与所述涡流室出口流体相通的导管；

在所述导管中的座；

尺寸与所述锥形座相配的塞；

与所述塞相连的致动器，用于选择性地相对于所述座移动所述塞，以选择性地调节所述输出口的所述横截面积。

32．如权利要求31所述的离心涡流系统，其特征在于致动器包括步进马达。

33．如权利要求31所述的离心涡流系统，其特征在于所述孔的阵列排成多行和多列。

34．一种汽化流体的离心涡流系统，包括：

一个室壳体，用于限定至少一个涡流室；

一个室出口，连接在所述涡流室上用于从所述涡流室中排出流体；

一个孔的阵列，它开在所述室壳体上使空气沿切向进入所述涡流室，以产生通过所述涡流室的旋流，用于把旋流中任何未汽化的液滴分解成更小的液滴和汽化；

一个均匀化流体的离心壳体，所述离心壳体包括：

与所述涡流室出口流体相通的输入口；

与所述输入口相连的离心室，所述离心室由顶面、底面和侧面围成；

与所述离心室相连的多个输出导管，用于把基本成为均匀混合物的流体从所述离心室排出。

35．如权利要求34所述的离心涡流系统，其特征在于所述离心室侧面包括一个带纹理的表面。

36．如权利要求34所述的离心涡流系统，其特征在于所述孔的阵列排成多行和多列。

37．如权利要求34所述的离心涡流系统，其特征在于所述底面还包括围绕所述输出导管的锥形部分，用于把流体导入输出导管。

38．如权利要求34所述的离心涡流系统，其特征在于，还包括位于所述顶面中央的延伸元件，所述延伸元件从所述顶面向所述底面延伸，以增强所述离心壳体中的离心流动并减小所述离心室的体积。

39．一种汽化流体的离心涡流系统，包括：

一个室壳体，用于限定至少一个涡流室；

一个室出口，连接在所述涡流室上用于从所述涡流室中排出流体；

一个孔的阵列，它开在所述室壳体上使空气切向进入所述涡流室，以产生旋流通过所述涡流室，用于把旋流中任何未汽化的液滴分解成更小的液滴和汽化；

一个用于均匀化流体的离心壳体，所述离心壳体包括：

与所述室出口流体相通的离心室，所述离心室具有一个由顶面、底面和侧面限定的体积；

在所述离心室底面上的输出导管，所述输出导管与离心室相连，用于把流体从所述离心室排出。

所述顶面中央的延伸元件，所述延伸元件从所述顶面向所述底面延伸，以增强所述离心壳体中的离心流动并减小所述离心室的体积。

40．如权利要求39所述的离心涡流系统，其特征在于，还包括在所述离心室底面上的多个输出导管，所述输出导管与所述离心室相连，用于把流体从离心室排出。

41．如权利要求39所述的离心涡流系统，其特征在于，所述底面还包括围绕所述输出导管的锥形部分，用于把流体导入输出导管。

42．一种汽化流体的离心涡流系统，包括：

一个室壳体，用于限定至少一个涡流室；

一个室出口，连接在所述涡流室上用于从所述涡流室中排出流体；

一个孔的阵列，它开在所述室壳体上使空气切向进入所述涡流室，以产生旋流通过所述涡流室，用于把旋流中任何未汽化的液滴分解成更小的液滴和汽化；

一个文氏管，与所述室出口流体相通，所述文氏管有一个最大内径和一个最小内径；

一个均匀化流体的离心壳体，所述离心壳体包括：

与所述文氏管流体相通的输入口；

与所述输入口相连的离心室，所述离心室具有一个由顶面、底面和横截面基本为环形的侧壁内表面限定的体积，所述侧壁内表面有一个直径和一个高度；

其中所述侧壁内表面的所述高度小于所述的文氏管最大内径，以增强从所述文氏管流出通过离心室的流体流动并减小所述离心室的体积。

43．如权利要求42所述的离心涡流系统，其特征在于，还包括在所述离心室底面上的多个输出导管，所述输出导管与所述离心室相连，用于把流体从离心室排出。

44．如权利要求42所述的离心涡流系统，其特征在于，所述底面还包括围绕所述输出导管的锥形部分，用于把流体导入输出导管。

45．一种汽化流体的离心涡流系统，包括：

一个室壳体，具有一个室壳体入口和一个室壳体出口；

多个涡流室，但于所述室壳体入口和所述室壳体出口之间；

一个孔的阵列，它开在所述室壳体上使空气切向进入所述涡流室，以产生旋流通过所述涡流室，用于把旋流中任何未汽化的液滴分解成更小的液滴和汽化；

其中所述涡流室有一个最大内径；

其中靠近所述室壳体入口的涡流室的最大内径小于靠近所述室壳体出口的室，以阻止靠近所述室壳体出口的室接收的流体多于靠近所述室壳体入口的室。

46．如权利要求45所述的离心涡流系统，其特征在于，还包括至少位于一个所述涡流室中的喷嘴，用于产生额外的压差，增强流体中任何未汽化液滴的汽化。

47．如权利要求45所述的离心涡流系统，其特征在于，还包括与所述孔相关的压力源，根据所述孔的位置在所述孔处产生不同的压力。

48．如权利要求45所述的离心涡流系统，其特征在于，还包括具有一个内表面的套，所述套的内表面在所述套的内表面和涡流壳体外表面之间限定了一个宽度变化的间隙。

49．如权利要求45所述的离心涡流系统，其特征在于，还包括：

具有一个内表面的套，所述套的内表面在所述套的内表面和涡流壳体的外表面之间限定了一个宽度变化的间隙；

可穿过涡流室的旁路导管，以使流体选择性绕过所述涡流室。

50．一种汽化流体的离心涡流系统，包括：

一个室壳体，用于限定至少一个涡流室；

一个室出口，连接在所述涡流室上用于从所述涡流室中排出流体；

一个孔的阵列，它开在所述室壳体上使空气切向进入所述涡流室，以产生旋流通过所述涡流室，用于把旋流中任何未汽化的液滴分解成更小的液滴和汽化；

一个文氏管，与所述室出口流体相通，所述文氏管有一个最小内径；

一个均匀化流体的离心壳体，所述离心壳体包括：

与所述文氏管流体相通的离心室，所述离心室有顶面、底面和底面上的输出孔，以使流体从离心室排出，所述输出孔有一个内径；

其中所述输出孔内径与所述的文氏管最小内径之比约为1．66∶1，以增强所述输出孔处的负压。

51．一种汽化流体的方法，步骤包括：

提供一个预混合室；

把雾引入所述混合室；

把空气引入所述混合室；

在所述预混合室中混合雾和空气，以形成雾-空气混合物；

提供一个第一涡流室；

把所述雾-空气混合物沿切向引入所述第一涡流室，以产生旋流并把雾-空气混合物中任何未汽化的液滴分解成更小的液滴。

52．如权利要求51所述的汽化流体的方法，其特征在于，还包括以下步骤：

在所述第一涡流室中沿第一旋转方向涡旋地旋转流体；

提供一个第二涡流室；

把流体引入到所述流动通道的第二部分；

通过在所述第二涡流室中使流体沿第二旋转方向旋转来改变流体的旋转方向，从而在流体通道加入紊流；

其中所述第二旋转方向基本与所述第一旋转方向相反。

53．一种汽化流体的方法，步骤包括：

提供一个第一涡流室；

把流体引入所述第一涡流室；

在所述第一涡流室中沿第一旋转方向涡旋地旋转流体；

提供一个第二涡流室；

把流体引入到所述流动通道的第二部分；

通过在所述第二涡流室中使流体沿第二旋转方向旋转来改变流体的旋转方向，从而在流体通道加入紊流；

其中所述第二旋转方向基本与所述第一旋转方向相反。

54．一种汽化流体的方法，步骤包括：

提供一个预混合室；

把雾引入所述混合室；

把空气引入所述混合室；

在所述预混合室中混合雾和空气，以形成雾-空气混合物；

提供一个第一涡流室；

把雾-空气混合物沿切向引入所述第一涡流室，以产生旋流并把雾-空气混合物中任何未汽化的液滴分解成更小的液滴。

55．一种用于汽化流体的离心涡流系统，包括：

第一室壳体，用于限定第一涡流室；第二室壳体，用于限定第二涡流室；所述第二涡流室连接在所述的第一涡流室上；

在每个室壳体上多个输入孔，用于把空气和第二流体沿切向输入每个涡流室；

与每个涡流室相连的出口；

其中所述第一涡流室的输入孔沿切向接收沿第一方向的流体；

其中所述第二涡流室的输入孔沿切向接收沿第二方向的流体；

其中所述第一方向基本与所述第二方向相反。

56．一种用于汽化流体的离心涡流系统，包括：

一个室壳体，用于限定至少一个涡流室；

一个室出口，连接在所述涡流室上用于从所述涡流室中排出流体；

一个孔的阵列，它开在所述室壳体上使空气切向进入所述涡流室，以产生旋流通过所述涡流室，用于把旋流中任何未汽化的液滴分解成更小的液滴和汽化；

一个离心壳体，用于均匀化紊流中的流体，所述离心壳体包括：

与所述室出口流体相通的输入口；

与所述输入口相连的离心室，所述离心室有一个内表面；

其中所述内表面是有纹理的，以增强通过离心室的紊流并分解成更小的液滴，增强与所述内表面碰撞的未汽化液滴的汽化。

57．如权利要求56所述的离心涡流系统，其特征在于所述涡流室有一个带纹理的内壁，用于增强通过所述涡流室的紊流。

58．一种用于汽化流体的离心涡流系统，包括：

一个室壳体，用于限定至少一个涡流室；

一个室出口，连接在所述涡流室上用于从所述涡流室中排出流体；

一个孔的阵列，它开在所述室壳体上使空气切向进入所述涡流室，以产生旋流通过所述涡流室，用于把旋流中任何未汽化的液滴分解成更小的液滴和汽化；

一个离心壳体，用于均匀化流体，所述离心壳体包括：

一个与所述室出口流体相通的离心室，所述离心室有顶面、底面和用于把流体从所述离心壳体中排出的底面上的离心出口；

其中所述离心室底面靠近并围绕所述离心出口的部分基本为锥形，以满足流体进入所述离心出口的方向。

59．如权利要求58所述的离心涡流系统，其特征在于，还包括位于所述离心室顶面中央的延伸元件，所述延伸元件从所述顶面向所述底面延伸，以增强所述离心壳体中的离心流动并减小所述离心室的体积。

60．如权利要求58所述的离心涡流系统，其特征在于，所述室出口还包括所述离心室底面上的多个输出导管，所述输出导管与所述离心室相连，用于把流体从离心室排出。

61．如权利要求58所述的离心涡流系统，其特征在于，还包括：

与一个塞相连的线性致动器，所述线性致动器靠近所述室出口，以使所述线性致动器可选择性地相对于所述室出口改变所述塞的位置，以改变通过所述室出口的流动阻力大小；

其中所述线性致动器和所述室出口基本同轴。

62．如权利要求58所述的离心涡流系统，其特征在于，还包括：

用于把流体输入到所述离心室的离心室入口；

位于所述离心壳体中的延伸臂，其中延伸臂靠近所述离心室入口以阻止所述离心室中的流体回流到离心室入口。

63．一种用于汽化流体的离心涡流系统，包括：

一个涡流室壳体，用于限定一个涡流室以产生流体的旋流；

一个室出口，与所述涡流室壳体相连，用于把流体从所述涡流室排出；

一个初级喉管，与所述室出口流体相通，用于从所述室出口接收流体；

一个次级喉管，与所述初级喉管流体相通，用于从所述初级喉管接收流体；

一个初级塞，可在所述涡流室出口和所述初级喉管之间移动，以选择性地限制所述涡流室和所述初级喉管之间的流体流动；

一个次级塞，可在所述初级喉管和所述次级喉管之间移动，以选择性地限制所述初级喉管和所述次级喉管之间的流体流动；

64．如权利要求63所述的离心涡流系统，其特征在于，还包括：

与所述初级塞相连的初级线性致动器，用于选择性地在所述涡流室出口和所述初级喉管之间移动所述初级塞；

与所述次级塞相连的次级线性致动器，用于选择性地在所述初级喉管和所述次级喉管之间移动所述次级塞；

65．如权利要求63所述的离心涡流系统，其特征在于，还包括：

位于初级喉管中的初级节流板，用于控制通过初级喉管的流体流量；

位于次级喉管中的次级节流板，用于控制通过次级喉管的流体流量；

固定在所述初级节流板和所述次级节流板之间的连接组件，在移动所述初级节流板时相应地带动次级节流板。

66．如权利要求63所述的离心涡流系统，还包括：

位于初级喉管中的初级节流板，用于控制通过初级喉管的流体流量；

位于次级喉管中的次级节流板，用于控制通过次级喉管的流体流量；

固定在所述初级节流板和所述次级节流板之间的连接组件，在移动所述初级节流板时相应地带动次级节流板；

其中所述连接组件还包括：

与所述初级节流板相连的初级臂；

与所述次级节流板相连的次级臂；

连接初级臂和次级臂的连杆，当所述初级臂旋转带动所述初级节流板运动时，初级臂带动连杆把运动传递到所述次级臂。

67．如权利要求63所述的离心涡流系统，其特征在于：

所述初级喉管有一个最大的横截面积；

所述次级喉管的最大横截面积大于所述初级喉管的横截面积。

68．一种用于混合两种流体的文氏管，包括：

一个文氏管壳体，它具有用于接收第一流体的入口、排出流体的出口、外表面和内表面，所述内表面在所述入口和所述出口之间围成中空的内部通道；

多个切向孔，开在所述文氏管壳体上位于所述入口和所述出口之间，用于把第二流体切向引入到所述中空的内部，通过在所述中空的内部产生螺旋状流体流动把所述第一和第二流体混合。

69．一种用于汽化流体的离心涡流系统，包括：

一个室壳体，用于限定产生流体旋流的涡流室；

一个室出口，连接在所述涡流室上用于从所述涡流室中排出流体；

一系列切向的细长槽，开在所述室壳体上使流体切向进入所述涡流室，以产生紊流旋流通过所述涡流室，用于把旋流中任何未汽化的液滴分解成更小的液滴和汽化；

其中每个切向槽从所述涡流室的顶部延伸到所述涡流室的底部。

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