ES2344220T3

ES2344220T3 - MIXING CAMERA AND SPRAYING DEVICE INCLUDING A CAMERA OF THIS TYPE.

Info

Publication number: ES2344220T3
Application number: ES06291903T
Authority: ES
Inventors: Frederic Bury
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-12-15
Filing date: 2006-12-11
Publication date: 2010-08-20
Anticipated expiration: 2026-12-11
Also published as: FR2894854A1; DE602006014351D1; EP1797963A1; FR2894854B1; EP1797963B1

Abstract

Cámara de mezcla (2), que se extiende según una dirección longitudinal (6), delimitada por un recinto (7), que comprende una abertura de entrada (8) para llevar a cabo la introducción de un líquido (4), que está situada en una primera extremidad longitudinal, orificios (14) para llevar a cabo la introducción de un gas (5) y una abertura de salida (11) para llevar a cabo la evacuación de la mezcla de líquido-gas (3), situada en la segunda extremidad longitudinal, caracterizada porque los orificios (14) están realizados en el recinto (7) y están dispuestos de tal forma que el gas (5) forme una película (15), que impida que el líquido (4) entre en contacto con el recinto (7) y que se mezclen con el líquido (4) en el interior del espacio delimitado por la película (15).Mixing chamber (2), which extends along a longitudinal direction (6), delimited by an enclosure (7), comprising an inlet opening (8) to carry out the introduction of a liquid (4), which is located in a first longitudinal end, holes (14) to carry out the introduction of a gas (5) and an outlet opening (11) to carry out the evacuation of the liquid-gas mixture (3), located in the second longitudinal limb, characterized in that the holes (14) are made in the enclosure (7) and are arranged in such a way that the gas (5) forms a film (15), which prevents the liquid (4) from coming into contact with the enclosure (7) and mixed with the liquid (4) inside the space delimited by the film (15).

Description

Cámara de mezcla y dispositivo de pulverización que comprende una cámara de este tipo.Mixing chamber and spraying device which comprises such a camera.

La presente invención se refiere a una cámara que permite llevar a cabo la mezcla de un líquido con un gas, principalmente integrada con un dispositivo que permite la pulverización de la mezcla.The present invention relates to a camera which allows the mixing of a liquid with a gas, mainly integrated with a device that allows spray of the mixture.

Se conoce una cámara para llevar a cabo una mezcla de líquido-gas para pulverizador, que se extiende según una dirección longitudinal, que está delimitada por un recinto, y que comprende una abertura de entrada para llevar a cabo la introducción de líquido, que está situada en una primera extremidad longitudinal, orificios para llevar a cabo la introducción del gas, y una abertura de salida para llevar a cabo la evacuación de la mezcla de líquido-gas, que está situada en la segunda extremidad longitudinal.A camera is known to carry out a liquid-gas mixture for sprayer, which extends according to a longitudinal direction, which is delimited by an enclosure, and comprising an entrance opening to carry out the introduction of liquid, which is located in a first longitudinal limb, holes to carry out the introduction of the gas, and an outlet opening to carry out the evacuation of the liquid-gas mixture, which is located in the second longitudinal limb.

Sin embargo, con el fin de tener una pulverización eficaz de la mezcla, es necesario tener una energía mecánica importante. De este modo, en general, con el fin de compensar las pérdidas de cargas que se producen en el recinto y en los otros dispositivos asociados, que permiten la pulverización, el líquido es introducido con una presión comprendida entre 10 y 30 bares, lo cual tiene un coste. Por otra parte, el líquido (y la mezcla) tiene una velocidad elevada y, con el fin de evitar cualquier desgaste rápido del recinto y de los otros dispositivos asociados, el líquido no puede ser cargado con partículas que tengan una granulometría importante (a partir de 0,25 mm). Por otra parte, con el fin de evitar una separación precoz del líquido y del gas, principalmente en el caso en que el gas sea el vapor de agua, por condensación sobre la superficie interna del recinto, el gas es introducido con una presión mayor que 6 bares, lo que entraña un elevado consumo de gas (la relación de la masa del gas con respecto a la masa del líquido es frecuentemente mayor que 0,3), lo cual tiene un coste.However, in order to have a effective pulverization of the mixture, it is necessary to have an energy important mechanics Thus, in general, in order to compensate the losses of loads that occur in the enclosure and in the other associated devices, which allow spraying, the liquid is introduced with a pressure between 10 and 30 Bars, which has a cost. On the other hand, the liquid (and the mixing) has a high speed and, in order to avoid any rapid wear of the enclosure and other devices associated, the liquid cannot be loaded with particles that have an important particle size (from 0.25 mm). On the other hand, in order to avoid an early separation of liquid and gas, mainly in the case where the gas is the water vapor, for condensation on the internal surface of the enclosure, the gas is introduced with a pressure greater than 6 bars, which implies a high gas consumption (the ratio of the mass of the gas with respect to the mass of the liquid is often greater than 0.3), which It has a cost.

De la misma manera, se conoce una cámara de mezcla, que corresponde a los preámbulos de las respectivas reivindicaciones 1 y 3, es decir en la que los orificios para llevar a cabo la introducción del gas están realizados en el recinto. Una cámara de este tipo ha sido divulgada en la solicitud US 2004/0111915. Sin embargo, con una cámara de este tipo el líquido tiene siempre tendencia a entrar en contacto con el recinto.In the same way, a camera of mixture, which corresponds to the preambles of the respective claims 1 and 3, that is the holes for carrying out the introduction of the gas are made in the enclosure. A camera of this type has been disclosed in the US application 2004/0111915. However, with such a chamber the liquid It always has a tendency to come into contact with the enclosure.

La presente invención trata de realizar una cámara de mezcla que pueda ser utilizada, principalmente, en un dispositivo de pulverización que no presente los inconvenientes que han sido citados precedentemente.The present invention seeks to perform a mixing chamber that can be used primarily in a spraying device that does not present the inconveniences that They have been cited above.

De conformidad con la invención, los orificios para llevar a cabo la introducción del gas están formados, bien por el recinto, que está realizado con un material permeable al gas, o bien por la reunión de ranuras, que están realizadas en placas, cuyo apilamiento forma el recinto, y están dispuestos de forma que el gas constituya una película que impida cualquier contacto entre el líquido y el recinto y que se mezcle con el líquido en el interior del espacio delimitado por la película.In accordance with the invention, the holes to carry out the introduction of gas are formed, either by the enclosure, which is made of a gas permeable material, or good for the meeting of slots, which are made in plates, whose stacking forms the enclosure, and are arranged so that the gas constitute a film that prevents any contact between the liquid and the enclosure and mix it with the liquid inside of the space delimited by the film.

Para llevar a cabo esta realización particular de los orificios destinados a la introducción del gas, que son particularmente numerosos, se forma una película gaseosa, llevándose a cabo la mezcla de líquido-gas en el interior de esta vaina gaseosa y esto sin utilización de componente metálico suplementario, lo que permite reducir considerablemente las pérdidas de carga, y cargar el líquido con partículas relativamente importantes (que tengan una granulometría mayor que varios milímetros). Por otra parte, como la mezcla no está en contacto con el recinto, se reduce considerablemente la separación precoz. Por otra parte, la mezcla que se obtiene en la cámara de combustión es de tal calidad que, en el caso en que comprenda agua (procedente, por ejemplo, del vapor de agua comprimido en el gas), se trata de una emulsión.To carry out this particular embodiment of the holes intended for the introduction of gas, which are particularly numerous, a gaseous film is formed, taking out the liquid-gas mixture inside this gas pod and this without the use of metallic component supplementary, which considerably reduces losses loading, and loading the liquid with relatively particles important (having a granulometry greater than several millimeters) Moreover, as the mixture is not in contact with the enclosure, the early separation is considerably reduced. By On the other hand, the mixture obtained in the combustion chamber is of such quality that, in the case that it comprises water (from, for example, of the compressed water vapor in the gas), it is about An emulsion

Otras particularidades y ventajas se pondrán de manifiesto en la descripción detallada de dos modos de realización particulares dados a título de ejemplo no limitativo y que están ilustrados en los dibujos adjuntos, en los queOther features and advantages will be made of manifest in the detailed description of two embodiments individuals given by way of non-limiting example and who are illustrated in the accompanying drawings, in which

la figura 1 es una vista en sección esquemática de un primer dispositivo de pulverización, que está dotado con una cámara de mezcla de conformidad con la presente invención, yFigure 1 is a schematic sectional view. of a first spraying device, which is provided with a mixing chamber in accordance with the present invention, and

la figura 2 es una vista similar a la de la figura 1 de un segundo dispositivo de pulverización.Figure 2 is a view similar to that of the Figure 1 of a second spray device.

Un dispositivo de pulverización 1 comprende una cámara de mezcla 2, en la que se realiza una mezcla de líquido-gas 3. En los presentes modos de realización, el dispositivo de pulverización 1 está integrado en un quemador, siendo el líquido 4 un combustible líquido, y pudiendo ser el gas 5 aire, gas combustible, vapor de agua o una mezcla de, al menos, dos de estos elementos. La cámara de mezcla 2 se extiende según una dirección longitudinal 6, y está delimitada por un recinto 7, que, en el presente ejemplo, tiene forma cilíndrica.A spraying device 1 comprises a mixing chamber 2, in which a mixture of liquid-gas 3. In the present modes of embodiment, the spraying device 1 is integrated in a burner, liquid 4 being a liquid fuel, and being able to be 5 air gas, combustible gas, water vapor or a mixture of, at less, two of these elements. Mixing chamber 2 extends according to a longitudinal direction 6, and is delimited by an enclosure 7, which, in the present example, has a cylindrical shape.

La cámara de mezcla 2 comprende una abertura de entrada 8, que está situada en una primera extremidad longitudinal y que permite la introducción del líquido 4. En los presentes modos de realización, la alimentación de la cámara de mezcla 2 con líquido se lleva a cabo por medio de un órgano de introducción 9, que está conectado con la abertura de entrada 8 por medio de, al menos, un conducto de introducción 10 (en el caso dado por medio de un conducto
10).The mixing chamber 2 comprises an inlet opening 8, which is located on a first longitudinal end and which allows the introduction of the liquid 4. In the present embodiments, the feeding of the mixing chamber 2 with liquid is carried out by means of an insertion member 9, which is connected to the inlet opening 8 by means of at least one introduction conduit 10 (in the case given by means of a conduit
10).

       \newpage\ newpage

La cámara de mezcla 2 comprende una abertura de salida 11, que está situada en la segunda extremidad longitudinal y que permite la evacuación de la mezcla del líquido-gas 3. En los presentes modos de realización, un órgano de eyección 12 está conectado con la abertura de salida 11 y comprende, al menos, un conducto de salida 13, que permite la pulverización de la mezcla a su salida. En el primer modo de realización, el órgano de eyección 12 no comprende más que un conducto de salida 13, que tiene forma cilíndrica y que está orientado según la dirección longitudinal 6. En el segundo modo de realización, el órgano de eyección 12 comprende dos conductos de salida 13, que tienen forma cilíndrica, que están orientados de forma que su eje director 16 forme un ángulo 17 con la dirección longitudinal 6 y que están dispuestos de forma diametralmente opuesta.The mixing chamber 2 comprises an opening of exit 11, which is located in the second longitudinal limb and which allows the evacuation of the mixture of liquid-gas 3. In the present modes of embodiment, an ejection member 12 is connected to the opening outlet 11 and comprises at least one outlet duct 13, which It allows the mixture to be sprayed at its exit. In the first mode of embodiment, the ejection member 12 comprises only one outlet duct 13, which has a cylindrical shape and is oriented according to longitudinal direction 6. In the second mode of embodiment, the ejection member 12 comprises two ducts of exit 13, which have a cylindrical shape, which are oriented in so that its steering axis 16 forms an angle 17 with the direction longitudinal 6 and which are arranged diametrically opposite.

La cámara de mezcla 2 comprende orificios 14, que permiten la introducción del gas 5 y que están realizados en el recinto 7 y lo atraviesan. Estos orificios 14 están dispuestos de forma que el gas 5, por una parte, forme una película 15 que impida que el líquido 4 circule contra el recinto 7 y que, por otra parte, se mezcle con el líquido 4 en el interior del espacio delimitado por la película 15. Estos orificios 14 deben ser suficientemente numerosos como para permitir la realización de la película 15, que evita la recondensación de la mezcla sobre las paredes del recinto 7. De la misma manera, con el fin de limitar cualquier recondensación de la mezcla en el dispositivo 1, como puede verse en las figuras, los orificios 14 se extienden hasta la extremidad aguas abajo de la cámara de mezcla 2 y el órgano de eyección 12 está reducido en el mejor de los casos (debiendo servir su extremo de soporte para los conductos de salida 13, que definen la orientación de la pulverización).The mixing chamber 2 comprises holes 14, that allow the introduction of gas 5 and that are made in the enclosure 7 and cross it. These holes 14 are arranged in so that gas 5, on the one hand, forms a film 15 that prevents that the liquid 4 circulates against the enclosure 7 and that, on the other hand, mix with liquid 4 inside the space delimited by the film 15. These holes 14 must be sufficiently numerous to allow the realization of the film 15, which prevents recondensation of the mixture on the walls of the enclosure 7. In the same way, in order to limit any recondensation of the mixture in device 1, as can be seen in the figures, the holes 14 extend to the water end below the mixing chamber 2 and the ejection member 12 is reduced at best (serving its end of support for outlet ducts 13, which define the orientation of spraying).

En los modos de realización presentes, los orificios 14, para la introducción del gas, están formados por el recinto 7, que es de un material poroso (y que por consiguiente son particularmente numerosos y se extienden hasta la extremidad situada aguas abajo del recinto 7), es decir que son permeables al gas 5.In the present embodiments, the holes 14, for the introduction of the gas, are formed by the enclosure 7, which is of a porous material (and therefore are particularly numerous and extend to the located limb downstream of enclosure 7), that is to say they are permeable to gas 5.

De manera preferente, con el fin de mejorar la eficacia de la separación del líquido 4 del recinto 7 por la película 15, el recinto 7 es rectilíneo y se extiende según la dirección longitudinal 6. De la misma manera, la abertura de entrada 8, así como el conducto de introducción 10, están orientados de forma que el líquido 4 circule a través de la cámara de mezcla 2 según la dirección longitudinal 6. Por las mismas razones, los orificios 14 para la introducción del gas, están dispuestos de forma que permitan la distribución más uniforme posible del gas a lo largo de la superficie interna del recinto 7, tanto longitudinalmente como perpendicularmente con respecto a la dirección longitudinal: en este caso, la totalidad del recinto 7 está realizada con una materia permeable al gas 5 (por ejemplo de metal fritado). Por otra parte, debido a la naturaleza de los orificios 14, la dirección del gas 5 a su salida es perpendicular a la dirección
longitudinal 6.Preferably, in order to improve the efficiency of the separation of the liquid 4 from the enclosure 7 by the film 15, the enclosure 7 is rectilinear and extends according to the longitudinal direction 6. Similarly, the inlet opening 8, as well as the introduction duct 10, are oriented so that the liquid 4 circulates through the mixing chamber 2 according to the longitudinal direction 6. For the same reasons, the holes 14 for the introduction of the gas, are arranged so that allow the most uniform possible distribution of gas along the internal surface of the enclosure 7, both longitudinally and perpendicularly with respect to the longitudinal direction: in this case, the entire enclosure 7 is made of a gas permeable material 5 (by example of fritted metal). On the other hand, due to the nature of the holes 14, the direction of the gas 5 at its exit is perpendicular to the direction
longitudinal 6.

De la misma manera, a la salida del (o de los) conducto (s) de salida 13, la mezcla 3 sale en forma pulverizada, sin que se requiera que el dispositivo de pulverización 1 comprenda órganos dispuestos en el flujo del líquido 4 y de la mezcla 3 para realizar la pulverización.In the same way, at the exit of the (or of the) outlet duct (s) 13, the mixture 3 is sprayed out, without requiring spray device 1 to understand organs arranged in the flow of liquid 4 and mixture 3 to Spray

Por lo tanto, son numerosas las ventajas de una cámara de mezcla 2 de este tipo y de un dispositivo de pulverización 1 de este tipo. El líquido 4 y la mezcla 3 no entran en contacto con la cámara de mezcla 2, con lo que el líquido 4 (y por consiguiente la mezcla 5) puede contener partículas cuya granulometría sea mayor que algunos milímetros. Por este motivo, igualmente, el líquido 4 no sufre pérdida de carga importante y por consiguiente puede ser suministrado a una presión mucho menor que en los pulverizadores clásicos: esta presión puede estar comprendida entre 0,1 y 2 bares y, de manera preferente, puede estar comprendida entre 0,2 y 1 bar. Por otra parte, siempre por los mismos motivos, una vez realizada la mezcla 3, queda limitada la separación precoz del líquido 4 y del gas 5 y, por este motivo, el gas 5 puede ser suministrado a una presión mucho menor que en el caso de los pulverizadores clásicos: esta presión puede estar comprendida entre 0,1 y 3 bares y, de manera preferente, puede estar comprendida entre 0,2 y 1 bar (para un líquido 4, que tenga una viscosidad comprendida entre 1 y 50 centistokes y, de manera preferente, comprendida entre 15 y 20 centistokes). Una consecuencia de esta ventaja consiste en el bajo consumo de gas 5: la relación entre la masa del gas 5 y la masa del líquido 4, que son introducidos en la cámara de mezcla 2, es menor que 0,1 (comprendida entre 0,06 y 0,2, aumentando esta relación con la viscosidad del líquido 4 que debe ser pulverizado).Therefore, the advantages of a mixing chamber 2 of this type and a spraying device 1 of this type. Liquid 4 and mixture 3 do not come in contact with the mixing chamber 2, whereby the liquid 4 (and consequently the mixture 5) may contain particles whose particle size is greater than a few millimeters For this reason, likewise, liquid 4 does not suffers significant load loss and therefore can be supplied at a much lower pressure than in sprayers Classic: this pressure can be between 0.1 and 2 bars and, preferably, it can be between 0.2 and 1 bar. On the other hand, always for the same reasons, once the mixture 3, the early separation of liquid 4 and the gas 5 and, for this reason, gas 5 can be supplied to a pressure much lower than in the case of classic sprayers: this pressure can be between 0.1 and 3 bars and, of preferably, it can be between 0.2 and 1 bar (for a liquid 4, having a viscosity between 1 and 50 centistokes and, preferably, between 15 and 20 centistokes). A consequence of this advantage is the low gas consumption 5: the relationship between the mass of gas 5 and the mass of liquid 4, which are introduced into the mixing chamber 2, is smaller than 0.1 (between 0.06 and 0.2, increasing this relationship with the viscosity of the liquid 4 to be sprayed).

La presente invención no está limitada a los modos de realización que han sido descritos. De este modo sería posible que el conducto de salida tuviese forma cónica y que su ángulo de orientación pudiese estar comprendido entre 0 y 90º con relación a la dirección longitudinal. Por otra parte, el número de conductos de salida puede ser mayor que dos. Así mismo sería posible que el recinto no fuese de materia porosa sino que presentase pequeñas canalizaciones, preferentemente distribuidas de manera regular, o bien que estuviese realizado con un conjunto de elementos, algunos de los cuales presentase espacios que formasen canalizaciones. De este modo, el recinto podría estar formado por un apilamiento de placas (arandelas) que comprendiesen respectivamente ranuras que pudiesen realizarse por mecanización o por embutición, siendo realizados los orificios que tienen, de manera preferente, un diámetro menor que 0,1 mm, por medio de la reunión de las ranuras de dos placas adyacentes. Así mismo, el dispositivo de pulverización puede ser utilizado para la pulverización de todos los tipos de líquidos combustibles o no.The present invention is not limited to embodiments that have been described. In this way it would be it was possible that the outlet duct had a conical shape and that its orientation angle could be between 0 and 90º with relation to the longitudinal direction. Moreover, the number of Outlets can be greater than two. It would also be possible that the enclosure was not of porous matter but presented small pipes, preferably distributed so regular, or that it was done with a set of elements, some of which presented spaces that formed pipes. In this way, the enclosure could be formed by a stacking of plates (washers) comprising respectively slots that could be made by mechanization or by drawing, holes being made that preferably have a diameter smaller than 0.1 mm, by means of the gathering of the grooves of two adjacent plates. Also, the spraying device It can be used for spraying all types of combustible liquids or not.

Claims

1. Mixing chamber (2), which extends along a longitudinal direction (6), delimited by an enclosure (7), which comprises an inlet opening (8) for carrying out the introduction of a liquid (4), which is located in a first longitudinal end, holes (14) for carrying out the introduction of a gas (5) and an outlet opening (11) for carrying out the evacuation of the liquid-gas mixture (3), located in the second longitudinal limb, characterized in that the holes (14) are made in the enclosure (7) and are arranged such that the gas (5) forms a film (15), which prevents the liquid (4) from entering in contact with the enclosure (7) and mixed with the liquid (4) inside the space delimited by the film (15).

2. Mixing chamber (2) according to claim 1, characterized in that the liquid (4) is introduced into the chamber (2) according to a flow parallel to the longitudinal direction (6).

3. Mixing chamber (2) according to claim 1 or 2, characterized in that the holes (14) are arranged in order to allow a uniform distribution of the gas (5) along the internal surface of the enclosure (7).

4. Mixing chamber (2) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the holes (14) are oriented so that the direction of the gas (5) is at its outlet perpendicular to the longitudinal direction (6).

5. Mixing chamber (2) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the holes (14) are formed by the enclosure (7), which is made of a gas permeable material (5), for example metal fried

6. Mixing chamber (2) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the enclosure (7) is formed by a stack of plates, each of which comprises grooves, the holes (14) being made by the assembly of the slots of two adjacent plates.

7. Spray device (1), characterized in that it comprises a mixing chamber (2) according to one of claims 1 to 6 and an ejection member (12), which is connected to the outlet opening (11) of the mixing chamber (2) and comprising at least one outlet duct (13), at the outlet of which the mixture (5) is presented in powdered form.

8. Spraying device (1) according to claim 7, characterized in that the outlet duct (13) has a cylindrical or conical shape.

9. Spraying method according to which a liquid (4) is introduced into a mixing chamber (2) by an inlet opening (8), which is located in a first longitudinal end of the mixing chamber (2), being a gas (5) introduced into the mixing chamber (2) through holes (14), which are made in the enclosure (7), which delimits the mixing chamber, characterized in that the gas (5) is introduced in a manner that forms a film (15) that prevents the liquid (4) from coming into contact with the enclosure (7) and that the liquid (4) is mixed inside the space delimited by the film (15).

10. A spray method according to claim 9, characterized in that the liquid (4) is introduced into the mixing chamber (2) at a pressure between 0.1 and 2 bar and, preferably, between 0.2 and 1 bar

11. A spray method according to claim 9 or 10, characterized in that the gas (5) is introduced into the mixing chamber (2) at a pressure between 0.1 and 3 bar and, preferably, between 0, 2 and 1 bar.

12. Spraying method according to one of claims 9 to 11, characterized in that the ratio between the mass of the gas (5) and the mass of the liquid (4), which are introduced into the mixing chamber (2), is comprised between 0.06 and 0.2.