TWI576160B - 加壓空氣輔助噴灑噴嘴組合 - Google Patents

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Description

加壓空氣輔助噴灑噴嘴組合
本發明係有關於一種加壓空氣輔助噴灑噴嘴且更細部地，關於加壓空氣輔助噴灑噴嘴運用於金屬冷卻、催化裂縫、氣體去除及其他工業製程上。
內部混合加壓空氣輔助液體噴灑噴嘴有用於產生細部液體顆粒噴灑排放於許多工業運用中。為產生細部液體顆粒排放，此噴嘴通常(1)互動加壓空氣及液體流動於噴嘴內且(2)令液體或預先霧化的液體流撞擊在夾擊座或是類似構件於噴嘴內。當液體流初始直接撞擊夾擊座時，如美國專利US No.4,591,099，液體顆粒有時在由噴灑噴嘴最終排放前，會凝聚成大尺寸。當一預先霧化的液體流撞擊下游端之夾擊座如美國專利US No.7,036,753所示，夾擊座固定於噴嘴中心內，預先排除排放平或中心導引圓噴灑圖案用以很多噴灑運用。再者，因為特性關係，液體及加壓空氣流動於噴嘴中互動，有時很困難正確控制細部顆粒流由噴嘴排放之頻譜。同時，因為大量加壓空氣輔助液體噴灑噴嘴在工業噴灑系統的需求，而相當大加壓空氣需求亦需要但成本很高。
有鑑於此，本發明之目的在於提供內部混合加壓空氣 輔助霧化噴嘴，適用於產生及排放細部液體顆粒噴灑樣式而不需要下游端之夾擊座，會干擾所需之排放噴灑。
本發明之另一目的在於提供一噴灑噴嘴組合如上述適於在由噴嘴排放前更有效率互動及預先霧化液體及加壓空氣流。
本發明之叉一目的在於提供一噴灑噴嘴組合如上述，有效於噴灑中心排放平或錐形噴灑樣式。
本發明之叉一目的在於提供一噴灑噴嘴組合如上述，運作用以有效地藉由更有效率的加壓空氣運用至預先霧化液體流上。
本發明之另一目的在於提供一噴灑噴嘴組合，構造相對簡單且製作經濟便宜。
為使本發明之上述目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例並配合所附圖式做詳細說明，然其僅用以例示說明而已，並非用以限定本發明的範圍。
本發明具體之實施例揭示之形態內容將配合圖示加以詳細說明。
參考圖示以說明加壓空氣輔助液體噴灑噴嘴組合10。此液體噴灑噴嘴組合10具有圓柱形噴嘴本體11，並具有噴嘴頭12固接於下游端。熟悉此技藝人士可理解的噴嘴頭12可藉由適當之固定夾合結構以固定於噴嘴本體11。
噴嘴本體11於本例子中藉由如焊接物固接至一液體 供應管或導管16之下游端，導管16連接至加壓液體供應處17。所示之噴嘴本體11具有減小之直徑之環形上游端部18，延伸進入具有複數個在圓周方向上間隔開的進入通道19之液體供應管15，該些進入通道19用以容納來自供應管15之液體。本例子之各進入通道19以在下游方向略向內收縮的方式延伸。
依據本發明，噴灑噴嘴組合可運作更有效率直接互動於加壓空氣及液體流動流以使得預先霧化的液體可由噴嘴頭排放而無須夾擊針或是類似構造。為達此目的，於本實施例中，液體噴灑噴嘴組合10具有中心空氣導向管25(空氣導向構件)，設置於噴嘴本體11之中心圓柱型穿透孔26內。空氣導向管25具有一增大外部螺紋上游端28固接及與一空氣供應管29連通，空氣供應管29同心延伸於液體供應管15內且耦接於加壓空氣供應處30。增大的直徑上游端28定義一肩部，固定且維持於噴嘴本體11之記數孔31內位於中心穿透孔26。
空氣導向管25於此情況下具有一中心縱向氣流通道35，具有向內收縮的錐形進入部36，與空氣供應管29連通，由此加壓空氣被導入至噴嘴本體11。縱向氣流通道35透過下游空氣孔洞38連通複數個交叉孔40(交叉通道)，在此情況下交叉孔40數量為四，以垂直於縱向氣流通道35之中心軸之方式延伸且與該中心軸交叉。可選擇地，為避免最大流動通道，空氣導向管25可僅由兩相對大直徑交叉孔40所構成。
通過空氣導向管25之縱向氣流通道35加速之加壓空氣，衝擊由交叉孔40形成之腔室之端牆41。當加壓空氣空氣流撞擊端牆41時，被徑向向外導引通過交叉孔40且離開交叉孔40之在圓周方向上以90度間隔開的排放孔40a(空氣排放孔)。
於本實施例中，噴灑噴嘴組合有效於導引複數個獨立加壓液體流動，對應於在徑向被導引的加壓空氣流的數量，用以直接與獨立空氣流互動以增強液體顆粒分散。為此目的，噴灑噴嘴組合10包括一環形液體方向導引45形成有複數個在圓周方向上錯開的軸向液體通道46，個別連通於噴嘴本體11之個別進入通道19及橫切地跨過空氣導向管25之個別徑向排放孔40a。環形液體方向導引45在此情況下具有上游圓柱部48設置於噴嘴本體11之計數孔49內，透過位於其中間的一外環形凸緣50之端壓入至接合由計數孔49定義出之定位突出部。液體方向導引45形成有錐形進入面51，定義出上游突出部52可與噴嘴本體計數孔49之一端接合。液體方向導引具有下游向內導引錐形部55(下游錐形端部)其具有一徑向端面56。值得一提的是，於本實施例中，空氣供應管29設置於液體供應管15內，可定義圍繞空氣供應管29之一環形液體流動通道，以連通液體(加壓液體供應處17)至液體方向導引45。
所述之液體方向導引45之軸向液體通道46，其中每一具有徑向向外延伸之U形構成物，在其之間定義複數個三角固定耳狀物58，被支撐在空氣導向管25之下游端上。 軸向液體通道46在此情況下由液體方向導引45之上游錐形進入部51穿過錐形部55及端面56。液體方向導引45之下游端延伸至鄰近於空氣導向管25之下游端以使得軸向液體通道46完全延伸跨過對應之空氣導向管25之徑向排放孔40a以確保個別加壓液體及空氣流之完整互動以有效交互作用及預先霧化液體。
為實行所述實施例，預先霧化的液體顆粒被高速導引至空氣導向管25下游之噴嘴頭12之延伸腔室59，以進一步分解及霧化並做為一入射以通過下游軸向排放孔60(液體噴灑排放孔)進行排放。延伸腔室59在此例子中，直徑略大於液體方向導引45之外徑，及具有比其直徑短的軸長。
軸向排放孔60在此情況下，適於導引扇形噴灑樣式具有細部水滴均勻分布於噴灑樣式中。所述排放孔60可相似於美國專利No.4,591,099所揭露之專利應用，於此類用譬喻，排放孔60部分由鄰近於噴嘴頭12下游端之圓柱形混合腔室62定義，圓柱形混合腔室62在直徑方向上延伸跨過噴嘴頭12並垂直相對於噴灑噴嘴組合之縱向流動軸。混合腔室62連通以橫切方式跨過混合腔室62之排放孔60。
為增強進一步液體顆粒分解及被引導入延伸腔室59之高速預先霧化的液體之混合，噴嘴頭12之延伸腔室59交叉混合腔室62在混合腔室62中心之上，以定義出一對徑向相對的分段肩部或是橋台64於垂直於延伸腔室59之 縱向軸之平面上。位於肩部或是橋台64間之通道於本例子中，藉由具有實質上與橫向混合腔室62相同之直徑之軸孔65定義而出。此排放孔可依據所需噴灑樣式來構成，如以具有向外張開的相反端之跨縫之方式，如第7圖所示，或者可設計為一平噴灑排放孔，以排放平的噴灑樣式。
運作上，可觀察到的是由中心引入噴灑噴嘴組合之加壓空氣被導引進入複數個高壓徑向流動以與對應的加壓液體流動直接互動，以有效及有效率地預先霧化液體。預先霧化的液體顆粒接著被強力地導引以高速進入延伸腔室，以進一步分解且由設置於中心之噴灑噴嘴組合之排放孔以預定噴灑樣式進行最終排放。
由前所述，可見到本發明之噴灑噴嘴組合有效於產生及排放細部液體噴灑顆粒而不需下游夾擊座，其會干擾所需之所需噴灑排放。噴灑噴嘴組合藉由個別液體及加壓空氣流之直接互動，能有效利用加壓空氣而有效地預先霧化及導引細部液體噴灑顆粒。
本發明雖以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明的範圍，任何熟習此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許的更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
10‧‧‧噴灑噴嘴組合
11‧‧‧噴嘴本體
15‧‧‧液體供應管
16‧‧‧導管
17‧‧‧加壓液體供應處
18‧‧‧上游端部
19‧‧‧進入通道
25‧‧‧空氣導向管
26‧‧‧穿透孔
28‧‧‧上游端
29‧‧‧空氣供應管
30‧‧‧加壓空氣供應處
31‧‧‧記數孔
35‧‧‧縱向氣流通道
38‧‧‧孔洞
40‧‧‧交叉孔
40a‧‧‧排放孔
41‧‧‧端牆
45‧‧‧液體方向導引
46‧‧‧軸向液體通道
48‧‧‧圓柱部
49‧‧‧計數孔
50‧‧‧凸緣
51‧‧‧錐形進入面
52‧‧‧突出部
55‧‧‧錐形部
56‧‧‧端面
58‧‧‧耳狀物
59‧‧‧延伸腔室
60‧‧‧排放孔
62‧‧‧混合腔室
64‧‧‧橋台
65‧‧‧軸孔
第1圖係顯示本發明噴灑噴嘴組合縱向面之剖面圖；第2圖係顯示本發明噴灑噴嘴組合於第1圖中沿2-2 平面橫向之剖面圖；第3圖係顯示本發明噴灑噴嘴組合之液體方向導引之示意圖；第4圖係顯示本發明第3圖所示下游端方向之液體方向導引之示意圖；第5圖係顯示本發明第3圖所示邊視方向之液體方向導引之示意圖；第5A圖係顯示本發明液體方向導引於第5圖中沿5A-5A平面橫向之剖面圖；第6圖係顯示本發明第3圖所示上游端方向之液體方向導引之示意圖；第7圖係顯示本發明下游端方向噴灑噴嘴組合之示意圖；以及第8圖係顯示本發明第7圖中沿8-8線之噴灑噴嘴組合之噴嘴頭之部分示意圖。
10‧‧‧噴灑噴嘴組合
11‧‧‧噴嘴本體
12‧‧‧噴嘴頭
15‧‧‧液體供應管
16‧‧‧導管
17‧‧‧加壓液體供應處
18‧‧‧上游端部
19‧‧‧進入通道
25‧‧‧空氣導向管
26‧‧‧穿透孔
28‧‧‧上游端
29‧‧‧空氣供應管
30‧‧‧加壓空氣供應處
31‧‧‧記數孔
35‧‧‧縱向氣流通道
38‧‧‧孔洞
40‧‧‧交叉孔
40a‧‧‧排放孔
41‧‧‧端牆
45‧‧‧液體方向導引
46‧‧‧軸向液體通道
49‧‧‧計數孔
59‧‧‧延伸腔室
60‧‧‧排放孔
62‧‧‧混合腔室
64‧‧‧橋台
65‧‧‧軸孔

Claims (20)

  1. 一種加壓空氣輔助液體噴灑噴嘴，包括：一噴嘴本體，具有一液體噴灑排放孔於一下游端；該噴嘴本體，具有一上游端以耦接至一液體供應處；一空氣導向構件，設置於該噴嘴本體內且具有一縱向氣流通道，具有一上游端以耦接至一加壓空氣供應處；該空氣導向構件具有複數個交叉通道以橫向延伸且相對於該縱向氣流通道呈交叉，以引導複數個加壓空氣流徑向往外地通過在圓周方向上間隔開的該些交叉通道之空氣排放孔；一液體方向導引，於該噴嘴本體內，定義複數個在圓周方向上間隔開的液體通道，對應於該些交叉通道的數量，且各該些液體通道允許液體在其中流動並延伸橫切地跨過個別該些交叉通道之一空氣排放孔，以交叉加壓液體及空氣流且將該液體預先霧化；該噴嘴本體，具有一延伸腔室用以接收該預先霧化的液體；以及該液體噴灑排放孔與該延伸腔室中心連通以由該噴灑噴嘴射出一預定的經霧化的液體噴灑圖案。
  2. 如申請專利範圍第1項所示之加壓空氣輔助液體噴灑噴嘴，其中該噴嘴本體具有一噴嘴頭於下游端，定義該液體噴灑排放孔。
  3. 如申請專利範圍第1項所示之加壓空氣輔助液體 噴灑噴嘴包括：一液體供應管耦接該噴嘴本體之一上游端；一空氣供應管設置於該液體供應管內耦接於一空氣導向構件之一上游端以供應加壓空氣至該空氣導向構件之該縱向氣流通道；以及該空氣供應管設置位於該液體供應管中心內，以定義圍繞該空氣供應管之一環形液體流動通道，以連通液體至該液體方向導引。
  4. 如申請專利範圍第1項所示之加壓空氣輔助液體噴灑噴嘴，其中該空氣導向構件之該些交叉通道相對於該縱向氣流通道垂直地往外延伸；以及該液體方向導引之該些在圓周方向上間隔開的液體通道相對於該空氣導向構件之該縱向氣流通道平行延伸且垂直於該些交叉通道。
  5. 如申請專利範圍第1項所示之加壓空氣輔助液體噴灑噴嘴，其中該噴嘴本體包括複數個進入通道，個別連通該液體方向導引之在圓周方向上間隔開的個別該些液體通道。
  6. 如申請專利範圍第1項所示之加壓空氣輔助液體噴灑噴嘴，其中該液體噴灑排放孔由至少一跨縫所定義，該跨縫延伸橫切於該縱向空氣流動通道之一軸，以排放一扇形噴灑排放。
  7. 如申請專利範圍第1項所示之加壓空氣輔助液體噴灑噴嘴，其中該空氣導向構件形成有一減小之直徑之通 道部分，以加速空氣通過該空氣導向構件在導向通過該些交叉通道前。
  8. 如申請專利範圍第1項所示之加壓空氣輔助噴灑噴嘴，其中該些交叉通道定義一端牆，加壓空氣通過該空氣導向構件導引而通過該些交叉通道前撞擊該端牆。
  9. 如申請專利範圍第1項所示之加壓空氣輔助液體噴灑噴嘴，其中該些在圓周方向上間隔開的液體通道個別具有一U形構成物，定義複數個在圓周方向上間隔開的固定耳狀物，用以支撐該液體方向導引在該空氣導向構件上。
  10. 如申請專利範圍第1項所示之加壓空氣輔助液體噴灑噴嘴，其中該些在圓周方向上間隔開的液體通道完全延伸跨過該些交叉通道之該些空氣排放孔。
  11. 如申請專利範圍第1項所示之加壓空氣輔助液體噴灑噴嘴，其中該液體方向導引具有一向內收縮的下游錐形端部，具有一徑向端面，且該些在圓周方向上間隔開的液體通道連通該下游錐形端部及該徑向端面。
  12. 如申請專利範圍第10項所示之加壓空氣輔液體助噴灑噴嘴，其中該液體方向導引設置於該空氣導向構件之周圍，且該液體方向導引之一下游端鄰近於該空氣導向構件之一下游端。
  13. 如申請專利範圍第1項所示之加壓空氣輔助液體噴灑噴嘴，其中該延伸腔室之直徑大於該液體方向導引之外徑且軸向長度小於該延伸腔室之直徑。
  14. 一種加壓空氣輔助液體噴灑噴嘴系統，包括： 一加壓液體供應處；一加壓空氣供應處；一噴灑噴嘴，具有一液體噴灑排放孔於一下游端；該噴灑噴嘴，具有一上游端以耦接至該液體供應處；一空氣導向構件，設置於該噴嘴本體內且具有一縱向氣流通道，具有一上游端以耦接至該加壓空氣供應處；該空氣導向構件具有複數個交叉通道以橫向延伸且相對於該縱向氣流通道呈交叉，以引導複數個加壓空氣流徑向往外地通過在圓周方向上間隔開的該些交叉通道之空氣排放孔；一液體方向導引，設置於該空氣導向構件之周圍，定義複數個在圓周方向上間隔開的液體通道，對應於該些交叉通道的數量，且各該些液體通道允許液體在其中流動並延伸橫切地跨過個別該些交叉通道之一空氣排放孔，以交叉加壓液體及空氣流且將該液體預先霧化；該噴灑噴嘴，具有一延伸腔室用以接收該預先霧化的液體；以及該液體噴灑排放孔與該延伸腔室中心連通以由該噴灑噴嘴射出一預定的經霧化的液體噴灑圖案。
  15. 如申請專利範圍第14項所示之加壓空氣輔助液體噴灑噴嘴系統，其中該噴灑噴嘴具有一噴嘴頭於下游端，定義一平噴灑排放孔。
  16. 如申請專利範圍第14項所示之加壓空氣輔助液 體噴灑噴嘴系統，其中該空氣導向構件之該些交叉通道相對於該縱向氣流通道垂直地往外延伸；以及該液體方向導引之該些在圓周方向上間隔開的液體通道相對於該空氣導向構件之該縱向氣流通道平行延伸且垂直於該些交叉通道。
  17. 如申請專利範圍第14項所示之加壓空氣輔助液體噴灑噴嘴系統，其中該液體噴灑排放孔由至少一跨縫所定義，該跨縫延伸橫切於該縱向空氣流動通道之一軸。
  18. 如申請專利範圍第14項所示之加壓空氣輔助液體噴灑噴嘴系統，其中該些交叉通道定義一端牆，加壓空氣通過該空氣導向構件導引而通過該些交叉通道前撞擊該端牆。
  19. 如申請專利範圍第14項所示之加壓空氣輔助液體噴灑噴嘴系統，其中該些在圓周方向上間隔開的液體通道個別具有一U形構成物，定義複數個在圓周方向上間隔開的固定耳狀物，用以支撐該液體方向導引在該空氣導向構件上。
  20. 如申請專利範圍第14項所示之加壓空氣輔助液體噴灑噴嘴系統，其中該液體方向導引設置於該空氣導向構件之周圍，且該液體方向導引之一下游端鄰近於該空氣導向構件之一下游端。
TW101127556A 2011-08-03 2012-07-31 加壓空氣輔助噴灑噴嘴組合 TWI576160B (zh)

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US13/559,122 US8820663B2 (en) 2011-08-03 2012-07-26 Pressurized air assisted spray nozzle assembly

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