逆流混合器和雾化器制造技术

一种喷嘴组件，包括主管和外壳，并且被配置成产生逆流以将另一流体分散成小液滴。置成产生逆流以将另一流体分散成小液滴。置成产生逆流以将另一流体分散成小液滴。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】逆流混合器和雾化器

技术介绍

[0001]喷嘴(诸如雾化器喷嘴等)有时用于雾化液体流。雾化的液体流(例如，有时称为气雾状喷洒的液体流，诸如气雾剂喷雾等)包括分散在气体(诸如空气等)中的液体的液滴。例如，液体流可以通过将气体流引导到液体流中以产生液体的液滴来雾化。在一些示例中，液体燃料可以被雾化以用于燃气轮机燃烧器、锅炉等中。在其他示例中，液体(诸如油漆或其他涂料等)可以被雾化以用于喷涂应用，诸如涂漆应用等。液体农药、除草剂等可被雾化，例如用于喷雾。
[0002]作为另一个示例，燃烧发动机依赖于液体燃料在燃烧之前的快速雾化。通常，液体喷雾的雾化由其流体性质、密度、粘度和表面张力以及由输送设备产生的惯性力控制。与燃气涡轮发动机等一起使用的常规空气辅助雾化器喷嘴构造(例如，空气在其离开喷嘴时沿着液体流喷射)非常适合于石油燃料的快速雾化。然而，空气辅助雾化器喷嘴构造不太能够充分地雾化一些可替代的燃料源，诸如基于生物质的纯油(生物油)等，这大部分是由于生物油组分的显著较高的粘度(与柴油和其他石油燃料的粘度相比)。例如，虽然就密度和表面张力而言大豆油类似于柴油，但大豆油的粘度是柴油的粘度25倍。由于这种高粘度和低可燃性，已经显示直接的植物油在压缩发动机中引起操作和耐久性问题。在常规空气辅助雾化器喷嘴构造的情况下，这种增加的粘度的动态效果是在射流离开喷嘴时显著降低射流的雷诺数，从而抑制液体射流分散并且导致雾化水平不足。
[0003]在美国专利文件No.8,201,351(迦纳卡尔沃(Ganan Calvo))中描述了一种可替代的雾化喷嘴配置，并且被称为流动模糊雾化。通过在喷嘴的出口区域内和在喷嘴的出口区域外将雾化气流分叉而产生流动模糊。据认为具有高粘度燃料的流动模糊雾化是可能的。然而，流动模糊现象的开始可能取决于喷嘴部件的特定几何关系，并且可能不能提供选择性地改变雾化液体性质的能力。
[0004]鉴于以上内容，需要能够雾化高粘度液体(诸如像生物油等)以及其他流体混合应用(例如，液体-气体混合或系统、气体-气体系统、或液体-液体系统)的喷嘴。

技术实现思路

[0005]本公开的一些方面涉及用于产生混合流体流(例如，雾化液体流)的喷嘴组件和相应的方法。
[0006]本公开的喷嘴组件和方法非常适于雾化大量不同的液体，并且可用于多种喷雾应用，以及许多其他流体混合物情况(例如，气体-气体混合物和液体-液体混合物)。
附图说明
[0007]图1A是根据本公开原理的喷嘴组件的部分的简化横截面视图；
[0008]图1B示出了图1A的喷嘴组件在产生混合流体流中的使用；
[0009]图1C是图1A的喷嘴组件的部分的放大图；
[0010]图2A-图2G是可用于图1A的从有利位置A-A或B-B观察的喷嘴组件的主管部件和内
部引导结构中的一者或两者的形状或结构的简化端视图；
[0011]图3是根据本公开原理的另一喷嘴组件的多个部分的简化横截面视图；
[0012]图4A-图4F是可用于图3的从有利位置A-A观察的喷嘴组件的端帽部件的形状或结构的简化端视图；
[0013]图5是根据本公开原理的另一个喷嘴组件的多个部分的简化横截面视图；
[0014]图6A-图6B是可用于图5的从有利位置A-A或B-B观察的喷嘴组件的端帽部件的形状或结构的简化端视图；
[0015]图7A是根据本公开原理的另一喷嘴组件的多个部分的简化横截面视图；
[0016]图7B是图7A的从有利位置A-A观察的喷嘴组件的简化端视图；
[0017]图7C示出了图7A的喷嘴组件在产生混合流体流中的使用；
[0018]图8A是根据本公开原理的另一喷嘴组件的多个部分的简化横截面视图；
[0019]图8B是图8A的从有利位置A-A观察的喷嘴组件的简化端视图；
[0020]图8C示出了图8A的喷嘴组件在产生混合流体流中的使用；
[0021]图9A是根据本公开原理的另一喷嘴组件的部分的简化横截面视图；
[0022]图9B是图9A的喷嘴组件从有利位置A-A观察的简化端视图；
[0023]图9C示出了图9A的喷嘴组件在产生混合流体流中的使用；
[0024]图10A是根据本公开原理的另一个喷嘴组件的多个部分的简化横截面视图；
[0025]图10B是图10A的喷嘴组件从有利位置A-A观察的简化端视图；
[0026]图10C示出了图10A的喷嘴组件在产生混合流体流中的使用；
[0027]图11是根据本公开原理的另一喷嘴组件的多个部分的简化横截面视图；
[0028]图12A是根据本公开原理的另一喷嘴组件的多个部分的简化横截面视图；
[0029]图12B和图12C是图12A的喷嘴组件的一部分的放大视图；
[0030]图13A是图12A从有利位置A-A观察的喷嘴组件的一部分的简化端视图；
[0031]图13B和图13C是可用于图12A的喷嘴组件的可替代构造的简化端视图；
[0032]图14示出了图12A的喷嘴组件在产生混合流体流中的使用；
[0033]图15A是根据本公开原理的另一喷嘴组件的多个部分的简化横截面视图；
[0034]图15B是图15A的喷嘴组件的一部分的放大视图；
[0035]图15C示出了图15A的喷嘴组件在产生混合流体流中的使用；
[0036]图16是根据本公开原理的另一喷嘴组件的部分的简化横截面视图；
[0037]图17A是根据本公开原理的另一喷嘴组件的部分的简化横截面视图；
[0038]图17B示出了图17A的喷嘴组件在产生混合流体流中的使用；
[0039]图18A是根据本公开原理的另一喷嘴组件的多个部分的简化横截面视图；
[0040]图18B示出了图18A的喷嘴组件在产生混合流体流中的使用；
[0041]图19A是根据本公开原理的另一喷嘴组件的多个部分的简化横截面视图；
[0042]图19B示出了图19A的喷嘴组件在产生混合流体流中的使用；
[0043]图20A是根据本公开原理的另一喷嘴组件的多个部分的简化横截面视图；以及
[0044]图20B示出了图20A的喷嘴组件在产生混合流体流中的使用。
具体实施例
[0045]本公开的方面涉及喷嘴或喷嘴组件以及相关的使用方法，其中通过在与第二流的方向相反的方向上将第一流体流引导到第二流体流中来混合两个流体流以产生混合流体流。在一些非限制性实施例中，本公开的喷嘴组件和相关的使用方法需要产生雾化的液体-气体两相流，该雾化的液体-气体两相流包括分散在气体内的液滴。在一些方面，本专利技术的喷嘴、喷嘴组件以及相关的使用方法类似于霍克西(Hoxie)等人的PCT公开No.WO2017/040314(“WO
‘
314”)中描述的那些，其全部教导内容通过引用的方式被并入本文。一般而言，WO
‘
314描述了包括内部管状本体的喷本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种混合流体流的方法，所述方法包括：沿着主管的第一流动通道从所述管的入口端朝向所述主管的出口端输送第一流体流，所述主管的出口端连接到限定出口孔的端壁，所述出口孔限定中心轴线，并且沿着所述第一流动通道的第一流体流的主流动方向大致平行于所述中心轴线；在沿着所述第一流动通道输送所述第一流体流的同时，在与所述中心轴线不平行的上游流动方向上沿着第二流动通道输送第二流体流；将所述第二流体流的流动方向从所述上游流动方向改变成与所述第一流体流的主流动方向相反的下游流动方向，使得所述第二流体流与所述第一流体流混合以产生混合流体流；以及所述混合流体流穿过所述出口孔被分配。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述上游流动方向大致垂直于所述中心轴线。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述上游流动方向大致垂直于所述第一流体流的主流动方向。4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述混合流体流是在所述第一流动通道内产生的。5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述改变的步骤包括将所述第二流体流朝向内部引导结构的柱引导。6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述柱限定流体地开放至所述出口孔的管腔，并且进一步地，其中，分配所述混合流体流的步骤包括所述混合流体流前进穿过所述管腔到达所述出口孔。7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二流动通道由连接至所述端壁的歧管形成，并且进一步地，其中，输送所述第二流体流的步骤包括将所述第二流体流引入到所述歧管的入口侧中。8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述歧管的入口侧限定所述第二流动通道的入口端。9.根据权利要求7所述的方法，其中，所述歧管限定所述第二流动通道和第三流动通道，所述第三流动通道流体地开放至所述主管的出口端，并且进一步地，其中，所述方法进一步包括：在沿着所述第二流动通道输送所述第二流体流的步骤过程中，沿着所述第三流动通道输送流体。10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二流动通道由第一注射管形成，所述第一注射管限定分配端，所述分配端流体地开放至所述主管的出口端。11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述第一注射管限定前部段和后部段，所述后部段终止于所述分配端，并且进一步地，其中，所述初始流动方向沿着所述前部段...

【专利技术属性】
技术研发人员：保罗，
申请(专利权)人：明尼苏达大学董事会，
类型：发明
国别省市：