专利名称：一种轴向调节雾滴直径的喷头结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及工业烟气余热利用领域，具体系利用工业炉窑排放的高温烟气 加热水装置的一种部件结构。
背景技术：
在工业和民用建筑的节能减排任务中，余热和废热的有效积极利用始终是一个 值得大力关注并有潜力可挖的内容。例如，一般燃气锅炉所燃烧的燃料有约15 25%的 热能通过烟气排入大气，有些型号的燃气锅炉排烟温度为200 250°C，设置或加装了省 煤器的燃气锅炉，排烟热能损失可减少5 8%左右，但排烟温度还在约150°C以上。相 对于大气温度而言，这部分烟气的未利用的余热还是占了所进入燃料热量的10%以上。 在技术经济条件许可下，应尽量考虑回收利用。与此同时，燃料和供燃的空气中所含水 分在燃烧过程中吸收汽化潜热后蒸发，并以水蒸汽形式存在于烟气中，如能加以冷凝， 回收汽化潜热，则余能回收更彻底，表现为更进一步提高了锅炉热效率，还进一步改善 排烟对环境的污染。在工业生产企业与其他大中型建筑设施中，燃油或燃气加热装置排放出大量含 一定量水蒸气的中低温烟气，不仅对环境是个破坏损害，同样造成能源的极大浪费。如 何将这部分余热有效利用是节能减排实施的切实手段之一。采用直接接触式烟气降温 减湿节能装置为余热有效吸收和利用提供了可靠的途径，该装置类似于垂直的吸收塔， 温度高的烟气从一侧进入吸收塔，从另一侧排出，上方由喷淋装置喷洒出的冷水，通过 在吸收塔中与温度高的烟气的结合、“沐浴”，吸收了烟气中的大量余热，水滴温度升 高，在吸收塔的下部积聚起来，成为可以加以利用的热水，这样的低温余热有着广泛的 使用场合，比如车间厂房、医院及大中型工业或商业建筑设施的取暖，或蔬菜大棚、鱼 塘或游泳池塘的供热等等。现有技术的喷淋装置的结构是比较简单的，常常采用尤如洗澡淋浴的结构，俗 称“莲蓬头”，侧面观看呈三角形，上面进水，下面的下面板上开设大量出水孔出水喷 淋，有时为了适应喷淋内部的大直径，在上方配置多个“莲蓬头”喷头，一般在中心处 安装一个，再由中心向外呈放射状地配置一圈，如此装置结构简单，分布的面较大，喷 出的水滴可以直接与高温气体接触吸收热量，取得了降低烟气温度，提高水温的目的， 尽管如此，提高热交换效率的技术关键在于考虑最佳的液汽比、强化喷淋雾化水滴与烟 气的接触面以及减少阻力损失。分析现有技术的每个三角形“莲蓬头”结构，冷却水从 上方管路进入“莲蓬头”内部，又从“莲蓬头”的简单圆孔向下流出，水滴较大，有时 水压波动，烟气温度变化，且装置缺少可调节机构和应变能力，因此吸收高温烟气热量 的能力和效率受到限制。因此，有必要对喷淋装置作进一步的改进，改良，提高其吸热放热的效率。发明内容本实用新型的目的，拟提供一种吸收塔喷淋装置的改良结构，改进现有技术 “莲蓬头”的结构，细化雾滴直径，随着水压的不同可作自行调节，确保水滴具有较恒
定雾化直径，提高喷淋装置的传热效果。本实用新型的目的是如此来实现的。一种轴向调节雾滴直径的喷头结构，其特征在于所述喷头自上而下包括壳 体、浮动喷嘴板、弹簧和下罩壳；所述壳体呈开口向下的圆盒，底部具有向上的进水管，内壁有一圈定位突缘， 口部是内/外螺纹；所述浮动喷嘴板为能抵住壳体定位突缘的圆平板，在圆平板上开设若干勻水 孔，圆平板向下凸起若干圆柱阶梯喷嘴；所述阶梯喷嘴的大直径段与圆平板连接，表面开设若干与轴线同方向的凹槽， 小直径段在下部，表面开设若干与轴线呈倾斜方向的凹槽；所述下罩壳呈开口向上的圆盒，上口有一圈与壳体口部配合的外/内螺纹，罩 壳圆盒的下底面开设若干喷水孔，所述喷水孔的数量和位置与所述阶梯喷嘴相等、对 应，且喷水孔呈上大下小的锥形孔。采用本技术方案，冷却水从进水管进入本实用新型的喷头结构中，从下罩壳的 下底面开设的喷水孔喷出，对锅炉排出的高温烟气进行吸热。喷水孔的上方有阶梯喷嘴 对其进行控制，当两者距离较大时，喷水孔受到的阻碍较小，喷出的流量较大，反之， 当阶梯喷嘴接近喷水孔，甚至伸入喷水孔的锥形孔中，阻挡了一部分面积时，将会减小 喷出的流量。阶梯喷嘴小直径段下部的倾斜方向凹槽，可以使喷出的水在倾斜方向凹槽的引 导迫使下，产生旋转气流，提高喷出水滴的雾化效果，吸收高温烟气的作用提高。当阶梯喷嘴向前移动，阶梯喷嘴的大直径段接触到喷水孔的锥形面时，冷却水 可从阶梯喷嘴与轴线同方向的凹槽中流出，保证始终有冷却水流出。本实用新型的结构，冷却水从进水管进入本实用新型的喷头结构中，不是立即 从下罩壳的下底面开设的喷水孔喷出，而是中间设置了一块浮动喷嘴板，浮动喷嘴板上 开设了若干勻水孔，当水的流量大的时候，浮动喷嘴板压迫弹簧向前移，连动配置在浮 动喷嘴板的阶梯喷嘴也向前移，减小了阶梯喷嘴与喷水孔间的距离，减小了喷出的流 速，反之，当流量变小，浮动喷嘴板受弹簧的弹性向后移，连动配置在浮动喷嘴板的阶 梯喷嘴也向后移，增大了阶梯喷嘴与喷水孔间的距离，增大了喷出的流速，因此，本实 用新型能确保在水压有一定波动的情况下，喷水口有一个基本稳定的喷出量。进一步，所述浮动喷嘴板为后抵板，前孔板和阶梯喷嘴元件组成；所述阶梯喷嘴元件为在阶梯喷嘴的大直径段端部有一圈外突台阶；所述前孔板为在装配阶梯喷嘴元件的位置，开设由上向下的台阶孔，台阶孔的 直径和高度和阶梯喷嘴元件的外突台阶相应；所述后抵板为平板；在前孔板的台阶孔内置入阶梯喷嘴元件，再由后抵板在背部抵压，由螺钉或铆 钉将前孔板和后抵板结合在一起，且开设若干勻水孔。[0022]进一步，所述壳体的上背部，垂直设置调节螺丝，调节螺丝伸至浮动喷嘴板上 背部。再进一步，所述壳体的上背部，在同一圆周上设置三枚调节螺丝。进一步，所述阶梯喷嘴的大直径段表面均勻开设三条与轴线同方向的凹槽，小 直径段开设三条与轴线呈倾斜方向的凹槽。再进一步，所述阶梯喷嘴小直径段开设的凹槽与轴线呈倾斜12-18度。进一步，所述下罩壳中心开设一喷水孔，由中心向外周向两圈分别开设8和16 个喷水孔，与喷水孔相对应，设置阶梯喷嘴。进一步，所述锥形喷水孔的上端大直径等于阶梯喷嘴的小直径段直径的1.5至 2.5倍，锥形喷水孔的下端小直径等于1.5-5毫米。进一步，所述喷水孔由壳体内壁定位突缘的轴向位置及弹簧高度，致使阶梯喷 嘴的小直径段下表面最高位于喷水孔的上表面，最低位于堵住喷水孔的锥孔。本实用新型的有益效果采用本技术方案，①提高喷出水滴的雾化效果；② 确保喷水孔始终有冷却水流出；③配置阶梯喷嘴的浮动喷嘴板，在弹簧的支撑下可以浮 动，随着冷却水进入量的大小，起反馈作用，保证喷水孔有比较稳定的喷出量和雾化效 果；④在与现有技术相比，在同样的冷却水流量和压力波动的条件下，在同样高的排烟 温度下，采用本实用新型，有利于加热水温度升高和烟气热量有效吸收利用。
图1是一种由多个本实用新型轴向调节雾滴直径的喷头结构组成的喷淋装置， 在使用状态，从下往上观察的视图；图2是图1的左视图；图3是图1的后视图；图4是本实用新型轴向调节雾滴直径的喷头结构，一种实施方式在使用状态， 从下往上观察的视图；图5是图4的左视图；图6是本实用新型下罩壳部件，一种实施方式使用状态从上往下观察的视图；图7是图6的左视图；图8是图6的后视图；图9是本实用新型壳体部件，一种实施方式从侧面观察的视图；图10是图9的左视图；图11是本实用新型浮动喷嘴板部件，一种实施方式从侧面观察的视图；图12是图11的左视图；图13是本实用新型浮动喷嘴板中的前孔板部件，一种实施方式使用状态从上往 下观察的视图；图14是图13的左视图；图15是图13的后视图；图16是本实用新型浮动喷嘴板中的后抵板部件，一种实施方式从侧面观察的视图；图17是图16的左视图；[0047]图18是本实用新型浮动喷嘴板中的阶梯喷嘴部件，一种实施方式从侧面观察的 视图；图19是图18的左视图；图20是本实用新型轴向调节雾滴直径的喷头结构，一种实施方式各零件分解， 从上往下观察的爆炸立体图；图21是图20从下往上观察的爆炸立体图；图22是本实用新型轴向调节雾滴直径的喷头结构，一种实施方式的半剖立体 图；图23是本实用新型浮动喷嘴板中的阶梯喷嘴部件立体图。图中，1是壳体、2是密封圈、3是浮动喷嘴板、3a是螺钉，3b是后抵板、3c是 阶梯喷嘴、3d是前孔板、4是下罩壳、5是弹簧。
具体实施方式
以下结合附图进一步详细说明本实用新型的结构。一种轴向调节雾滴直径的喷头结构，所述喷头自上而下包括壳体1、浮动喷嘴板 3、弹簧5和下罩壳4;所述壳体1呈开口向下的圆盒，底部具有向上的进水管，内壁有 一圈定位突缘，口部是内/外螺纹；所述浮动喷嘴板3为能抵住壳体定位突缘的圆平板， 在圆平板上开设若干勻水孔，圆平板向下凸起若干圆柱阶梯喷嘴3c;所述阶梯喷嘴3c的 大直径段与圆平板连接，表面开设若干与轴线同方向的凹槽，小直径段在下部，表面开 设若干与轴线呈倾斜方向的凹槽；所述下罩壳4呈开口向上的圆盒，上口有一圈与壳体 1 口部配合的外/内螺纹，罩壳圆盒的下底面开设若干喷水孔，所述喷水孔的数量和位置 与所述阶梯喷嘴3c相等、对应，且喷水孔呈上大下小的锥形孔。所述浮动喷嘴板3为后抵板3b，前孔板3d和阶梯喷嘴元件组成；所述阶梯喷嘴 元件为在阶梯喷嘴3c的大直径段端部有一圈外突台阶；所述前孔板3d为在装配阶梯喷嘴 元件的位置，开设由上向下的台阶孔，台阶孔的直径和高度和阶梯喷嘴元件的外突台阶 相应；所述后抵板3b为平板；在前孔板3d的台阶孔内置入阶梯喷嘴元件，再由后抵板 3b在背部抵压，由螺钉3a或铆钉将前孔板3d和后抵板3b结合在一起，且开设若干勻水 孔。采用本技术方案，浮动喷嘴板3由前后两块板夹紧了位于中间的阶梯喷嘴元件而构 成，便于制作，三件可分别加工制作，比如注塑、冲压等，再由螺钉或铆钉连接。所述壳体1的上背部，垂直设置调节螺丝，调节螺丝伸至浮动喷嘴板3上背部。 通过调节抵压弹簧的预紧力，可以调节本装置对进水压力的应对程度。所述壳体1的上背部，在同一圆周上设置三枚调节螺丝。如此结构可方便、稳 定地进行调节。所述阶梯喷嘴3c的大直径段表面均勻开设三条与轴线同方向的凹槽，小直径段 开设三条与轴线呈倾斜方向的凹槽。三条凹槽均勻分布，能充分发挥作用。所述阶梯喷嘴3c小直径段开设的凹槽与轴线呈倾斜12-18度。如此角度，旋 转、雾化效果较好。所述下罩壳4中心开设一喷水孔，由中心向外周向两圈分别开设8和16个喷水 孔，与喷水孔相对应，设置阶梯喷嘴3c。如此分布喷头，喷水较均勻。[0062]所述锥形喷水孔的上端大直径等于阶梯喷嘴3c的小直径段直径的1.5至2.5倍， 锥形喷水孔的下端小直径等于1.5-5毫米。如此尺寸和锥度的喷水孔，能发挥较好的喷 水、雾化效果。所述喷水孔由壳体1内壁定位突缘的轴向位置及弹簧5高度，致使阶梯喷嘴3c的 小直径段下表面最高位于喷水孔的上表面，最低位于堵住喷水孔的锥孔。为了处理好 阶梯喷嘴3c与喷水孔的配合关系，需选择好相应的定位突缘的轴向位置及弹簧5高度。
权利要求1.一种轴向调节雾滴直径的喷头结构，其特征在于所述喷头自上而下包括壳体 (1)、浮动喷嘴板⑶、弹簧(5)和下罩壳⑷；所述壳体(1)呈开口向下的圆盒，底部具有向上的进水管，内壁有一圈定位突缘， 口部是内/外螺纹；所述浮动喷嘴板(3)为能抵住壳体定位突缘的圆平板，在圆平板上开设若干勻水 孔，圆平板向下凸起若干圆柱阶梯喷嘴(3c)；所述阶梯喷嘴(3c)的大直径段与圆平板连接，表面开设若干与轴线同方向的凹槽， 小直径段在下部，表面开设若干与轴线呈倾斜方向的凹槽；所述下罩壳(4)呈开口向上的圆盒，上口有一圈与壳体(1) 口部配合的外/内螺纹， 罩壳圆盒的下底面开设若干喷水孔，所述喷水孔的数量和位置与所述阶梯喷嘴(3c)相 等、对应，且喷水孔呈上大下小的锥形孔。
2.根据权利要求1所述轴向调节雾滴直径的喷头结构，其特征在于所述浮动喷嘴板 (3)为后抵板(3b)，前孔板(3d)和阶梯喷嘴元件组成；所述阶梯喷嘴元件为在阶梯喷嘴(3c)的大直径段端部有一圈外突台阶；所述前孔板(3d)为在装配阶梯喷嘴元件的位置，开设由上向下的台阶孔，台阶孔的 直径和高度和阶梯喷嘴元件的外突台阶相应；所述后抵板(3b)为平板；在前孔板(3d)的台阶孔内置入阶梯喷嘴元件，再由后抵板(3b)在背部抵压，由螺钉 (3a)或铆钉将前孔板(3d)和后抵板(3b)结合在一起，且开设若干勻水孔。
3.根据权利要求1所述轴向调节雾滴直径的喷头结构，其特征在于所述壳体(1)的上 背部，垂直设置调节螺丝，调节螺丝伸至浮动喷嘴板(3)上背部。
4.根据权利要求3所述轴向调节雾滴直径的喷头结构，其特征在于所述壳体(1)的上 背部，在同一圆周上设置三枚调节螺丝。
5.根据权利要求1所述轴向调节雾滴直径的喷头结构，其特征在于所述阶梯喷嘴(3c) 的大直径段表面均勻开设三条与轴线同方向的凹槽，小直径段开设三条与轴线呈倾斜方 向的凹槽。
6.根据权利要求5所述轴向调节雾滴直径的喷头结构，其特征在于所述阶梯喷嘴(3c) 小直径段开设的凹槽与轴线呈倾斜12-18度。
7.根据权利要求1所述轴向调节雾滴直径的喷头结构，其特征在于所述下罩壳(4)中 心开设一喷水孔，由中心向外周向两圈分别开设8和16个喷水孔，与喷水孔相对应，设 置阶梯喷嘴(3c)。
8.根据权利要求1所述轴向调节雾滴直径的喷头结构，其特征在于所述喷水孔的上端 大直径等于阶梯喷嘴(3c)的小直径段直径的1.5至2.5倍，喷水孔的下端小直径等于1.5-5毫米。
专利摘要本实用新型涉及利用工业高温烟气加热水装置的一种部件结构。一种轴向调节雾滴直径的喷头结构，所述壳体(1)呈开口向下的圆盒，底部具有向上的进水管，口部是内/外螺纹；所述浮动喷嘴板(3)在圆平板上开设若干匀水孔，圆平板向下凸起若干圆柱阶梯喷嘴(3c)；所述阶梯喷嘴(3c)的大直径段与圆平板连接，表面开设若干与轴线同方向的凹槽，小直径段在下部，表面开设若干与轴线呈倾斜方向的凹槽；所述下罩壳(4)上口有一圈与壳体(1)口部配合的外/内螺纹，下底面开设若干喷水孔，所述喷水孔的数量和位置与所述阶梯喷嘴(3c)相等、对应，且呈锥形孔。本技术方案在水压有一定波动的情况下，使雾化喷水流量基本稳定均布且与烟气换热充分，有利于加热水温度升高和烟气热量有效吸收利用。
文档编号F28F25/06GK201799337SQ20102020023
公开日2011年4月20日 申请日期2010年5月21日 优先权日2010年5月21日
发明者姜小敏, 孙培雷, 李智忠, 陈闵叶, 项阳 申请人:上海工程技术大学