一种双旋流引射式介质雾化喷嘴的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种小型燃烧器的燃油雾化喷嘴，特别涉及一种双旋流引射式介质雾化喷嘴。
【背景技术】
[0002]随着燃油加热设备在工业中的大量使用，能源问题日益突出。喷嘴是燃烧器核心部件之一，它的主要功能是将液体喷射进入气体介质中，使之分散并破裂成小液滴，其雾化性能直接影响蒸发速率和燃烧稳定性。雾滴尺寸过大或者雾化锥角过大，液滴喷射到火焰筒头部和燃烧室壁面上，造成局部过热烧蚀；雾化锥角过小或贯穿距离过大，液滴集中在火焰筒中心附近燃烧，燃烧不充分，形成冒烟或积炭。燃油雾化喷嘴不仅提供气液混合物，实现雾化，同时喷雾油束要形成与炉膛结构匹配的流场，保证温度分布均匀性，提高燃烧效率，节约能源。
[0003]一般小型燃烧器的喷嘴多为离心式压力雾化喷嘴，液体压能转化为动能，形成高速液体射流，射流表面形成波动，失稳破碎雾化。这种雾化方式简单，但是需要一定的进油压力，这对油泵的性能提出很高的要求，同时油泵增加小型燃烧器的重量，不易携带。本发明采用双级空气旋流的方式，在喷嘴内部产生较大的负压区域，在压差作用下将常压燃油引射进入喷嘴，依靠旋转气体剪切力克服液体表面张力，破碎成细小液滴。双级旋流空气可增强引射作用，提高燃油量，对燃油进行二次雾化，改善雾化流场结构，同时增大燃烧的回流区，缩短火焰。这种喷嘴可以减少油泵的耗能，降低供油系统的危险性，实现油气比例连续可调，同时提高燃油量，增强雾化效果，缩短火焰长度，有效地降低了加工成本，结构紧凑，操作简便，节约能源，适用于小型燃烧器。
[0004]中国专利申请号00267938.8《自吸式喷嘴加湿装置》采用拉法尔结构的自吸式喷嘴，利用不同截面气体状态参数改变产生负压，将水引射进入喷嘴，这种引射方式简单，但雾化效果不适用于燃烧器。中国专利申请号200820123302.8《一种自吸式旋流气动雾化喷嘴》采用旋流引射方式实现燃油引射和雾化，但是其引射燃油量较小，油气空间分布不合理。中国专利申请号200810227534.2《一种双级引射式预膜气力雾化喷嘴》采用直流和旋流相结合的方式解决了自吸式旋流气动雾化喷嘴引射油量较小的问题，但是由于中心直流气作用，使得喷雾贯穿距离迅速增大，造成燃烧火焰较长，形成火焰与炉膛结构不匹配的问题，燃烧效率很低，不能同时保证较高供油量和燃烧稳定性，不适于小型燃油燃烧器。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种双旋流引射式介质雾化喷嘴，实现油气比例连续可调，保证较高的燃油量和良好的雾化效果，同时解决小型燃烧器的油泵耗能和火焰过长的问题。
[0006]其技术方案是:由二级旋流器、喷油帽、吸油帽、喷嘴帽、吸油管、空气管组成，空气管与喷嘴帽之间通过螺纹联接，吸油管与喷嘴帽之间通过螺纹联接，并在吸油管外围周向均匀开有设有多个空气孔，作为空气进口 ；喷油帽与喷嘴帽之间可通过螺纹联接或者压紧配合，并在喷油帽外围周向均匀开有二级空气孔，吸油帽与吸油管之间压紧配合，吸油帽与喷油帽为压紧配合；二级旋流器放置于喷油帽与喷嘴帽之间，通过压紧固定，吸油帽的中心开孔作为喷油孔，在吸油帽的外围周向方向上均匀开设有一级旋流槽，喷油孔靠近喷嘴处为喷口，通过压差，吸入燃油。
[0007]其中，二级旋流器采用径向旋流器或是轴向旋流器，且一级旋流槽和二级旋流器的旋流方向采用同向或异向。
[0008]上述的喷油帽的中心孔为文丘里结构。
[0009]本实用新型的有益效果是:通过对一级旋流槽、二级旋流器、吸油帽和喷油帽的合理组合，在喷口内外形成局部负压区，利用压差将常压燃油引射进入喷嘴，不需要油泵供油，保证了较高燃油量，简化了供油设备；同时燃油吸入量完全取决于压差大小，空气的流动参数改变，燃油的流量也随着改变，这样可以实现油气同时比例可调，即燃烧功率连续可调；喷嘴内的燃油在空气的剪切作用下形成初步的液滴，从喷口喷出后，受到二次旋流空气的冲击和剪切，中心燃油被迅速雾化成粒径极小的油雾，雾化质量很高；增加二次旋流空气后，喷嘴外部回流区增加，雾化锥角增大，使得燃烧时的火焰缩短，温度分布更加均匀，降低氮氧化物排放。该双旋流引射式介质雾化喷嘴简化了供油设备，降低了供油系统的危险性，实现燃烧功率连续可调，同时提高了燃油量，保证了良好的雾化效果，缩短了喷嘴燃烧时火焰长度，保证燃烧温度场的均匀和稳定性，提高燃烧效率，节约能源。这种类型喷嘴结构紧凑，操作简便，减少了小型燃烧器的重量，易于携带，具有广泛的实用性。
【附图说明】
[0010]附图1是本实用新型的结构示意图；
[0011]附图2是本实用新型的A-A截面剖视图；
[0012]附图3是本实用新型的二级旋流器的右视图；
[0013]上图中:二级旋流器1、喷油帽2、吸油帽3、喷嘴帽4、吸油管5、空气管6、喷口 a、一级旋流槽b、二级空气孔C、喷油孔d、空气孔e。
【具体实施方式】
[0014]结合附图1-3，对本实用新型作进一步的描述:
[0015]本实用新型由二级旋流器1、喷油帽2、吸油帽3、喷嘴帽4、吸油管5、空气管6组成，空气管6与喷嘴帽4之间通过螺纹联接，吸油管5与喷嘴帽4之间通过螺纹联接，并在吸油管5外围周向均匀开有设有多个空气孔e，作为空气进口 ；喷油帽2与喷嘴帽4之间可通过螺纹联接或者压紧配合，并在喷油帽4外围周向均匀开有二级空气孔C，吸油帽3与吸油管5之间压紧配合，吸油帽3与喷油帽2为压紧配合；二级旋流器I放置于喷油帽2与喷嘴帽4之间，通过压紧固定，吸油帽3的中心开孔作为喷油孔d，在吸油帽3的外围周向方向上均匀开设有一级旋流槽b，喷油孔d靠近喷嘴处为喷口 a，通过压差，吸入燃油。
[0016]其中，二级旋流器I采用径向旋流器或是轴向旋流器，且一级旋流槽b和二级旋流器I的旋流方向采用同向或异向。
[0017]上述的喷油帽2的中心孔为文丘里结构。
[0018]其工作过程如下:压缩空气从空气管6供入，经过喷嘴帽4和吸油管5之间沿着周向匀布的空气孔e，空气分为两路，分别进入二级空气孔c和一级旋流槽b，经过一级旋流槽b的空气在喷油帽2的中心空腔中形成高速旋转涡流。在离心力作用下，空气压力沿着径向出现压差，从边壁到中心逐渐降低，并且在中心区域达到负压。连接吸油管5的常压燃油在压差的作用下被引射进入喷嘴，达到吸油帽3的油喷口 d，供入喷油帽2的中心空腔。受到离心力的作用，燃油被空气带动由中心向边壁两侧运动，形成初步油膜，从喷口 a喷出大液滴。通过二级空气孔c的空气经过二级旋流器形成旋转气流，二次旋转气流可以增加喷雾射流表面的紊流度，大液滴受到外界空气的高速冲击和摩擦，迅速雾化成细小粒径的油雾，使得雾化流场分布更加合理。同时二次旋流空气进一步增加出口处的逆压梯度，与喷嘴内的负压区域连通，增加负压值，提高引射油量。而在旋转射流作用下，喷嘴外部回流区增加，燃烧时的火焰也会缩短，温度分布更加均匀。
【主权项】
1.一种双旋流引射式介质雾化喷嘴，其特征是:由二级旋流器(I)、喷油帽(2)、吸油帽(3)、喷嘴帽(4)、吸油管(5)、空气管(6)组成，空气管(6)与喷嘴帽(4)之间通过螺纹联接，吸油管(5)与喷嘴帽(4)之间通过螺纹联接，并在吸油管(5)外围周向均匀开有设有多个空气孔(e)，作为空气进口 ；喷油帽(2)与喷嘴帽(4)之间可通过螺纹联接或者压紧配合，并在喷油帽(4)外围周向均匀开有二级空气孔(C)，吸油帽(3)与吸油管(5)之间压紧配合，吸油帽(3)与喷油帽(2)为压紧配合；二级旋流器(I)放置于喷油帽(2)与喷嘴帽(4)之间，通过压紧固定，吸油帽(3)的中心开孔作为喷油孔(d)，在吸油帽(3)的外围周向方向上均匀开设有一级旋流槽(b)，喷油孔(d)靠近喷嘴处为喷口(a)，通过压差，吸入燃油。
2.根据权利要求1所述的一种双旋流引射式介质雾化喷嘴，其特征是:二级旋流器(I)采用径向旋流器或是轴向旋流器，且一级旋流槽(b)和二级旋流器(I)的旋流方向采用同向或异向。
3.根据权利要求1所述的一种双旋流引射式介质雾化喷嘴，其特征是:所述的喷油帽(2)的中心孔为文丘里结构。
【专利摘要】本实用新型涉及一种双旋流引射式介质雾化喷嘴。其技术方案是：在喷油帽外围周向均匀开有二级空气孔，吸油帽与吸油管之间压紧配合，吸油帽与喷油帽为压紧配合；二级旋流器放置于喷油帽与喷嘴帽之间，通过压紧固定，吸油帽的中心开孔作为喷油孔，在吸油帽的外围周向方向上均匀开设有一级旋流槽，喷油孔靠近喷嘴处为喷口，通过压差，吸入燃油。有益效果是：简化了供油设备，降低了供油系统的危险性，实现燃烧功率连续可调，同时提高了燃油量，保证了良好的雾化效果，缩短了喷嘴燃烧时火焰长度，保证燃烧温度场的均匀和稳定性，提高燃烧效率，节约能源。这种类型喷嘴结构紧凑，操作简便，减少了小型燃烧器的重量，易于携带，具有广泛的实用性。
【IPC分类】F23D11-10, F23D11-36
【公开号】CN204438110
【申请号】CN201520047831
【发明人】郑志伟, 仇性启, 李大树, 崔运静, 惠媛媛
【申请人】中国石油大学(华东)
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2015年1月23日