专利名称：有碰撞射流的喷嘴的制作方法
有碰撞射流的喷嘴
在本发明中， 一种用于 一种或多种流体雾化的喷嘴由多个不同的元件组 装，其可以化合成多种定制的实施例以满足特殊的需求。因此，本发明还向不 同方面提出多种方法，而仍属于相同的发明构思。
本发明涉及一种通过使两种流体射流碰撞雾化一种或多种流体的喷嘴。在 本发明的喷嘴中，流体被被分隔成多条赋予动能的射流。赋予射流的动能大小， 是使得当射流在射流的基本相对的定向速度部件存在的条件下碰撞时，射流将 分解成具有小液滴尺寸的喷雾。在本文中，这称为雾化。如果目的在于提供一 种优良的雾化，流体的每一射流互相在中心地"碰撞"，例如，流体的两个射 流在同一平面内，是雾化过程所必要的。更进一步，射流的质量流量和速度之 间的平衡应该呈现以纟是供一种平衡的喷雾。
本发明的第一个目的是提供一种用于一种或多种流体的雾化的喷嘴，其在
碰撞流体的精确性和定时(timing)方面有更好的控制。
本发明同样还涉及使用将压力提高到超过一般工作压力的方法冲洗所述 喷嘴。最好在雾化步骤前将流体净化或过滤，使得没有杂物通过流体带入喷嘴。 然而，当喷嘴开始被周围的杂物沉积如晶体等所堵塞时，可执行一个如本发明 中所述的通过增加加压流体的压力来冲洗或清洗所述喷嘴的步骤。增加的压力 能够轻易地迫使杂物穿过或流出喷嘴，或者导致流体溢流杂物及其附近的区 域。因此，流体射流也能够席巻或带走任何杂物，或者溢流可以使杂物溶解到 引导喷嘴冲洗或清洗的流体流动中。因此，自冲洗步骤是由可能的压力增加产 生的动态功能，在喷嘴工作在一般条件下，这不发生。
因此，本发明的另外一个目的是提供一种有更高的可靠性和能够完成自清 洗步骤的喷嘴。
因此，在本发明的第一个方面，喷嘴包括第一部件，其具有表面A和流体 进口以及流体出口，至少当喷嘴被加压时，两条或多条通道会在所述表面A 及第二部件的表面B内或之间形成，第二部件覆盖第一部件。
喷嘴具有第一部件，该部件具有表面A。所述第一部件还具有流体进口和
流体出口 。两条或多条流道可以设置在第一部件的表面A以引导流体的流动。流体进口优选地由 一个进口开口组成，优选地其连接有一个将流体导向流体出 口的管道，然而依据需求，任何数量的开口和/或管道都可以设置。流体出口 与所述两条或多条通道是流体连通的，并且也可以由任何数量和形状的开口组 成。第一部件可以有任意的外形形状，但是优选为矩形。喷嘴还具有第二部件，其带有表面B覆盖第一部件。第二部件的形状优选为与第一部件的形状相应。 喷嘴中的所有元件当然也具有定制成形的形状，例如，将其改造到现有的一些 设备中。
引导两条流体射流正好是在同 一平面内相互"撞击，，对于实现最佳雾化来 说是非常重要的。射流由两条或多条的通道结构引导在(x，y)方向上(见图3)。 为了实现对流体在(z)方向上的精确控制，重要的是第一部件的A表面和第二 部件的B表面非常刚直/坚硬并且基本平坦。
在一个具体实施例中，通道是至少两个聚合并开放的通道，并与流体出口 流体连通，同时在通道的开口处促进每一个流体射流保持相等的速度和体积流 量。
当喷嘴设置有两个或多个通道时，这些聚合且构造成使得它们在通道开口 处促进每一条流体射流的相等速度和体积流量。这可以设置，例如，如果通道 正好为完全相同的长度并且以严格对称的关系设置在第一部件的出口周围和 /或与第一部件的出口相连接。流体射流的流动速度和体积在通道开口"递送" 以互相碰撞是精确的，正确的定时是达到最佳雾化效果的必需条件。因此，只 要前述标准达到时，可提供不同形状和大小的通道。此外，根据本发明喷嘴设 计是必要的，所有通道的表面和/或周围区域的表面是锋利的，即具有基本直 角的明显的边缘，以获得对流体液流的流动进行必要的控制。因此，流体液流 碰撞的定位和定时被进一步优化，这依次就生成适合的和优化的流体射流雾 化。然而，当这些标准没有完全满足时，不可能实现流体射流在同一平面内碰 撞，例如距离喷嘴一定距离导致喷嘴性能的下降。
第一和第二部件可以优选由坚固耐用的材料组成，例如金属，塑料或陶瓷。 第一个第二部件可以比喷嘴中其它任何部件的厚度都大。除了可能在第一部件 的表面A内的两条或多条通道外，这个表面基本是连续的。
第一个第二部件的其它表面以及喷嘴的其它部件和元件都可以有任意优选的轮廓和外形。
在最简单的形式中，喷嘴由带有设置在表面A内的两条或多条通道的第一 部件和第二部件构成。在喷嘴的这一实施例中，通过将压力施加到流体的流动， 流体射流将流经第一部件的侧面内的通道的开口 ，并在例如按照先前指示的离 喷嘴侧面 一定距离处碰撞。
在另外一个优化了的实施例中，所述两条或多条流体通道设置在位于第一部件的表面A与第二部件的表面B之间的通道隔离片中。在这一实施例中，第 一部件和第二部件的表面A和表面B可以优选的是基本连续和平坦的。所述通 道隔离片优选的可以为一个例如金属、塑料、树脂、纤维、陶瓷或任意结合的 任意适合材料的独立的片状膜。
在一优选的实施例中，喷嘴进一步包括一个位于第一部件和第二部件的表 面A和表面B之间的弹性部件。
所述弹性部件可以设置在喷嘴的第一部件和第二部件之间。在一个特别的 实施例中，所述喷嘴的两条或多条通道可以设置在第一部件的表面A内，同时 一条或多条凹槽可以设置在第二部件的表面B内。通过对流体施加压力，所述 弹性部件能够移到远离表面A—段距离，从而引导流体在第一部件的表面A与 弹性部件的表面之间，由于所述第二部件的一条或多条凹槽在弹性部件被施加压力时提供空间。因此，即使弹性部件内没有设置通道，所述喷嘴仍然可以对 流体进行雾化。所述弹性部件优选地为一个任意适合的例如金属、塑料、树脂、 纤维、陶瓷或其它具有弹性的材料或任意结合的材料的独立的片状膜。
在一更优选的实施例中，所述喷嘴进一步包括设置于弹性部件和第二部件 之间的保持片部件。所述保持片部件可以优选地为另外一个独立的例如金属、 塑料、树脂、纤维、陶瓷或任意结合的任意合适材料的片状膜或者层。所述保 持片部件可以具有一个连续的表面或者它可以设置有一个或多个切断部件，取 决于工作特性例如体积流量和速度和/或喷嘴的精确性或用于清洗步骤溢流 所需要的压力。由提供具有切断部件的保持片部件，确定大小的压力将迫使弹 性部件压向保持片部件，而保持片部件又由于流体压力的作用而接合，因此允 许流体通过。所述保持片部件通过被施加一张力也可以被预压，例如在组装喷 嘴时，通过弯曲由切断部件限定出的部分以接合弹性部件的表面。通过应用这 种方法，可控制弹性部件的运动，因为需要确定大小的流体压力以克服所述保持片的预张力。被供应的流体量和最终雾化的精确性因此可以得到相当程度上 的控制。
在本发明中的具体实施例中， 一个或多个可以具有任意合适形状和大小的凹槽可以设置在第二部件的表面B内和/或在一个凹槽部件内。所设置的凹槽是为了利于通过流体压力来提高所述保持片部件和/或弹性部件。所述凹槽可 以具有任何合适的外形和大小。凹槽部件也可以优选地由任意合适的材料，例 如金属、塑料、树脂、纤维、陶瓷或任意结合构成。
喷嘴中各种不同的元件可以优选地具有一个或多个孔以容纳一个或多个 预定以正确的排列关系控制各个元件的位置的引导件。所述孔和引导件可以具 有任意合适的形状但是优选为圆形。所述部件也优选为具有一个或多个孔以容 纳一个或多个合适的保持部件，例如螺栓，以能够将喷嘴结构的各组件牢固而 紧密地组装为一体。
在本发明的优选实施例中，所述至少两条通道可以被设置为使流过通道的 流体射流在喷嘴外互相碰撞。可选择地或在此结合地，所述至少两条通道可优
选地祐:设置为在喷嘴内、在喷嘴端面和/或超过喷嘴端面交叉，使得流过通道 的流体射流在端面和/或超过端面或至少部分在喷嘴内互相碰撞。所述通道优 选为聚合通道。
在本发明的优选实施例中，所述通道优选被设置为使得从至少两条通道中 流出的流体射流以在3 0°与1 0 0°之间的角度互相碰撞。
典型地与优选地，从通道中流出的每条流体射流的横截面面积优选可以为在0.003至0.15mm2之间，优选地在0.005至0.05mm2之间,例如在0.01至 0.03mm2之间,优选为0.02mm2。
第二个方面，本发明涉及一种雾化一种或多种流体的包括两个或多个如本发明第 一方面所述的喷嘴的喷嘴系统。
根据第二个方面，任意数量和/或结构的包括部分或全部前述提到得元件的独立喷嘴可以被"拼装”，例如，为了增加体积流量或使流体射流在例如距离 喷嘴侧面更加远处碰撞。在其他情形下，所期望的是，通过改变两条或多条流 体射流间的角度能够调节雾化喷雾和"云状物"的状态。所述系统也可能被构造 为如果和需要时起到可以打开的过压阀的作用，从而产生增强的动态挠性。
在第三方面，本发明涉及一种内燃机的排气系统，所述系统包括根据本发
明的喷嘴和/或喷嘴系统。
在第四方面，本发明涉及一种雾化流体的方法，优选地该流体为液化尿素， 所述方法使用才艮据本发明的喷嘴和/或喷嘴系统。
依照本发明第一和第二方面的多种可能的结构考虑到非常特别和定制成 形的解决方案。获得对喷嘴的几何形状的轻易控制和一些特别优势，这允许对 液体所需要的体积有精准和恰当地定时供给。
图1是具有第一和第二部件的喷嘴的透^L图，并显示在第一部件的表面A 上的一条或多条通道。
图2是具有第一和第二部件并具有位于二者之间的通道隔离片的喷嘴透 视图。
图3是具有第一和第二部件以及位于二者之间的弹性部件的喷嘴透视图， 显示在第一部件的表面A上的一条或多条通道和在第二部件的表面B上的凹 槽。
图4是具有第一和第二部件并具有位于二者之间的通道隔离片和弹性部 件的喷嘴透视图。
图5是具有第一和第二部件并具有通道隔离片和弹性部件、以及位于第一 部件和其表面B上具有凹槽的第二部件之间的保持片部件的喷嘴透视图。
图6是在图5基础上包括一个独立的凹槽部件的喷嘴透视图。
图7是没有通道但是在第二部件的表面B上具有一个凹槽的喷嘴透视图。
图8是更详细地图解喷嘴各组件是如何导向并组装起来的喷嘴透视图。
图9是根据本发明第二方面包括两个通道隔离片和一个结合部件的喷嘴 系统示意图。
图10是喷嘴组件的示意图，其中，组件的所有部件中都设置通道。
图11和图12是根据本发明的通道隔离片的示意图。
图llb和图12b分别是显示在具有指示流型细节的图lla和图12a中的通 道隔离片的特写图。
图13和图14是根据本发明的通道隔离片的示意图。
图1是本发明的一个具体实施例的透视图，其中在第一部件(1)内设置 用于引导流体流动的通道(10)。所述通道(IO)部分地延伸穿过第一部件(1 )， 并与第一部件的流体出口 (9)流体连通。通道(10)是开放的，意味着它们 的聚合口终止于第一部件(1 )的表面(20)。表面(20)如图所示基本是平的，但是也可以包括一个或多个任意合适形状的凹槽，例如新月形。在这一实施例中，所述流体在两条流体射流(fluid streams)流动通过通道(10)在离通道 的开口 一定距离处碰撞时雾化。
图2是一个具体实施例的透视图，在该实施例中一个通道隔离片(2)设 置于第一部件(1)和第二部件(4)之间。所述通道隔离片(2)设置有用于 引导液体流动的通道(10)。所述通道(10)部分或完全(如图中所示)地延 伸穿过通道隔离片(2),并与第一部件(1)的流体出口 (9)流体连通。所述 通道(10)是开放的，并且它们的聚合口终止于通道隔离片(2)的一侧。部 件(1, 2, 4)的其它表面如图所示基本是平的。
图3是本发明的另外一个实施例的透视图，其中一个弹性部件(3)设置 在第一部件(1 )和第二部件(4)之间，并且在第一部件(1 )内设置有引导 流体流动的通道(10)。所述通道(10)部分地延伸穿过第一部件(1 ),并与 第一部件的流体出口流体连通。所述通道(10)是开放的，并且它们的聚合口 终止于第一部件(1)的表面(20)。表面(20)如图所示基本是平的，但是也 可以包括一个或多个任意合适形状的凹槽，例如新月形。所述第二部件(4) 的表面B如图所示具有一个为弹性部件(3)在需要时提供空间的凹槽(35)。 所述弹性部件(3)的主要表面如图所示基本是平的。
在这一实施例中，当所述两种流体射流经通道(10)并在一般工作压力下 离通道开口一定距离处碰撞时雾化。如果喷嘴的通道堵塞取决于在周围环境中 的杂物的沉积，那么现有实施例依靠将加压的流体的压力增加到一个高于一般 工作压力的高压，可以进行清洗或冲洗的步骤。经过那样的高压，所述弹性部 件(3)将被迫远离第一部件(1)的通道(10)进入第二部件(4)中的凹槽 (35)空间，因此允许流体溢流第一部件的表面A与弹性部件的表面(21) 之间的杂物。这些杂物以及附近区域的溢流导致流体射流沖光或带走所有杂 物，因此清洗或冲洗了喷嘴。随后，当压力恢复到一般工作压力时，喷嘴将以 一般速度和精度重新对流体进行雾化。除了完成喷嘴元件的冲洗，这样的压力 增加也可以在需要时增加喷嘴的体积流量。
如果尽管常规的维护步骤，还是发生喷嘴部件的非故意性堵塞(例如以预 定的时间间隔增加压力)，那么压力因为降低的通过可能性可以自动增加。这 致使流体开始使杂物和/或各元件周围的表面溢流，从而清除堵塞物。 一旦杂 物被清除，压力又将回落到它的一般水准。
图4是本发明另外一实施例的透视图，其中一个通道隔离片(2)设置于 第一部件(1)和一个弹性部件(3)之间。所述通道隔离片(2)设置有引导 流体流动的通道(10)。独立元件的表面如图所示基本为平的。在所述通道隔 离片(2)内的通道(10)部分或全部地延伸穿过通道隔离片(2),并且所述 通道与第一部件(1)的流体出口 (9)流体连通。所述通道(10)是开放的， 并且它们的聚合末端终止于所述通道隔离片的一侧内。
当流经通道(10)的所述两种流体射流被加压并于离通道开口一定距离处 碰撞时，流体雾化。以与关于如图3所示的实施例描述相似的方式，清洗的步 骤或体积的增加可以通过将压力增加到超过一般工作压力的高压而完成。这将 使弹性部件(3)被迫远离通道隔离片(2)进入第二部件(4)的凹槽(35) 的空间。因此允许流体使位于所述通道隔离片(2)的表面(26)与所述弹性 部件(3)的表面(21)之间的杂物溢流，从而按照前述提到的清洗或冲洗通 道和/或增加体积流动。
图5是本发明另外一个实施例的透视图，其与图4所示的实施例相似，二 者的区别在于图5在弹性部件(3)和第二部件(4)之间还具有一个保持片部 件(5)。在图中，保持片部件(5)具有两个终止于保持片部件(5)的一侧的 开口端的贯穿的凹口 (40)。在两个凹口 (40)之间的所述保持片部件(5)的 一部分(41 )与保持片部件(5)剩下的部分沿着两凹口之间的一条线相结合。
在图中，第二部件(4)在其表面B上具有一个凹槽(35)。所述凹槽(35) 被设置以给保持片部件(5)的一部分(41)空间。这考虑到当对流体流动施 加一增加的压力时所述部分(41)被迫远离弹性部件(3 )。如果所述压力增加 到一个比一般工作压力高的高压时，所述流体将开始溢流通道(10)和通道隔 离片(2)的表面(26)的周围区域，这又接着迫使所述弹性部件(3)离开通 道隔离片(2)，因此在保持片部件(5)的一部分(41)上施加一个压力，导 致其沿着两个凹口之间的一条线至少弯曲，并移进第二部件U)的凹槽(35)的空间内。
图6相应于图5所示的实施例，除了图6包括一个独立的凹槽部件(50)， 代替设置具有凹槽的第二部件(4)的表面B。
图7是喷嘴的一个实施例的透视图，其中，第一部件(1)设置有一个通 过导管与流体进口 U5)相连通的流体出口 (9)，第二部件(4)在表面B上 具有一个凹槽(35)。当流体被加压时，所述弹性部件(3)将被迫远离第一部
件的出口 (9)，因此形成了基本符合出口 (9)和/或凹槽(35)的形状的为流 体流动的通道。在图中，凹槽(35)为带有两个聚合并开放端(7)的新月形。 所述新月形的凹槽(35)围绕着一个升高处(6),所述升高处(6)的表面与 表面B的剩余处相齐。这一实施例考虑到流体流动体积的增加但是不能提供 与其它描述的实施例一样的雾化精确度。
在图7中，被加压的流体在流过由出口 (9)和凹槽(35)的形状形成的 通道并在离开口端(7) —定距离处碰撞时，流体雾化。以与关于其它实施例 描述相似的方式，压力能够被增加到一个高于一般工作压力的高压为了例如冲 洗喷嘴。这将导致所述弹性部件(3)被迫远离表面A,从而允许流体溢流表 面，这又不仅促进喷嘴的可能冲洗，而且促进了流体流动的体积增加。随后， 当压力又降低到一般工作压力值时，喷嘴将以一般速率重新雾化流体。当根本 没有对流体施加压力时，通过有效地关闭出口 (9),所述弹性部件(3)阻止 因喷嘴周围环境的杂物造成的喷嘴的任何污染。
图8是一种方式的透视图，其中组装喷嘴各元件以提供一种紧密并恰当密 封的喷嘴结构。喷嘴的不同元件具有一个或多个孔以容纳一个或多个为了在正 确的排列关系上控制各元件位置的引导件。所述孔和引导件可以具有任意合适 的形状，但是图中所示为圆形。所述喷嘴元件还具有一个或多个孔以容纳保持 装置，图中所示为螺钉。因此，喷嘴各元件能够由一种牢固和紧密的方式组装 起来。
图9显示喷嘴系统的示意图，其中根据本发明第一方面的两个通道隔离片 设置有一个结合元件。这样的一个喷嘴系统可以包括一个或多个被例如喷嘴的 第一和第二部件"共享，，的结合元件(55)。在这样的结合元件中，可以设置流 体进口，导管和出口，这导致流体进行多于一种流体的雾化，也就是被划分为 两个"分支"或者包括一个带有设置在例如两个通道隔离片之间流体引导口的 薄片。所述流体引导口可以与第一部件的出口 (9)的形状相应。喷嘴系统促 使多于两种碰撞的液体射流的供应，从而能够提供一种可选择的流体雾化。许 多独立的喷嘴组件也可以互相接近设置以建立一个喷嘴系统(图中没有显示)。
图IO显示喷嘴的示意图，其中所有的喷嘴部分都设置有两条引导流体流 动的通道。所述第一部件(1)和第二部件(4)以及通道隔离片(2)如图所 示具有两条通道。然而，所述通道也可以设置在所述第一和第二部件以及通道 隔离片之中的一个中，也可以设置在第一和第二部件两者中而不采用通道隔离片。
图lla和llb是与图2中相似的通道隔离片(2)的示意图。所述通道隔 离片(2)被设计为使流过通道(10)的两条流体射流在靠近通道(10)的开 口处碰撞。与例如图1中所示实施例相比时，这是通过缩小通道(IO)的开口 之间的距离CT达到的。在图11中所示的实施例中，所述距离(J已经被缩小为 开口位于互相紧密接近的位置，并且仅仅被一个边缘形状的壁端(12)分隔开， 并通过排列流体通道(10)使两条通道在与通道隔离片(2)的端面(20)有 相同高度处交叉，如图lla和llb所示，从而齐平喷嘴。
图11中的实施例特别应用于在雾化导致的小液滴沿着朝着喷嘴和/或喷嘴 的一侧的方向的喷雾，也就是发生反向喷射。这样的反向喷射可能在一些通道 (10)结构中导致喷嘴上的物质沉积，那些物质可能堵塞通道(10)的开口。 在图11中所示的实施例中，通道(10)的两个开口净皮设置在隔离片(2)中， 这样两条流体射流在通道(10)开口处充分碰撞，如果发生反向喷射，沉积将 仅在端面(20)上和如图lla和图llb箭头Z处所指的喷嘴外侧产生。如果反 向喷射导致小液滴进入通道(10)的开口 ，这些通道通过流体流过它们导致这 些小液滴被所述流体吸收而保持湿润。可以发现只有少数的反向液流会在图 11所示的实施例中产生。
在两条通道(10)交叉的实施例中呈现进一步的优点。在这些实施例中， 从通道(IO)中流出的射流将一直碰撞至少到某一延伸处和通道产生物，不管 所述两条通道(10)是否在同一平面内延伸，因此该喷嘴与所述两条通道不交 叉且要求所述两条通道基本在同 一平面内延伸以保证流体射流的碰撞的其它 实施例的喷嘴相比，大体上更容易。
图12a和图12b是与图11中所示相似的通道隔离片(2)的示意图。在这 一实施例中，两条流体射流碰撞的位置已经朝着通道隔离片进一步移动，移到 到两条流体射流的碰撞至少部分地在通道隔离片(2)内。这通过如图12a和 图12b所示将两条通道交叉在喷嘴端面(11)内侧那样设置两条通道(10)而 提供。这样，在这一实施例中，边缘形状的壁端(12)定位在通道隔离片(2) 内的距离A处，该距离A从通道隔离片(2)的端面(20)或者喷嘴的端面的 大体水平面测量出，因为这两个端面在本发明的这些实施例中最好具有大致相
同的水平面。由于碰撞至少部分发生在喷嘴之内，离开喷嘴的小液滴将只有一 个相对于喷嘴的向外的速度，并且导致喷嘴端面处的物质的沉积的反向喷射将不再发生。因此，这个原因被认为是离开喷嘴的小液滴只具有向外的点速度。
在这两个实施例中，通道(10)被设置为交叉通道，交叉点在端面上或在 喷嘴内。由于离开喷嘴的小液滴基本上只具有与端面和喷嘴以外的方向垂直的 速度，反向喷射在喷嘴外基本上被避免了。若反向喷射在喷嘴内产生，例如结合图12中的实施例，反向喷射的小液滴被喷向流经通道4a和4b的流体中， 由此避免反向喷射的小液滴沉积。
此处描述的端面为一平坦的平面。然而，所述端面可以具有其它的形状， 例如锥形的，圆形的或类似形状。结合图11和图12的实施例，其中的交叉点 位于端面的平面内和出口区域中。
虽然图11和图12的实施例显示通道隔离片，但是减少距离o和/或使流 体射流的碰撞至少部分地在喷嘴内的原理可以应用到一般有碰撞流体射流的 喷嘴中。例如通道(10)可以设置在例如喷嘴管夹(因此通道隔离片不再需要) 中。这样的一个实施例可以包括为喷嘴输入流体的进口和一个或多个出口，所 述出口被设置为从一个或多个出口中流出的流体射流互相碰撞。优选地一个过 滤器被设置在引导流体流向喷嘴的流线上，以在流体到达喷嘴的通道前对其进 行过滤。优选地所述出口被设置为使从两个出口中流出的流体射流以在夹角 30至100°之间互相碰撞，并且一个或多个出口优选地由一个孔的终止端形 成，所述孔形成一个与进口通道流体连通的流体出口通道。每条从出口流出的 流体射流的横截面面积在0.003至0.15mm2的范围之间，优选地在0.005至 0.05mm2的范围之间，例如在0.01至0.03mm2的范围之间，优选0.02mm2。
图13和图14显示了关于通道隔离片(2)的其它实施例，这些实施例一 般被应用在喷嘴中，其中，所述通道(10)在喷嘴表面(20)外(图13)或 在喷嘴内(图14)交叉。在图14所示的实施例中，液滴出口通道(11)从两 个通道交叉的区域延伸到喷嘴的表面(20)。
上述描述的附图只是作为喷嘴元件如何构造的可能的实施例的例子。元件 的其它结合与在附图中所示的相比在不改变本发明的保护范围的情况下是可 能的。 一个例子是所示与一通道隔离片连接的通道UO)的结构可应用于如图 1所示的喷嘴结构中。
本发明可应用于多种需要将流体雾化的用途之中。 一种这样的应用是将尿 素加入例如柴油机的内燃机的排出气体中。使这样的雾化具体的系统优选地包 括一个优选依照柴油机的原理工作的内燃机， 一个存放尿素溶液的罐子(例如
公知的商标名称AdBlue Din norm 70070 )，以及一个作为排气系统的一部分的 催化系统。发动机的排气系统通过一个排气管连接到催化系统，所述排气管典 型的具有120mm的直径并与所述装有尿素溶液的罐通过一个计量和雾化系统 连接，所述计量和雾化系统用于对相应的给定要求的尿素测定并雾化。如此， 所述系统更进一步包括计量单元，该计量单元包括雾化喷嘴，以将尿素供应到 排气系统，使得它可以与排出气体反应以最小化排放到环境中的NOx气体。 当本发明中所述的一个喷嘴被应用于对尿素在其被加入到排出气体前就使其 雾化，所述喷嘴可设置在计量单元之后的沿将尿素输送到排出气体的管道上任 意位置的一个独立单元中。作为选择地，所述喷嘴可以与计量单元接合在一起。
所述单元优选地被设置使得离开喷嘴后被雾化的尿素可与排出气体直接 混合，同时所述喷嘴典型的被设置使得从喷嘴喷出的流体沿射流方向或沿排出 气体中的任意其它不必与排出气体的射流方向平行的方向，例如垂直与射流方 向，喷射进排出气体的射流。所述喷嘴可以设置在一个内燃机或燃气轮机的排 气管中央和/或在排气系统的管壁内。多个喷嘴可以沿着内燃机的排气管壁环 向分布设置。在本发明的范围之内，所述一个或多个喷嘴可以设置在相应排气 管的任意位置上。
所述喷嘴典型的设置在排气系统之内，并使排出气体中的雾化的气体均匀 分布，以保证雾化后的流体将在催化系统内均匀分布。所述喷嘴相应地可设置在出口对着排出气体的射流方向(但是不必与之平行)的管道中央。
为了增加雾化流体分布的均匀性，排气系统中可以设置多个喷嘴。所述多
个喷嘴优选地环向设置，在部分实施例中均匀分布。然而，所述喷嘴也可沿着
排气的射流方向分布。这样的喷嘴的出口优选地设置在对着排出气体的射流方
向上(但是不必需与之平行)。
需要指出的是，沿着射流方向环向设置的喷嘴和/或一个或多个设置在管
道的中央的喷嘴的组合，在本发明的范围内。
权利要求
1.一种喷嘴，其包括第一部件(1)，所述第一部件具有表面A和流体进口以及流体出口，至少当喷嘴被加压时，两条或多条通道在所述表面A及第二部件(4)的表面B内或之间形成，所述第二部件(4)覆盖在第一部件(1)上。
2. 如权利要求1所述的喷嘴，其中，所述通道至少是两条聚合并开放的 通道，并与流体出口流体连通，同时促进每条流体射流在通道开口处具有相等 的速度和体积流量。
3. 如权利要求2所述的喷嘴，其中，所述通道设置在位于所述第一部件 (1)的表面A和第二部件(4)的表面B之间的通道隔离片(2)内。
4. 如权利要求2或3所述的喷嘴，进一步包括位于所述第一部件(1 )的 表面A和第二部件(4)的表面B之间的弹性部件(3)。
5. 如权利要求4所述的喷嘴，进一步包括位于所迷弹性部件(3)和第二 部件(4)之间的保持片部件(5)。
6. 如上述权利要求中任一项所述的喷嘴，其中， 一个或多个凹槽(8)设 置在所述第二部件(4)的表面B内和/或凹槽部件(50)内。
7. 如权利要求1-6中任一项所述的喷嘴，其中，所述至少两条聚合通道 被设置为使流经通道(10)的流体射流在喷嘴外互相碰撞。
8. 如权利要求1-6中任一项所述的喷嘴，其中，所述至少两条通道被设 置为在喷嘴内部、在喷嘴端面和/或超过喷嘴端面交叉的通道，使得流经通道
9. 如权利要求8所述的喷嘴，其中，所述通道被设置为使从至少两条通 道中流出的流体射流以在30至100°之间的角度互相碰撞。
10. 如上述权利要求中任一项所述的喷嘴，其中，从所述通道中流出的每 条流体射流的横截面积在0.003至0.15m㎡的范围之间，优选地在0.005至 0.05m㎡的范围之间，例如在0.01至0.03m㎡的范围之间，优选为0.02m㎡。
11. 一种雾化一种或多种流体的喷嘴系统，其包括两个或多个如权利要求 1-10中任一项所述的喷嘴。
12. —种内燃机的排气系统，所述排气系统包括如前述任一项权利要求所述的喷嘴或喷嘴系统。
13. —种雾化流体的方法，所述流体优选地为液化尿素，所述方法包括在 第一压力将流体供应到喷嘴的步骤，所述喷嘴如权利要求1-11中任一项所述。
14. 如权利要求13所述的雾化流体的方法，进一步包括在喷嘴中的流动 阻力因喷嘴中的沉积物而增大的情况下增加流体压力的步骤。
全文摘要
本发明涉及一种通过使两条流体射流相互碰撞以雾化一种或多种流体的喷嘴。在本发明的喷嘴中，流体被分隔成多条赋予动能的射流。赋予射流的动能大小，是使得当射流在射流的基本相对的定向速度部件存在的条件下碰撞时，射流将分解成具有小液滴尺寸的喷雾。
文档编号B05B1/26GK101346186SQ200680046830
公开日2009年1月14日 申请日期2006年12月15日 优先权日2005年12月16日
发明者克里斯蒂安·博, 安诺斯·E·延森, 尼尔斯托尔普·马森 申请人:格兰富Nonox公司