专利名称：高效燃油喷射器的制作方法
技术领域：
本发明涉及燃油起动(fired)燃烧器领域，并具体地涉及用于以雾化流体雾化燃油的喷射器喷嘴。更具体地说，本发明涉及一种具有新型结构的喷射器喷嘴，其包括制造经济的喷射器尖端，其中燃油和流体有效并高效地彼此接触。
背景技术：
现有技术情况由1994年11月29日授权的美国专利5,368,280的教导内容并由J.Inst.Fuel，1974年(12月)，第47卷，第251-261页中P.J.Mullinger等人撰写的名称为“内部混合多射流双流体喷射器的结构和性能”示例性给出。然而，尽管过去在燃油雾化领域作出很多改进，仍存在诸多问题。从经济的角度来看，一直在探索工作效率方面的改进。
发明内容
本发明提供了一种高效液体燃料喷射器，其降低工作及维护成本并减少不理想的排放。由于其结构简单，喷嘴的原始成本也很低。根据本发明的概念和原理，喷嘴的实施例可以被构造成包括一细长大致管状元件，该元件确定了一液体燃料预雾化腔室。该管状元件优选地可以具有至少局部围绕所述腔室延伸的外壁、适于连接到液体燃料源上的上游端、以及下游燃料供给出口。喷嘴也可以优选地包括确定一大致环形加压雾化流体供给导管的结构，其以相对预雾化腔室成环绕关系而设置。这种结构优选地包括用于连接到加压雾化流体源的导管入口，以及下游加压雾化流体供给出口。管状元件的外壁具有至少一个穿过它的孔，该孔定位成使腔室和导管连通，以允许加压雾化流体进入腔室内，且在该处雾化流体作用为至少局部雾化燃料并在所述腔室内产生第一雾化流体和燃料的混合物。喷嘴也可包括雾化尖端，其至少具有一个内部混合口结构，其与燃料和流体供给出口连通，以用于在其内接收并混合来自所述腔室的流体和燃料的第一混合物和来自导管的另外的加压雾化流体，以便进一步雾化液体燃料并产生流体和燃料的第二混合物。
在本发明另一个优选实施例中，提供了一种高效液体燃料喷射器，其包括确定液体燃料预加热腔室的细长大致管状元件。该管状元件具有至少局部围绕所述腔室延伸的外壁、适于连接到液体燃料源上的上游端，以及下游燃料供给出口。在本发明这种形式中，喷嘴可以包括确定大致环形加压雾化流体供给导管的结构，其相对于腔室以围绕关系设置。这种结构可优选包括适于连接到加热加压雾化流体源的导管入口和下游加压雾化流体供给出口。该喷嘴可构造成至少管状元件外壁的一部分由导热材料制成。该部分可以具有定位成与腔室内的液体燃料相接触的内表面和定位成被导管内加热加压雾化流体接触的外表面，从而燃料通过从加热的流体通过该部分的导热材料到达燃料这样的传导而加热。喷嘴也可以包括雾化尖端，该尖端包括至少一个混合口结构，该结构与供给出口流体连通，用于接收和混合来自腔室的被加热液体燃料和来自导管的雾化流体，从而雾化被加热的液体燃料。
进一步根据本发明的概念和原理，可以通过外壁设置一孔。该孔可以连通腔室和导管，以便允许加热加压流体进入腔室，并至少局部地雾化其中的所述液体燃料。
仍进一步根据本发明优选方面，在喷嘴尖端内的口结构可以为Y形的，并被构造成包括第一细长口，其具有与燃料供给开口流体连通的上游端和下游端；以及第二细长口，其具有与流体供给出口流体连通的上游端和下游端。第一口和第二口可优选倾斜设置，并定位成第一口的下游端与第二口在后者各端部之间的位置相交。通过这种结构，穿过第一口的至少局部雾化的燃料在第二口与穿过第二口的雾化流体混合。从而雾化流体进一步雾化燃料，且被雾化燃料和雾化流体的混合物从喷嘴尖端通过第二口的下游端排出。同样，通过这种口的配置，穿过第一口的被加热燃料可以在第二口与穿过所述第二口的雾化流体混合并雾化，从而被雾化燃料和被加热的雾化流体的混合物通过第二口的下游端排出。另外，当采用这种口配置时，穿过第一口的被加热并至少局部雾化的燃料可以在第二口与穿过第二口的雾化流体混合，并进一步雾化，从而被雾化燃料和被加热雾化流体的混合物可以接着通过第二口的下游端排出。
在本发明特别优选形式中，来自第一口的燃料可以作为一锥形薄层而引入第二口中，该薄层定位成被流过第二口的雾化流体刺穿。来自第一口的燃料可以至少被局部雾化和/或加热。
本发明也提供了一种用于雾化液体燃料的高效方法。在本发明优选形式中，该方法可包括提供液体燃料并使其流入并穿过预雾化腔室。该方法还可包括将加压雾化流体的第一部分注入流过所述腔室的液体燃料中，以便至少局部地雾化所述燃料，并提供含有被雾化燃料和雾化流体的第一混合物。根据本发明，第一混合物接着从腔室传送，使其流入并通过雾化尖端内连接到所述腔室上的第一细长口。加压雾化流体的第二部分可以被引入在尖端内的第二细长口中，并使其流过第二口。来自第一口的第一混合物被引入第二口中，并使其与加压雾化流体的第二部分紧密混合，以便进一步雾化燃料，并提供含有被雾化的燃料和雾化流体的第二混合物。第二混合物然后可以从尖端排出。根据本发明特别优选的方面，液体燃料可以在腔室内加热。
在本发明优选实施例中，腔室可以为细长的大致管状形状，而可以使雾化流体以围绕腔室外壁的关系流入环形流动路径中。在本发明的这种形式中，流体向腔室内的注入可以经由设置在所述壁内的开口实现。
根据本发明优选方面，第一混合物作为锥形薄层而被引入第二口，该薄层被流过第二口的雾化流体刺穿。根据本发明另一优选方面，各口成角度设置，第二口具有入口端和出口端，而第一口被定位成与第二口在其各端之间的位置相交。根据本发明的原理和概念，所述腔室优选地为细长的大致管状形状，并且雾化流体可以为蒸汽。优选地使该蒸汽流入相对腔室外壁为围绕关系的环形流动路径中，且其注入经由设置在该壁内的开口实现。加热通过蒸汽与腔室内的液体燃料混合以及通过该壁的热传导二者实现。
根据本发明另外的优选方面，设置了另一用于雾化液体燃料的高效方法。在本发明该形式中，该方法包括提供液体燃料并使其流入且通过预加热腔室；在腔室内加热液体燃料；从腔室传送加热的燃料并使该燃料流入且通过在雾化尖端内与腔室相连的第一细长口；引导加压雾化流体进入在尖端内的第二细长口，并使该流体流过第二口；引导来自第一口的被加热燃料进入第二口，并使其与加压雾化流体紧密混合，以便雾化被加热的燃料，并提供包括被雾化燃料和雾化流体的混合物；以及将该混合物从尖端排出。
优选地是，根据本发明的概念和原理，该腔室为细长的大致管状形状，而雾化流体为蒸汽。可以使蒸汽流入相对腔室外壁成围绕关系的环形流动路径中，而加热可以由通过该壁的热传导实现。
根据本发明，上述本发明的两个或多个方面可以结合到一个的喷射器中以获得优化的工作效果。
图1是示出实施本发明的原理和概念的喷射器的局部剖视图；图2是作为图1中喷射器一部分的喷射器喷嘴尖端的放大平面图；图3是喷射器喷嘴尖端的放大视图；图4是沿图2的线4-4截取的喷射器喷嘴尖端的放大剖视图；图5是作为图1中喷射器一部分的中心供油管的放大端视图；图6是大致沿图5的线6-6截取的图5的供给管的横截面图；图7是沿图1的线7-7截取的喷射器的横截面图；以及图8是经过本发明的Y形口阵列的流体作用的示意性说明图。
具体实施例方式
实施本发明原理和概念的高效燃油喷射器喷嘴示于附图中，其中它总体上由附图标记10标识。如图所示，喷射器喷嘴10被设计成采用Y形喷射雾化(Y-jet atomization)原理；然而，本发明也存在几个不必采用Y形喷射喷嘴尖端的方面。参照图1，喷射器喷嘴10包括主体部分12、中间结构部分14、雾化尖端16、以及尖端护罩部分18。
如图所示，喷嘴10的主体部分12包括同心管20和22。内部管22为细长大致管状元件形式，其优选地具有上游区段24，其包括适于以传统方式连接到液体燃料源上的上游端；和下游区段26。燃油被传送过管22，同时蒸汽或其它雾化流体，如加压空气被传送过呈现为围绕管22的细长、大致管状的压力雾化流体供给导管28的外部管20。导管28的上游端也适于以传统方式连接到加压雾化流体源上。在上述连接中，燃油喷嘴领域中的技术人员应理解的是，在燃料为重燃油时，蒸汽可以是优选的雾化流体。另一方面，当所选择的燃油为较轻、更易挥发的油时，加压空气可能是优选的雾化流体。
如本领域中的普通技术人员所公知的，燃油可以在其导入下游区段26之前穿过小孔(未示出)。这种小孔用于控制燃油的流动。另外，由于已通过这种小孔，所以燃油可以被部分雾化。
可以在管22下游区段26的壁32内形成一个或多个小孔30。这些孔30与导管28和设置在区段26内侧的腔室34互连，并从而允许在导管28内流动的蒸汽或其它雾化流体的一部分分流到腔室34内，在该处它们与燃油混合并起作用使燃油雾化。为了利于这种流动，理想的是，雾化流体应具有比区段26内的油压高的压力，优选地是高10到20psi。流过孔30的蒸汽或其它雾化流体与腔室34内的燃油互相混合并雾化或进一步雾化燃油。从而，腔室34可称为预雾化腔室。从而，预雾化腔室34的功能为利于燃油预雾化并利于燃油和喷射器流体预混合。
喷射器10的中间部分14可以包括多个经由环形室37与导管28进行流体连通的孔或管36，如图所示。虽然本发明的喷射器示出具有四个孔(见图7)，但本领域技术人员可以意识到，孔36的实际数量可以根据喷嘴尖端16内雾化燃料所需蒸汽量而改变。根据本发明的概念和原理，在一些情况下，喷射器10可以在部分14内具有多至十个或更多的孔36。一般地讲，孔36优选地围绕喷射器10的纵轴74均匀分隔。无论其数量多少，孔36的下游端39设置成开口于设置在部分14内的环形槽38中。
区段26的下游端40容放在部分14内的开口41内，且在端部40和开口41之间的接合处优选地由一系列迷宫槽(labyrinth grooves)42密封，如图所示。在这方面也应指出的是，区段26内的腔室34在端部40被具有一减小直径的孔44的环形部分43封闭。孔44经由开口41的未被端部40填充的部分与区段26内的腔室34和部分14内的腔室46互通。
喷射器喷嘴10的雾化尖端16在附图的图2、3和4中清晰示出。尖端16优选包括内腔56和混合口结构，后者优选为延伸穿过尖端16的多个大致Y形口阵列48形式。如图所示，尖端16具有这些Y形口阵列48中的四个，然而，实际数量可以根据其内使用喷射器喷嘴10的理想工作特性而改变。根据本发明的广义方面应指出的是，关于尖端，混合口的精确结构并不是关键，只要该尖端作用于将雾化流体与液体燃油紧密接触以使液体燃料雾化即可。
即使尖端16可以包括多个Y形口阵列48，这些口阵列为大致相同结构。于是，为了描述本发明的目的，将参照图2、3和4只描述一个口阵列48。每个口阵列48可优选包括设置成经由孔44、腔室46和腔室56与腔室34流体连通的燃油口50；雾化流体口51，其包括设置成经由槽38、管36和腔室37与导管28流体连通的进入部分52；以及与口50和进入部分52都流体连通的排出口部分54。如图4中清晰可见，排出口部分54和雾化流体进入口部分52基本对齐。从图1中也可看到，内部腔室56与中间部分14中的腔室46对齐并与之流体连通。燃油口50开口于腔室56内并与之流体连通，如图所示。进入部分52相对部分54具有减小的直径，并开口于环形槽38内并与后者流体连通。
尖端16优选具有平坦表面80，其优选与部分14区段58的平面环形表面82和84(见图7)密封接合，如图所示。可以通过螺纹、焊接或其它方式连接到中间部分14的减小直径区段58上的尖端护罩18简单地将尖端16和中间部分14固定到一起，如图1所示，且表面80与表面82和84密封接触。
在工作中，利用过热蒸汽作为雾化流体，并参照附图所示实施例，蒸汽经由孔30而注入腔室34内，并与腔室34内的雾化油至少部分地混合。然后，燃油和蒸汽的混合物流出预雾化腔室34，通过孔44，通过腔室46和56，进入口50中。该预雾化的燃油和蒸汽混合物从而被分成和喷射器尖端16内的口阵列48数量那么多的流束。
穿过每个口50的流束倾斜地射入相应的排出口部分54，如图4和8清晰所示。已经得以确定的是，穿过口50的流束由此沿排出口部分54的内壁形成燃油/蒸汽混合物的圆锥形薄层，该流束包括燃油和蒸汽的预雾化混合物而且倾斜地射入排出口部分54。该圆锥形薄层在图8中示意性示出，在图中以附图标记70标识。
来自导管28的蒸汽穿过孔36并收集在环形槽38中。由于口51的进入部分52与槽38流体连通，因此蒸汽也可以被分成如喷射器尖端16内口阵列48数量那么多的流束。蒸汽从槽38通过部分52流动，并与来自口50的射入口部分54的燃油-蒸汽混合物汇合。来自口部分52的蒸汽，其优选以声速流动刺穿圆锥形薄层，如图8中箭头72示意性示出的，并与来自口50的蒸汽-燃油混合物紧密混合，从而在排出部分54进一步雾化。从而，排出部分54作为最终混合室，用于最终燃油-蒸汽混合。在后一方面，应指出的是，在部分54内，燃料抵靠着部分54的内壁被推出，在该处形成中空的环形流。雾化流体在中空中心，从而雾化流体和燃料之间的接触面积被最大化。
根据本发明优选方面，通过孔30注入腔室34内的雾化流体量可以从雾化流体总流量的约15％到约75％变化。当然，剩余量将通过口部分52注入口51内。然而，在这方面也应意识到的是，如果雾化流体被加热，诸如其若为蒸汽一样，即便未提供孔，效率也将获得一定的提高，而且100％的雾化流体经过口51引入。在这种情况下，管20、22作用为热交换器，以使管22内的燃料变热。其结果为燃料黏度减小，并从而利于其在喷嘴尖端16发生雾化。
特别应指出的是，根据本发明，蒸汽在其进入到部分52后以直线运行，从而利于提高蒸汽速度(优选为声速)，直到蒸汽遇到混合有从口50排出的蒸汽的燃油的圆锥形薄层70时为止。这种高速蒸汽向由从口50排出并倾斜地射入部分54的蒸汽-燃油混合物形成的圆锥形薄层70施加非常高的剪切力。这种相互作用有利于将燃油雾化成微细的雾。
当燃油在腔室34内与雾化流体一部分预混合时，如上所述，Y形口阵列48的燃油口50优选扩大，以便携带更大量的流体，从而减小并最小化结渣。此外，尤其是当雾化流体被加热时，诸如蒸汽用作雾化流体的情况，燃油黏度减小，从而增大雾化过程的总效率。根据本发明优选方面，每个口50的横截面流通面积(cross-sectional flow area)与每个相应口部分52的横截面流通面积的比率可优选在约1.2到约3的范围内，这取决于在预混合和雾化之间的雾化介质的分流(split)。也应指出的是，口54要比口50或52的横截面流通面积大，这是由于它必须足够大以携带燃料和雾化流体总量。优选地是，每个口54的流通面积可以为相应口50和口部分52流通面积总和的约1到约1.7倍范围。但应指出的是，口的大小可以根据要得到的后果、总雾化流体对燃料的比率和经由孔30注入腔室34的雾化流体的相对量而改变。如燃烧器领域中的技术人员公知的，主要设计参数为火焰长度和NOx排放。长火焰将减少NOx排放，而短火焰正相反。于是，需要设计者来确定对于给定应用场合哪种折衷是理想的。
口51优选地相对燃油喷射器10的纵轴74倾斜定位。该角度优选地在从约2°到约30°的范围内，这取决于优化整个用途所需要的。如燃烧器领域中的技术人员所理解的，理想的喷射角度从一种用途到另一种用途会有所变化。口50相对口51的角度也可以改变，这取决于口51相对纵轴74的角度和喷嘴尖端16的相对尺寸。优选的是，口50和51之间的这个角度可以在约15°到约70°的范围内。
本发明的燃油喷射器10提供了许多现有技术内先前未公知的益处。这些益处包括但不必局限于(1)用于燃油和雾化流体的同心管20、22利于雾化流体经由诸如孔30的孔注入燃料中，以及利于燃料的加热，(2)在喷嘴尖端16内的Y形口阵列48的结构为蒸汽提供了直线路径，并为进入最终混合室内的燃油提供了倾斜入口，(3)喷嘴尖端16的整体结构提供了改善的效率和经济性，(4)燃油在其排入燃烧器之前的雾化由于首先在预雾化腔室并其次在Y形口阵列内进行的两次雾化而得以改善，(5)在预雾化腔室内的燃油和蒸汽混合物利于在Y形口阵列中利用较大的油口，从而使结渣最小化，并由于结渣经常发生在低燃油流速喷嘴内，因此本发明涵盖了更大范围的燃烧器容量，(6)由于和上述相同原因，燃油喷射的燃烧调节比有所改善，(7)在同心管内围绕燃油路径的蒸汽有助于保持燃油黏度减小，并从而节省能量，(8)在预雾化腔室内，油和蒸汽的混合导致燃油黏度减小，并增强雾化效率和效果，以及(9)在Y形口阵列内提供的直线蒸汽通道和总体结构保持蒸汽动量，并使燃油成形(shape)，以便当蒸汽和燃油在最终混合室54内撞击时，经历较高的剪切力和较大的剪切接触表面，从而优化雾化作用并减少蒸汽消耗。
通过使用同心管20、22，热量轻易地从外管22内的蒸汽传导到中心管20内的燃油，从而加热燃油并减小其黏度。当燃油黏度低时利于雾化。另外，通过该同心管20、22，提供一个或多个通道30以用于预雾化将蒸汽引入腔室34内的燃油中是简单的事情。
Y形口阵列48的结构为蒸汽提供了直线运行路径，而为燃油提供了倾斜运行路径，并确保了当蒸汽遇到射入设置在口部分54内的混合室中的燃油的圆锥形薄层70时剪切力最大。直线雾化流体射流72比被迫使转弯的雾化流体射流含有更大的动量。另一方面，来自口50的燃油-蒸汽混合物的倾斜喷射产生圆锥形薄层70。圆锥形薄层70不仅减少大量液体的特征厚度，并且也增大了高动量雾化流体遇到的接触表面。这两个方面，即，直线雾化流体流动和圆锥形混合物薄层，极大地改善了雾化过程。从而，节省了雾化流体能量，并由此增大了雾化过程的效率。
权利要求
1.一种高效液体燃料喷射器，包括确定液体燃料预雾化腔室的细长大致管状元件，所述元件具有至少局部地围绕所述腔室延伸的外壁，适于连接到液体燃料源上的上游端和下游燃料供给出口确定大致环形加压雾化流体供给导管的结构，其以相对所述腔室成围绕关系设置，所述结构包括适于连接到加压雾化流体源上的导管入口和下流加压雾化流体供应出口，所述外壁具有至少一个穿过其连通所述腔室和所述导管的孔，以允许加压雾化流体进入所述腔室并至少局部地雾化其中的液体燃料；以及雾化尖端，其包括至少一个混合口结构，该结构与所述出口流体连通，用于接收并混合来自所述腔室的至少部分雾化的液体燃料和来自所述导管的加压雾化流体，从而进一步雾化所述液体燃料。
2.一种高效液体燃料喷射器，包括确定液体燃料预加热腔室的细长大致管状元件，所述元件具有至少局部地围绕所述腔室延伸的外壁，适于连接到液体燃料源上的上游端和下游燃料供给出口确定大致环形加压雾化流体供给导管的结构，其以相对所述腔室成围绕关系设置，所述结构包括适于连接到加热加压雾化流体源上的导管入口和下流加压雾化流体供应出口，所述外壁至少一部分由导热材料制成，所述部分具有定位成用于被所述腔室内的液体燃料接触的内表面和定位成用于被在所述导管内的加热加压雾化流体接触的外表面，从而通过从所述加热的流体到所述燃料这样的传导加热所述燃料；以及雾化尖端，其包括至少一个混合口结构，该结构与所述出口流体连通，用于接收并混合来自所述腔室的被加热的液体燃料和来自所述导管的雾化流体，从而雾化所述被加热的液体燃料。
3.如权利要求2所述的高效燃油喷射器，其特征在于，所述外壁具有至少一个通过其连通所述腔室和所述导管的孔，以允许所述加热加压雾化流体进入所述腔室内并在其内至少局部地雾化所述液体燃料。
4.如权利要求1所述的高效燃油喷射器，其特征在于，所述口结构包括Y形阵列，其包括具有与所述燃料供给出口流体连通的上游端和下游端的第一细长口，以及具有与所述流体供给出口流体连通的上游端和下游端的第二细长口，所述各口成角度设置，所述第一口定位成其下游端与所述第二口在后者各端之间的位置相交，从而穿过所述第一口的至少局部雾化的燃料在所述第二口内与穿过所述第二口的雾化流体混合并进一步雾化，从而，被雾化的燃料和雾化流体的混合物通过第二口的下游端排出。
5.如权利要求2所述的高效燃油喷射器，其特征在于，所述口结构包括Y形阵列，其包括具有与所述燃料供给出口流体连通的上游端和下游端的第一细长口，以及具有与所述流体供给出口流体连通的上游端和下游端的第二细长口，所述各口成角度设置，所述第一口定位成其下游端与所述第二口在后者各端之间的位置相交，从而穿过所述第一口的被加热的燃料在所述第二口内与穿过所述第二口的雾化流体混合并雾化，从而，被雾化的燃料和被加热的雾化流体的混合物通过第二口的下游端排出。
6.如权利要求3所述的高效燃油喷射器，其特征在于，所述口结构包括Y形阵列，其包括具有与所述燃料供给出口流体连通的上游端和下游端的第一细长口，以及具有与所述流体供给出口流体连通的上游端和下游端的第二细长口，所述各口成角度设置，所述第一口定位成其下游端与所述第二口在后者各端之间的位置相交，从而穿过所述第一口的被加热并至少局部被雾化的燃料在所述第二口内与穿过所述第二口的雾化流体混合并进一步雾化，从而，被雾化的燃料和被加热的雾化流体的混合物通过第二口的下游端排出。
7.如权利要求4所述的高效燃油喷射器，其特征在于，来自所述第一口的所述至少局部雾化的液体燃料作为锥形薄层被引入所述第二口内，该薄层被流过第二口的雾化流体刺穿。
8.如权利要求5所述的高效燃油喷射器，其特征在于，来自所述第一口的所述至少局部雾化的液体燃料作为锥形薄层被引入所述第二口内，该薄层被流过第二口的雾化流体刺穿。
9.如权利要求6所述的高效燃油喷射器，其特征在于，来自所述第一口的所述至少局部雾化的液体燃料作为锥形薄层被引入所述第二口内，该薄层被流过第二口的雾化流体刺穿。
10.一种用于雾化液体燃料的高效方法，包括提供液体燃料并使其流入且通过预雾化腔室；注入加压雾化流体的第一部分到流过所述腔室的液体燃料内，以便至少部分地雾化所述燃料并提供含有被雾化的燃料和雾化流体的第一混合物；从所述腔室供应所述第一混合物，并使其流入并通过在雾化尖端内连接到所述腔室上的第一细长口；将加压雾化流体的第二部分引入在所述尖端内的第二细长口，并使所述第二部分流过所述第二口；将来自所述第一口的所述第一混合物引入所述第二口内，并使其与加压雾化流体的所述第二部分紧密混合，以便进一步雾化所述燃料，并提供含有被雾化的燃料和雾化流体的第二混合物；以及从所述尖端排出所述第二混合物。
11.如权利要求10所述的用于雾化液体燃料的高效方法，其特征在于，所述液体燃料在所述腔室内加热。
12.如权利要求10所述的用于雾化液体燃料的高效方法，其特征在于，所述腔室是细长的大致管状形状，且使所述雾化流体流入与所述腔室外壁成围绕关系的环形流动路径中，所述注入经由设置在所述壁内的开口实现。
13.如权利要求10所述的用于雾化液体燃料的高效方法，其特征在于，所述第一混合物作为锥形薄层被引入所述第二口内，该薄层被流过第二口的雾化流体刺穿。
14.如权利要求10所述的用于雾化液体燃料的高效方法，其特征在于，所述各口成角度设置，且所述第二口具有入口端和出口端，所述第一口定位成与所述第二口在所述各端之间的位置相交。
15.如权利要求11所述的用于雾化液体燃料的高效方法，其特征在于，所述腔室为细长的大致管状形状，且所述雾化流体为蒸汽，使所述蒸汽流入与所述腔室外壁成围绕关系的环形流动路径中，所述注入经由设置在所述壁内的开口实现，而且所述加热由在所述腔室内蒸汽与液体燃料混合及由通过所述壁的热传导而实现。
16.如权利要求15所述的用于雾化液体燃料的高效方法，其特征在于，所述第一混合物作为锥形薄层被引入所述第二口内，该薄层被流过第二口的雾化流体刺穿。
17.如权利要求15所述的用于雾化液体燃料的高效方法，其特征在于，所述各口成角度设置，且所述第二口具有入口端和出口端，所述第一口定位成与所述第二口在所述各端之间的位置相交。
18.一种用于雾化液体燃料的高效方法，包括提供液体燃料并使其流入并通过预加热腔室；在所述腔室内加热所述液体燃料；从所述腔室供应被加热的燃料，并使其流入并通过在雾化尖端内连接到所述腔室上的第一细长口；将加压雾化流体引入在所述尖端内的第二细长口，并使所述流体流过所述第二口；将来自所述第一口的所述被加热的燃料引入所述第二口内，并使其与所述加压雾化流体紧密混合，以雾化所述被加热的燃料，并提供含有被雾化的燃料和雾化流体的混合物；以及从所述尖端排出所述混合物。
19.如权利要求18所述的用于雾化液体燃料的高效方法，其特征在于，所述腔室为细长的大致管状形状，且所述雾化流体为蒸汽，使所述蒸汽流入与所述腔室外壁成围绕关系的环形流动路径中，所述加热由通过所述壁的热传导实现。
20.如权利要求19所述的用于雾化液体燃料的高效方法，其特征在于，所述第一混合物作为锥形薄层被引入所述第二口内，该薄层被流过第二口的雾化流体刺穿。
21.如权利要求19所述的用于雾化液体燃料的高效方法，其特征在于，所述各口成角度设置，且所述第二口具有入口端和出口端，所述第一口定位成与所述第二口在所述各端之间的位置相交。
22.一种高效、一体雾化喷嘴尖端，用于将液体燃料与加压雾化流体混合，以雾化液体燃料，所述喷嘴尖端包括整体金属的喷嘴尖端主体；在所述主体内的Y形口结构，所述结构包括具有上游端和下游端的基本直的第一细长燃料口、以及具有上游端和下游端的基本直的第二细长雾化流体口，所述各口具有基本环形横截面的流通面积，并相对彼此倾斜设置，所述第一口定位成其下游端与所述第二口在后者所述各端之间的位置相交，从而，穿过所述第一口的燃料在所述第二口内与穿过所述第二口的雾化流体混合，且被雾化的燃料和雾化流体的混合物通过第二口的下游端排出。
23.如权利要求22所述的高效、一体雾化喷嘴尖端，其特征在于，邻接所述第二口上游端的第二口的第一部分具有比第二口的第二部分小的直径，其中所述第二部分从所述位置向第二口的所述下游端延伸。
24.如权利要求22所述的高效、一体雾化喷嘴尖端，其特征在于，第一口的横截面流通面积与第二口的第一部分的横截面流通面积的比率范围为1.2到3。
25.如权利要求23所述的高效、一体雾化喷嘴尖端，其特征在于，第二口第二部分的横截面流通面积与第一口和第二口第一部分的总横截面流通面积的比率范围为1到1.7。
26.如权利要求24所述的高效、一体雾化喷嘴尖端，其特征在于，第二口第二部分的横截面流通面积与第一口和第二口第一部分的总横截面流通面积的比率范围为1到1.7。
27.如权利要求4所述的高效燃油喷射器，其特征在于，邻接所述第二口上游端的第二口第一部分具有比第二口第二部分小的直径，其中所述第二部分从所述位置向第二口的所述下游端延伸。
28.如权利要求27所述的高效燃油喷射器，其特征在于，第一口的横截面流通面积与第二口第一部分的横截面流通面积的比率范围为1.2到3。
29.如权利要求27所述的高效燃油喷射器，其特征在于，第二口第二部分的横截面流通面积与第一口和第二口第一部分的总横截面流通面积的比率范围为1到1.7。
30.如权利要求28所述的高效燃油喷射器，其特征在于，第二口第二部分的横截面流通面积与第一口和第二口第一部分的总横截面流通面积的比率范围为1到1.7。
31.如权利要求5所述的高效燃油喷射器，其特征在于，邻接所述第二口下游端的第二口第一部分具有比第二口第二部分小的直径，其中所述第二部分从所述位置向第二口的所述下游端延伸。
32.如权利要求31所述的高效燃油喷射器，其特征在于，第一口的横截面流通面积与第二口第一部分的横截面流通面积的比率范围为1.2到3。
33.如权利要求31所述的高效燃油喷射器，其特征在于，第二口第二部分的横截面流通面积与第一口和第二口第一部分的总横截面流通面积的比率范围为1到1.7。
34.如权利要求32所述的高效燃油喷射器，其特征在于，第二口第二部分的横截面流通面积与第一口和第二口第一部分的总横截面流通面积的比率范围为1到1.7。
35.如权利要求6所述的高效燃油喷射器，其特征在于，邻接所述第二口上游端的第二口第一部分具有比第二口第二部分小的直径，其中所述第二部分从所述位置向第二口的所述下游端延伸。
36.如权利要求35所述的高效燃油喷射器，其特征在于，第一口的横截面流通面积与第二口第一部分的横截面流通面积的比率范围为1.2到3。
37.如权利要求35所述的高效燃油喷射器，其特征在于，第二口第二部分的横截面流通面积与第一口和第二口第一部分的总横截面流通面积的比率范围为1到1.7。
38.如权利要求36所述的高效燃油喷射器，其特征在于，第二口的第二部分的横截面流通面积与第一口和第二口第一部分的总的横截面流通面积的比率范围为1到1.7。
39.如权利要求22所述的高效、一体雾化喷嘴尖端，其特征在于，第一口的纵轴和第二口的纵轴之间的角度范围为15°到70°。
40.如权利要求4所述的高效燃油喷射器，其特征在于，第一口的纵轴和第二口的纵轴之间的角度范围为15°到70°。
41.如权利要求5所述的高效燃油喷射器，其特征在于，第一口的纵轴和第二口的纵轴之间的角度范围为15°到70°。
42.如权利要求6所述的高效燃油喷射器，其特征在于，第一口的纵轴和第二口的纵轴之间的角度范围为15°到70°。
43.如权利要求10所述的用于雾化液体燃料的高效方法，其特征在于，加压雾化流体的所述第二部分包括合并的加压雾化流体的所述第一部分和第二部分总和的15％到75％。
44.如权利要求11所述的用于雾化液体燃料的高效方法，其特征在于，所述加压雾化流体包括合并的蒸汽的所述第一部分和第二部分总和的15％到75％。
45.如权利要求4所述的高效燃油喷射器，其特征在于，第二口的纵轴和喷射器的纵轴之间的角度范围为2°到30°。
46.如权利要求5所述的高效燃油喷射器，其特征在于，第二口的纵轴和喷射器的纵轴之间的角度范围为2°到30°。
47.如权利要求6所述的高效燃油喷射器，其特征在于，第二口的纵轴和喷射器的纵轴之间的角度范围为2°到30°。
全文摘要
本发明公开了一种高效液体燃料喷射器,包括确定液体燃料预雾化腔室34的细长大致管状元件22。该管状元件具有围绕腔室延伸的外壁32、适于连接到液体燃料源上的上游端和下游燃料供给出口。该喷射器还包括较大直径的外部管,其与管状元件同心并确定大致管状加压雾化流体供给导管28,该导管以相对腔室成围绕关系设置。外部管具有适于连接到加压雾化流体源上的入口和下游加压雾化流体供给出口。在管状元件的外壁内设置一个或多个孔30,以便连通腔室和环形导管,以允许加压雾化流体进入腔室并至少局部地雾化其中的液体燃料。还公开了一种雾化尖端16,其包括用于进一步雾化液体燃料的新型Y形口阵列。
文档编号F23D11/38GK1358264SQ01800102
公开日2002年7月10日 申请日期2001年1月9日 优先权日2000年1月25日
发明者钟一萍, 克里斯托夫·斯特鲁普 申请人:约翰·津克公司