[發(fā)明專利]用于閃蒸霧化的表面處理和涂層

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910172061.5
• 申請(qǐng)日: 2009-08-28
• 公開（公告）號(hào): CN101658823A
• 公開（公告）日: 2010-03-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: L·W·斯萬森
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類號(hào): B05B1/00
• 分類號(hào): B05B1/00;B05B15/00;B05B17/00;B01J19/26;B01D53/78;B01D53/86;B01D53/56;B01D53/94
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 嚴(yán)志軍;劉華聯(lián)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明公開涉及用于閃蒸霧化的表面和涂層，更具體地說，涉及 引入增強(qiáng)表面技術(shù)以改進(jìn)閃蒸霧化。

背景技術(shù)

霧化通常涉及將大量液體轉(zhuǎn)換成噴霧或薄霧(即微滴的集合)，其 通常通過使液體穿過噴嘴來實(shí)現(xiàn)。霧化器是一種用于實(shí)現(xiàn)霧化的裝 置。常見的霧化系統(tǒng)的示例可包括：燃?xì)廨啓C(jī)、汽化器、噴槍、彌霧 器、噴霧瓶等等。例如在內(nèi)燃機(jī)中，細(xì)粒狀燃料霧化可有助于高效的 燃燒。

當(dāng)前的噴氣式霧化器使液體從噴嘴孔散布到一個(gè)或多個(gè)預(yù)薄膜 化的區(qū)域上的薄膜中。霧化器可使用壓力、氣流、靜電、超聲波以及 其它相似的方法在大量液體薄膜中產(chǎn)生不穩(wěn)定性以形成微滴。已經(jīng)展 示了閃蒸霧化器來產(chǎn)生非常小的均勻大小的微滴，通常在從大約5微 米至大約300微米的范圍內(nèi)。微滴大小對(duì)于閃蒸蒸發(fā)器是很小的，因 為在柱式霧化器的情況下，在通道或孔中產(chǎn)生了足夠的蒸汽，以便在 將流體噴射到低壓的周圍環(huán)境中之前形成兩相流。通常，通道的表面 是基本光滑的。當(dāng)高壓下的過冷液體流入到減壓通道中時(shí)發(fā)生閃蒸蒸 發(fā)。當(dāng)液體溫度在局部起泡點(diǎn)(即初始過熱)之上足夠高而使得能夠在 通道表面上發(fā)生異質(zhì)成核時(shí)，在通道表面上產(chǎn)生蒸汽。結(jié)果產(chǎn)生了兩 相流體。

然而，閃蒸霧化工藝需要在通道上游對(duì)流體進(jìn)行加熱和加壓，以 便在通道中產(chǎn)生形成兩相流所需的蒸汽。對(duì)于給定的應(yīng)用，使流體閃 蒸蒸發(fā)所需要的熱和壓力可能非常高，其從操作和裝備兩個(gè)立場(chǎng)來看 可能都是昂貴的。降低流體加熱和高壓泵送的要求可以顯著地降低操 作成本，并改進(jìn)閃蒸霧化的性能。

發(fā)明內(nèi)容

本文公開了閃蒸霧化器，其具有構(gòu)造成用于促進(jìn)液體霧化的表 面。在一個(gè)實(shí)施例中，閃蒸霧化器包括：構(gòu)造成以便產(chǎn)生蒸汽和形成 流體的兩相流的通道基底；以及設(shè)置在通道基底上并構(gòu)造成以便改變 形成蒸汽所需要的溫度和壓力的增強(qiáng)表面，其中，該增強(qiáng)表面結(jié)構(gòu)包 括構(gòu)造成以便促進(jìn)異質(zhì)氣泡成核的多個(gè)活化成核位置。

一種用于控制來自燃燒系統(tǒng)的氮氧化物排放的裝置包括：與包含 氮氧化物的排氣處于流體連通的噴射器，其中，該噴射器構(gòu)造成以便 將霧化的化學(xué)還原劑噴射到排氣中，其中，該化學(xué)還原劑設(shè)置成以便 將氮氧化物轉(zhuǎn)化成氮；以及與噴射器流體連通并構(gòu)造成以便使化學(xué)還 原劑霧化的閃蒸霧化系統(tǒng)，其中，該閃蒸霧化系統(tǒng)包括構(gòu)造成以便由 化學(xué)還原劑產(chǎn)生蒸汽和形成兩相化學(xué)還原劑流的通道基底；以及設(shè)置 在通道基底上并且構(gòu)造成以便改變形成蒸汽所需的溫度和壓力的增 強(qiáng)表面，其中，該增強(qiáng)表面結(jié)構(gòu)包括構(gòu)造成以便促進(jìn)異質(zhì)氣泡成核的 多個(gè)活化成核位置。

以下圖紙和詳細(xì)描述將舉例說明上述特征以及其它特征。

附圖說明

現(xiàn)在參照?qǐng)D紙，其中相同的元件以相同的方式進(jìn)行編號(hào)：

圖1是一種包括增強(qiáng)表面的閃蒸霧化器的示例性實(shí)施例的截面示 意圖；以及

圖2是用于閃蒸霧化工藝的示例性實(shí)施例的工藝流示意圖。

部件列表：

100?閃蒸霧化器；

102?增強(qiáng)表面；

104?霧化器通道；

150?閃蒸霧化系統(tǒng)；

152?進(jìn)料箱；

154?泵；

156?熱交換器；

158?流量控制閥；

160?工藝；

具體實(shí)施方式

本文所述的閃蒸霧化器和閃蒸霧化系統(tǒng)包括增強(qiáng)表面，以減少在 霧化器通道或孔中產(chǎn)生兩相流狀態(tài)所需要的過熱和壓力。同利用光滑 的通道和孔或未處理的表面的當(dāng)前閃蒸霧化器和系統(tǒng)相比，可減少過 熱和壓力。本文所述的增強(qiáng)表面構(gòu)造成以便減少沸騰開始(即液體初始 氣泡成核)所需要的過熱。對(duì)于給定的過熱，相對(duì)于當(dāng)前閃蒸霧化器的 平滑表面，增強(qiáng)表面還可增加蒸汽的產(chǎn)生，因?yàn)樵鰪?qiáng)表面包括比當(dāng)前 霧化器表面更多的具有可控的大小和分布的活化成核位置。此外，同 當(dāng)前閃蒸霧化器相比，包括增強(qiáng)表面的閃蒸霧化器能夠以減小的通道 長(zhǎng)度-液壓直徑比(L/dh)、且在減小的噴射壓力下產(chǎn)生非常小的均勻的 微滴。