[實用新型]脈動燃燒驅動的熱細水霧生成裝置

無效

• 申請號: 201120103824.3
• 申請日: 2011-04-11
• 公開（公告）號: CN202097055U
• 公開（公告）日: 2012-01-04
• 發明（設計）人: 楊立軍;趙建波;尹志仁;富慶飛
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: B05B7/20
• 分類號: B05B7/20;A62C31/00
• 代理公司: 北京慧泉知識產權代理有限公司 11232
• 代理人: 王順榮;唐愛華

技術領域

本實用新型涉及一種脈動燃燒驅動的熱細水霧生成裝置，采用亥爾姆霍茨型脈動燃燒器作為加熱源，使液體汽化并經噴管加速并液化，產生高速運動的細水霧。此便攜式裝置主要應用在消防滅火領域，也可應用在農藥噴灑、煙霧產生等領域。

背景技術

滅火用細水霧產生所需的常用動力源主要有兩類：一類是泵；另一類是高壓壓縮氣體。泵一般由電動機或內燃機驅動，體積大、重量大、振動劇烈，很難作為便攜式液體霧化裝置的動力源。便攜式液體霧化裝置的動力源一般都采用高壓壓縮氣體擠壓的方式，如中國發明專利申請：申請號為200710100396.7的便攜式超細氣霧滅火器，其動力源采用擠壓氣瓶，但是由于體積和重量所限，擠壓氣瓶不可能很大、很重，氣瓶的儲氣量是有限的，并且隨著水的減少氣體壓力衰減很快，到最后無法形成有效噴射的細水霧。這就造成便攜式裝置的工作時間較短，一般只能維持幾十秒鐘，不利于長時間產生超細液霧；重新充裝氣瓶，氣瓶更換也非常麻煩；攜帶高壓氣瓶對滅火人員來說，總是存在一定的危險性。此外，液體霧化的方式絕大多數都需要霧化執行機構即噴嘴來實現。噴嘴的類型、加工精度直接影響水霧的霧化特性，包括霧滴直徑、噴霧速度等。若要得到霧滴直徑小于100微米的細水霧，噴嘴的直徑通常要小于0.8毫米，壓力高于2MPa。因此，細水霧噴嘴的加工成本及加工精度很難控制，小直徑的細水霧噴嘴很容易堵塞，使系統的可靠性降低。另外，即使是在高壓條件下(壓力大于3.45MPa)，從噴嘴噴出的細水霧其穿透距離也僅有幾米，針對A類火細水霧無法有效穿透火焰到達火源內部，其滅火效果并不理想。

除此之外，中國發明專利申請，公開號為CN101869096A、CN1462580A，實用新型專利公開號為CN201565390U、CN2547418Y等都提出了利用脈動燃燒驅動的煙霧機或霧化器。但是這些煙霧機或霧化器的應用原理主要是利用脈動燃燒機尾管產生的負壓對藥液或是水進行引射噴出。其中藥液或是水由儲箱連接到脈動燃燒機尾管內，利用尾管內的燃氣速度脈動攜帶噴出，藥液流量非常小，只能產生彌漫的效果。使用大流量藥液將會使煙霧機無法正常工作。

實用新型內容

本實用新型涉及一種脈動燃燒驅動的熱細水霧生成裝置，以解決現有技術中存在的問題。

本實用新型的技術方案如下：圖1為利用本實用新型裝置生成熱細水霧的方法的原理圖。結合圖1對該熱細水霧生成方法說明如下：該方法具體是使水經歷兩次相變形成熱細水霧：首先水從儲水箱流出后首先進入夾套，在夾套內利用燃燒室和尾管內高溫燃氣的熱量對水進行加熱，使之汽化，實現第一次相變；其次，高溫高壓水蒸汽流經拉瓦爾夾套噴管，氣流速度增加，溫度降低，水蒸汽凝結成直徑很小的液滴，實現第二次相變；之后在拉瓦爾噴管出口處與脈動燃燒產生的燃氣混合，同時燃氣將細水霧加熱到60～80℃，變成熱的細水霧，噴向著火源。

一種脈動燃燒驅動的熱細水霧生成裝置，如圖2，該裝置由三部分組成，即脈動燃燒器、夾套和供水系統。脈動燃燒器采用亥爾姆霍茨聲學諧振器型，燃料為汽油，主要由進口單向閥1、化油器通道2、油門3、油箱4、點火手動氣泵5、燃燒室6、尾管7、火花塞15和點火器16組成；夾套為脈動燃燒器燃燒室和尾管外部形成水蒸汽流動的環形通道，由直管夾套段8和拉瓦爾夾套噴管9組成；供水系統由水量調節閥10、壓力單向閥11、儲水箱12、外接供水閥13和外接供水管14組成。其結構和連接關系為：亥爾姆霍茨脈動燃燒器的進口單向閥1通過化油器通道2與燃燒室6焊接，燃燒室6與尾管7焊接；油箱4通過供油管路與化油器通道2的最小截面相通，在供油管路上安裝油門3；點火手動氣泵5通過氣體管路與進口單向閥1連通。火花塞15通過螺紋安裝在化油器通道喉部與燃燒室6連接段，也可以安裝在燃燒室壁上，火花塞15由點火器16控制。直管夾套段8和拉瓦爾夾套噴管9焊接在一起，并同軸地安裝在脈動燃燒器燃燒室6和尾管7的外側，形成夾套，用于給水加熱和水蒸汽的流動。儲水箱12設置于夾套上方，并通過供水管與夾套相通，在供水管上安裝水量調節閥10和壓力單向閥11，在儲水箱12上接有外接供水閥13和外接供水管14。

其中，本實用新型裝置一方面可以利用燃燒室和尾管熱量對水進行加熱使其汽化；另一方面可以利用水對燃燒室和尾管進行降溫防止因過熱產生彎曲變形影響使用性能，能實現長時間工作。

其中，尾管7的出口應伸出拉瓦爾夾套噴管9的出口外1～2cm，拉瓦爾夾套噴管出口噴出的細水霧射流對尾管內燃氣不產生干涉，因此脈動燃燒機能獨立穩定工作。