[發(fā)明專利]逆流混合器和霧化器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201980047808.6
• 申請日: 2019-06-13
• 公開（公告）號: CN112423893A
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 保羅·約翰·斯特里科夫斯基;艾莉森·霍西;維諾德斯·里尼瓦桑
• 申請（專利權(quán)）人: 明尼蘇達(dá)大學(xué)董事會
• 主分類號: B05B1/34
• 分類號: B05B1/34;B05B7/04
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 張?zhí)煲?/td>

一種噴嘴組件，包括主管和外殼，并且被配置成產(chǎn)生逆流以將另一流體分散成小液滴。

背景技術(shù)

噴嘴(諸如霧化器噴嘴等)有時(shí)用于霧化液體流。霧化的液體流(例如，有時(shí)稱為氣霧狀噴灑的液體流，諸如氣霧劑噴霧等)包括分散在氣體(諸如空氣等)中的液體的液滴。例如，液體流可以通過將氣體流引導(dǎo)到液體流中以產(chǎn)生液體的液滴來霧化。在一些示例中，液體燃料可以被霧化以用于燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器、鍋爐等中。在其他示例中，液體(諸如油漆或其他涂料等)可以被霧化以用于噴涂應(yīng)用，諸如涂漆應(yīng)用等。液體農(nóng)藥、除草劑等可被霧化，例如用于噴霧。

作為另一個(gè)示例，燃燒發(fā)動機(jī)依賴于液體燃料在燃燒之前的快速霧化。通常，液體噴霧的霧化由其流體性質(zhì)、密度、粘度和表面張力以及由輸送設(shè)備產(chǎn)生的慣性力控制。與燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)等一起使用的常規(guī)空氣輔助霧化器噴嘴構(gòu)造(例如，空氣在其離開噴嘴時(shí)沿著液體流噴射)非常適合于石油燃料的快速霧化。然而，空氣輔助霧化器噴嘴構(gòu)造不太能夠充分地霧化一些可替代的燃料源，諸如基于生物質(zhì)的純油(生物油)等，這大部分是由于生物油組分的顯著較高的粘度(與柴油和其他石油燃料的粘度相比)。例如，雖然就密度和表面張力而言大豆油類似于柴油，但大豆油的粘度是柴油的粘度25倍。由于這種高粘度和低可燃性，已經(jīng)顯示直接的植物油在壓縮發(fā)動機(jī)中引起操作和耐久性問題。在常規(guī)空氣輔助霧化器噴嘴構(gòu)造的情況下，這種增加的粘度的動態(tài)效果是在射流離開噴嘴時(shí)顯著降低射流的雷諾數(shù)，從而抑制液體射流分散并且導(dǎo)致霧化水平不足。

在美國專利文件No.8,201,351(迦納卡爾沃(Ganan Calvo))中描述了一種可替代的霧化噴嘴配置，并且被稱為流動模糊霧化。通過在噴嘴的出口區(qū)域內(nèi)和在噴嘴的出口區(qū)域外將霧化氣流分叉而產(chǎn)生流動模糊。據(jù)認(rèn)為具有高粘度燃料的流動模糊霧化是可能的。然而，流動模糊現(xiàn)象的開始可能取決于噴嘴部件的特定幾何關(guān)系，并且可能不能提供選擇性地改變霧化液體性質(zhì)的能力。

鑒于以上內(nèi)容，需要能夠霧化高粘度液體(諸如像生物油等)以及其他流體混合應(yīng)用(例如，液體-氣體混合或系統(tǒng)、氣體-氣體系統(tǒng)、或液體-液體系統(tǒng))的噴嘴。

發(fā)明內(nèi)容

本公開的一些方面涉及用于產(chǎn)生混合流體流(例如，霧化液體流)的噴嘴組件和相應(yīng)的方法。

本公開的噴嘴組件和方法非常適于霧化大量不同的液體，并且可用于多種噴霧應(yīng)用，以及許多其他流體混合物情況(例如，氣體-氣體混合物和液體-液體混合物)。

附圖說明

圖1A是根據(jù)本公開原理的噴嘴組件的部分的簡化橫截面視圖；

圖1B示出了圖1A的噴嘴組件在產(chǎn)生混合流體流中的使用；

圖1C是圖1A的噴嘴組件的部分的放大圖；

圖2A-圖2G是可用于圖1A的從有利位置A-A或B-B觀察的噴嘴組件的主管部件和內(nèi)部引導(dǎo)結(jié)構(gòu)中的一者或兩者的形狀或結(jié)構(gòu)的簡化端視圖；

圖3是根據(jù)本公開原理的另一噴嘴組件的多個(gè)部分的簡化橫截面視圖；

圖4A-圖4F是可用于圖3的從有利位置A-A觀察的噴嘴組件的端帽部件的形狀或結(jié)構(gòu)的簡化端視圖；

圖5是根據(jù)本公開原理的另一個(gè)噴嘴組件的多個(gè)部分的簡化橫截面視圖；

圖6A-圖6B是可用于圖5的從有利位置A-A或B-B觀察的噴嘴組件的端帽部件的形狀或結(jié)構(gòu)的簡化端視圖；

圖7A是根據(jù)本公開原理的另一噴嘴組件的多個(gè)部分的簡化橫截面視圖；

圖7B是圖7A的從有利位置A-A觀察的噴嘴組件的簡化端視圖；

圖7C示出了圖7A的噴嘴組件在產(chǎn)生混合流體流中的使用；

圖8A是根據(jù)本公開原理的另一噴嘴組件的多個(gè)部分的簡化橫截面視圖；