[發明專利]一種內置磁化結構的氣相輔助霧化噴嘴及霧化方法

在審

• 申請號: 202110379779.2
• 申請日: 2021-04-08
• 公開（公告）號: CN112974012A
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 吳浩齊;薛方晨;任文涵;錢疏桐;來子湉;白博峰;駱政園
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: B05B7/04
• 分類號: B05B7/04;C02F1/48
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 王艾華

本發明公開一種內置磁化結構的氣相輔助霧化噴嘴及霧化方法，裝置包括圓柱形的殼體；殼體第一端設置有進液口，殼體第二端端設置有氣旋流出口；殼體側壁中部開設有進氣口，進液口處設置有漸縮式內流道，漸縮式內流道連通進液口與泡狀流出口，漸縮式內流道的擴散段的側壁上開設曝氣孔，外側設置有磁化腔，磁化腔中設置磁化環；磁化腔外側與曝氣孔段的外側設置有空氣腔，空氣腔連通進氣口與氣旋流出口，曝氣孔連通空氣腔與漸縮式內流道；泡狀流出口與氣旋流出口相連通；空氣腔內沿周向均勻設置旋流通道；縮小了放置于噴嘴進液口的前級磁化器體積，磁化距離更短，有更靈活的應用場景以及更好的物化效果，降低了氣相輔助霧化條件和成本。

技術領域

本發明屬于氣液兩相流霧化技術領域，具體涉及一種內置磁化結構的氣相輔助霧化噴嘴霧化方法。

背景技術

霧化技術作為一種高效的液體破碎技術，已經廣泛應用于各種領域。例如，醫療過程中廣泛使用霧化治療儀，產生易于吸收的藥物顆粒；礦場采用降塵噴霧技術，減少對工人危害極大的空氣顆粒物；人工降溫過程中使用噴霧技術，較空調降溫速度更快，范圍更大。

霧化技術主要依托于霧化噴嘴的設計，霧化噴嘴的優劣很大程度上決定了霧化技術的先進性。對于氣相輔助霧化噴嘴來說，現階段常用的霧化噴嘴主要包括氣泡霧化噴嘴和氣動霧化噴嘴。其中，氣泡霧化噴嘴是通過向高壓液體中通入高壓氣體，混合后從噴口噴出實現霧化，對氣壓要求很高；氣動霧化噴嘴則是通過攜帶較高動能的氣流剪切液體，歷經液膜-液絲-液滴的過程實現霧化，耗氣量較大。

磁化是指介質在受到磁場的作用時，由于材料中磁矩排列取向趨于一致而呈現出一定磁性的現象。純水本身為抗磁性電介質，但近年的研究表明，水體磁化后具有諸如磁記憶效應、磁飽和效應等順磁性特征。

水分子常溫下以氫鍵互相連接，存在大量水分子締合體，其氫原子在不同水分子之間傳遞將形成質子電流，表現為水體可以被磁化。根據形成最多氫鍵原理，磁化后游離氫鍵結合能力增加，導致水分子締合體增大，具體表現為水體通過垂直于流向的磁場后，其表面張力、動力粘度均減小，更有利于水體的霧化過程。

針對現有氣相霧化噴嘴，氣泡霧化噴嘴氣壓較高，氣動霧化噴嘴耗氣量較大，均不能實現低代價的高效霧化。而現有的磁化設備體積較大，成本較高，不能實現大規模的應用。

發明內容

本發明的目的是提供一種內置磁化結構的氣相輔助霧化噴嘴，在現有技術的基礎上進行改進，雖然氣液質量比略有增加，但是一方面縮小了整體體積，縮小了放置于噴嘴進液口的前級磁化器體積，并將其鑲嵌于殼體內部，由于磁化器距離噴嘴距離越長，水體消磁效果越明顯，表面張力越大，所以本發明與上一代磁化器相比，磁化距離更短，有更靈活的應用場景以及更好的物化效果，降低了氣相輔助霧化所需的條件和成本。

為實現上述目的，本發明所采用的技術方案如下：一種內置磁化結構的氣相輔助霧化噴嘴，包括圓柱形的殼體；殼體第一端設置有進液口，殼體第二端端設置有氣旋流出口；殼體側壁中部開設有進氣口，進液口處設置有漸縮式內流道，漸縮式內流道一端與進液口相連，另一端設置有泡狀流出口，漸縮式內流道的擴散段的側壁上開設曝氣孔，漸縮式內流道外側設置有磁化腔，磁化腔中設置磁化環；磁化腔外側與曝氣孔段的外側設置有空氣腔，空氣腔一端與進氣口相連，另一端與氣旋流出口相連通，曝氣孔一端與空氣腔相連通，另一端與漸縮式內流道相連通；泡狀流出口與氣旋流出口相連通；磁化環包括8個磁瓦，8個磁瓦組成一套環狀海爾貝克磁化陣列；空氣腔內沿周向均勻設置若干旋流通道。

氣旋流出口位于漸縮式內流道的中軸線上。

空氣腔到氣旋流出口為漸縮式通道。

空氣腔內沿周向均勻設置多個旋流片形成旋流通道，單個旋流片旋流角度為40°到60°。

磁化環中有效磁場的長度大于10mm；磁場垂直于水流方向，且強度為170～200mT。