一種氣液同軸噴射的液態(tài)燃料靜電霧化噴嘴的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及液體燃料的靜電霧化技術(shù)，具體是一種非導(dǎo)電性液態(tài)燃料的靜電霧化噴嘴，可以霧化形成穩(wěn)定的氣液噴霧。
【背景技術(shù)】
[0002]液體燃料的靜電霧化是一種依賴于靜電力的液態(tài)燃料霧化技術(shù)與方法，霧化產(chǎn)生的燃料液滴具有粒徑細(xì)小、單分散均勻分布、狀態(tài)穩(wěn)定、液滴尺寸分布范圍窄等諸多優(yōu)點，能夠顯著增加氣液接觸面積，提高液態(tài)燃料的燃燒效率，降低CO、NO以及細(xì)微顆粒物的排放。
[0003]中國專利申請?zhí)枮?00920047470.8、名稱為“一種應(yīng)用于農(nóng)藥噴灑的氣液兩相同軸入流靜電霧化噴嘴”所公開的噴嘴結(jié)構(gòu)主要解決農(nóng)業(yè)植保機(jī)械上的高效安全施藥問題，它簡單地采用氣液同軸方式，在混合室內(nèi)形成氣液混流狀態(tài)，混合液通過具有液流孔的旋流片形成噴霧。由于農(nóng)藥溶液一般均具有導(dǎo)電性，因此藥液噴霧的荷電方式是感應(yīng)荷電，通過感應(yīng)荷電以提高霧化效果和霧滴的活性。但是由于液態(tài)燃料均為電導(dǎo)率極低的極性介質(zhì)，通過感應(yīng)荷電無法帶電，只能通過接觸荷電與電暈荷電的方式使其荷電，因此該噴嘴的噴霧效率并不高。
[0004]中國專利申請?zhí)枮?014100853625、名稱為“一種等離子和氣體輔助霧化燃燒的雙燃料噴嘴”所公開的噴嘴是將液態(tài)燃料通過油過濾組件后沿徑向進(jìn)入到等離子放電組件的環(huán)形放電間隙中，通過介質(zhì)阻擋放電，燃料發(fā)生部分裂解，形成等離子微團(tuán)，摻混于燃料內(nèi)部，利用等離子微團(tuán)在噴嘴出口處的瞬間爆破及其易燃性，加強(qiáng)霧化；氣態(tài)燃料由入口經(jīng)包圍于外電極外部的環(huán)形氣腔一部分進(jìn)入到氣體輔助旋流噴嘴組件，對液態(tài)燃料進(jìn)行沖擊輔助霧化，另一部分經(jīng)由氣體導(dǎo)流板旋流而出，對液態(tài)燃料產(chǎn)生剪切作用，使液滴深度霧化。該雙燃料噴嘴采用介質(zhì)阻擋放電的方式形成粒子團(tuán)，氣體燃料與液體燃料的雙料霧化，可以很好地實現(xiàn)燃料深度霧化和穩(wěn)定旋流，提高了燃燒穩(wěn)定、完全性。但是由于該雙燃料噴嘴結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，制造較為復(fù)雜，成本較高，并且噴嘴內(nèi)部絕緣的陶瓷管不利于離子團(tuán)的形成。
[0005]目前，采用靜電技術(shù)實現(xiàn)水等導(dǎo)電介質(zhì)的有效霧化的裝置較多，但采用靜電霧化實現(xiàn)非導(dǎo)電性液態(tài)燃料霧化的裝置未見報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種氣液同軸噴射的液態(tài)燃料靜電霧化噴嘴，采用靜電霧化實現(xiàn)非導(dǎo)電性液態(tài)燃料霧化，改善燃料的霧化性能，提高燃燒效率。
[0007]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:本發(fā)明具有一個圓柱形的燃料電暈充電室，燃料電暈充電室中放置一個與燃料電暈充電室共軸心線的針狀電暈充電電極，針狀電暈充電電極的右端為尖端且靠近燃料電暈充電室的右端，針狀電暈充電電極的左端折彎后伸出燃料電暈充電室的側(cè)壁外連接高壓靜電發(fā)生裝置；燃料電暈充電室的左端設(shè)進(jìn)油孔、右端連接共軸心線的霧化旋流器和噴嘴體，噴嘴體的右端連接共軸心線的氣體旋流器；噴嘴體的正中間開有左、右兩個共軸心線且相互連通的錐孔，左、右兩個錐孔在小端處相連接，右側(cè)錐孔連通外界；噴嘴體的左側(cè)錐孔中緊密套有錐形的霧化旋流器；在霧化旋流器的外壁上開有多個螺旋形的燃料旋流槽，燃料電暈充電室通過燃料旋流槽與噴嘴體的右側(cè)錐孔相通；氣體旋流器同時連接于進(jìn)氣管路；在噴嘴體上開有連通進(jìn)氣管路和噴嘴體的右側(cè)錐孔的多個氣體沖擊孔，在氣體旋流器上開有連通進(jìn)氣管路和外界的多個氣體旋流扁孔。
[0008]進(jìn)一步地，噴嘴體的左側(cè)錐孔的錐角是35?40度、右側(cè)錐孔的錐角是45?50度。
[0009]更進(jìn)一步地，多個氣體沖擊孔沿圓周方向均勻布置，每個氣體沖擊孔均是錐形通孔且向噴嘴體的軸心線傾斜，氣體沖擊孔的錐角是6?8度，每個氣體沖擊孔的中心線與噴嘴體的軸心線之間的夾角是40?45度。
[0010]本發(fā)明采用上述技術(shù)方案后具有的優(yōu)點是:
1、通過針狀電極的尖端對液態(tài)燃料進(jìn)行電暈放電，然后帶電后的液態(tài)燃料在靜電力、離心力的作用下產(chǎn)生霧化；在噴嘴出口處利用具有一定壓力的氣流對液態(tài)燃料進(jìn)一步進(jìn)行沖擊式輔助霧化。霧化后的霧滴離開噴嘴后與同軸噴射的空氣進(jìn)一步相互作用，使液態(tài)燃料液滴發(fā)生二次破碎，空氣與液滴高度均勻混合，從而達(dá)到充分燃燒，有效減小污染物的排放，特別是控制PM2.5的排放的目的。
[0011 ] 2、本發(fā)明采用空氣或氧氣與燃料混合，采用靜電技術(shù)使液體破碎，對液體燃料采用針狀電暈電極的靜電霧化，使液體燃料破碎成細(xì)小的帶電霧滴群，增大了燃料與空氣的接觸總面積，從而提高了燃燒效率。
[0012]3、本發(fā)明采用氣體實現(xiàn)對霧化射流的兩次沖擊式輔助霧化，實現(xiàn)霧滴粒徑進(jìn)一步減小，有助于提高霧滴總體表面積，提高燃燒效率。
[0013]4、本發(fā)明采用靜電霧化、離心霧化與氣體沖擊式霧化綜合作用，顯著增大了噴霧的貫穿距離、增加了燃燒火焰的穩(wěn)定性。
[0014]5、本發(fā)明采用空氣實現(xiàn)燃料霧滴與空氣的同軸噴射，實現(xiàn)霧滴與氣體介質(zhì)的均勻混合，有助于燃料的燃燒效率。
[0015]6、本發(fā)明對液體燃料采用靜電霧化技術(shù)，可以明顯改善液體燃料的噴霧流場和射流霧化效果，減少了碳?xì)浠衔锷?，降低了污染排放的作用?br>[0016]7、本發(fā)明通過合理設(shè)計噴嘴體結(jié)構(gòu)，使得霧滴不會落在噴嘴體的錐孔下壁上，提高燃燒效率。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明一種氣液同軸噴射的液態(tài)燃料靜電霧化噴嘴結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是圖1中霧化旋流器的左視圖；
圖3是圖1中氣體旋流器的左視圖；
圖中:1.進(jìn)油孔；2.鎖緊螺母；3.絕緣陶瓷內(nèi)襯；4.金屬殼體；5.燃料電暈充電室；6.進(jìn)氣管路；7.進(jìn)氣孔；8.霧化旋流器；9.氣體沖擊孔；10.氣體旋流器；11.噴嘴體；12.針狀電暈充電電極；13.電源連接螺母；14.彈簧；15.絕緣陶瓷套；16.濾油網(wǎng)；17.燃料旋流槽；18.氣體旋流扁孔。
【具體實施方式】
[0018]參見圖1，本發(fā)明設(shè)有一個圓柱形的燃料電暈充電室5，燃料電暈充電室5的內(nèi)壁是絕緣陶瓷內(nèi)襯3，絕緣陶瓷內(nèi)襯3的外側(cè)壁固定貼在圓柱形的金屬殼體4的內(nèi)側(cè)壁上，金屬殼體4既作為燃料電暈充電室5的外殼同時又作為接地極使用。燃料電暈充電室5的左端通過鎖緊螺母2旋緊將絕緣陶瓷內(nèi)襯3固定在金屬殼體4中，保證了噴嘴整體的牢固性。在金屬殼體4外的右端外套有進(jìn)氣管路6，形成套筒結(jié)構(gòu)，在金屬殼體4和進(jìn)氣管路6的接觸處作密封處理。進(jìn)氣管路6套在金屬殼體4的右端外，進(jìn)氣管路6由進(jìn)氣孔7向右端單側(cè)進(jìn)氣。
[0019]在燃料電暈充電室5中放置一個針狀電暈充電電極12，針狀電暈充電電極12的中心軸與燃料電暈充電室5的軸心共線。針狀電暈充電電極12的右端為尖端，靠近燃料電暈充電室5的右端。針狀電暈充電電極12的左端折彎后伸出燃料電暈充電室5的側(cè)壁外并連接高壓靜電發(fā)生裝置(圖中省略了高壓靜電發(fā)生裝)。在針狀電暈充電電極12與燃料電暈充電室5的側(cè)壁之間安裝絕緣陶瓷套15，針狀電暈充電電極12與高壓靜電發(fā)生裝置之間安裝彈簧14和電源連接螺母13，針狀電暈充電電極12通過彈簧14與電源連接螺母13相接，電源連接螺母13再外接高壓靜電發(fā)生裝置。高壓靜電發(fā)生裝置給針狀電暈充電電極12供電，當(dāng)電壓超過設(shè)定的特定值％時，針狀電暈充電電極12向燃料電暈充電室5內(nèi)的液態(tài)燃料進(jìn)行電暈放電，使液態(tài)燃料強(qiáng)制荷電。
[0020]絕緣陶瓷內(nèi)襯3和絕緣陶瓷套15可以防止針狀電暈充電電極12直接對金屬殼體4放電，造成擊穿現(xiàn)象。
[0021]在燃料電暈充電室5的左端設(shè)進(jìn)油孔1，進(jìn)油孔I設(shè)在左端鎖緊螺母2的中間，進(jìn)油孔I中心軸與燃料電暈充電室5的軸心共線。外界具有一定壓力的液態(tài)燃料通過進(jìn)油孔I進(jìn)入燃料電暈充電室5內(nèi)。在進(jìn)油孔I中裝有濾油網(wǎng)16，可以過濾掉一些雜質(zhì)，不易造成噴嘴的堵塞。
[0022]在燃料電暈充電室5的右端連接共軸心線的霧化旋流器8和噴嘴體11，噴嘴體11的右端連接同軸心線的氣體旋流器10，噴嘴體11和氣體旋流器10都位于進(jìn)氣管路6內(nèi)。噴嘴體11的正中間開有左、右兩個相互連通的錐孔，左、右兩個錐孔的中心軸共軸心線并且與燃料