專利名稱：用于將次生流體噴入初生流體里的噴霧系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于將次生流體噴入初生流體里的噴霧系統(tǒng)，其中次生流體是氣體狀或者液體狀，或者含有細(xì)顆粒狀固體，它們應(yīng)該分散在初生流體里，系統(tǒng)具有至少ー個(gè)中央噴嘴用于初生流體，和至少ー個(gè)噴嘴用于噴射次生流體，其中噴嘴的外殼設(shè)計(jì)成管狀，而中央噴嘴具有ー個(gè)中央通道用于初生流體。
背景技術(shù)：
在流過(guò)有初生流體的許多エ藝技術(shù)設(shè)備中，提出的任務(wù)是將次生的，液體或者氣體狀的流體或者也包括細(xì)顆粒狀固體盡可能均勻地混合在初生流體里。為此目的采用噴嘴。因?yàn)榛烊氪紊黧w要在很短的行程段之內(nèi)進(jìn)行，我們也要將細(xì)顆粒的懸浮在載體流里的固體算作為次生流體，因此需要有許多噴嘴，它們分布在被初生流體流過(guò)的エ藝設(shè)備的 橫斷面上。這當(dāng)然成本高，尤其是對(duì)于這里所需要的，將次生流體輸送至噴霧噴嘴所用的噴射管來(lái)說(shuō)。在許多情況下借助于ー種噴霧助劑使次生流體加到初生流體里。這種噴霧助劑例如可以由壓風(fēng)或者由蒸汽組成。若是ー種用于熱煙氣的所謂蒸發(fā)冷卻器，一般將水作為次生流體成細(xì)滴狀噴入初生流體里，也就是煙氣里?？傊信d趣的是水滴蒸發(fā)所需的時(shí)間盡可能地短，這是因?yàn)榉駝t的話エ藝設(shè)備的外形尺寸就很大，這樣就使成本提高。然而不僅涉及到在靠近噴嘴出ロ處次生流體的噴射流中水滴大小的分布，而且也涉及到待冷卻的初生氣體混入噴射流里的強(qiáng)度。這種混入越強(qiáng)，蒸發(fā)段就越短。對(duì)于通常的噴嘴來(lái)說(shuō)，初生氣體混入噴射流里都是越過(guò)噴射流的錐形外表而進(jìn)行。初生氣體流過(guò)噴射流的邊緣區(qū)向著噴射流的軸線，并且由于流動(dòng)阻カ也一起帶動(dòng)水滴向著射流軸線。因此在射流軸線上存在有對(duì)于水滴蒸發(fā)不利的邊界條件。因?yàn)闊煔庠谙蛑淞鬏S線的途中已經(jīng)冷卻并且富集了水蒸氣。此外靠近射流軸線總是出現(xiàn)有特別高的滴流密度，這同樣也對(duì)于快速蒸發(fā)是很不利的，這是容易理解的。對(duì)于固體在初生氣體流動(dòng)里的分散來(lái)說(shuō)存在著類似的問(wèn)題。在帶入的固體懸浮液的射流軸線上存在有很高的顆粒密度，因?yàn)橄蛑淞鬏S線混合入的初生氣體帶著細(xì)的固體顆粒，從射流邊緣向著射流軸線移動(dòng)。由開(kāi)始所述的情況得出本發(fā)明的任務(wù)。噴霧系統(tǒng)和方法應(yīng)該使得初生氣體在次生流體射流中的混入盡可能地強(qiáng)力有效。由德國(guó)專利文件DE 2634494得知一種噴射器，用于使廢水氣化。一個(gè)用于液體射流的中央噴射噴嘴通入在ー個(gè)混合腔室里，后者被通入氣體。在混合腔室的下游設(shè)有ー個(gè)擴(kuò)散的出口部件。由德國(guó)專利文件DE2134100 C2得知一種燃燒腔室給料裝置，在這裝置中在ー個(gè)圓柱形腔室里布置了一個(gè)收斂的/擴(kuò)散的文丘里-噴嘴。一個(gè)空氣射流噴嘴通入在文丘里-噴嘴的入口里。通過(guò)文丘里-噴嘴抽吸燃燒氣體，并然后在腔室的下游輸送給燃燒腔室。
由德國(guó)專利文件DE1957344得知ー種噴射噴嘴，用其要產(chǎn)生ー種膏體狀物質(zhì)。噴嘴的出口部位被一種環(huán)狀的和輸入壓風(fēng)的環(huán)形間隙所包圍。由美國(guó)專利文件US 2009/0031923 Al得知ー種雙エ質(zhì)噴嘴，他具有若干個(gè)出口孔，這些出口孔布置在環(huán)形間隙之內(nèi)。由美國(guó)專利文本US 5,091,118得知一種噴霧系統(tǒng),它用于使氧氣混入到水中。液體在這里通過(guò)ー個(gè)收斂/發(fā)散地設(shè)計(jì)的通道導(dǎo)向流動(dòng)。在通道內(nèi)布置了ー個(gè)中央出口孔用于氣體。采用本發(fā)明應(yīng)該使得用于將次生流體噴射入初生流體里的噴霧系統(tǒng)和方法得到改善
發(fā)明內(nèi)容

采用本發(fā)明應(yīng)該使得用于將次生流體噴射入初生流體里的噴霧系統(tǒng)和方法得到改善。按照本發(fā)明為此設(shè)計(jì)有一種用于將次生流體噴射入初生流體里的噴霧系統(tǒng)，其中次生流體是氣體狀或者液體狀或者含有細(xì)顆粒狀固體，這種固體應(yīng)該被分散在初生流體里，系統(tǒng)具有至少ー個(gè)中央噴嘴用于初生流體，和至少ー個(gè)噴嘴用于噴射次生流體，其中噴嘴的外殼設(shè)計(jì)成管狀，而中央噴嘴具有ー個(gè)中央通道用于初生流體，其中通道在流動(dòng)方向上看的話具有一個(gè)收斂的入口部位，一個(gè)變窄位置和一個(gè)擴(kuò)散的出口部分，其中在噴嘴外殼的下游端部布置了至少ー個(gè)出口孔用于初生流體，而且其中設(shè)計(jì)和布置了至少ー個(gè)出口孔，以便由次生流體產(chǎn)生ー種噴霧射流，該射流基本呈環(huán)狀包圍住從中央通道里流出的初生流體。借助于按照本發(fā)明的噴霧系統(tǒng)使初生流體不僅僅通過(guò)噴霧射流的外圓周混入到次生流體里。而是使初生流體附帯地通過(guò)中央噴嘴輸送給噴霧射流的中央部位。按此方式達(dá)到了 即使靠近來(lái)自初生流體的噴霧射流的軸線也存在用于點(diǎn)滴的良好蒸發(fā)條件，或者說(shuō)對(duì)于將次生流體混入到初生流體里來(lái)說(shuō)有有利的邊界條件。在ー種這樣的配置時(shí)，可以用ー個(gè)唯一的噴嘴使一個(gè)大得多流量的次生流體混合入初生流體里，這是因?yàn)閲娙氲拇紊黧w不僅從噴射射流的外邊，而且也從噴射射流的里邊在向著射流軸線的方向上混合入初生流體里。作為初生流體例如采用要冷卻的煙氣，在這煙氣里要噴入ー種液體，例如水，用于使煙氣蒸發(fā)冷卻。作為噴霧助劑例如應(yīng)用壓風(fēng)或者也用蒸汽。在本發(fā)明的其它設(shè)計(jì)方案中至少ー個(gè)出口孔借助于若干個(gè)用于次生流體的出口孔構(gòu)成，它們成環(huán)形布置在噴嘴外殼端部。借助于若干個(gè)成環(huán)形布置的出口孔可以由次生流體和噴霧助劑產(chǎn)生ー種基本成環(huán)形的噴霧射流。在本發(fā)明的其它設(shè)計(jì)方案中若干個(gè)用于次生流體的出口孔中的每個(gè)出口孔由ー個(gè)用于氣體狀噴霧助劑的環(huán)形間隙圍住。按此方式許多小的單個(gè)噴嘴，它們分別設(shè)計(jì)成具有環(huán)形間隙的雙エ質(zhì)噴嘴，成環(huán)形布置，從而它們一起產(chǎn)生ー種環(huán)形的噴霧射流，它對(duì)于初生流體施加一種噴射作用。設(shè)置若干個(gè)環(huán)形布置的單個(gè)噴嘴，例如12個(gè)成環(huán)形布置的單個(gè)噴嘴，當(dāng)考慮到溫度差很大吋，這尤其是有利的。這樣的溫度差例如可能出現(xiàn)在ー種噴霧系統(tǒng)斷開(kāi)時(shí)和噴霧運(yùn)行時(shí)的狀態(tài)之間，或者較冷的要噴霧的液體和較熱的氣體狀噴霧助劑之間。小的單個(gè)噴嘴考慮到在噴霧孔或者說(shuō)噴霧間隙部位里由于熱變形引起的故障比起大的環(huán)形噴嘴要少。在兩種情況下可以選擇間隙寬度大致同樣大小。在本發(fā)明的另外的設(shè)計(jì)方案中，至少ー個(gè)出口孔借助于ー個(gè)唯一的，布置在噴嘴外殼端部的環(huán)形間隙構(gòu)成。按此方式可以產(chǎn)生一種連貫的，環(huán)形的噴霧射流。在本發(fā)明的另外的設(shè)計(jì)方案中，用于次生流體的環(huán)形間隙布置在一個(gè)用于氣體狀噴霧助劑的環(huán)形間隙之內(nèi)。按此方式可以由次生流體和噴霧助劑產(chǎn)生一種環(huán)繞的噴霧射流，它完全包圍住從中央噴嘴的通道里流出的初生流體。在本發(fā)明的另外設(shè)計(jì)方案中，在中央噴嘴的通道里布置了ー個(gè)渦流發(fā)生器。
通過(guò)設(shè)置渦流發(fā)生器可以進(jìn)一歩改善初生流體和次生流體的混合。在本發(fā)明的改進(jìn)設(shè)計(jì)方案中在中央噴嘴通道的位于上游的入口處設(shè)有至少ー個(gè)潔凈噴嘴，用于防止沉積物阻塞入ロ。通過(guò)在按照本發(fā)明的噴霧系統(tǒng)中噴射噴嘴配置的抽吸作用并不能推斷出用于抽吸初生流體的中央噴嘴的入口堆積了灰塵，這是因?yàn)橥ㄟ^(guò)噴射噴嘴配置的抽吸作用在中央噴嘴的入口處引發(fā)了較高的流動(dòng)速度。在初生流體，例如煙氣，帶有磨蝕作用的灰塵加載起作用時(shí)，在中央噴嘴的入口處甚至要優(yōu)先考慮到侵蝕作用，因此必須進(jìn)行相應(yīng)的材料選擇。在特殊情況下然而可能出現(xiàn)在中央噴嘴入口處形成積層的問(wèn)題。在這種情況下中央噴嘴前面接有一個(gè)小的潔凈噴嘴，從而它防止了入口處形成灰塵堆積。這潔凈噴嘴或者若干個(gè)潔凈噴嘴可以有利地連接于氣體狀噴霧助劑的輸入管路。在本發(fā)明的改進(jìn)設(shè)計(jì)方案中至少ー個(gè)噴嘴的噴嘴外殼布置在通過(guò)初生流體的通道里。至少ー個(gè)噴嘴的噴嘴外殼有利地與流過(guò)初生流體通道的壁板有間距地布置。按此方式初生流體可以基本完全地環(huán)流過(guò)噴嘴外殼，并且同時(shí)初生流體可以通過(guò)中央噴嘴的通道。在噴嘴外殼端部流出的、基本成環(huán)狀的由次生流體和噴霧助劑組成的噴霧射流因此可以既在其內(nèi)側(cè)，又在其外側(cè)被初生流體包圍住。 在本發(fā)明的改進(jìn)設(shè)計(jì)方案中，布置了ー個(gè)以中央噴嘴的縱軸線平行于流動(dòng)方向進(jìn)入初生流體里的通道。在本發(fā)明的改進(jìn)設(shè)計(jì)方案中，設(shè)計(jì)有至少ー個(gè)噴嘴和噴射泵形式的中央噴嘴，從而通過(guò)從次生流體的至少ー個(gè)出口孔流出的、基本成環(huán)形的噴霧射流的噴射作用，使初生流體在中央噴嘴通道的入口處受到抽吸，從而在通道的下游處使初生流體既在從出口孔里流出的、基本為環(huán)形的噴霧射流的中央部位里，也在基本為環(huán)形的噴霧射流的外圓周里混
ム
ロ ο本發(fā)明所提出的問(wèn)題也通過(guò)ー種用于將次生流體噴射入初生流體里的方法來(lái)解決，其中次生流體是氣體狀或者液體狀，或者含有細(xì)顆粒狀固體，它們應(yīng)該分散在初生流體里，其中設(shè)計(jì)規(guī)定了 由次生流體產(chǎn)生ー種基本成環(huán)形的、并且圍繞著通道的位于下游的端部的次生流體的噴霧射流；借助于環(huán)形噴霧射流的噴射作用在通道的位于下游的端部處對(duì)初生流體進(jìn)行抽吸；而且既在一個(gè)位于環(huán)形噴霧射流的射流軸線和噴霧射流之間的部位里，也在一個(gè)鄰接于噴霧射流的外圓周的部位里，進(jìn)行初生流體與次生流體的混合。
按此方式可以實(shí)現(xiàn)使氣體狀的初生流體強(qiáng)烈地混入到次生流體的噴霧射流里。本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)可見(jiàn)權(quán)利要求書(shū)和以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施形式的說(shuō)明。各種不同的所示實(shí)施形式的個(gè)別特征可以任意地相互組合，而并不超出本發(fā)明的范圍。


附圖所示為
圖I :一種按照本發(fā)明的第一種實(shí)施形式的噴霧系統(tǒng)的剖視簡(jiǎn)圖；
圖2 : —種按照本發(fā)明的第二種實(shí)施形式的噴霧系統(tǒng)的剖視簡(jiǎn) 圖3 : —種按照本發(fā)明的第三種實(shí)施形式的，迎著流動(dòng)方向的噴霧系統(tǒng)的簡(jiǎn) 圖4 :一種按照本發(fā)明的第四種實(shí)施形式的，迎著流動(dòng)方向的噴霧系統(tǒng)的簡(jiǎn)圖。
具體實(shí)施例方式圖I表示了一個(gè)按照本發(fā)明的噴霧系統(tǒng)的基本配置。在一個(gè)導(dǎo)引初生氣體I的煙氣通道2里布置了ー個(gè)環(huán)形噴嘴外殼3，它具有一個(gè)噴嘴主軸線或者具有ー個(gè)縱軸線16。從這噴嘴外殼3里在流出端4流出一種次生流體5，其形式為ー種環(huán)形的噴霧射流12。整體為環(huán)形的噴霧射流12可以由許多單個(gè)射流組成，這些射流布置成一個(gè)環(huán)，參見(jiàn)圖3，圖4，或者也如圖I所示，通過(guò)ー個(gè)唯一的環(huán)形間隙射流。環(huán)形的噴嘴外殼3包圍住ー個(gè)中央噴嘴6，后者借助于ー個(gè)通道構(gòu)成，這通道具有一個(gè)收斂的入口部位7、一個(gè)變窄位置8和一個(gè)擴(kuò)散的出口部分9，它們?cè)诹鲃?dòng)方向上相互緊隨。次生流體5通過(guò)管路10輸送給環(huán)形噴嘴外殼3的環(huán)形空腔11。次生流體5在噴嘴運(yùn)行時(shí)充滿這空腔11，然后在噴嘴外殼3的端部4以環(huán)形噴霧射流12的形狀流出。噴霧射流12由噴入的次生流體5組成并從環(huán)形噴嘴外殼3里在端部4處流出，通過(guò)噴霧射流12的噴射作用使得初生流體I經(jīng)過(guò)中央噴嘴6的入口部位7受到抽吸，并在噴嘴外殼3端部4的下游方向與噴霧射流12混合。在噴霧射流12的ー個(gè)中央部位13里進(jìn)行混合，這部位從中心縱軸線16出發(fā)一直伸展至環(huán)形噴霧射流12。此外在環(huán)形噴嘴外殼3旁邊外面流過(guò)的初生流體I在外圓周上，也就是說(shuō)噴霧射流12的外表面14，混合入噴霧射流12里。按此方式可以實(shí)現(xiàn)初生流體I，尤其是煙氣很強(qiáng)烈地混入次生流體5的，尤其是水的噴霧射流12里。按照本發(fā)明然后就產(chǎn)生ー種由次生流體組成的環(huán)形噴霧射流12，它包圍住由初生的、氣體狀流體的核心射流。按照?qǐng)DI使初生流體I不是僅僅在噴霧射流12的錐形外表面上混合入次生流體5里。而是這樣設(shè)計(jì)用于次生流體5的噴霧噴嘴，從而它作為環(huán)形噴霧噴嘴作用于初生流體I。因此附帶地通過(guò)中央噴嘴6使初生流體I受到抽吸，這中央噴嘴6類似于渦輪機(jī)空氣射流傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的入口，并且將初生流體I輸送給噴霧射流12的中央部位。按此方式實(shí)現(xiàn)了 即使靠近噴霧射流12的軸線16也存在有良好的水滴蒸發(fā)條件，或者說(shuō)有將次生流體5混入初生流體I里的有利邊界條件。在這樣的配置中，可以使得一個(gè)大得多的質(zhì)量流量的次生流體用ー個(gè)唯一的噴嘴混入到初生流體I里，這是因?yàn)閲娙氲拇紊黧w5不僅從錐形外表面起，而且也從射流軸線16起混合入初生流體I里。圖2表示了一個(gè)通過(guò)按照本發(fā)明的噴嘴結(jié)構(gòu)的縱向剖視圖。次生流體的噴嘴這里設(shè)計(jì)成雙エ質(zhì)噴嘴，在其中使ー種液體作為具有一種氣體狀噴霧助劑的次生流體進(jìn)行噴霧，并且噴入初生流體里，這里在要冷卻的煙氣里，用于使初生流體I蒸發(fā)冷卻。熱的初生氣體I通過(guò)雙エ質(zhì)噴嘴的噴射泵作用軸向被抽吸，并且因此也在射流軸線16上從開(kāi)始起形成水滴蒸發(fā)的良好邊界條件。此外這種雙エ質(zhì)噴嘴的特征在干，次生流體5、冷卻液體經(jīng)過(guò)一個(gè)窄的環(huán)形間隙流出，這間隙與噴射噴嘴的主軸線16同軸布置。此外連接于這個(gè)用于液體的環(huán)形間隙的是徑向向里和向外的其它環(huán)形間隙，通過(guò)這環(huán)形間隙使噴霧助劑噴出。用于冷卻液體和用于噴霧助劑的環(huán)形間隙通過(guò)ー個(gè)輸入管路從外面供給相應(yīng)的液體。代替ー個(gè)唯一的大的環(huán)形間隙，如在圖2這所示那樣，這間隙包圍住用于抽吸初生流體的中央噴嘴，當(dāng)然也可以環(huán)形地布置許多小的單個(gè)噴嘴，從而它們一起使環(huán)形噴射作用加到初生流體I上，并因此軸向?qū)ζ溥M(jìn)行抽吸，參見(jiàn)按圖3和圖4的實(shí)施形式?？梢哉J(rèn)為，用于抽吸初生流體I的中央噴嘴6的入口沒(méi)有灰塵沉積，這是因?yàn)橥ㄟ^(guò)噴射噴嘴配置的抽吸作用在這里引起了高的流動(dòng)速度。在初生氣體I里摻有磨蝕作用的灰塵時(shí)，在噴射噴嘴的，中央噴嘴6的入口處，甚至要考慮到首先磨蝕損壞，從而必須進(jìn)行相 應(yīng)的材料選擇。如果在特殊情況下在中央噴嘴6的入口處要出現(xiàn)形成堆積層的問(wèn)題。那么可以在中央噴嘴6前面接入一個(gè)小的潔凈噴嘴22，從而它阻止了入口處生成灰塵堆積。一種這樣的潔凈噴嘴22例如可以連接于氣體狀噴射助劑的輸入管路。一種這樣的環(huán)形間隙噴嘴的主要優(yōu)點(diǎn)在干次生流體5和噴霧助劑在噴霧噴嘴上的分布可以設(shè)計(jì)得比在一種集聚進(jìn)氣噴嘴(集聚噴嘴)時(shí)簡(jiǎn)單得多，后者由許多多個(gè)噴嘴組成。這尤其適合于緊急的噴霧，它們只是在很少的例外情況下才必須啟動(dòng)。對(duì)這種集聚噴嘴可以加上具有各種很不同溫度的流體，例如水的溫度達(dá)20°C，蒸汽達(dá)300°C，后者用作為噴霧助劑。水和蒸汽在集聚噴嘴的單個(gè)噴嘴上的分布在這里造成高的費(fèi)用，以及很高的熱應(yīng)カ風(fēng)險(xiǎn)。在按照?qǐng)D2的噴嘴中，借助于ー種噴霧助劑15將次生流體5噴入到初生流體I里。次生流體5從一個(gè)在噴嘴外殼3的端部4上的、與噴嘴外殼3的主軸線16同心布置的環(huán)形間隙17中流出。產(chǎn)生ー種次生流體的環(huán)形噴霧射流12。這環(huán)形噴霧射流12在兩側(cè)被環(huán)形射流15. I和15. 2相切，后者由噴霧助劑組成并且導(dǎo)致次生流體的噴霧射流的快速分裂。這些環(huán)形射流15. I和15. 2通過(guò)從同樣也與主軸線16同心的環(huán)形間隙18. I和18. 2里流出的噴霧助劑15而產(chǎn)生。次生流體5的噴霧射流12以及噴霧助劑15的環(huán)形射流15. I和15. 2對(duì)于初生流體I的作用，很大程度上與按照?qǐng)DI所述的噴嘴時(shí)相同。因此這里也通過(guò)中央噴嘴6對(duì)初生流體I進(jìn)行抽吸并使其從噴嘴軸線16起混合入次生流體5的噴霧射流12里。次生流體5通過(guò)至少一個(gè)管路10進(jìn)行輸入。噴霧助劑15通過(guò)至少一個(gè)管路19進(jìn)行輸入。次生流體5通過(guò)噴嘴外殼3被輸送給環(huán)形間隙17，這噴嘴外殼具有一個(gè)與主軸線對(duì)稱的回轉(zhuǎn)空心體20。噴霧助劑15同樣也通過(guò)噴嘴外殼3被輸送給環(huán)形間隙18. I和18. 2，這噴嘴外殼具有另外ー個(gè)與主軸線16対稱的回轉(zhuǎn)空心體21。噴嘴外殼3構(gòu)成ー個(gè)圓環(huán)形回轉(zhuǎn)空心體21，后者通過(guò)輸入管路19被供給噴霧助劑15。在回轉(zhuǎn)空心體21之內(nèi)布置了另外的同樣也圓環(huán)形的回轉(zhuǎn)空心體20，后者小于回轉(zhuǎn)空心體21，并且通過(guò)輸入管路10被供給次生流體5?；剞D(zhuǎn)空心體20具有一個(gè)在圖2斷面里看大致為半圓形的位于上游的端部，并且在流動(dòng)方向上看漸漸變小一直至環(huán)形間隙17。限制住環(huán)形間隙17的回轉(zhuǎn)空心體20的壁板部位布置成與主軸線16成ー個(gè)角度，從而環(huán)形間隙17的每個(gè)外壁板都構(gòu)成ー個(gè)在流動(dòng)方向上看擴(kuò)展的截錐。限制住環(huán)形間隙的回轉(zhuǎn)空心體20的壁板部位并不平行，而是在在流動(dòng)方向上看布置成相互略有收縮?；剞D(zhuǎn)空心體20在圖2斷面里看因此構(gòu)成一種流線形物體的形狀?；剞D(zhuǎn)空心體20布置在較大的回轉(zhuǎn)空心體21里，或者在圖2斷面里看同樣也構(gòu)成一種流線形物體的形狀。在上游端回轉(zhuǎn)空心體21設(shè)計(jì)成大致圓段形。這圓段用其里邊構(gòu)成中央噴嘴6的入口。接著入口 7回轉(zhuǎn)空心體21具有與主軸線16同心布置的壁板，這些壁板因此構(gòu)成了中央噴嘴6的通道的變窄位置8。接著這與主軸線16同心布置的壁板，回轉(zhuǎn)空心體21按照流線形物體逐漸變小?；剞D(zhuǎn)空心體21的內(nèi)壁，它指向主軸線16，因此構(gòu)成了中央噴嘴6通道的出ロ部分9。在其位于下游的端部部位里回轉(zhuǎn)空心體21構(gòu)成兩個(gè)環(huán)形間隙18. I和18. 2。這里回轉(zhuǎn)空心體21的外壁板在回轉(zhuǎn)空心體20的環(huán)形間隙17的部位里，基本平行于回轉(zhuǎn)空心體 20的外壁板。在主軸方向上看，因此在回轉(zhuǎn)空心體20和回轉(zhuǎn)空心體21之間形成環(huán)形間隙18. I。從主軸16起向外看，在回轉(zhuǎn)空心體20的外壁板和回轉(zhuǎn)空心體21的外壁板之間構(gòu)成環(huán)形間隙18.2。環(huán)形間隙18. I和18. 2，如由圖2可見(jiàn)那樣，近似地同樣寬。環(huán)形間隙17在所示的實(shí)施形式中同樣也如同回轉(zhuǎn)空心體20那樣同樣寬。在本發(fā)明范圍里可以使間隙寬度設(shè)計(jì)成不同的。環(huán)形間隙17以及18. I和18. 2這樣布置，從而它們分別構(gòu)成ー個(gè)在流動(dòng)方向上擴(kuò)展的截錐。輸出的環(huán)形噴霧射流12或者說(shuō)15. I和15. 2在流動(dòng)方向上看同樣也成截錐樣擴(kuò)展。圖I和圖2為簡(jiǎn)圖并且專門(mén)指出在圖I中噴嘴外殼3與煙氣通道的直徑，或者說(shuō)一個(gè)被煙氣通過(guò)的容器的直徑相比表示得大許多，因?yàn)椹`種按比例的圖不見(jiàn)得有說(shuō)服力。事實(shí)上噴嘴外殼3的直徑D，如圖2所示那樣，大致為30mm至150mm，而煙氣通道2或者說(shuō)容器的直徑大致為2000mm至15000mm。用一個(gè)這樣的按照本發(fā)明的噴嘴成小水滴所要噴霧的水流的數(shù)量級(jí)對(duì)于環(huán)形直徑IOOmm來(lái)說(shuō)在1001/min，如果噴霧助劑空氣的入口壓カ大約在6巴的話。次生流體5的環(huán)形間隙17的寬度，見(jiàn)圖2，以及用于噴霧助劑15的環(huán)形間隙18. I和18. 2的寬度大約從O. Imm至I. 5mm的數(shù)量級(jí)。如果使用蒸汽作為噴霧助劑15，那么有利的是導(dǎo)水部件，也就是說(shuō)導(dǎo)通次生流體5的部件，與導(dǎo)通蒸汽的部件熱隔離。因此通過(guò)本發(fā)明既提出ー種噴霧系統(tǒng)，它由至少ー個(gè)噴嘴組成，這噴嘴用于將液體的或者氣體狀的次生流體噴入初生流體里，或者用于使細(xì)顆粒固體分散在所述的初生流體里，其特征在于，噴霧系統(tǒng)設(shè)計(jì)成ー種噴射泵，這泵抽吸初生流體并輸送給噴霧射流的中央部位。噴霧系統(tǒng)可以由許多單個(gè)噴嘴構(gòu)成，它們環(huán)狀包圍住ー個(gè)中央噴嘴，通過(guò)這中央噴嘴來(lái)抽吸初生流體。備選地噴霧系統(tǒng)可以由ー個(gè)唯一的環(huán)形間隙噴嘴組成，通過(guò)這噴嘴使次生流體噴入，次生流體帶有或者沒(méi)有噴霧助劑，而且這環(huán)形間隙噴嘴環(huán)形包圍住中央噴嘴，通過(guò)這中央噴嘴來(lái)抽吸初生流體。在中央噴嘴里可以布置ー個(gè)渦流發(fā)生器。因此本發(fā)明涉及用于使流體噴霧和使固體在通道或者容器里分散的裝置和方法，這些通道或者容器被初生氣體流過(guò)。按照本發(fā)明將至少ー個(gè)噴嘴用于使流體噴霧，或者說(shuō)使細(xì)顆粒固體在所說(shuō)的通道或者容器里分散。按照本發(fā)明提供ー種具有初生氣體核心射流的多エ質(zhì)噴嘴。本發(fā)明例如應(yīng)用在火力發(fā)電廠或者水泥エ業(yè)中的煙氣通道里，或者煙氣潔凈設(shè)備里。圖3表不了ー種按照本發(fā)明的第三種實(shí)施形式的噴霧系統(tǒng)。ー個(gè)環(huán)形噴嘴外殼30設(shè)計(jì)成圓環(huán)形并具有ー種類似于圖I所示噴嘴外殼3的形狀。噴嘴外殼30構(gòu)成ー個(gè)回轉(zhuǎn)空心體，通過(guò)輸入管路32給它輸送次生流體。輸入管路32也用于將噴嘴外殼30固定在一個(gè)煙氣通道的壁板上，見(jiàn)圖2。環(huán)形噴嘴外殼30包圍住用于初生流體的中央噴嘴6的一個(gè)通道。中央噴嘴6的通道沿流動(dòng)方向上看具有一個(gè)收斂的入口、一個(gè)變窄位置和一個(gè)擴(kuò)散的出ロ部位，并且設(shè)計(jì)成類似于圖I和2中中央噴嘴6的通道。噴嘴外殼30在圖3中表示成迎著流動(dòng)方向。次生流體的ー個(gè)出口孔通過(guò)十二個(gè)分別為圓形的出口孔34構(gòu)成，它們環(huán)形布置成包圍住中央噴嘴的通道端部。借助于出ロ孔34總之產(chǎn)生ー個(gè)基本為環(huán)形的次生流體的噴霧射流，這射流如同按照?qǐng)DI和2的實(shí)施形式所述的那樣，對(duì)中央噴嘴6通道內(nèi)的初生流體施加噴射作用。圖3簡(jiǎn)略所示的噴霧系統(tǒng)的作用原理因此與按照?qǐng)DI和2所述的按照本發(fā)明的噴霧系統(tǒng)相同。圖4表不了另外一種按照本發(fā)明的噴霧系統(tǒng),它具有一個(gè)環(huán)形噴嘴外殼40,這外殼具有如同按照?qǐng)DI和2和噴嘴外殼3所述的圓環(huán)狀形狀。噴嘴外殼40通過(guò)管子42與一 個(gè)煙氣通道內(nèi)壁連接，見(jiàn)圖I。在管子42里布置了未示出的輸入管路，它用于次生流體以及用于氣體狀噴霧助劑，例如水或者說(shuō)壓風(fēng)或者蒸汽。在噴嘴外殼40的位于下游的端部，如同在圖3所示的噴霧系統(tǒng)中那樣，環(huán)形地總計(jì)布置了十二個(gè)出口孔34用于次生流體。每個(gè)用于次生流體的出口孔34被ー個(gè)用于氣體狀噴霧助劑的環(huán)形間隙44包圍。出口孔34和分別包圍住的環(huán)形間隙44 一起構(gòu)成ー個(gè)由次生流體和噴霧助劑組成的的環(huán)形噴霧射流。這環(huán)形噴霧射流如同在前面所述的圖I至3的實(shí)施形式中那樣，在中央噴嘴6的通道入口處對(duì)初生流體有一個(gè)抽吸作用。圖4所示噴霧系統(tǒng)的作用原理因此與按照?qǐng)DI至3的噴霧系統(tǒng)所述的那樣相同。每個(gè)用于次生流體的出ロ孔34本身可以設(shè)計(jì)成環(huán)形間隙孔，這里未示出。
權(quán)利要求
1.用于將次生流體(5)噴入初生流體(I)里的噴霧系統(tǒng)，其中次生流體(5)是氣體狀或者液體狀，或者含有細(xì)顆粒狀固體，它們應(yīng)該分散在初生流體里，噴霧系統(tǒng)具有至少一個(gè)中央噴嘴(6)用于初生流體(1)，和至少一個(gè)噴嘴用于噴射次生流體(5)，其中噴嘴的外殼(3 ;30 ;40)設(shè)計(jì)成管狀，而中央噴嘴(6)具有一個(gè)中央通道用于初生流體，其特征在于，通道沿流動(dòng)方向具有一個(gè)收斂的入口部位(7 )、一個(gè)變窄位置(8 )和一個(gè)擴(kuò)散的出口部分(9 );在噴嘴外殼(3 ；30 ；40)的位于下游的端部布置了至少一個(gè)出口孔(17 ;34)用于初生流體(5);而且設(shè)計(jì)和布置了至少一個(gè)出口孔(17 ;34)，以便由次生流體(5)產(chǎn)生一種噴霧射流(12)，該射流基本呈環(huán)狀包圍住從中央通道里流出的初生流體(I )。
2.按權(quán)利要求I所述的噴霧系統(tǒng)，其特征在于，至少一個(gè)出口孔借助于若干個(gè)用于次生流體的出口孔(34)構(gòu)成，它們成環(huán)形布置在噴嘴外殼端部。
3.按權(quán)利要求2所述的噴霧系統(tǒng)，其特征在于，若干個(gè)用于次生流體(5)的出口孔(34)中的每個(gè)出口孔由一個(gè)用于氣體狀噴霧助劑的環(huán)形間隙(44)圍住。
4.按權(quán)利要求I所述的噴霧系統(tǒng)，其特征在于，至少一個(gè)出口孔借助于一個(gè)唯一的，布置在噴嘴外殼端部的環(huán)形間隙(17)構(gòu)成。
5.按權(quán)利要求4所述的噴霧系統(tǒng)，其特征在于，用于次生流體(5)的環(huán)形間隙(17)布置在一個(gè)用于氣體狀噴霧助劑(15)的環(huán)形間隙(18. I ;18. 2)之內(nèi)。
6.按上述權(quán)利要求之一所述的噴霧系統(tǒng)，其特征在于，設(shè)計(jì)和布置了至少一個(gè)出口孔，以便產(chǎn)生一種從噴嘴外殼(3)端部出發(fā)的錐形擴(kuò)展的環(huán)形噴霧射流(12)。
7.按上述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的噴霧系統(tǒng)，其特征在于，在中央噴嘴(6)的通道里布置了一個(gè)渦流發(fā)生器。
8.按上述權(quán)利要求之一所述的噴霧系統(tǒng)，其特征在于，在中央噴嘴(6)通道的位于上游的入口(7)處設(shè)有至少一個(gè)潔凈噴嘴(22)，用于防止沉積物阻塞入口(7)。
9.按權(quán)利要求8所述的噴霧系統(tǒng)，其特征在于，至少一個(gè)潔凈噴嘴連接于氣體狀噴霧助劑(15)的輸入管路。
10.按上述權(quán)利要求之一所述的噴霧系統(tǒng),其特征在于,至少一個(gè)噴嘴的噴嘴外殼(3；30 ;40)布置在一個(gè)引導(dǎo)初生流體(I)的通道(2)里。
11.按權(quán)利要求10所述的噴霧系統(tǒng)，其特征在于，至少一個(gè)噴嘴的噴嘴外殼(3；30 ；40)與引導(dǎo)初生流體(I)的通道(2)的壁板有間距地布置。
12.按權(quán)利要求10或者11所述的噴霧系統(tǒng)，其特征在于，中央噴嘴(6)的中心縱軸線(16)被布置成與在引導(dǎo)初生流體(I)的通道中的流動(dòng)方向平行。
13.按上述權(quán)利要求之一所述的噴霧系統(tǒng)，其特征在于，設(shè)計(jì)有至少一個(gè)噴嘴和噴射泵形式的中央噴嘴(6)，從而通過(guò)從次生流體的至少一個(gè)出口孔流出的、基本成環(huán)形的噴霧射流(12)的噴射作用，使初生流體在中央噴嘴(6)通道的入口處受到抽吸，從而在通道的下游處使初生流體既在從出口孔里流出的、基本為環(huán)形的噴霧射流(12)的中央部位里，也在基本為環(huán)形的噴霧射流(12)的外圓周里進(jìn)行混合。
14.將次生流體噴射入初生流體里的方法，其中次生流體是氣體狀或者液體狀，或者含有細(xì)顆粒狀固體，它們應(yīng)該分散在初生流體里，采用一種按照上述權(quán)利要求之一所述的噴霧系統(tǒng)，其特征在于，由次生流體產(chǎn)生一種基本成環(huán)形的、并且圍繞著通道的位于下游的端部的噴霧射流(12);借助于環(huán)形噴霧射流(12)的噴射作用在通道的位于上游的端部處對(duì)初生 流體進(jìn)行抽吸；而且既在一個(gè)位于環(huán)形噴霧射流(12)的射流軸線(16)和噴霧射流(12)之間的部位里，也在一個(gè)鄰接于噴霧射流(12)的外圓周的部位里，進(jìn)行初生流體與次生流體的混合。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于將次生流體(5)噴入初生流體(1)里的噴霧系統(tǒng)，其中次生流體(5)是氣體狀或者液體狀，或者含有細(xì)顆粒狀固體，它們應(yīng)該分散在初生流體里。噴霧系統(tǒng)具有至少一個(gè)中央噴嘴(6)用于初生流體(1)，和至少一個(gè)噴嘴用于噴射次生流體(5)，其中噴嘴的外殼(3；30；40)設(shè)計(jì)成管狀，而中央噴嘴(6)具有一個(gè)中央通道用于初生流體，其中通道在流動(dòng)方向上具有一個(gè)收斂的入口部位(7)、一個(gè)變窄位置(8)和一個(gè)擴(kuò)散的出口部分(9)，其中在噴嘴外殼(3)的下游端部(4)布置了至少一個(gè)出口孔用于初生流體(5)，而且其中設(shè)計(jì)和布置了至少一個(gè)出口孔，以便由次生流體(5)產(chǎn)生一種噴霧射流(12)，該射流基本呈環(huán)狀包圍住從中央通道里流出的初生流體(1)。
文檔編號(hào)B01F3/04GK102834168SQ201180018184
公開(kāi)日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2011年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月9日
發(fā)明者迪特爾·沃爾茲, S.哈蒂希 申請(qǐng)人:迪特爾·沃爾茲