[发明专利]一种燃油稳定超细雾化喷嘴及雾化方法

说明书

本发明属于液体燃料燃烧技术领域，公开了一种燃油稳定超细雾化喷嘴及雾化方法，液体燃料通过喷管进入，并且经过雾化片；雾化片采用多孔材料中有序贯通的大孔材料，孔隙率为50％及以下，单孔孔径为20μm及以下，对液体燃料进行雾化；雾化完成后，从端盖前端的开孔喷出。本发明中喷嘴雾化片的材料采用有序贯通性的多孔大孔雾化，不仅提高了雾化质量，使雾化后的液滴粒径远小于传统的机械加工喷嘴，达到超细雾化的效果，同时减少了喷嘴精密机械加工的工作，更能够克服运行参数；尤其是二次雾化参数对雾化效果的影响，保证了雾化质量的稳定性。

技术领域

本发明属于液体燃料燃烧技术领域，尤其涉及一种燃油稳定超细雾化喷嘴及雾化方法。

背景技术

目前，最接近的现有技术：液体雾化是确保液体燃料稳定而高效燃烧的重要措施之一。所谓雾化就是通过某种措施使流动的液体表面或者液柱发生破裂，形成大量细小颗粒的过程。液体燃料雾化方式种类较多，主要包括各类传统的压力(机械)雾化和介质(蒸汽或空气)雾化以及各类组合式雾化等。而雾化效果的好坏直接影响燃烧效率和能量释放的快慢。

对于燃油雾化喷嘴，无论是单孔雾化片还是多孔雾化片，都是采用金属材料经过机械加工的方式完成的，受限于加工精度的限制，雾化片喷孔直径一般最小在1mm左右，并且要求的加工精度都比较高，结构也较复杂，燃油喷嘴除了雾化片外，往往还要包括几套零件，如旋流片、分油嘴等组合而成，结构复杂，机械加工精度的要求也较高。并且，由于雾化片喷孔的直径限制，而雾化粒径正常平均也只有10～20μm左右。不仅如此，由于现有雾化喷嘴的雾化效果除了受喷嘴结构影响外，更多地受到运行参数的影响，如压力、温度以及二次雾化时的空气参数的影响，一旦这些运行参数发生变化，如液体流量或压力突然降低、温度快速下降、或者风量或风压突然降低等，这时势必影响到液体的雾化效果，使得雾化液滴的粒径增大，使得燃烧反应速度降低，从而降低燃烧效率并影响燃烧的稳定性。因此，对于传统的燃油雾化喷嘴，其雾化效果除了设计结构之外，更依赖于其运行参数。一旦运行参数发生改变，其雾化效果将显著改变，雾化粒径显著增大，导致燃烧情况恶化。

液体流出喷嘴时受到流体压力和喷嘴结构的共同作用形成液滴被称为一次雾化，液体在喷嘴外受到气流的作用被破碎成更小的液滴则属于二次雾化。对于某一液体在一定温度下，其中一次雾化特性主要受喷嘴结构和液体流动压力的影响，而二次雾化则主要受到混合气流的流动特性如流速、气流旋转强度、气流温度等参数的影响。因此燃油的实际雾化效果，受到喷嘴结构参数和流体运行参数(包括液体和气体)的共同影响，而在实际运行中，运行参数是可变的，如果运行参数变化较大，如油压显著下降、或者油速降低、空气速度降低等，都会显著影响雾化质量，特别是雾化粒径的大小。研究表明，当燃油压力降低时，雾化粒径显著增大。

综上所述，现有技术存在的问题是：现有技术中的雾化喷嘴液体雾化液滴尺寸的大小，易受运行参数变化的影响，如压力、流量和空气参数等的变化；在运行参数发生急剧变化的极端条件下，无法保证雾化质量的稳定性。同时，现有的雾化喷嘴结构结构复杂，加工精度要求较高。

解决上述技术问题的难度：

本发明所述的雾化片采用多孔材料，随着材料学科的发展，各类多孔材料的使用逐渐越来越广泛，目前在保温蓄热、蓄热燃烧、导电等领域逐渐应用，材料的生产加工也日趋成熟可靠。此外，随着应用的广泛，多孔材料的性能如耐温、耐压和抗腐蚀等也逐渐提高，因而本发明的实际使用成为可能。

解决上述技术问题的意义：本发明提高了雾化质量。由于雾化片的孔径可以更小，使得雾化后的液滴尺寸较传统雾化方式更小，实现了超细雾化，从而不仅能够提高燃烧效率，而且可以提高燃烧速度，使能量更快地释放出来，提高了能量的转化速度。

本发明雾化效果更加稳定。如前所述，由于雾化片的孔径更小，减轻了雾化效果对流动压力的依赖，同时，也摆脱了运行参数或者二次雾化对雾化效果的影响，使得在流动压力降低的状况下仍能够保持基本恒定的雾化效果。

发明内容