[发明专利]一种单气源挤压式气液同轴撞击雾化器

说明书

本发明提供了一种单气源挤压式气液同轴撞击雾化器，给出了一种单气源挤压式雾化器和一种气液同轴垂直撞击式气动雾化喷嘴的设计方案。在本发明所涉及的雾化器工作过程中，液体和气体无需由两个泵分别驱动，而是受同一气泵所产生高压气体的挤压从喷嘴中喷出，并相互撞击，产生液雾，具有雾化效果好、结构简单、使用方便和卫生等优点。

技术领域

本发明涉及造雾设备领域，特别涉及一种单气源挤压式气液同轴撞击雾化器。

背景技术

作为产生液雾的核心装置，雾化器在很多设备中发挥着重要作用，如用于治疗呼吸系统疾病的医用雾化器，用于提高空气湿度的喷雾式空气加湿器，用于降温、降尘、除静电、喷药、造景等用途的各类造雾机。

雾化器的作用是将液体打碎，产生大量微小液滴分布在空气中，形成液雾，并将其输出。目前应用较广的雾化器，根据雾化机理主要可分为两大类：一类是超声雾化，即利用雾化片的高频振荡将液体打散，产生微小液滴；另一类是流体动力雾化，即利用流体之间的相互作用力使液体变形和破碎，产生微小液滴。超声雾化的优点在于雾量和液滴尺寸的可控程度高，同时液滴大小更均匀，但超声雾化装置成本较高，并且大规模造雾能力不如流体动力雾化，因此目前应用最广泛的是仍是流体动力雾化装置。流体动力雾化，是依据流体力学原理，通过合理设计喷嘴结构，并辅以相应形式的流体供应，以产生特定的流动，实现雾化。雾化机理为，液体在喷嘴内外依靠其它流体(可以是气体，也可以是同种或不同种液体)的撞击、剪切等作用克服自身表面张力而破碎，产生微小液滴。目前流体动力类雾化喷嘴的类型主要包括直射式喷嘴、离心式喷嘴、引射式喷嘴、气动雾化喷嘴。直射式喷嘴利用高压驱动液体，将液体以高速喷入环境气体中，由于液体与气体之间的相对速度较大，液体射流被气体撕裂并破碎，产生液雾。这种喷嘴结构极其简单，但雾化出的液滴尺寸较大，雾化效果差、效率低，液体利用率低；离心式喷嘴又名旋流喷嘴，液体在喷嘴内部喷入时具有周向速度分量，沿喷嘴内壁面旋转着前进，并从喷口呈环状管膜喷出，在强湍流和气动力的作用下液膜失稳破碎产生液雾。离心式喷嘴的雾化效果好，雾化效率高，但其结构复杂，成本高，一般用于发动机、燃气轮机等高端场景，并不适合大规模低成本应用；引射式喷嘴，也是目前的空气压缩式医用雾化器所广泛采用的喷嘴。其利用高压驱动空气在收缩通道中加速，产生高速射流；由于高速射流的引射作用，收缩通道喷口附近的流体不断被带走，产生负压；周围的液体受负压作用向喷口处补充，并被高速气体带动，一起喷射到阻挡物上，在高速撞击下破碎并向周围飞溅，产生液雾。引射式喷嘴结构简单，成本较低，但其主要存在两个问题：一是液体流动主要靠气流的引射带动，是一种被动的方式，相比直接以高压为动力的挤压驱动方式，引射对液体的输送效率很低；二是采用液固撞击的方式使液体雾化，其雾化效果不如气液撞击，对液体的利用率低；气动雾化喷嘴，其内部同时设计了液体流道和空气流道。液体在压差作用下喷出喷嘴形成液膜，空气受压差的驱动从喷嘴高速喷出；液膜受到高速气流的冲击而破碎，产生液滴；高速气流夹带着液滴喷入周围空气中，液滴受气动力作用进一步破碎产生更小的液滴，形成液雾，气动雾化喷嘴因其雾化效果好、结构简单成本低，已应用在一些动力装置的燃料喷注器上，但在各类医用、家用、商用、工业用雾化器上缺乏实际应用。

因此，有必要提供一种雾化效果好，液体利用率高，成本低且能大规模推广的雾化设备。

发明内容

本发明提供了一种单气源挤压式气液同轴撞击雾化器，其目的是为了提供一种雾化效果好，液体利用率高，成本低且能大规模推广的雾化设备。

为了达到上述目的，本发明提供了一种单气源挤压式气液同轴撞击雾化器，包括：

液体容腔，所述液体容腔位于所述雾化器的内部下端，所述液体容腔的上表面设有一锥形的喷嘴瓶，所述喷嘴瓶的顶端设有一喷嘴，所述喷嘴顶端开口且设有一喷嘴顶盖；所述喷嘴瓶的内部与所述液体容腔连通；所述液体容腔的内部竖直设有一喷嘴供液管，所述喷嘴供液管的内部中空且一端设于所述液体容腔的底部，另一端设于所述喷嘴内部且位于所述喷嘴顶盖的下端；