[实用新型]增湿器的超音波雾化喷嘴结构

说明书

本实用新型涉及一种增湿器的超音波雾化喷嘴结构。

「雾化」的主要目的是将定量体积的液体，经过一种雾化装置将之碎化成许多小液滴，用来增加液滴表面积对体积的比值(Surface to Volume Ratio)，以增加质量与热量之间的交换率。而雾化器的使用目前已广泛使用在工业燃烧炉、汽柴油车及涡轮引擎的喷油设备和许多工业制程如碳烟制造、涂漆、喷雾乾燥、粉末冶金等，甚至农业上应用于喷洒杀虫剂以及环保的废气控制及除尘装置等用途。雾化的方式有许多种，但主要的关键乃是被雾化的介质与周遭环境间需要有一较高的相对速度(Relative Velocity)而达到使介质破裂雾化的效果。

为了满足各种不同雾化效果的需求，进而衍生出许多不同设计理念的雾化器，为便于了解可参考附图16-A、图16-B、图16-C，其包括1、压力式雾化喷嘴(Pressure Atomizer)；2、双流体型雾化喷嘴(Twin-fluid Atomizer)；3、旋转式雾化喷嘴(Rotary Atomizer)；除此之外，尚有其它运用不同原理的雾化器，如利用静电使液体带电雾化的雾化器，及利用声波或超音波震荡使液体雾化的雾化器。

前述压力式雾化、双流式雾化、旋转式雾化、静电式雾化，需要射流或高速旋转机械或静电装置的配合，才能得到良好的雾化效果，而且喷口材料要高度耐摩擦，因此增加了投资费用；而超音波雾化器并没有这一方面的缺点，为此本实用新型所针对的是声波式雾化器的研发，以获得良好雾化效果。

按声波式雾化器是以超音波速气流产生频率在0.016～20kHz，以此震动的能量来对液体产生雾化作用，因此声波式雾化器一定是一种气体辅助式雾化器，只不过声波式雾化器与传统气助式(Air-Assist)雾化器的工作原理不同，声波式雾化器所使用的能量是一种声音的震动能量，而传统气助式雾化器的雾化能量来自气体运动的动能。故声波式雾化器的雾化品质及均匀性均优于传统气助式雾化器。

当然声波式雾化器不是以声音直接去产生液滴，而是以声音的震动能量来激发液膜不稳定，进而产生雾化的作用；声波式雾化器通常需要一个产生声音的共振腔，此共振腔是传统雾化器所没有，而典型的声音共振腔的例子如附图17所示哈特慢声音产生器(Hartmann generator)，当高速气流从喷口喷出，冲击到前方的共振腔，会产生声频震动，其频率随共振腔直径d、共振腔深度h及喷口与共振腔的距离L有关。

近来已有学者针对哈特慢声音产生器做研究，例如台湾《化工技术》第八卷第九期登载的[烟气脱硫超声波雾化器研究～张永照]，其研究中发现从喷嘴中喷射出来的气流速度超过声速后，气压分布就产生一定的周期性；如果在距喷嘴不同的距离上测量气流的气压，就会发现气压分布的周期性结构具有一定的空间间隔，这些高压的间隔是气流的不定点，在这不定点上放置空腔共振器，就会使空气振动形成气浪，在共振器口前产生超声波。超声波对液滴有破碎作用，超声波在液体中传播时，能激起强烈声波振动，产生空化作用，使整个介质发生爆破并化为液滴，这些液滴再受声波振动作用，就能使液滴更细地雾化，而且这种雾化效果比传统式雾化为佳。

气体在共振腔交互作用下会产生声频外，声波式雾化器中流出的液体还须有薄膜化(Prefilming)的机构，因为薄膜经声波的激发才能产生不稳定的震动波，及雾化成微小的液滴。

本实用新型的目的是提供一种增湿器的超音波雾化喷嘴结构，其采用流体冲击式，并将气体的震动频率提高至超声波范围，以达到高度雾化的目的。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：这种增湿器的声波雾化喷嘴结构，其系由喷管、喷头、共振器所组成，其中，喷管具有轴向孔槽，而喷头是装置在喷管的轴向孔槽内，喷头内具有轴向气流孔道及数道径向液流孔道，又共振器是固定在喷管上且设在喷头之前，共振器系近似「D」字形的圆径金属杆，其中一端是固定在喷管前端的固定杆，而另端为水平共振杆且位在喷头的喷口前又与喷口保持同心度，而共振杆的后延伸出一连杆，此连杆并与固定在喷管前端的固定杆一体连接；前述共振杆与喷口之间保持一适当共振高度，且共振杆端面直径大于喷头的喷口直径。

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

图1为本实用新型声波雾化喷嘴的立体分解图。

图2为图1的声波雾化喷嘴立体组合图。

图3为图1的3～3断面图。

图4为图2的4～4断面图。

图5为本实用新型声波雾化喷嘴使用另种共振杆的剖视图。

图6为本实用新型声波雾化喷嘴使用的喷头全剖视图。