[发明专利]用于将乳状液喷射到火焰中的方法和设备

权利要求书

1.一种用于将第一流体和第二流体的乳状液喷射到燃烧器（1）的火焰中的设备，其特征在于，所述设备包括：

-中心气体管道（6），所述中心气体管道（6）沿着纵向中心轴线从上游端延伸至下游端，

-外部气体通道（57），所述外部气体通道与所述气体管道（6）同轴地设置，

-流体通道（54），所述流体通道同轴地设置在所述气体管道（6）与所述外部气体通道（57）之间，从而形成下游收缩的环形流体通道，

-所述中心气体管道（6）和所述流体通道（54）通过第一截头圆锥形壁（60）分隔，所述第一截头圆锥形壁（60）在其下游端终止于环形内唇缘（50），

-所述流体通道（54）和所述外部气体通道（57）通过第二截头圆锥形壁（61）分隔，所述第二截头圆锥形壁（61）在其下游端终止于环形外唇缘（53），

-所述设备围绕热源（5）同中心地安装，所述热源（5）通过所述气体管道（6）提供引导到所述燃烧器（1）的火焰（7）中的高温气体（32），

-混合装置（47），所述混合装置（47）用于形成所述第一流体和所述第二流体的所述乳状液、用于使所述乳状液出流到所述收缩的环形流体通道（54）中、并且用于将所述乳状液从所述环形流体通道（54）喷射到所述火焰（7）中。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第二截头圆锥形壁（61）在所述混合装置（47）的进入到所述收缩的环形流体通道（54）的出口的位置处具有内半径R4并且在所述第二截头圆锥形壁（61）的所述环形外唇缘（53）处具有内半径R3；所述第一截头圆锥形壁（60）具有半径为R2的最窄开口，并且，所述收缩的环形流体通道（54）具有在朝向下游的方向上从半径R4减小到半径R3的减小的半径，其中半径R3应为不大于1.1×R2的值。

3.根据权利要求2所述的设备，其中，差值R3-R2在机械公差允许的情况下尽可能小，使得形成从所述第一环形唇缘（50）到所述第二环形唇缘（53）的变宽的台阶部。

4.根据权利要求2或3所述的设备，其中，所述第一环形唇缘（50）与所述第二环形唇缘（53）之间的间隙应当足够大，使得燃料/水的乳状液（56b）不受挤压通过所述间隙，由此所述间隙的厚度应当大于所述燃料/水的乳状液膜56b的厚度。

5.根据权利要求2所述的设备，其中，所述第二截头圆锥形壁（61）的所述环形外唇缘（53）具有基本上沿轴向方向延伸的、长度为L的圆筒形部分（53a），其中所述长度L应当尽可能长、但是优选不长于0.1×R3。

6.根据权利要求5所述的设备，其中，所述第二截头圆锥形壁（53）的内表面具有邻接所述长度为L的圆筒形部分（53a）的过渡段（53b），其中所述过渡段（53b）的表面在纵向横截面中是弯曲的并且具有平滑的曲线。

7.根据权利要求6所述的设备，其中，所述设备还包括内部空气通道（25a），所述内部空气通道（25a）设置在所述第一截头圆锥形壁（60）与用于来自所述热源（5）的所述高温气体（32）的所述气体管道（6）之间，并且在所述内部空气通道（25a）中设置有用于所述内部空气（25b）的第一旋流器（28），并且，所述第一旋流器（28）在处于所述环形内唇缘（50）的上游的位置处安装在所述第一截头圆锥形壁（60）内并且由所述第一截头圆锥形壁（60）环绕，所述截头圆锥形壁（60）在所述位置处的半径为R1，并且R1大于R2。

8.根据权利要求7所述的设备，其中，所述外部气体通道（57）设置有第二旋流器（58），所述第二旋流器（58）用于提供刮除空气的涡旋流动，所述刮除空气用于在所述乳状液膜（56b）离开所述第二环形唇缘（53）的外缘时使所述乳状液膜（56b）分裂。

9.一种用于将第一流体和第二流体的乳状液喷射到燃烧器（1）的火焰中的方法，其中，所述燃烧器（1）具有：

-中心气体管道（6），所述中心气体管道（6）沿着纵向中心轴线从上游端延伸至下游端，

-外部气体通道（57），所述外部气体通道与所述气体管道（6）同轴地设置，

-流体通道（54），所述流体通道同轴地设置在所述气体管道（6）与所述外部气体通道（57）之间，从而形成下游收缩的环形流体通道，

-所述中心气体管道（6）和所述流体通道（54）通过第一截头圆锥形壁（60）分隔，所述第一截头圆锥形壁（60）在其下游端终止于环形内唇缘（50），

-所述流体通道（54）和所述外部气体通道（57）通过第二截头圆锥形壁（61）分隔，所述第二截头圆锥形壁（61）在其下游端终止于环形外唇缘（53），

-所述设备围绕热源（5）同中心地安装，所述热源（5）通过所述气体管道（6）提供引导到所述燃烧器（1）的火焰（7）中的高温气体（32），

其特征在于，所述方法包括以下步骤：

-将所述第一流体和所述第二流体的混合物引入到所述燃料通道（54）中，

-使所述第一流体和所述第二流体的所述混合物产生旋流，

-在所述第一流体和所述第二流体的所述旋流遇到会聚的所述第二截头圆锥形壁（61）时，使所述旋流的半径减小，由此沿着所述第二截头圆锥形壁（61）形成乳状液膜（56b），

-使打旋的内部空气（25a）的流沿着沿所述第二截头圆锥形壁（61）的内侧流动的所述乳状液膜（56b）的内侧掠过，

-使打旋的外部空气的流在所述乳状液膜（56b）离开所述环形外唇缘（53）时从所述外部气体通道（57）沿着所述乳状液膜（56b）的外侧掠过，

-在所述内部空气（25a）和所述外部空气（57）于所述外唇缘（53）的下游处遇到所述乳状液膜（56b）的位置，通过所述内部空气（25a）和所述外部空气（57）使所述乳状液膜（56b）分裂。