双螺旋喷嘴.pdf

本文描述了一种有两个螺旋腔(5，6)的双螺旋喷嘴，这些螺旋腔与一个共同的入流通道(10)连通，该入流通道延伸于一个在这些螺旋腔之间的中央平面(4)里。这两个螺旋腔具有出口(5a，6a)，该出口从入流通道(10)起朝向同一侧。此外，这些螺旋腔(5，6)的轴线(7，8)成一个角度地相对倾斜。通过唯一一个紧凑的喷嘴，可以提供具有很大喷射区的喷射锥，这些喷射锥在彼此相对的那侧相互重叠，尽管速度在重叠区里是同方向的，但这两个喷射锥中的液滴仍然二次分裂，当喷嘴在所谓的气体清洗装置中被用于清洗时，这提高了效率。

1.  一种双螺旋喷嘴，它具有两个用于产生有相反涡旋的射流的螺旋腔以及一个共同的入流通道(10)，该入流通道在一个在这些螺旋腔(5，6)之间的中央平面(4)里延伸并且各自沿切向通入这些螺旋腔，其中，这两个螺旋腔(5，6)的出口(5a，6a)朝向同一侧，其特征在于，这些螺旋腔(5，6)的轴线(7，8)彼此成一个角度(α)，该角度朝向出口(5a，6a)侧敞开。

2.  如权利要求1所述的双螺旋喷嘴，其特征在于，这些螺旋腔(5，6)关于中央平面(4)成镜像结构。

3.  如权利要求1或2所述的双螺旋喷嘴，其特征在于，这些螺旋腔(5，6)的轴线(7，8)以一定距离(a)并列布置在入流通道(10)的区域里，这个距离位于一个螺旋腔的直径的数量级里。

4.  如权利要求1-3之一所述的双螺旋喷嘴，其特征在于，该角度(α)约为20°。

双螺旋喷嘴
技术领域
本发明涉及双螺旋喷嘴，它具有两个用于产生带有相反涡旋的射流的螺旋腔以及一条共同的入流通道，该入流通道在这些螺旋腔之间的一个中央平面内延伸并且分别沿切向通入这些螺旋腔。
背景技术
DE10033781C1公开了这种双螺旋喷嘴。这种喷嘴尤其也象如DE19758526A1所述的其它双螺旋喷嘴那样主要用于所谓的气体清洗装置，其中清洗液通过多个喷嘴尽可能均匀分散于横截面范围里地被输入气流中。这样的气体清洗装置例如可以是烟气净化设备，在该设备中，烟气中的酸性成分如二氧化硫、氯或氟化氢以及烟气灰尘也在较小程度上因使用相应的清洗液体而析出。此外，上述双螺旋喷嘴的优点是，所输入的清洗液的涡旋作用相互抵消，因此，可以避免在气体清洗装置中流动受到不希望的影响。这导致更高的效率。
在这样的气体清洗装置中的喷嘴配置被分布在多个平面上，其中，在该气体清洗装置中，气体一般从下往上流动，并且被雾化的物质向下即与气流方向相反地下落。在下部区域里，采用了根据DE10033781C1的上述双螺旋喷嘴，而在上部区域里设置了只向一侧即向下喷射的偏心喷嘴，这样做是为了避免喷入到设置在气体清洗装置且尤其是烟气脱硫设备的上端上的液滴分离器中。
这样的偏心喷嘴一般有以下缺点：由于通常相同的流量，如对双螺旋喷嘴来说在下部区域中所希望的那样，必须通过一个螺旋腔(喷口件)来喷射，所以，液滴变粗大，它可能不利地影响到作业。如果想保持液滴范围恒定不变并因而将每个喷嘴的流量减半，则人们必须设置多达两倍的喷嘴，这可能导致高昂的成本(固定机构，装配和管接头)。因为所有偏心喷嘴的涡旋方向是同向的，所以，涡旋显现于气流中，如上所述，它可能对清洗产生不利的影响。
发明内容
本发明的任务是如此构造上述类型的双螺旋喷嘴，即尽管涡旋被抵消了，但射流仍能只朝向一侧并且可以通过射流覆盖较大面积。
为完成该任务而规定，这两个螺旋腔朝向同一侧开口。在这里，事实出人意料地证明了，在这种情况下因并列的螺旋腔有共同的入流通道而就在流出后相互重叠的射流没有导致不利地形成喷射扇形区。因为紧邻出现的喷射锥体的液滴因螺旋腔间距小而近似未制动地被连续喷出，所以，液滴的彼此反向的径向速度造成了冲击，结果，液滴分裂并且由此使液滴范围细化。尽管这种效果在传统布置的彼此间距隔700-1200毫米的喷嘴中也有，但是，由于在那里由空气阻力阻挡了径向速度，所以这种效果不明显。因此，通过本发明出现了一个液滴范围，它有助于更高的效率。因为螺旋腔本身只需为一半的流量来设计，所以结构长度乃至作用于喷嘴连接部的力矩能减小。螺旋腔的轴线彼此成一个角度地延伸，该角度朝向流出侧敞开。该实施形式能够扩大被射流覆盖的面积。因此，减小了未经处理的气流经过清洗装置进入的危险。新型双螺旋喷嘴的结构很紧凑并且高效。事实表明，如果螺旋腔轴线的调节角度约为20°，则能够形成非常有利的射流。
附图说明
在附图中示出了本发明的一个实施例并且以下将加以描述，其中：
图1是新型双螺旋喷嘴的透视图；
图2是从输入管接头侧看过去的图1所示喷嘴的视图；
图3是侧视图；
图4表示沿剖面线IV-IV的图3所示喷嘴的截面；
图5表示沿剖面线V-V的图3所示喷嘴的截面。
具体实施方式
可从图1-图3中看到，新型双螺旋喷嘴具有一个结构紧凑的并带有一个管接头2的外壳1，在该管接头的外表面上攻有连接螺纹3，所述连接螺纹可以与一个未示出的入流管拧接在一起。外壳1包围着两个镜像对称于如图2所示的中央平面4地形成的螺旋腔5、6，这两个螺旋腔各自过渡到成喇叭状的出口5a、6a。螺旋腔5、6的轴线7和8以一个角度α相互倾斜，该角度在这个实施例中等于20°。
如图5所示，管接头2的流道10没有明显的横截面收缩地过渡到两个螺旋腔5、6，这两个螺旋腔朝向同一侧敞开。通过管接头2输入的所用液态物质-该物质是根据应用场合为有关的气体清洗装置而挑选的-的射流撞击与射流流向相反地指向的接合部9。因此，射流被分成两股，其中一股向右经过螺旋腔6，另一股向左进入螺旋腔5，随后，射流以喷射锥体形式从所述螺旋腔中朝同一侧喷出。流道10在与接合部9背对地那侧在一个边缘11之后过渡到各螺旋腔5、6，它与对应的螺旋腔相交。12表示加工技术所需的填充部，以保证可加工性且尤其是脱模性。这两个射流具有相反的涡旋并且在彼此相向的区域中重叠。在那里，尽管在圆周方向上作用的速度矢量是同向的，但由于径向速度的方向相反，所以，实现了出现于射流中的液滴的二次分裂，如上所述，这对气体清洗的效率产生有利影响。
由于这两个螺旋腔轴线7、8相对倾斜一个角度，所以，影响到这两个喷射锥体的重叠区的尺寸，而且事实证明，在所选角α约为20°的情况下，在双射流中出现非常好的液滴分布。通过使这些轴线相对倾斜，也扩大了整个射流区，因此，与待清洗气体的接触区也变大。
在图2、4和5所示，流道10的横截面形式从管接头2开始由在管接头2区域里的圆形横截面起过渡到在这两个螺旋腔5、6的通口区内的略呈椭圆的形状。在这里，如上所述没有出现明显的横截面收缩，但在通入螺旋腔5、6的流道10的通口区域里，存在着这样的入流通道10的横截面形状，其中，平行于中央平面4的最大的横截面尺寸大于与中央平面垂直的最大的横截面尺寸。事实证明，由于在通口区里的横截面形状略微呈椭圆形，所以，在这两个螺旋腔5、6中产生了良好的入流。
在图2和图4中还能看到，接合部9具有一个垂直于中央平面4的横截面成三角形的形状，其中，平行于中央平面4看地，在三角形侧面之间的角度等于在螺旋腔轴线7、8之间的角度α。如图5所示，接合部9在流入入流通道10的流体所面对的区域里具有较钝的结构，其做法是，在与入流通道10相对的两个侧面之间的角度被选择得比较大，在所示实施例中，该角度约为80°。这对应于各40°的角度，这个角度由各侧面与入流通道10的中央轴线包夹而成。事实表明，在入流液体由其分到两个螺旋腔5、6中的接合部9的这两个侧面之间的这种角度能够实现在外壳1中的良好流动分布并且还能通过加工技术来良好控制并且在工作中不易磨损。
在其背对入流通道10的那侧，接合部9的侧面过渡到螺旋腔5、6的圆柱形内壁，其中如图5所示，在过渡区里有一个边缘。尽管因此不是无级地从接合部9的侧面过渡到螺旋腔5、6的侧壁，仍然获得了良好的流动情况。
在图4中还能看到，以一个角度相互倾斜的螺旋腔具有一个与各自出口5a、6a相对的凸形底面。此外，在螺旋腔5、6的圆柱形内壁和从螺旋腔5、6中向外凸起的各底面之间，还设有一个圆环形的环绕凸台，因而，凸形底面的原始直径小于螺旋腔5、6的圆柱形内壁的直径。以角度α相互倾斜的螺旋腔5、6由此只在其环形凸台的区域里接触，而不是在其凸形底面区域里接触。因此，从螺旋腔5、6的凸形底面开始，首先连接的是环形凸台且随后是与该环形凸台垂直设置的圆柱形内壁。圆柱形内壁以过渡半径过渡到该螺旋腔5、6的一个缩小部分。此外，在图4中能看到，螺旋腔5、6的外形先呈圆形向下伸展，随后，弯曲符号改变，以便过渡到最窄部分并随后过渡到成喇叭形敞开的出口5a、6a。
从现在起，根据本发明，只通过安装唯一一个喷嘴就能实现射流扩展以及使相互重叠的且带有不同涡旋的喷射锥体相互作用，这对清洗效率产生有利影响。