ATOMIZACIÓN DE FLUIDOS POR COLISIÓN MUTUA DE CORRIENTES DE FLUIDO.

Atomización de fluidos por colisión mutua de corriente de fluido La presente invención se refiere a una atomización de fluidos, y en particular a una atomización de fluidos que se descargan desde una boquilla. Antecedentes de la invención La atomización de fluidos se lleva a cabo, por ejemplo, mezclando un fluido que va a atomizarse con un gas. El uso de un gas para la atomización conduce inevitablemente a la introducción de este gas dentro de la corriente de fluido atomizado, y en muchas realizaciones prácticas una mezcla de este tipo de fluidos es muy poco deseable. En conexión con uno de los aspectos de la presente invención que se refiere a una atomización de urea, la atomización se ha realizado previamente mediante el uso de aire presurizado. En este contexto se ha determinado que la presencia de aire iniciará un crecimiento de cristales que tiende a bloquear los pasos de flujo. Una desventaja adicional es un gran consumo de aire. El documento WO 98/28070 da a conocer un procedimiento y aparato para reducir las emisiones perjudiciales desde un motor de consumo reducido mediante la inyección de urea o una disolución equivalente en el gas de escape. La rápida liberación de energía cuando la disolución se inyecta en el gas de escape da como resultado que la disolución se convierta rápidamente de una forma líquida a una gaseosa. Sumario de la invención Un objeto de la presente invención es la atomización de uno o más fluidos, preferentemente líquidos, que se encuentran en la forma de uno o más corrientes de fluido. El presente objeto se ha cumplido por varios aspectos y realizaciones preferidas de la invención mediante los que uno o más corrientes de fluido fluyen de tal modo que se produce una colisión del/de las corrientes de fluido, colisión que proporciona una atomización del fluido. Mediante atomización se pretende indicar preferentemente que las corrientes de fluido se descomponen en unas unidades más pequeñas, tal como gotitas. Las corrientes de fluido pueden tener, por ejemplo, una sección transversal del orden de 0,1 mm antes de la colisión, y las gotitas resultantes después de la colisión entre las corrientes de fluido pueden tener una sección transversal del orden de 0,01 mm. No obstante, son posibles dentro del alcance de la invención unos valores tanto más pequeños como más grandes de las dimensiones que se describen. Mediante fluido se pretende indicar preferentemente un líquido o un gas. No obstante, pueden usarse realizaciones de acuerdo con la presente invención también para descomponer unas partículas sólidas en unas partículas más pequeñas. Para tales realizaciones, puede entenderse que corriente de fluido incluye el significado un flujo de partículas sólidas que van a descomponerse en unas unidades más pequeñas. La presente invención se refiere en un primer aspecto a un procedimiento para la atomización de uno o más fluidos, comprendiendo el procedimiento la conducción de un(os) fluido(s) presurizado(s) a través de una o más salidas, cada una teniendo una orientación de tal modo que las corrientes de fluido que se descargan a partir de las una o más salidas se golpean a una distancia con respecto a las una o más salidas con el fin de proporcionar una atomización del fluido. Ha de observarse que la presente fraseología también cubre una salida que genera un corriente de fluido que es cónico y cuya sección transversal disminuye en la dirección de aguas abajo de tal modo que las corrientes de fluido que fluyen a través de la salida se golpean. Preferentemente, las una o más de las salidas se conectan a un sistema de flujo que comprende una o más válvulas de cierre. El fluido se deja pasar a través de las una o más salidas de forma intermitente, en una forma pulsatoria, de una forma continua o en una combinación de las mismas. Esto tiene la ventaja de que la cantidad de fluido que se atomiza puede controlarse con facilidad. En una realización preferida, la conducción de fluido de forma intermitente y/o pulsatoria a través de las una o más salidas se prevén abriendo y cerrando las una o más válvulas de cierre. El fluido se hace pasar preferentemente a través de las una o más salidas de una forma sincronizada debido a que esto puede garantizar una colisión y, de ese modo, la atomización. Preferentemente, las corrientes de fluido que se golpean entre sí tienen sustancialmente la misma energía cinética debido a que esto puede garantizar una pulverización de fluido atomizado que no está desequilibrada. Adicionalmente o en combinación con lo anterior, preferentemente las corrientes de fluido que se golpean entre sí tienen sustancialmente los mismos gasto másico y velocidad másica. En realizaciones preferidas de la invención, al menos dos corrientes de fluido que salen de las una o más salidas fluyen en un plano. Esto puede proporcionar una atomización efectiva debido a que las corrientes de fluido pueden golpearse entre sí en el centro. 2 E06722950 22-11-2011   El procedimiento de acuerdo con la presente invención puede comprender preferentemente una conducción de fluido presurizado de forma selectiva a través de alguna o de todas las salidas de una pluralidad de salidas, tal como cuatro, cinco, seis, siete, ocho, nueve, diez o más salidas, de una forma tal que la cantidad de fluido que se atomiza se hace variar conduciendo un fluido a través de alguna o de todas de las salidas. De ese modo puede controlarse el control de la cantidad de fluido que se atomiza. Las una o más salidas se disponen preferentemente de tal modo que se prevén al menos dos pulverizaciones atomizadas. Los al menos dos pulverizaciones se proporcionan preferentemente mediante la orientación de las salidas de tal modo que se desplazan en unas direcciones que están o bien en paralelo o bien de forma transversal. En una realización preferida particular de la invención, la atomización se lleva a cabo en un sistema de escape de un motor de combustión, que es preferentemente un motor de combustión diésel o una turbina de gas y en este caso el fluido que va a atomizarse es preferentemente urea. La atomización de urea da como resultado un mezclado mejor de la urea con el gas de escape que cuando la urea se suministra en otras formas, tal como en un flujo o como unas gotitas más grandes. La atomización significa que la reacción química entre la urea y los gases de NOx puede mejorarse, y la descarga de los gases de NOx al entorno puede, de ese modo, minimizarse. El primer aspecto de la invención se lleva a cabo de forma ventajosa mediante una o más boquillas de acuerdo con el segundo aspecto de la invención. La presente invención se refiere en un segundo aspecto a una boquilla para la atomización de uno o más corrientes de fluido, comprendiendo dicha boquilla una entrada y una o más salidas, disponiéndose dichas una o más salidas de tal modo que el/los flujo(s) de fluido que se descarga(n) a partir de las una o más salidas se golpean. Ha de observarse que también la presente fraseología cubre una salida que genera un corriente de fluido que es cónico y cuya sección transversal disminuye en la dirección de aguas abajo de tal modo que las corrientes de fluido que fluyen a través de las salidas se golpean. Las corrientes de fluido pueden suministrarse a partir de una o más líneas de fluido, y uno o más de los fluidos pueden estar presurizados. Puede ser un fin adicional de la colisión entre las corrientes de fluido que éstos se mezclen durante o después de la atomización. De acuerdo con realizaciones preferidas, la boquilla puede comprender al menos dos salidas que se disponen de tal modo que las corrientes de fluido que se descargan a partir de una de las salidas chocan con unos corrientes de fluido que se descargan a partir de otra de las salidas. Alternativamente, la boquilla puede comprender al menos tres, tal como al menos cuatro, tal como al menos cinco salidas, tal como al menos seis salidas. Todas las salidas se conectan preferentemente a la entrada mediante unos canales de flujo intermedios que dividen y que conducen el fluido que se introduce en la boquilla hacia la salida. Preferentemente, los canales de flujo intermedios conducen y dividen el fluido hacia las salidas de una manera sustancialmente uniforme. Las secciones transversales de los canales de flujo pueden tener cualquier forma, tal como circular o cuadrada. Además, la sección transversal puede ser la misma a lo largo de la totalidad del trayecto de flujo, o ésta puede variar en forma y/o en tamaño. La sección transversal de los canales de flujo puede estar diseñada para establecer un aumento de la presión en el fluido que tiene un área en sección transversal de canal de flujo total más grande en la entrada de la boquilla que en el extremo de salida. Las salidas se disponen preferentemente de tal modo que las corrientes de fluido... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento para la atomización de uno o más fluidos, comprendiendo el procedimiento la conducción de un(os) fluido(s) presurizado(s) a través de una o más salidas (6) de una boquilla, teniendo cada salida una orientación de tal modo que el/las corriente(s) de fluido que se descarga(n) de las una o más salidas (6) de la misma boquilla se choca(n) contra sí mismo(s) o unos contra otros a una distancia con respecto a las una o más salidas (6) con el fin de proporcionar una atomización del fluido, en el que la atomización se lleva a cabo en un sistema de escape de un motor (11) de combustión o de una turbina de gas, que es preferentemente un motor (11) de combustión diésel. 2. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la boquilla (1) comprende al menos dos salidas (6) que se disponen de tal modo que las corrientes de fluido que se descargan de una de las salidas (6) se golpean contra unos corrientes de fluido que se descargan a partir de otra de las salidas (6). 3. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en el que una o más de las salidas (6) se conectan a un sistema de flujo que comprende una o más válvulas de cierre. 4. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el fluido se conduce a través de las una o más salidas (6) de forma intermitente. 5. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el fluido se conduce a través de las una o más salidas (6) en una forma pulsatoria. 6. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el fluido se conduce a través de las una o más salidas (6) de una forma continua. 7. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el fluido se conduce hacia las una o más salidas (6) en una combinación de alimentación de forma intermitente, alimentación pulsatoria y/o alimentación de forma continua del fluido hacia las salidas (6). 8. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 4, 5 o 7, cuando dependen de la reivindicación 3, en el que la conducción de fluido de forma intermitente y/o pulsatoria a través de las una o más salidas (6) se prevé abriendo y cerrando las una o más válvulas de cierre. 9. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el fluido se conduce a través de las una o más salidas (6) de una forma sincronizada. 10. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 2 o cualquiera de las reivindicaciones 3 a 9 cuando dependen de la reivindicación 2, en el que las corrientes de fluido que se chocan unos contra otros tienen sustancialmente la misma energía cinética. 11. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 2 o cualquiera de las reivindicaciones 3 a 10 cuando dependen de la reivindicación 2, en el que las corrientes de fluido que se golpean unos contra otros tienen sustancialmente los mismos gasto másico y velocidad másica. 12. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 2 o cualquiera de las reivindicaciones 3 a 11 cuando dependen de la reivindicación 2, en el que los al menos dos corrientes de fluido que salen de las dos o más salidas (6) fluyen en un plano. 13. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende la conducción de fluido presurizado de forma selectiva a través de alguna o de todas las salidas (6) de una pluralidad de salidas (6), tal como cuatro, cinco, seis, siete, ocho, nueve, diez o más salidas (6), de una forma tal que la cantidad de fluido que se atomiza se hace variar conduciendo un fluido a través de alguna o de todas de las salidas (6). 14. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que las dos o más salidas (6) se disponen de tal modo que se prevén al menos dos pulverizaciones atomizadas. 15. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 14, en el que los al menos dos pulverizaciones se prevén mediante la orientación de las salidas (6) de tal modo que se desplazan en unas direcciones que están o bien en paralelo o bien de forma transversal. 16. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el fluido es urea o un fluido que puede reaccionar de una forma similar a como lo hace la urea con NOx para proporcionar una reducción catalítica selectiva. 17. Un sistema para mezclar urea líquida o fluido que puede reaccionar de una forma similar a como lo hace la urea con NOx para proporcionar una reducción catalítica selectiva con los gases de escape de un motor (11) de combustión o de una turbina de gas, en el que la urea o el fluido que puede reaccionar de una forma similar a como lo hace la urea con NOx para proporcionar una reducción catalítica selectiva se añade y se atomiza dentro de los 9 E06722950 22-11-2011   gases de escape mediante el uso de una o más boquilla(s) que comprende(n) una entrada (5) y una o más salidas (6), disponiéndose dichas una o más salidas (6) en un sistema de escape del motor (11) de combustión o en una turbina de gas de tal modo que el/las corriente(s) de fluido que se descarga(n) de las una o más salidas (6) de la misma boquilla se choca(n) contra sí mismo(s) o unos contra otros a una distancia con respecto a las una o más salidas (6). 18. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 17, en el que una boquilla (1) comprende al menos dos salidas (6) que se disponen de tal modo que las corrientes de fluido que se descargan de una de las salidas (6) se chocan contra unas corrientes de fluido que se descargan a partir de otra de las salidas (6). 19. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 18, en el que una boquilla (1) comprende al menos tres, tal como al menos cuatro, tal como al menos cinco, tal como al menos seis salidas (6). 20. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 18 o 19, en el que todas las salidas (6) de una boquilla se conectan a la entrada (5) mediante unos canales de flujo intermedios (3) que dividen y que conducen el fluido que se introduce en la boquilla (1) hacia la salida (6), preferentemente de una manera sustancialmente uniforme. 21. Un sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 17 a 20, en el que las salidas (6) se disponen de tal modo que las corrientes de fluido que se descargan a partir de al menos dos salidas (6) se chocan entre sí formando un ángulo () de entre 30 y 100°. 22. Un sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 17 a 21, en el que una o más de las salidas (6) se definen mediante la terminación de un diámetro interior que define un canal (4) de flujo de salida que se encuentra en comunicación de fluidos con el canal (2) de entrada. 23. Un sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 17 a 22, en el que el área en sección transversal de las corrientes de fluido que se descargan de las salidas (6) se encuentra en el intervalo de 0,005 a 0,05 mm 2 , tal como en el intervalo de 0,01 a 0,03 mm 2 , preferentemente de 0,02 mm 2 . 24. Un sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 17 a 23, en el que una boquilla comprende al menos cuatro salidas (6) en el que dos de las salidas (6) se disponen de tal modo que las corrientes de fluido que se descargan de las mismas se chocan formando un primer ángulo y en el que las otras dos salidas (6) se disponen de tal modo que las corrientes de fluido que se descargan de las mismas se chocan formando un segundo ángulo, siendo el primer y el segundo ángulos diferentes el uno con respecto al otro. 25. Un sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 17 a 24, en el que la(s) una o más salidas (6) comprende(n) una ranura (8) que se dispone de tal modo que las corrientes de fluido que salen de la boquilla (1) se expulsarán en una corriente de fluido que tiene una forma cónica que se ahusa en la dirección según la corriente. 26. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 25, en el que la ranura (8) se prevé mediante un diámetro (9) interior cónico y un elemento (10) cónico que se dispone en el interior del diámetro (9) interior cónico, en el que dicho elemento (10) cónico puede preferentemente desplazarse en la dirección longitudinal con el fin de cambiar el área en sección transversal de la ranura (8). 27. Un sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 17 a 26, en el que una boquilla (1) comprende además unos medios de filtrado y/o de calentamiento. 28. Un sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 17 a 27, en el que una boquilla comprende además una o más válvulas que se disponen para controlar el flujo a través de la boquilla, tal como para cerrar la boquilla y/o para proporcionar un flujo pulsatorio y/o de forma intermitente de fluido a través de la boquilla. 29. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 28, en el que las una o más válvulas se disponen para controlar el flujo a través de una o más salidas (6) independientemente del flujo a través de otras una o más salidas (6). 30. Un sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 17 a 29, en el que al menos una zona de una boquilla (1) que incluye las una o más salidas (6) se fabrica de un material flexible tal como silicona. 31. Un sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 17 a 30, en el que una boquilla (1) se dispone en el centro de un tubo (14) de un sistema de escape de un motor (11) de combustión. 32. Un sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 17 a 31, en el que una pluralidad de boquillas (1) se distribuyen de forma circunferencial a lo largo de la pared de un tubo (14) de un sistema de escape de un motor de combustión. 33. Un sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 17 a 32, en el que la(s) una o más boquilla(s) (1) se dispone(n) con el fin de suministrar un fluido atomizado en la dirección de la corriente de los gases de escape o en otra dirección que no se encuentra en paralelo a la dirección según la corriente como, por ejemplo, siendo perpendicular a la dirección según la corriente. E06722950 22-11-2011   11 E06722950 22-11-2011   12 E06722950 22-11-2011   13 E06722950 22-11-2011   14 E06722950 22-11-2011   E06722950 22-11-2011   16 E06722950 22-11-2011   17 E06722950 22-11-2011   18 E06722950 22-11-2011   19 E06722950 22-11-2011