[发明专利]一种同心涡流管式声空化反应器

权利要求书

1.一种同心涡流管，其特征在于，包括同心设置的外管(32)和内管(31)，内管(31)置于外管(32)内部，且内管(31)出水端距离外管(32)出水端的水平距离为40～60mm，内管(31)与外管(32)之间的间距是8～12mm；所述内管(31)或/和外管(32)的出水端口为多齿状结构，使流体经过内管(31)出口后在外管(32)内形成小齿状涡流，再经外管(32)出口引流再次形成较大涡流，实现涡流迭代；所述的多齿状结构为矩形齿状、锯齿状、半椭圆齿状或者抛物线形齿状。

2.根据权利要求1所述的同心涡流管，其特征在于，所述内管(31)或/和外管(32)的出水出水端口为锯齿状，在管体的展开图中，以水流方向为y轴，管体的周向延伸方向为x轴，锯齿状出水端口的线性曲线为：

y＝±k(x-na)

其中：k为斜率，取值为0.577～1.732；a为齿间距，取值为20～25mm；n为锯齿的个数；当x＝(n-1)*a+a/2时，y的取值为5.77～17.32mm。

3.根据权利要求1所述的同心涡流管，其特征在于，所述内管(31)或/和外管(32)的出水端口为半椭圆齿状，在管体的展开图中，以水流方向为y轴，管体的周向延伸方向为x轴，半椭圆齿的线性曲线为：

其中：b为半椭圆的长半轴，即半椭圆齿的齿高，b＝10～20mm，a为半椭圆的短半轴，即半椭圆齿的齿根部半宽度，a＝5～10mm。

4.根据权利要求1所述的同心涡流管，其特征在于，所述内管(31)或/和外管(32)的出水端口为抛物线形齿状，在管体的展开图中，以水流方向为y轴，管体的周向延伸方向为x轴，抛物线形齿的线性曲线为：

y＝±m(x-na)²

其中，m为常数，m＝0.5；a为两个抛物线形齿的顶点之间的距离，a＝11～12.6mm；n为抛物线形齿的个数；当x＝(n-1)*a+a/2时，y的取值为15～20mm。

5.一种同心涡流管式声空化反应器，包括反应器(1)，其特征在于，在反应器(1)的底部开设有进水口、上部侧壁开设有出水口，在进水口上安装有同心涡流管(3)，同心涡流管(3)的出水方向与反应器(1)的轴线平行，在反应器(1)的侧壁自上而下分布多个超声换能器(2)，超声换能器(2)产生的声场与同心涡流管(3)产生的水力涡流场联合形成混沌流场；

所述同心涡流管(3)包括同心设置的外管(32)和内管(31)，内管(31)置于外管(32)内部，且内管(31)出水端距离外管(32)出水端的水平距离为40～60mm，内管(31)与外管(32)之间的间距是8～12mm；所述内管(31)或/和外管(32)的出水端口为多齿状结构，使流体经过内管(31)出口后在外管(32)内形成小齿状涡流，再经外管(32)出口引流再次形成较大涡流，实现涡流迭代；所述的多齿状结构为矩形齿状、锯齿状、半椭圆齿状或者抛物线形齿状。

6.根据权利要求5所述的同心涡流管式声空化反应器，其特征在于，所述同心涡流管(3)是多个，均匀分布在反应器1的底部。

7.根据权利要求6所述的同心涡流管式声空化反应器，其特征在于，一个同心涡流管(3)与相邻一个同心涡流管(3)之间的间距不小于25mm。

8.根据权利要求5所述的同心涡流管式声空化反应器，其特征在于，所述超声换能器(2)在反应器(1)的侧壁上沿着周向均匀分布。

9.根据权利要求8所述的同心涡流管式声空化反应器，其特征在于，上下相邻超声换能器(2)之间的间距至少为50mm。