[发明专利]一种对流式多齿状涡流场声空化反应器

权利要求书

1.一种对流式多齿状涡流场声空化反应器，包括反应器(1)，其特征在于，在反应器(1)的侧壁上自上而下分布多个超声换能器(2)，在反应器(1)的顶部和底部上开设有进水口，在反应器(1)的上侧壁开设有出水口，在顶部和底部的进水口上分别设置有多齿状涡流式进水管(3)，且顶部和底部的多齿状涡流式进水管(3)的出水端相对，多齿状涡流式进水管(3)的进水方向与反应器(1)的中心轴平行且与超声换能器(2)的声波传播方向相互垂直，使超声换能器(2)产生的声场与多齿状涡流式进水管(3)产生的涡流场联合形成混沌流场；

所述多齿状涡流式进水管(3)包括管体，所述管体的出水端包括内外套接的内层管(31)和外层管(32)，沿着水流方向，外层管(32)管口距内层管(31)管口的水平距离为15～25mm，内层管(31)或/和外层管(32)的出水管口为多齿状结构，使经过管体的出水在管口处形成多齿状涡流混沌场；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所述的对流式多齿状涡流场声空化反应器，其特征在于，所述内层管(31)或/和外层管(32)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，锯齿形管口的线性曲线为：

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所述的对流式多齿状涡流场声空化反应器，其特征在于，所述内层管(31)或/和外层管(32)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所述的对流式多齿状涡流场声空化反应器，其特征在于，所述内层管(31)或/和外层管(32)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.根据权利要求1～4任一项所述的对流式多齿状涡流场声空化反应器，其特征在于，所述顶部和底部设置的多齿状涡流式进水管(3)的出水端之间的间距不小于50mm。

6.根据权利要求5所述的对流式多齿状涡流场声空化反应器，其特征在于，所述多齿状涡流式进水管(3)是并列设置在反应器(1)顶部或底部的多个，一个多齿状涡流式进水管(3)与相邻一个多齿状涡流式进水管(3)之间的水平间距不小于25mm。

7.根据权利要求6所述的对流式多齿状涡流场声空化反应器，其特征在于，所述多齿状涡流式进水管(3)的管体是直管或者弯管或者文丘里管或者同心套管。

8.根据权利要求7所述的对流式多齿状涡流场声空化反应器，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所述的对流式多齿状涡流场声空化反应器，其特征在于，上下相邻超声换能器(2)之间的间距不小于50mm。