新型噴嘴的詳細設計

新型噴嘴主體從材料的選擇上以黃銅為主，其主要原因為材質軟容易 加工，特別對小孔徑加工上特別重要，另外鋁才也屬於易切削材質，缺點 在於高溫拋光的環境下，鋁材質的熔點660～655℃，黃銅材質熔點在 898.89

～1037.78℃之間，黃銅所能承受的溫度比鋁還高，故使用黃銅為噴嘴主體

水冷銅管

不鏽鋼水冷蓋

圖 3-1 水冷銅管

出水 進水

圖 3-2 噴嘴水冷進出

圖3-3 水冷進入與離開噴嘴本體的交接處

兩面間連通道

圖3-4 噴嘴本體水冷連通道

在圖 3-5 中看到噴嘴水冷區域部分铣的比較深的槽，這個部分比較貼近噴 嘴前端的氣流道，而燃燒時所吸收的熱由於此水槽兩端比較靠近熱源因此 可以很快的將熱帶離噴嘴，為了有效的使噴嘴冷卻，噴嘴水冷的部分铣深 度 2 ㎜的水冷槽，主要是增加冷卻水的接觸面積，可以更有效的將熱帶離，

而水從進水管到噴嘴一面流過之後，在經由水冷管連通道將水引至另外一 面之後在離開噴嘴本體。

後端

前端

圖 3-5 噴嘴本體水冷流道

在噴嘴水冷曹的部分需要將他封上，才可以讓水在噴嘴內部發揮功 用，所以從圖3-6 在水槽外面加上兩片不鏽鋼片，在鋼片周圍以銀焊將其 封死，會用不鏽鋼為材質主要是因為他本身拋光後可以反輻射熱，且為熱 的不良導體，可以阻止熱往噴嘴本體傳遞，但在噴嘴前端的銀焊並不容易，

主要是因為它的受銲面積小容易焊接不完全，所以若焊接不完全則會有水 滲出，若水滴在拋光的玻璃上必定會造成爆裂，因此這水冷部分中較困難 的部分。

出水 進水

水冷槽

圖3-6 噴嘴水冷循環示意圖

水冷循環通道

為防噴嘴過熱，噴嘴面向火燄的部分銑深度 2 (mm)的水冷槽，增加冷 卻水的接觸面積，可以更有效的將熱帶離噴嘴，圖3-6 為噴嘴水冷循環示 意圖。

而水冷蓋的部分選用不鏽鋼為材質，不鏽鋼對熱不易傳導，其熱傳導 值約為 16 W /（m‧℃）相較於其他金屬還不易傳熱，普通碳鋼的導熱係數 為 45 W/(m·℃)，不鏽鋼吸收的微量熱則不容易把熱傳給噴嘴本體，另外不 鏽鋼金屬表面拋光後光亮如鏡可對熱輻射的吸收降低許多，表面拋光加工 過的不鏽鋼黑體輻射值約 0.074，如此低的黑體輻射值可降低吸收在玻璃拋 光時所產生輻射熱。

不鏽鋼水冷蓋

圖 3-7 噴嘴不鏽鋼水冷蓋等角視圖

噴嘴另一個設計的重點在於氣體的均勻分佈，當氣體在噴嘴內部腔室 均勻的分佈時，混合氣體在離開噴嘴燃燒時的火焰溫度分佈將會均一，所 以在新型噴嘴的設計上我們多增加了類似檔板快速接頭（如圖 3-7），來讓 氣體進入的前半段時，因為遇到檔版而分流，由於此接頭的設計為對稱，

所以氣體在分左右的機率是均等的，不會有特別一邊的量比較多，氣體遇 到檔板時一部份往左右方向分流，另一部份則會繞過檔板繼續前進，理論 上整個腔室內的混合氣是均勻的，從圖3-8 可以看出混合氣體流動的示意；

快速接頭與噴嘴本體則是以銅焊焊密，另外一方面由於66 個 0.5 (mm)的出 氣孔太小，他對氣體是以種阻擋，因此也有整流的功能，利用這些概念達 到新型噴嘴的需求。

圖 3-8 混合燃料均勻分佈裝置

圖 3-9 噴嘴內部氣體流動方向

噴嘴內部腔室 混合氣體