Форсунка аэродинамическая
Авторы патента:
Использование: в области энергетики для распыливания жидкого топлива. Сущность: входная торцовая стенка смесительной камеры выполнена с тороидальной внутренней поверхностью, сопловые отверстия выполнены с суммарной площадью проходных сечений, превышающей суммарную площадь проходных сечений газового и жидкостного сопел. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к устройствам для распыливания жидкого топлива и может быть использовано при его сжигании в топках теплотехнических установок, а также для распыливания жидкостей в химической и пищевой промышленности.
Известна пневматическая форсунка камеры сгорания, содержащая корпус с диффузионным соплом, патрубки для подачи топлива и распылителя, выходной насадок с сопловыми отверстиями, с размещенным в нем дефлектором, причем суммарная площадь проходных сечений отверстий дефлектора, установленного перед сопловыми отверстиями, превышает в 1,5-2,2 раза суммарную площадь проходных сечений сопловых отверстий [1] Недостаток этой форсунки в том, что суммарная площадь проходных отверстий дефлектора больше суммарной площади проходных сечений отверстий сопел, что снижает качество распыла. Известна также форсунка, содержащая корпус с центральным жидкостным соплом и газовыми наклонно расположенными соплами и соосно расположенную смесительную камеру с сопловыми отверстиями [2] Недостаток данного технического решения в том, что смесительная камера по ходу движения топливной смеси выполнена в начале в виде двух коротких резко расширяющихся цилиндров, сопряженных с сужающимся конусом, выход из которого последовательно соединен с цилиндром и сужающимся конусом, в боковой стенке которого сделаны сопловые отверстия. Такая конструкция смесительной камеры не обеспечивает тонкого распыла топлива, что снижает полноту его сгорания и повышает количество выбросов в атмосферу вредных газов. Известна также эмульсионная форсунка, содержащая полый корпус, сообщающийся с источником вторичного воздуха, формирующего факел, и с размещенными в нем: завихрителем, выходным насадком и смесительной камерой, соединенной с источником сжатого воздуха и топлива, причем входной торец смесительной камеры выполнен в виде полусферы, а выходной с тангенциально размещенными в нем соплами, в виде тороидального участка, сопряженного с конусным отражателем. При этом вершина отражателя расположена выше экваториальной плоскости тора и размещена в сопле, подводящем сжатый воздух [3] Недостатком данного технического решения является то, что распыл топлива осуществляется вначале воздухом высокого, а затем низкого давления, при этом в смесительной камере не предусмотрено тонкодисперсного распыла топлива, причем входной участок смесительной камеры оказывает высокое сопротивление движению топливной смеси, а выходной торец технологически сложно изготовить. Целью изобретения является устранение указанных недостатков, а также снижение содержания экологически вредных примесей в продуктах сгорания за счет повышения качества распыла и полноты сгорания топлива. Цель достигается тем, что последовательно с корпусом форсунки соосно скреплена смесительная камера, входная торцовая стенка которой выполнена с тороидальной внутренней поверхностью, а у выходной внутренняя тороидальная поверхность с образованием отражателя получена вращением окружности вокруг ее хорды, совмещенной с осью смесительной камеры, при этом сопловые отверстия выполнены с суммарной площадью проходных сечений, превышающей суммарную площадь проходных сечений газового и жидкостного сопел. Кроме того, внутренняя боковая поверхность смесительной камеры может быть выполнена сферической. На фиг.1 изображена схема форсунки аэродинамической, разрез; на фиг.2 - схема внутренней боковой сферической поверхности смесительной камеры. Форсунка аэродинамическая содержит полый корпус 1, в торце корпуса выполнено газовое сопло 2, в котором размещено топливное сопло 3, смонтированное во фланце 4, вместе с топливной питательной трубой 5 и шайбой 6. Наружная поверхность торца корпуса 7, являющаяся входной стенкой смесительной камеры, выполнена тороидальной. Через отверстие в боковой стенке полость корпуса соединена газовой питательной трубой 8 с источником сжатого воздуха или пара. Со стороны газового и жидкостного сопел с корпусом скреплена смесительная камера 9, во вставном дне которой выполнены выходные сопла 10. Внутренний выходной торец смесительной камеры вместе с отражателем 11 образован единой тороидальной поверхностью 12, образованной вращением окружности 13 вокруг ее хорды 14, совмещенной с осью смесительной камеры. Внутренние боковые стенки смесительной камеры могут иметь цилиндрическую или сферическую поверхность (фиг.2). Места всех соединений выполняются плотными. Форсунка работает следующим образом. Сжатый воздух через питательную трубу 8 поступает в полость корпуса 1, затем через сопло 2 в смесительную камеру 9, из которой через сопла 10 направляется в топочное пространство. После подачи воздуха в форсунку подают топливо. Большая площадь поперечного сечения выходных сопел по сравнению с входными вызывает резкое расширение воздуха в смесительной камере, при этом воздух теряет часть кинетической энергии, которая расходуется на образование мощных тороидальных турбулентных потоков, на соударение частиц топлива между собой и со стенками смесительной камеры, что ведет к тонкодисперсному измельчению и равномерному распределению топлива по всему объему смесительной камеры. В результате из выходных сопел 10 вытекает мелкодисперсная равномерно распределенная по объему воздухотопливная смесь. При выходе в атмосферу топливо дополнительно дробится за счет резкого расширения воздуха. Регулируют факел таким образом, чтобы обеспечить рациональное количество избытка воздуха и отсутствие продуктов неполного сгорания на выходе из топки. Управление режимом работы форсунки производят изменением подачи в нее воздуха и топлива. Понижение сопротивления движению смеси в смесительной камере форсунки за счет изготовления плавных тороидальных переходов от одной поверхности к другой повышает качество распыла топлива при меньшем расходе распылителя (воздух или пар), обеспечивая тем самым более полное сгорание и минимальное содержание экологически вредных веществ, отходящих в атмосферу с продуктами сгорания.Формула изобретения
1. Аэродинамическая форсунка, содержащая корпус с газовым и жидкостными соплами, соосную с корпусом смесительную камеру с торцевыми стенками, во входной из которых размещены указанные сопла, а выходная с внутренней стороны имеет конусный отражатель и тороидальный участок с сопловыми отверстиями, отличающаяся тем, что входная торцевая стенка выполнена с тороидальной внутренней поверхностью, а у выходной внутренняя тороидальная поверхность с образованием отражателя получена вращением окружности вокруг ее хорды, совмещенной с осью смесительной камеры, при этом сопловые отверстия выполнены с суммарной площадью проходных сечений, превышающей суммарную площадь проходных сечений газового и жидкостного сопл. 2. Форсунка по п.1, отличающаяся тем, что смесительная камера выполнена со сферической боковой внутренней поверхностью.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2
Похожие патенты:
Пневмомеханическая форсунка // 2062948
Изобретение относится к устройствам для распыливания жидкого топлива и может быть использовано при его сжигании в топках теплотехнических установок, а также в химической и пищевой промышленности
Форсунка // 2053444
Воздушно-паровая форсунка // 2053443
Изобретение относится к топочному оборудованию и может применяться для нагрева и сушки инертных материалов в дорожном строительстве и других производствах
Форсунка // 2044958
Изобретение относится к устройствам для сжигания жидких топлив и может быть использовано в различных отраслях промышленности, где используются топливосжигающие устройства
Форсунка для распыливания вязких жидкостей // 2039910
Изобретение относится к технике распыливания жидкостей, преимущественно вязких и содержащих абразивные включения, и может быть использовано в химической промышленности, производстве стройматериалов, а также в различных топливосжигающих агрегатах
Изобретение относится к энергетическому машиностроению, в частности к конструкциям мазутных и газомазутных горелок систем сжигания жидкого топлива, и может быть использовано в различных областях техники
Топливная форсунка газотурбинного двигателя // 2009397
Изобретение относится к авиационному моторостроению, в частности к газотурбинным двигателям и может быть использовано в изделиях, работающих в широком диапазоне изменения температуры окружающего воздуха с запыленностью
Форсунка // 2005955
Изобретение относится к устройствам для распыливания жидкостей, в частности к устройствам для распыливания жидкого углеродного сырья при производстве сажи, а также может найти применение в теплоэнергетике и в металлургической промышленности
Пневматическая форсунка // 1820151
Турбулизационная горелка "струг-тг" // 2101613
Изобретение относится к теплотехнике, в частности к горелочной технике, и может быть использовано в качестве форсунки для сжигания жидких топлив и горелки для сжигания газовых топлив в топках водогрейных и паровых котлов, промышленных печей различного назначения, применяемых в коммунальном хозяйстве, теплоэнергетической и других отраслях промышленности и сельского хозяйства
Центробежная форсунка // 2130564
Изобретение относится к форсункам, использующимся для распыления жидкого, преимущественно водоугольного топлива
Соосно-струйная форсунка // 2161719
Изобретение относится к устройствам для перемешивания и распыливания компонентов топлива
Соосно-струйная форсунка // 2171427
Изобретение относится к области ракетной техники и может быть использовано при создании регулируемых ракетных двигателей
Вихревая форсунка // 2187753
Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам подачи и распыления топлива в камеру сгорания, и может быть использовано в форсунках плавильных печей
Изобретение относится к химической отрасли промышленности и энергомашиностроению и может быть использовано в установках для получения смеси различных веществ, находящихся в газообразных и жидком состояниях, а также в различных камерах сгорания и газогенераторах, работающих на жидком и газообразных компонентах топлива
Паровая форсунка // 2193141
Паромеханическая форсунка "тагпол" // 2202734
Изобретение относится к технике распыливания жидкости и может быть использовано в энергетической, металлургической, химической и других отраслях промышленности
Изобретение относится к двигателестроению, а именно к роторным двигателям со сгоранием топлива в установке и устройствам подготовки топлива