Система подготовки жидкого топлива к сжиганию

 

Изобретение относится к энергетике и позволяет интенсифицировать процесс газификации жидкого топлива. Камера испарения (КИ) цилиндрической формы с тангенциальным каналом выполнена из теплоизоляционного материала. В КИ установлена поперечная перегородка (ПП) из теплопроводящего материала. Нагретый теплоноситель (НТ) из канала поступает в КИ, где происходит его закрутка. Испаряемая среда посредством форсунки (Ф) впрыскивается в приосевую область (ПО) КИ. Капли топлива (КТ) после вылета из (Ф) приобретают вращательное движение. Центробежные силы (ЦС) отбрасывают КТ из ПО к периферии КИ. При этом происходят их нагрев и испарение. ПП теплоносителем нагревается неравномерно. У боковой стенки КИ температура ПП наибольшая, в ПО КИ - наименьшая. Переменное нарастающее температурное поле ПП усиливает энергоразделение в среде НТ в зоне испарения. Часть КТ попадает на нагретые поверхности ПП и под действием ЦС растекается по ним в виде пленок, при этом осуществляются их нагрев и интенсивное испарение. Теплоизоляция КИ снижает потери тепла из камеры в атмосферу. Нагрев теплоносителя осуществляется как электронагревательным элементом, так и теплообменником. 2 з.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в различных устройствах по сжиганию топлива.

Наиболее близким техническим решением к заявленному изобретению является система подготовки жидкого топлива к сжиганию, содержащая камеру испарения цилиндрической формы, один тангенциальный канал для подвода нагретого теплоносителя, трубопровод теплоносителя, форсунку-диспергатор с каналом для подачи испаряемой среды и газоотводящий патрубок (Р.Уэйд и др. Камера сгорания с низким уровнем выбросов: Труды Американского общества инженеров-механиков. Энергетические машины и установки. - М.: Мир, 1974, N 1, с. 43-59).

Недостатком известной системы является неудовлетворительная интенсификация газификации жидкого топлива.

Технический результат от использования изобретения заключается в интенсификации процесса газификации жидкого топлива.

Указанный результат достигается тем, что камера испарения снабжена по меньшей мере поперечной перегородкой из теплопроводящего материала с центральным отверстием.

Камера испарения выполнена из теплоизоляционного материала, а трубопровод теплоносителя снабжен электронагревательным элементом и теплообменником, имеющим контур циркуляции продуктов сгорания.

На чертеже изображена схематично система подготовки жидкого топлива к сжиганию.

Система топлива к сжиганию содержит камеру испарения 1 цилиндрической формы, тангенциальный канал 2 для подвода нагретого теплоносителя с трубопроводом 3, газоотводящий патрубок 4, форсунку-диспергатор 5, соосно установленную в камере испарения 1, с каналом 6 для подачи испаряемой среды. Камера испарения 1 выполнена из теплоизоляционного материала, в ней установлена по меньшей мере одна поперечная перегородка 7 из теплопроводящего материала, например, из нержавеющей стали с центральным отверстием. Трубопровод 3 снабжен электронагревательным элементом 8 и теплообменником 9, имеющим контур 10 циркуляции продуктов сгорания.

Система подготовки топлива работает следующим образом.

Теплоноситель, например, воздух под определенным давлением поступает в трубопровод 3, где нагревается первоначально электронагревательным элементом 8, в дальнейшем - посредством теплообменника 9 от тепла продуктов сгорания. Нагретый теплоноситель через тангенциальный канал 2 подается в камеру испарения 1, в которой осуществляется его закрутка. Жидкое топливо, например, бензин, форсункой-диспергатором 5 впрыскивается в приосевую область камеры испарения. Капли топлива после вылета из форсунки-диспергатора 5 быстро теряют свою первоначальную скорость и под действием вихря теплоносителя приобретают вращательное движение. Центробежные силы отбрасывают капли топлива из приосевой области камеры испарения 1 к ее периферии, при этом происходят их нагрев и испарение. Первоначально испаряются низкокипящие фракции, а по мере поступления капель топлива в более нагретые - вновь поступающие слои теплоносителя и остальные фракции. В данном случае на процесс испарения существенное влияние оказывает вынужденное конвективное движение капель топлива относительно нагретого теплоносителя. Поперечная перегородка 7 из теплопроводящего материала, установленная в камере испарения 1, нагревается теплоносителем неравномерно. У боковой стенки камеры температура перегородки 7 наибольшая, в приосевой области камеры - наименьшая. Переменное радиально-нарастающее температурное поле поперечной перегородки 7 усиливает энергоразделение в среде нагретого теплоносителя в зоне испарений. Кроме этого, часть капель топлива, имеющих вращательное движение, соприкасаясь с нагретыми поверхностями перегородки 7, под действием центробежных сил растекается по ним в виде тонких пленок в направлении периферии, т.е. в область более высоких температур. В результате этого происходят нагрев пленок и их интенсивное испарение. Пары топлива совместно с отработанным теплоносителем по патрубку 4 поступают потребителю (не показан). Теплоизоляция камеры 1 значительно сокращает потерю тепла в атмосферу, что также положительно влияет на процесс испарения топлива.

Таким образом, осуществляется интенсификация процесса газификации жидкого топлива в системе подготовки последнего к сжиганию.

Формула изобретения

1. Система подготовки жидкого топлива к сжиганию, содержащая камеру испарения цилиндрической формы, один тангенциальный канал для подвода нагретого теплоносителя, трубопровод теплоносителя, форсунку-диспергатор с каналом для подачи испаряемой среды и газоотводящий патрубок, отличающаяся тем, что камера испарения снабжена по меньшей мере одной поперечной перегородкой из теплопроводящего материала с центральным отверстием.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что камера испарения выполнена из теплоизоляционного материала.

3. Система по п.1, отличающаяся тем, что трубопровод теплоносителя снабжен электронагревательным элементом и теплообменником, имеющим контур циркуляции продуктов сгорания.

РИСУНКИ

Рисунок 1