Завихритель газового потока

 

Изобретение относится к пневматическим распыливающим устройствам и может быть использовано для обеспечения качественного распыливания жидкого топлива, а также для создания рециркуляционных потоков дымовых газов в топках котельных установок при сжигании любого вида топлива. Сущность изобретения: в устройстве, состоящем из полого цилиндрического корпуса с входным и отводящим патрубками, установленного по оси корпуса шнека с полыми лопастями и центральным перфорированным каналом с отверстиями между лопастями, выполнен дополнительный завихряющий элемент в виде выступа на лобовой стенке лопастей со сквозными направляющими каналами в полость шнека. Отверстия-перфорации центрального канала и направляющие каналы выполнены с резьбой, а попадание части газового потока в полые лопасти осуществляется за счет заходного среза на первой по ходу газового потока лопасти. Техническим результатом изобретения является быстрое и качественное диспергирование и распыление жидкого топлива, подаваемого в камеру сгорания, либо рециркуляция дымовых газов и лучшее прогорание, а следовательно, более высокий коэффициент полезного действия при получении тепловой энергии. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к пневматическим распыливающим устройствам и может быть использовано для обеспечения качественного распыливания жидкого топлива и распределения его по объему камеры сгорания, например, в двигателях внутреннего сгорания, а также для создания рециркуляционных потоков дымовых газов в топках котельных при сжигании любого вида топлива (газообразного, жидкого, твердого).

Известна форсунка для распыливания жидкости (1), состоящая из цилиндроконического корпуса с каналом подачи газа и установленной в нем с кольцевым зазором трубки для подачи жидкости с винтовыми направляющими на внешней поверхности и боковым отверстием тангенциальным и однонаправленным с винтовыми направляющими. Форсунка позволяет получить закрученные в одну сторону газовый и газожидкостный потоки, которые, взаимодействуя на выходе, обеспечивают дополнительное диспергирование частиц жидкости и их распыление.

Применение упомянутой форсунки ограничено использованием только жидкого и, может быть, газового топлива для создания факельного горения, кроме того, создает неудобства при компоновке систем топлива и воздухоподачи.

Наиболее близкой по механической сущности к заявляемому изобретению является устройство для очистки газа и сушки вещества в газовом потоке (2), содержащее цилиндрический корпус с входным и отводящим патрубками, установленный по оси корпуса шнековый завихритель с полыми лопастями и центральным каналом, при этом канал выполнен перфорированным с отверстиями, выходящими в полость корпуса между лопастями, а пустотелые лопасти подключены к устройству подачи теплоносителя.

Устройство основано на завихрении газового потока, однако предназначено для создания принципиально иного процесса, подразумевая создание потоков нескольких различных сред, не допуская их смешивания, и используется только в сочетании с дополнительными устройствами для, например, создания вакуума в центральном канале.

Задачей изобретения являлось создание компактного устройства для завихрения газового потока с целью повышения эффективности горения в камерах сгорания и топках при любом виде топлива.

Указанная задача решается устройством, содержащим полый цилиндрический корпус с входным и отводящим патрубками, установленный по оси корпуса завихряющий элемент в виде шнека с полыми лопастями, образованными лобовой и тыльной винтовыми стенками и центральным перфорированным каналом. Отверстия перфорации выполнены между лопастями шнека. Новым в устройстве является выполнение на стенке каждой лопасти дополнительного завихряющего элемента в виде выступа с направляющими цилиндрическими каналами. Направляющие каналы могут выполняться с резьбой, направление витков которой совпадает с направлением витков шнека. В этом случае толщина выступа должна соответствовать как минимум 2-3 виткам резьбы. Для обеспечения доступа чистящего инструмента при разборке устройства направляющие каналы целесообразно выполнять на лобовых стенках полых лопастей. Для обеспечения попадания части газа в полые лопасти первая по ходу газового потока лопасть выполнена с заходным срезом.

Устройство поясняется чертежом, где на показан продольный разрез завихрителя газового потока.

Завихритель газового потока содержит полый цилиндрический корпус 1 с входным 2 и отводящим 3 патрубками, установленный по оси корпуса завихряющий элемент в виде шнека 4 с полыми лопастями 5, образованными лобовой 6 и тыльной 7 винтовыми стенками и центральным перфорированным каналом 8 с отверстиями-перфорациями 9, расположенными между лопастями 5. На лобовой стенке 6 выполнены завихряющий элемент в виде выступа 10 с направляющими каналами 11. В отверстиях-перфорациях 9 центрального канала и направляющих каналах 11 нарезана резьба. Направление витков резьбы совпадает (однонаправленна) с направлением витков шнека 4. Первая по ходу газового потока лопасть 5 выполнена с заходным срезом 12.

Завихритель газового потока работает следующим образом.

Во входной патрубок 2 под определенным давлением подается газ (воздух), часть которого попадает в рабочее пространство цилиндрического корпуса 1 и закручивается лопастями 5 шнека 4. Другая часть газа попадает через заходный срез 12 первой по ходу газового потока лопасти 5 в полость, образованную винтовыми стенками 6 и 7, а затем через направляющие каналы 11 в выступе 10 в пространство цилиндра 1, завихряясь и сталкиваясь с основным потоком. Третья часть газа проходит через центральный канал и резьбовые отверстия перфорации 9 между лопастями 5, также завихряясь и вливаясь в общий газовый поток. Таким образом, в выходной патрубок 3 поступает газ с тремя завихряющими составляющими, обеспечивающий быстрое и качественное диспергирование и распыление жидкого топлива, подаваемого в камеру сгорания, либо рециркуляцию дымовых газов и лучшее прогорание, а следовательно, более высокий коэффициент полезного действия при получении тепловой энергии.

Завихритель газового потока является универсальным устройством. Он может устанавливаться в дизельных двигателях (между воздухоочистителем и всасывающим коллектором) и в бензиновых двигателях (между карбюратором и всасывающим коллектором) без каких-либо существенных переделок, в системах подачи распыляющего воздуха или пара в котельных установках. В последнем случае возможна установка форсунки в торцевой части центрального канала и топливоподающей системы, проходящей через центральный канал.

Источники информации 1. SU 1419736 А1, 30.08.1988.

2. RU 4240 U1, 16.06.1997.

Формула изобретения

1. Завихритель газового потока, содержащий полый цилиндрический корпус с входным и отводящим патрубками, установленный по оси корпуса завихряющий элемент в виде шнека с полыми лопастями, образованными лобовой и тыльной винтовыми стенками и центральным перфорированным каналом с отверстиями-перфорациями, соединяющими центральный канал с полостью корпуса, отличающийся тем, что он снабжен дополнительным завихряющим элементом в виде выступа по меньшей мере на лобовой винтовой стенке шнека с направляющими цилиндрическими каналами из полости лопастей в полость корпуса, диаметром 1-2 толщины выступа, а первая по ходу газового потока лопасть выполнена с заходным срезом.

2. Завихритель газового потока по п. 1, отличающийся тем, что направляющие каналы выполнены с резьбой.

3. Завихритель газового потока по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что резьба направляющих каналов выполнена однонаправленной с винтовыми стенками шнека.

4. Завихритель газового потока по любому из пп. 1 или 2, отличающийся тем, что отверстия-перфорации центрального канала выполнены с резьбой.

РИСУНКИ

Рисунок 1