Двухкомпонентная форсунка

 

Изобретение относится к технике распыливания жидкости и может быть использовано в горелках, работающих на вязких топливах типа мазута и предназначенных для проведения кровельных работ, а также для подогрева битума в битумовозах и автогудронаторах. Технический результат заключается в повышении качества и эффективности распыливания жидкого топлива газообразным распылителем. Двухкомпонентная форсунка содержит корпус для подвода распыливающего компонента, внутри которого соосно с ним размещена форсунка жидкого компонента, например центробежная, с выходным каналом и газовый завихритель или центробежная форсунка с днищем. При этом в днище выполнено выходное отверстие, соосное с выходным каналом жидкостной форсунки, образующей с газовым завихрителем или центробежной форсункой два кольцевых концентрических коллектора. В днище газового завихрителя или газовой форсунки вокруг выходного отверстия выполнены осевые сквозные каналы. 3 з. п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к технике распыливания жидкости и может быть использовано в горелках, работающих на вязких топливах типа мазута, и предназначенных для проведения кровельных работ, а также для подогрева битума в битумовозах и автогудронаторах.

Известна двухкомпонентная форсунка, содержащая корпус для подвода газообразного распыливающего компонента, внутри которого соосно с ним размещена форсунка жидкого компонента, например центробежная, причем между корпусом и форсункой размещен газовый завихритель или центробежная газовая форсунка с днищем, в котором выполнено выходное отверстие, соосное выходному каналу жидкостной форсунки, образующей два кольцевых концентрических коллектора (см. SU № 937885 А, 7 F 23 D 11/10, 25.06.1982), по совокупности существенных признаков принятая за ближайший аналог (прототип).

Недостаток известной двухкомпонентной форсунки при использовании ее в горелках для проведения кровельных работ или в горелках битумовозов или автогудронаторов заключается в низкой эффективности эжектирования воздуха для горения в камеру сгорания горелки. Это связано с тангенциальной составляющей скорости распыливающего газа, что приводит к низкой полноте сгорания топлива и к образованию “вялого” факела, мощность и энергетика которого низки. В целом это снижает эффективность эжекции вторичного воздуха в камеру сгорания горелки и эффективность работы упомянутых горелок.

Технический результат заключается в повышении качества и эффективности распыливания жидкого топлива газообразным распылителем.

Это достигается тем, что в двухкомпонентной форсунке, содержащей корпус для подвода распиливающего компонента, внутри которого соосно с ним размещена форсунка жидкого компонента, например центробежная, с выходным каналом и газовый завихритель или центробежная форсунка с днищем, при этом в днище выполнено выходное отверстие, соосное с выходным каналом жидкостной форсунки, образующей с газовым завихрителем или центробежной форсункой два кольцевых концентрических коллектора, согласно изобретению в днище газового завихрителя или газовой форсунки вокруг выходного отверстия выполнены осевые сквозные каналы.

В днище газового завихрителя или центробежной форсунки выполнен второй ряд сквозных осевых каналов.

Площадь сечений входных каналов в газовом завихрителе или центробежной газовой форсунке равна суммарной площади сечений их выходного канала и осевых сквозных каналов в днище.

Осевые каналы в днище газового завихрителя или центробежной газовой форсунки направлены под острым углом к оси форсунки.

На фиг.1 изображен продольный разрез двухкомпонентной форсунки, на фиг.2 - вид по стрелке Б на втулку, а на фиг.3 и 4 - вид по стрелке А соответственно на жидкостную и газовую центробежные форсунки.

Двухкомпонентная форсунка содержит корпус 1 в виде накидной гайки, соединенный патрубком 2 с источником подачи газообразного компонента для распыливания жидкого топлива (на чертеже условно не показан). Внутри корпуса 1 размещена центробежная жидкостная форсунка 3 с кольцевой проточкой 4 и центральным каналом 5, сообщенными между собой тангенциальными каналами 6. Входной торец форсунки 3 закрыт шайбой 7 с осевыми сквозными отверстиями 8, которая прижата к ней втулкой 9, соединенной с источником подачи жидкого топлива (на чертеже условно не показан). Между корпусом 1 и форсункой 3 размещен газовый завихритель 10 с центральным выходным отверстием 11 в днище 12 (закручивание потоков может производиться как камерой закручивания, так и пластиной с тангенциальными пазами или спиралью Архимеда), соосным выходному каналу 13 жидкостной форсунки 3. При этом завихритель 10 с корпусом 1 и форсункой 3 образует соответственно кольцевые коллекторы 14 и 15, сообщающиеся между собой тангенциальными каналами 16. Кроме того, в днище 12 вокруг отверстия 11 выполнены осевые сквозные каналы 17. В днище 12 может быть выполнен второй ряд осевых сквозных каналов (на чертеже условно не показан) вокруг отверстия 11. Оба ряда каналов могут быть выполнены под острым углом к оси форсунки. Площадь сечений входных тангенциальных каналов 16 в завихритель 10 равна суммарной площади сечения выходного кольцевого канала 18, образованного отверстием 11 и выходным патрубком 19 жидкостной форсунки 3, и осевых сквозных каналов 17 в днище 12. Для прохода газового компонента в коллектор 14 на втулке 9 выполнены лыски 20.

Двухкомпонентная форсунка работает следующим образом.

От источников подачи газообразного распыливающего агента и жидкого компонента топлива они поступают к форсунке соответственно по патрубку 2 и втулке 9. Жидкий компонент через сквозные отверстия 8 в шайбе 7 поступают в кольцевую проточку 4 форсунки 3 и по тангенциальным каналам 16 попадает в центральный канал 5 в виде закрученного потока, который перемещается к выходному каналу 13. Из канала 13 жидкий компонент через полости, образованные внутренней поверхностью корпуса 1 и лысками 20, выполненными на втулке 9, поступает в коллектор 14 и далее по тангенциальным каналам 16 в завихрителе 10 попадает в коллектор 15. В коллекторе 15 компонент приобретает вихревое движение и перемещается к выходному каналу в виде кольца, образованному выходным отверстием 11 в днище 12 завихрителя 10 и выходным патрубком 19 форсунки 3. Выходящая газовая пелена взаимодействует с конической пеленой жидкого компонента, частично распыляя его. При этом одновременно с распылом газа в виде конического вихря из коллектора 15 газовый распылитель выходит через сквозные осевые отверстия 17 в днище 12 в виде отдельных струй, которые дополнительно разрушают жидкостную пелену на мелкие капли на близком расстоянии от днища форсунки. Это приводит к интенсификации процесса распыления жидкости, что увеличивает полноту сгорания жидкого топлива. Использование газа (воздуха), истекающего через осевые отверстия 17, приводит к усилению эффекта эжекции воздуха в камере сгорания. Кроме того, выбор равенства площадей сечения выходных и входных отверстий в газовом завихрителе позволяет без увеличения расхода газообразного компонента, т.е. при тех же расходах газообразного компонента, что и в прототипе, значительно увеличить эжекцию воздуха в камеру сгорания горелки.

Формула изобретения

1. Двухкомпонентная форсунка, содержащая корпус для подвода распиливающего компонента, внутри которого соосно с ним размещена форсунка жидкого компонента, например центробежная, с выходным каналом и газовый завихритель или центробежная форсунка с днищем, при этом в днище выполнено выходное отверстие, соосное с выходным каналом жидкостной форсунки, образующей с газовым завихрителем или центробежной форсункой два кольцевых концентрических коллектора, отличающаяся тем, что в днище газового завихрителя или газовой форсунки вокруг выходного отверстия выполнены осевые сквозные каналы.

2. Форсунка по п.1, отличающаяся тем, что в днище газового завихрителя или центробежной форсунки выполнен второй ряд сквозных осевых каналов.

3. Форсунка по п.1, отличающаяся тем, что площадь сечений входных каналов в газовом завихрителе или центробежной газовой форсунке равна суммарной площади сечений их выходного канала и осевых сквозных каналов в днище.

4. Форсунка по любому из п.1 или 2, отличающаяся тем, что осевые каналы в днище газового завихрителя или центробежной газовой форсунки направлены под острым углом к оси форсунки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4