ФОРСУНКА ПИВОВАРОВА Российский патент 1994 года по МПК F23D11/34 

Изобретение относится к теплотехнике, в частности к устройствам для распыливания жидких видов топлива преимущественно в газо-мазутных горелках.

Известна форсунка, содержащая корпус с каналами для подачи топлива и распыливающего агента и распылитель в виде стержневого излучателя акустических колебаний с резонатором, который снабжен направляющим кольцом и соединен осесимметрическими отверстиями с каналом для подачи топлива [1] .

Недостатком этой форсунки является то, что отверстия для прохода топлива после непродолжительной работы засоряются, что влечет изменение производительности, а следовательно, режима горения и КПД форсунки.

Другой недостаток: истечение топлива происходит в зону наибольшего давления в полости резонатора.

Известна форсунка, содержащая корпус с осевой топливоподающей трубой, имеющей радиальные отверстия для выхода топлива в расположенную между корпусом и топливоподающей трубой кольцевую щель для подачи распылителя, на выходе из которой размещен резонатор акустических колебаний типа Гартмана, закрепленный хвостовиком на топливоподающей трубе перед радиальными отверстиями, которые расположены в одной плоскости, выполнен пережим в виде аксиального конического сопла, торец хвостовика резонатора имеет форму конического рассекателя с вершиной, направленной к соплу и примыкает к радиальным отверстиям. Профиль кольцевой щели для подачи распылителя имеет форму сопла Лаваля, а образующая конического рассекателя выполнена по дуге окружности [2] .

Недостатком указанного устройства является то, что отверстия для топлива способны засоряться с теми же последствиями, что и у первого аналога.

Недостатком является подача топлива струями, что обеспечивает лишь частичный контакт топлива и распылителя.

Так как полости топлива и распылителя связаны каналами, давление распылителя влияет на производительность форсунки.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является форсунка, снабженная клиновыми рассекателями, установленными в кольцевой щели для подачи распылителя особым образом [3] .

Здесь попытка увеличить КПД распыливания за счет деформации потока, однако все недостатки второго аналога сохраняются.

Целью изобретения является повышение надежности, экономичности и эксплуатационной эффективности форсунки.

Цель достигается тем, что стержень излучателя акустических колебаний выполнен из неподвижной части, являющейся топливной трубой, и соосной, подвижной (вдоль оси) части, которые образуют кольцевое сопло переменного сечения путем перемещения подвижной части стержня, на которой установлен резонатор с возможностью продольного перемещения, кроме того, подвижная часть стержня излучателя снабжена подпружиненным штоком с натяжной гайкой и регулирующим стаканом с кнопкой для максимального открытия топливного сопла.

На чертеже изображена форсунка, продольный разрез.

Форсунка содержит корпус 1, центральную топливную трубу 2 с соплом 3, установленную с образованием с корпусом кольцевого канала для подачи распылителя с выходным соплом 4, перпендикулярным топливному соплу, излучатель акустических колебаний, выполненный в виде примыкающего к выходному торцу топливной трубы подвижного стержня 5 с резонатором 6, обращенным к выходному соплу 4 распылителя. Стержень 5 резонатора через шток 7 с усилием пружины 8, которое регулируется гайкой 9, прижимается к торцовой поверхности топливной трубы. Топливная труба имеет наружный диаметр, равный диаметру стержня, и является продолжением стержня в газовом сопле.

Газовое сопло выполняется таким образом, чтобы располагаемый перепад давления максимально превращался в кинетическую энергию струи.

Регулирующий стакан 10 (с внутренней резьбой) при вращении, воздействуя на подвижную часть стержня резонатора через кнопку 11 и шток 7, изменяет кольцевой зазор (сопло 3) для выхода топлива.

Кнопка 11 служит для полного открытия сопла на величину, соизмеримую с каналами для прохода топлива.

Регулируемое проходное сечение сопла для жидкого топлива является существенным преимуществом заявленной форсунки перед известными.

Такое решение обеспечивает стабильность производительности и новые эксплуатационные качества форсунки. Например, легко наладить симметричную работу нескольких форсунок, нет необходимости снимать и чистить форсунки.

При работе форсунки топливо вытекает из сопла 3 тонкой пленкой кольцевой формы вокруг стержня 5 и попадет в зону перпендикулярно направленного потока распылителя. Таким образом достигаются оптимальный угол взаимодействия струй топлива и распылителя и максимальная поверхность контакта.

Кольцевое сопло 3 располагается в зоне максимальной скорости потока распылителя. Число Вебера достигает наибольшего значения, а следовательно, повышается качество распыливания, и КПД первой ступени распыливания достигает максимума. Далее происходит процесс диспергирования в резонансной полости и примыкающей области согласно теории акустических распылителей.

Форсунка может работать при весьма низком давлении топлива, так как при указанном расположении сопла 3 возникает эжекционный эффект.

Форма факела (угол раскрытия, длина) зависит от расстояния сопло-резонатор. В конструкции предусмотрена возможность изменения этого расстояния путем перемещения резонатора 6 на стержне 5 и фиксирования на различных расстояниях от сопла распылителя 4. Таким образом, форму факела можно согласовывать с горелочным устройством для получения качественной горючей смеси. (56) 1. Авторское свидетельство СССР N 399681, кл. F 23 D 11/34, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР N 731190, кл. F 23 D 11/34, 1977.

3. Авторское свидетельство СССР N 1302090, кл. F 23 D 11/34, 1985.

Использование: для распыливания жидких видов топлива преимущественно в газомазутных горелках. Сущность изобретения: форсунка содержит корпус 1 с топливным соплом 3 и перпендикулярным ему выходным соплом 4 для подачи распылителя, излучатель в виде подвижного стержня 5 с резонатором 6, обращенным к соплу 4, и неподвижной части, образующих указанное топливное сопло 3, величина которого регулируется штоком 7. Посредством кнопки 11 можно полностью открыть сопло 3. Перемещением резонатора 6 на стержне 5 можно изменять угол раскрытия и длину факела. 1 ил.

Форсунка преимущественно для распыливания жидкого топлива, содержащая корпус, центральную топливную трубу с соплом, установленную с образованием с корпусом кольцевого канала для подачи распылителя с выходным соплом, перпендикулярным к топливному соплу, излучатель акустических колебаний, выполненный в виде примыкающего к выходному торцу топливной трубы стержня с резонатором, обращенным к выходному соплу распылителя, отличающаяся тем, что, с целью повышения экономичности, надежности и эксплуатационной эффективности, она дополнительно снабжена подпружиненным штоком с натяжной гайкой и регулирующим стаканом с кнопкой, стержень излучателя выполнен составным из неподвижной и подвижной частей, установленных с образованием указанного топливного сопла, при этом неподвижная часть стержня выполнена полой, а подвижная часть установлена с возможностью продольного перемещения посредством подпружиненного штока, резонатор установлен на стержне с возможностью продольного перемещения, а кнопка установлена с возможностью хода на максимальное открытие сопла.