ФОРСУНКА ДЛЯ РАСПЫЛИВАНИЯ ЖИДКИХ СРЕД Российский патент 1995 года по МПК B05B17/04 F23D11/04 

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для распыливания различных жидкостей, в том числе тяжелых топлив, и может быть использовано для работы в энергетической, металлургической, химической отраслях промышленности, а также для полива, орошения растений в теплицах или открытом грунте и распыливания химических средств защиты растений.

Известна форсунка, содержащая периферийный кольцевой канал для подачи топлива и устройство для подвода распыливающего газа [1].

Недостатком ее является невозможность получить качественное распыливания жидкости (топлива), особенно для котлов высокой производительности или при снижении давления топлива (падает кинетическая энергия потока жидкости) из-за относительно низкой акустической мощности, развиваемой современными форсунками - звуковое давление (главный диспергирующий фактор) не превышает 157 дБ.

Это приводит к перерасходу топлива (жидкости) ввиду резкого ухудшения качества смешения топлива с воздухом и неполноты сжигания (недожог за топкой).

Известна также форсунка для распыливания жидких сред, содержащая корпус с диффузорным выходным соплом, установленную по его оси топливную трубу с камерой завихрения, конфузорно-цилиндрическим выходным участком и расположенным по периферии отражателем, установленным с образованием с торцом топливной трубы кольцевого резонатора, обращенного к перпендикулярному оси корпуса кольцевому соплу для подачи распылителя [2].

Существенными недостатками конструкции являются;
1. Неудовлетворительное диспергирование при давлении топлива или жидкости ниже 0,8 МПа и невозможность распыливания при поступлении жидкости или топлива самотеком, что приводит к значительному перерасходу топлива (до 30% ) в зависимости от типа жидкого топлива, топки, форсунки, а также температуры топлива и топки и условий сжигания.

2. Непригодность конструкции для котлов мощностью выше средней, а особенно большой мощности с расходом топлива через одну форсунку более 4,5 т/ч ввиду резкого ухудшения диспергирования.

3. Низкая акустическая мощность, развиваемая форсункой, где переменное звуковое давление не превышает 157 дБ [1].

4. Отсутствие возможности регулирования угла раскрытия факела.

5. Неравномерное наполнение факела и недостаточное качество смешения топлива с воздухом.

6. Диапазон регулирования номинальной нагрузки форсунки не превышает 10% [1].

Еще одним недостатком рассматриваемого прототипа является излучение акустических колебаний на одной частоте (моночастность), т.е. отсутствие возможности воздействия на частицы (капли) конкретных размеров с тем, чтобы раздробить их на более мелкие и перевести в разряд полностью сжигаемых.

Целью изобретения является повышение степени диспергирования распыливаемой жидкости, акустической мощности форсунки, качества смешения распыливаемой жидкости с распылителем и полноты сжигания.

Поставленная цель достигается тем, что форсунка снабжена по меньшей мере одним дополнительным отражателем, установленным соосно основному с образованием с ним дополнительного резонатора и дополнительного кольцевого сопла для подачи распылителя.

Размеры резонаторов и сопел для подачи распылителя могут быть выбраны одинаковыми и различными.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где изображена предлагаемая форсунка для распыливания жидких сред, продольный разрез.

Форсунка для распыливания жидких сред содержит корпус 1 с диффузорным выходным соплом 2, установленную по его оси топливную трубу 3 с камерой 4 завихрения, конфузорно-цилиндрическим выходным участком 5 и расположенным по периферии отражателем 6, установленным с образованием с торцом топливной трубы 3 кольцевого резонатора 7, обращенного к перпендикулярному оси корпуса 1 кольцевому соплу 8 для подачи распылителя.

Форсунка также снабжена по меньшей мере одним дополнительным отражателем 6, установленным соосно основному с образованием с ним дополнительного резонатора 7 и дополнительного кольцевого сопла 8 для подачи распылителя.

Размеры резонаторов 7 и сопел 8 для подачи распылителя могут быть выбраны одинаковыми и различными.

Форсунка для распыливания жидких сред работает следующим образом.

Газ (пар или воздух), перемещаясь под избыточным давлением по кольцевым независимым один от другого соплам 8 (в данном случае 2, а может быть несколько), поступает со сверхзвуковой скоростью в кольцевые резонаторы 7 (их число равно числу сопел 8), где резко тормозится у дна резонаторов, преобразуя постоянное давление газа в переменное звуковое давление, т.е. генерируя акустические колебания одновременно двумя (в данном случае) или несколькими генераторами.

В объеме диффузорного сопла 2 возникает сложное (интегральное) акустическое поле диффузного характера с сильной турбулизацией. В этот объем подается топливо (или другая жидкость) для диспергирования из камеры 4 завихрения в виде конусной пленки различной толщины.

Таким образом, наращивая число резонаторов 7, а с ним и необходимую мощность излучения на определенных частотах, можно с высокой эффективностью диспергировать через одну форсунку 15, 20 и даже 25 т/ч жидкости.

Использование: полив, орошение растений в теплицах или открытом грунте и распыливание химических средств защиты растений и тяжелых топлив. Сущность изобретения: форсунка снабжена по меньшей мере одним дополнительным отражателем, установленным соосно основному с образованием с ним дополнительного резонатора и дополнительного кольцевого сопла для подачи распылителя. Размеры резонаторов и сопел для подачи распылителя могут быть выбраны одинаковыми и различными. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. ФОРСУНКА ДЛЯ РАСПЫЛИВАНИЯ ЖИДКИХ СРЕД, содержащая корпус с диффузорным выходным соплом, установленную по его оси топливную трубу с камерой завихривания, конфузорно-цилиндрическим выходным участком и расположенным по периферии отражателем, установленным с образованием с торцом топливной трубы кольцевого резонатора, обращенного к перпендикулярному к оси корпуса кольцевому соплу для подачи распылителя, отличающаяся тем, что, с целью повышения степени диспергирования распыливаемой жидкости, акустической мощности форсунки, качества смешения распыливаемой жидкости с распылителем и полноты смешания, она снабжена по меньшей мере одним дополнительным отражателем, установленным соосно с основным с образованием с ним дополнительного резонатора и дополнительного кольцевого сопла для подачи распылителя. 2. Форсунка по п.1, отличающаяся тем, что размеры резонаторов выбраны одинаковыми. 3. Форсунка по п.1, отличающаяся тем, что размеры резонаторов выбраны различными. 4. Форсунка по п.1, отличающаяся тем, что размеры сопл для подачи распылителя выбраны одинаковыми. 5. Форсунка по п.1, отличающаяся тем, что размеры сопл для подачи распылителя выбраны различными.