ФОРСУНКА Российский патент 1997 года по МПК F23D11/12 

Изобретение относится к технике распыления, в частности жидкостей, распыливающим агентом. Форсунка может быть использована в обжиговых печах промышленности строительных материалов, в варочных печах в стекловарении, при выпечке хлебобулочных изделий, при нагреве и закалке заготовок и изделий в металлургии, в бытовой отопительной технике и др. там, где существует проблема качественного сжигания жидкого топлива при малых его расходах. Ее можно также применить в ряде других процессов, где возникает проблема качественного распыления малых количеств жидкостей, например при сушке молока, покраске изделий, опрыскивании растений.

Известна форсунка, содержащая корпус и втулки, коаксиально установленные в нем с образованием между собой кольцевой топливной щели и внутреннего и периферийного каналов для подачи распылителя, подключенных к сопловому аппарату, выполненному в виде кольцевых рядов щелевых прорезей, смещенных в окружном направлении в смежных рядах, причем продольные оси прорезей наружного ряда ориентированы к оси форсунки, а внутреннего ряда от оси форсунки (см. авт. свид. СССР N 876179, F 23 D 11/12).

Недостатком этого технического решения является то, что два независимых потока распылителя имеют крутку в разных направлениях вокруг оси форсунки. Это приводит к быстрому смешиванию потоков между собой и схлопыванию факела в осевой зоне течения при недостаточной интенсивности его смешения с окружающим воздухом.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание форсунки, обеспечивающей ее устойчивую работу, качественное распыление топлива и получение широкого симметричного факела при малых расходах топлива и исключении наростообразования на периферийной торцевой части.

Технический результат, достигаемый при реализации предлагаемой форсунки, предотвращение прилипания капель топлива к наружной поверхности форсунки посредством использования сил эжекции.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в форсунке, содержащей корпус с торцевой конической поверхностью, втулки, коаксиально установленные в нем с образованием внутреннего канала для подачи жидкости с кольцевым входным соплом и периферийного канала для подачи распылителя, подключенного к сопловому аппарату, выполненному в виде кольцевого ряда щелевых прорезей, при этом кольцевое сопло образовано между поверхностями втулок, выполненными в выходном участке коническими с образующими, пересекающими ось корпуса перед выходным срезом соплового аппарата, щелевые прорези выполнены в корпусе, а их выходные срезы расположены на торцевой конической поверхности, образующая которой пересекает продольную ось корпуса на уровне или за выходным срезом соплового аппарата, а угол ее наклона к упомянутой оси выполнен превышающим 40^o.

От прототипа заявляемое изобретение отличается тем, что щелевые прорези выполнены в корпусе, их выходные срезы расположены на торцевой конической поверхности, образующая которой пересекает продольную ось корпуса на уровне или за выходным срезом соплового аппарата, а угол ее наклона к упомянутой оси выполнен превышающим 40^o.

Эта форсунка рассчитана на работу при малых расходах распыливаемой жидкости и в совокупности вышеперечисленных признаков обеспечивает решение поставленной задачи.

А именно, выполнение на корпусе щелевых прорезей, выходные срезы которых расположены на торцевой конической поверхности, позволяет жидкому топливу, истекающему тонкой пленкой из кольцевого выходного сопла, вступать во взаимодействие по касательной со струями распылителя, вытекающими из щелевых прорезей соплового аппарата, с образованием широкого факела распыления. При подаче распыливающего агента только в периферийный канал открывается возможность уменьшения расхода топлива с одновременным увеличением скорости его истечения из кольцевого выходного сопла за счет уменьшения ее диаметра. За счет уменьшения размеров форсунки и факела распыления уменьшаются габариты рабочего аппарата, в котором используется форсунка, а также снижается расход потребляемого пара (распыливающего агента).

Выполнение торцевой конической поверхности, образующая которой пересекает продольную ось корпуса на уроне или за выходным срезом соплового аппарата, а угол ее наклона к упомянутой оси выполнен превышающим 40^o, исключает закоксовывание форсунки, так как при угле наклона более 40^o налипания капель жидкости на наружные стенки форсунки не происходит. С увеличением угла между образующей наружной периферийной торцевой поверхности с осью форсунки от 40^o и более эффективность срыва капель топлива с этой поверхности силами эжекции распыливающего агента возрастает. Это исключает возможность проникновения капель через зазор между струями распыливающего агента к наружной цилиндрической стенке форсунки и их прилипание к этой стенке.

Такое использование наружной торцевой конической поверхности корпуса форсунки стабилизирует распыление и повышает его качество в ряде технологических процессов с малыми расходами распыливаемой жидкости.

На фиг.1 показан общий вид форсунки, продольный разрез; на фиг.2 то же, вид сверху.

Форсунка содержит корпус 1, втулки 2 и 3, коаксиально установленные с зазором между собой и корпусом 1 и образующие периферийный канал 4 для подачи распылителя и внутренний канал 5 для подачи жидкого топлива. Сопловый аппарат выполнен в виде кольцевого ряда щелевых прорезей 6, подключенных к периферийному каналу 4 для подачи распылителя. Выходные отверстия 7 щелевых прорезей размещены на торцевой конической поверхности 8 корпуса 1. Образующая 9 этой поверхности 8 пересекает ось форсунки под углом 40^o в точке А на уровне или за выходным срезом соплового аппарата. Внутренний канал 5 для подачи топлива соединен через перепускные щели 10 с отверстием 11 для подачи жидкого топлива и заканчивается кольцевым выходным соплом 12, ориентированным от оси форсунки. Сбоку форсунки в ее задней части выполнено отверстие 13 для подачи распылителя в периферийный канал 4.

Форсунка работает следующим образом. В отверстие 13 подают под давлением пар или воздух, который через канал 4 поступает в кольцевой ряд щелевых прорезей 6, разбивающих рапылитель на струи, вытекающие из выходных отверстий 7, размещенных на торцевой конической поверхности 8 корпуса 1. Жидкое топливо, поступающее в канал 5 через отверстие 11 и перепускные щели 10, достигает выходного кольцевого сопла 12 и истекает из него в виде тонкой пленки. На выходе из кольцевого выходного сопла 12 топливная пленка соприкасается со струями распылителя, дробится на мелкие капли равномерно по всему периметру периферийного канала 4, перемешивается с распылителем и окружающим воздухом и направляется в виде широкого осесимметричного факела распыления от оси форсунки в свободное пространство.

Такая конструкция форсунки обеспечивает качественное распыление топлива, снижает расход распыливающего агента и может найти применение во многих отраслях промышленности, где существует проблема качественного распыления малых расходов жидкости.

Использование: в обжиговых печах в стекловарении, при выпечке хлеба, в бытовой отопительной технике и пр., там, где существует проблема качественного сжигания топлива при малых его расходах. Сущность изобретения: форсунка содержит корпус с торцевой конической поверхностью, втулки, коаксиально установленные в нем с образованием внутреннего канала для подачи жидкости с кольцевым выходным соплом и периферийного канала для подачи распылителя, подключенного к сопловому аппарату, выполненному в виде кольцевого ряда щелевых прорезей, выходные срезы которых расположены на торцевой конической поверхности корпуса, причем образующая этих щелевых прорезей пересекает продольную ось корпуса на уровне или за выходным срезом соплового аппарата, а угол ее наклона к упомянутой оси выполнен превышающим 40^o, при этом кольцевое выходное сопло образовано между поверхностями втулок, выполненными в выходном участке коническими с образующими, пересекающими ось корпуса перед выходным срезом соплового аппарата. 2 ил.

Форсунка, содержащая корпус с торцевой конической поверхностью, втулки, коаксиально установленные в нем с образованием внутреннего канала для подачи жидкости с кольцевым выходным соплом и периферийного канала для подачи распылителя, подключенного к сопловому аппарату, выполненному в виде кольцевого ряда щелевых прорезей, при этом кольцевое сопло образовано между поверхностями втулок, выполненными в выходном участке коническими с образующими, пересекающими ось конуса перед выходным срезом соплового аппарата, отличающаяся тем, что щелевые прорези выполнены в корпусе, их выходные срезы расположены на торцевой конической поверхности, образующая которой пересекает продольную ось корпуса на уровне или за выходным срезом соплового аппарата, а угол ее наклона к упомянутой оси выполнен превышающим 40^o.