ВИБРАЦИОННАЯ ФОРСУНКА Российский патент 2001 года по МПК F23D11/00 

Изобретение относится к средствам подачи и распыления перед сжиганием топлива.

Известна ультразвуковая форсунка, служащая для распыления жидкого топлива (см. А. С. N 901733 М. кл. F 23 D 11/38, 1984 г.).

Ультразвуковая форсунка снабжена распределительной решеткой с наклоненными к центральной оси отверстиями, установленными в выходном участке центральной трубы на входе в резонаторную камеру.

Недостатком известной форсунки является конструктивная сложность изготовления и невысокая амплитуда возбуждаемых колебаний, что не позволяет получить оптимальные режимы обработки топлива.

Известно также авт. св. СССР N 205195 М. кл. F 23 D 11/38, 1985 г. "Пневматическая форсунка", которая снабжена патрубком для подачи воздуха и соосно размещенной в нем питательной трубкой с центральным стержнем. Устройство предназначено для предупреждения забивания сопла форсунки, однако не позволяет получить мелкодисперсную структуру топлива и незначительно улучшает процесс горения.

В качестве прототипа авторами выбрано изобретение по авт. св. N 539206 М.кл. F 23 D 11/34, 1983 г. "Акустическая горелка", содержащая форсунку, патрубок для подачи топлива и резонатор, выполненный в виде пружины.

К недостаткам известного изобретения следует отнести узкий спектр возбуждаемых колебаний (не более 400 Гц), а также низкую надежность форсунки из-за сложной конструкции резонатора.

Техническим решением задачи является повышение эффективности работы форсунки и упрощение конструкции за счет повышения частоты и амплитуды возбуждаемых колебаний и расширения функциональных возможностей.

Задача достигается тем, что форсунка, состоящая из подводящего патрубка подачи мазута (либо другого жидкого топлива) и распылителя имеет (снабжена) вставку из диамагнитного материала с размещенной на ней обмоткой, подключенной к генератору импульсов.

Новизна заявляемого технического решения обусловлена тем, что за счет конструктивных особенностей обеспечивается возможность создания в форсунке пондемоторных сил, а это в свою очередь позволяет создать в патрубке и распылителе форсунки продольные и поперечные колебания широкого спектра частот и амплитуд, т. е. использовать безинерционное (магнитострикционное) преобразование энергии электромагнитных колебаний в энергию упругих механических колебаний (см. Л.Попилов, Справочник по электрическим и ультразвуковым методам обработки материалов. Л., Машиностроение, 1971 г., раздел магнитоимпульсной обработки, с. 462) и одновременно через диамагнитную вставку электромагнитное поле воздействует непосредственно на жидкое топливо, т.е. имеет место комплексное воздействие на жидкое топливо - вибрация и электромагнитное поле.

Предложенное техническое решение позволяет получить более мелкодисперсную структуру жидкого топлива на выходе из форсунки, что повышает эффективность сгорания и уменьшается выход вредных веществ, прежде всего окислов азота в атмосферу. Второе, существенно повышается удельная теплота сгорания топлива при воздействии на него энергией электромагнитных колебаний (см., например, патенты В. С. Патрасенко N 2010609, N 38752 последние разработки НТЦ "Магнитотрон", г.Ростов-на-Дону), т.к. при этом существенно повышается октановое число.

По данным патентной и научно-технической литературы не обнаружена аналогичная совокупность признаков, что позволяет судить об изобретательском уровне предложения.

На чертеже представлена конструкция предлагаемой форсунки.

Мазут или другое жидкое топливо подается в патрубок 1, который содержит участок 2 из диамагнитного материала 2 (обычно посредством электросварки врезается отрезок трубы из нержавеющей стали), форсунка содержит также распылитель 3, подающий мазут в топочную зону, а с внешней стороны участка 2 размещена обмотка 4, подключенная к генератору импульсов 5.

Форсунка работает следующим образом. При подаче мазута в патрубок 1 одновременно включается генератор импульсов 5, который создает электромагнитное поле в обмотке 4, что приводит к созданию импульса вихревого тока в участке 2, магнитное поле которого действует навстречу магнитному полю обмотки 4 (индуктора). Результатом такого взаимодействия магнитных полей является возникновение электромагнитных сил, направление которых определяется по правилу Ленца - перпендикулярны векторам магнитной индукции "B" и тока "J", т.е. создается давление на поверхность участка 2. Это давление может достигать многих сотен кг на квадратный сантиметр поверхности трубы участка 2, вследствие чего в нем возникают продольные и поперечные колебания широкого спектра частот и амплитуд, которые, воздействуя на мазут, способствуют получению более мелкодисперсного состава, а это в свою очередь позволяет получить большую эффективность сгорания. Использование вставки 2 из диамагнитного материала способствует воздействию мощных электромагнитных импульсов непосредственно на мазут, что при использовании обычного ферромагнитного материала практически невозможно.

Изобретение относится к средствам подачи и распыления топлива. Техническим результатом является повышение эффективности распыления при упрощении конструкции, а также расширение функциональных возможностей. Сущность изобретения заключается в том, что форсунка для сгорания жидкого топлива состоит из подводящего патрубка и распылителя. В патрубок вставлен участок из диамагнитного материала с индуктором, подключенным к генератору импульсов. Электромагнитное поле в индукторе приводит к созданию импульса вихревого тока в участке из диамагнитного материала, магнитное поле которого действует навстречу магнитному полю индуктора. В результате такого взаимодействия создается давление на участке патрубка из диамагнитного материала, что приводит к его вибрированию и непосредственному воздействию на находящееся в нем топливо, что в комплексе с электромагнитной его обработкой позволяет повысить эффективность работы форсунки. 1 ил.

Форсунка для сгорания жидкого топлива, состоящая из подводящего патрубка (трубопровода) и распылителя, отличающаяся тем, что в патрубок вставлен участок из диамагнитного материала с индуктором (обмоткой), подключенным к генератору импульсов.