ЦЕНТРОБЕЖНАЯ ФОРСУНКА Российский патент 2004 года по МПК F23D11/04 

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для распыливания вязких горючих жидкостей в топках котлов.

Известны форсунки (патент Германии №198956, 1905 г.), содержащие корпус с соплом и камерой закручивания, торцевая стенка которой, расположенная напротив сопла, имеет углубление.

Недостатками таких форсунок являются невозможность обеспечения достаточной степени дисперсности горючей жидкости и необходимость высокого давления жидкого топлива для обеспечения нормальной работы.

Известна центробежная форсунка (а.с. СССР №663965, F 23 D 11/04, 1974 г.) - ближайший аналог, содержащая корпус с соплом и камерой закручивания, торцовая стенка которой, расположенная напротив сопла, имеет углубление, выполненное конусным с углом при вершине, равным 140-170°.

Недостатком такой форсунки является невозможность обеспечения эффективного распыливания и гомогенизации жидкого топлива за счет использования тепловой энергии струй жидкого топлива.

Целью заявляемого изобретения является создание центробежной форсунки, обеспечивающей эффективное распыливание жидкого топлива и его гомогенизацию за счет использования тепловой энергии факела и соударения струй жидкого топлива. Поставленная цель достигается за счет того, что в предлагаемой конструкции используется примыкающий к камере закручивания сопловый диск, который крепится к трубчатому корпусу форсунки с помощью прижимной гайки, с противоположной стороны к камере закручивания присоединена отводная труба, а к корпусу форсунки присоединена сообщающаяся с его внутренней полостью труба подачи жидкого топлива, снабженная соплом, выполняющим роль струйного насоса, на уровне которого к трубе подачи топлива присоединен патрубок, соединяющий эту трубу с отводной трубой, при этом ось патрубка расположена примерно на уровне выходного отверстия сопла. При этом часть форсунки, ограниченная прижимной гайкой, располагается в амбразуре топки котла.

Анализ аналогов показал, что такая конструкция центробежной форсунки является новой, она позволяет осуществлять эффективное распыливание топлива соплом, а крепление соплового диска к корпусу прижимной гайкой позволяет избежать тепловой деформации последней (при расположении ее в амбразуре топки) за счет ее охлаждения поступающим в полость корпуса топливом и, таким образом, предотвращает нарушение герметичности резьбового соединения гайки с корпусом, несмотря на то, что часть форсунки (вместе с прижимной гайкой) располагается в амбразуре топки, за счет этого происходит дополнительный интенсивный нагрев части топлива, кроме того, при работе форсунки часть топлива поступает из камеры закручивателя в сопло, а другая честь топлива за счет работы сопла, выполняющего роль струйного насоса, расположенного в трубе подачи топлива и наличия патрубка, соединяющего эту трубу с отводной трубой, возвращается (подсасывается) в трубу подачи топлива, где происходит его смешивание с подающимся топливом, дополнительный подогрев этой смеси и его гомогенизация за счет соударения струй топлива, таким образом, происходит рециркуляция части хорошо прогретого гомогенизированного топлива.

Таким образом, заявляемое техническое решение характеризуется новой совокупностью приведенных выше признаков, дающих положительных эффект, и обладает признаками соответствия критерию “изобретательский уровень”.

На фиг.1 приведена предлагаемая центробежная форсунка; на фиг.2 - разрез по А-А.

Центробежная форсунка содержит трубчатый корпус 1, в полости 2 которого размещена камера закручивания 3 с тангенциальными каналами 4, к которой примыкает сопловый диск 5, крепящийся к корпусу 1 прижимной гайкой 6. К камере закручивания 3 со стороны, противоположной сопловому диску 5, примыкает отводная труба 7. К корпусу 1 присоединена труба подачи топлива 8, сообщающаяся с полостью 2; внутри трубы 8 закреплено сопло 9, выполняющее роль струйного насоса. Труба подачи топлива 8 соединена патрубком 10 с отводной трубой 7, причем ось патрубка 10 в месте присоединения к трубе 8 расположена примерно на уровне выходного отверстия сопла 9. Часть форсунки, содержащая прижимную гайку 6, располагается в амбразуре 11 топки.

Центробежная форсунка работает следующим образом. Из трубы 8 подогретое в мазутонасосной (не показана) топливо под давлением подается в полость 2 корпуса 1, где оно дополнительно интенсивно нагревается в той части форсунки, которая находится в амбразуре 11 котла, откуда часть топлива попадает в камеру закручивания 3, где благодаря тангенциальному подводу через каналы 4 жидкое топливо приобретает вращательное движение и в камере 3 формируется естественный вихрь. Часть жидкого топлива поступает из камеры 3 в сопло 5, откуда эффективно распыливается в топку, что подтверждается данными “Справочника по пыле- и золоулавливанию” (Энергоатомиздат, 1983, стр.136-138), из которого следует, что распыливание топлива форсункой зависит от соотношения расхода на вход в камеру закручивания к расходу топлива, поступающего в топку. При увеличении этого соотношения обеспечивается более мелкое дисперсное распыливание, улучшающее горение топлива. Часть топлива за счет подсасывания из патрубка 10 за счет работы сопла 9, возвращается в трубу подачи топлива 8 из отводной трубы 7, при этом топливо дополнительно подогретое, поступающее из трубы 7, подмешивается к топливу, поступающему из сопла 9, где осуществляется его гомогенизация за счет соударения потоков топлива. Таким образом, происходит частичная рециркуляция части хорошо прогретого гомогенизированного топлива. Охлаждение прижимной гайки топливом, поступающим в корпус форсунки, предотвращает возникновение тепловых деформаций, а следовательно, и нарушение герметичности резьбового соединения.

Заявляемая центробежная форсунка является промышленно применимой, т.к. включает в себя реально осуществимые элементы, изготовление и монтаж которых не вызывает затруднений.

Предлагаемая центробежная форсунка по принципу действия, обеспечиваемому новой совокупностью существенных признаков, позволяет осуществить эффективное распыливание и гомогенизацию жидкого топлива, что приводит к его более полному сгоранию.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для распыливания вязких горючих жидкостей в топках котлов. Технический результат заключается в повышении эффективности распыливания жидкого топлива и его гомогенизации за счет использования тепловой энергии факела и соударения струй жидкого топлива. Центробежная форсунка содержит корпус с соплом и камеру закручивания. Примыкающий к камере сопловый диск крепится к трубчатому корпусу с помощью прижимной гайки, к камере закручивания с противоположной стороны присоединена отводная труба. Форсунка дополнительно содержит трубу подачи жидкого топлива с соплом, патрубок, ось патрубка расположена на уровне выходного отверстия сопла, а часть форсунки, ограниченная прижимной гайкой, располагается в амбразуре котла. 2 ил.

Центробежная форсунка, содержащая корпус с соплом и камерой закручивания, отличающаяся тем, что примыкающий к камере закручивания сопловый диск крепится к трубчатому корпусу с помощью прижимной гайки, с противоположной стороны к камере закручивания присоединена отводная труба, а к корпусу форсунки присоединена сообщающаяся с его внутренней полостью труба подачи жидкого топлива, снабженная соплом, выполняющим роль струйного насоса, на уровне которого к трубе подачи топлива присоединен патрубок, соединяющий эту трубу с отводной трубой, при этом ось патрубка в месте присоединения к трубе подачи топлива расположена примерно на уровне выходного отверстия сопла, выполняющего роль струйного насоса, при этом часть форсунки, ограниченная прижимной гайкой, располагается в амбразуре котла.