ВИБРАЦИОННАЯ ФОРСУНКА Российский патент 2008 года по МПК F23D11/00 

Изобретение относится к средствам подачи и распыления перед сжиганием топлива.

Известна ультразвуковая форсунка, служащая для распыления жидкого топлива (см. авт. свид. СССР №901733, М.кл. F23D 11/38, 1984).

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.

Известна также (авт. свид. СССР №205195, М.кл. F23D 11/38, 1985) 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.

Известна также (авт. свид. №539206, М.кл. F23D 11/38, 1983) акустическая горелка, содержащая форсунку, патрубок для подачи топлива и резонатор, выполненный в виде пружины.

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

Техническим результатом является повышение эффективности работы форсунки за счет ионизации мазута (либо другого жидкого топлива), получения мелкодисперсионного состава, что позволяет повысить удельную теплоту сгорания и снизить выброс вредных веществ в воздушный бассейн, включая окислы азота NO₂, NO₃, NO₅.

Задача достигается тем, что форсунка для сгорания жидкого топлива, состоящая из подводящего патрубка (трубопровода) с участком из диамагнитного материала с индуктором (обмоткой), подключенным к генератору импульсов, внутри участка трубопровода из диамагнитного материала снабжена лампой с жестким ультрафиолетовым спектром частот типа ДРТ-1000.

Новизна заявляемого технического решения обусловлена тем, что за счет использования лампы с жестким ультрафиолетовым спектром частот происходит интенсивная ионизация атомов и молекул жидкого топлива, вследствие чего эффективность сгорания повышается как за счет увеличения удельной теплоты сгорания, так и снижения выбросов вредных веществ - окислов азота, углекислого газа и др. в воздушное пространство.

Новизна заявляемого технического решения обусловлена также 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 безынерционное (магнитострикционное) преобразование энергии электромагнитных колебаний в энергию упругих механических колебаний (см. Попилов, Справочник по электрическим и ультразвуковым методам обработки материалов. Л., Машиностроение, 1971 г., 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 мелкодисперсионную структуру жидкого топлива на выходе из форсунки, что повышает эффективность сгорания и уменьшается выход вредных веществ в атмосферу. Второе, существенно повышается удельная теплота сгорания топлива при воздействии на него энергией электромагнитных колебаний (см. патенты С. Патрасенко №2010609, №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 из диамагнитного материала 2 (обычно используют нержавеющую сталь), с внешней стороны которого размещена обмотка 3, подключенная к генератору импульсов 4. Внутри участка 2 размещена лампа с ультрафиолетовым излучением 5 (например, типа ДРТ-1000), подключенная к источнику тока. Форсунка содержит также распылитель 6, подающий мазут в топочную зону.

Форсунка работает следующим образом: при подаче мазута в патрубок 1 одновременно включается лампа 5 и генератор импульсов 4, который создает электромагнитное поле в обмотке 3, что приводит к созданию импульса вихревого тока в участке 2, магнитное поле которого действует навстречу магнитному полю в обмотке 3 (индукторе). Результатом такого взаимодействия магнитных полей является возникновение электромагнитных сил, направление которых определяется по правилу Ленца - перпендикулярно векторам магнитной индукции В и тока I, т.е. создает давление на поверхность участка 2, достигающее при сильных магнитных полях десятков тонн на квадратный сантиметр поверхности (см. П.П. Ястребов, И.П. Смирнов Электрооборудование и электротехнология, М., Высшая школа, 1987, стр.72), вследствие чего на участке 2 возникают продольные и поперечные колебания широкого спектра частот и амплитуд, которые, воздействуя на поступающий мазут, способствуют получению более мелкодисперсионного состава, а это в свою очередь позволяет получить большую эффективность сгорания. Одновременно обработка мазута жестким ультрафиолетовым излучением, создаваемым лампой 5, позволяет ионизировать мазут и получить еще более мелкодисперсионную структуру под воздействием сил Лоренца.

Предложенное комплексное воздействие позволяет существенно повысить эффективность обработки, снизить эксплуатационные расходы, что особенно важно, учитывая непрерывный рост цен на энергоносители.

Изобретение относится к средствам подачи и распыления перед сжиганием топлива. Форсунка для сгорания жидкого топлива состоит из подводящего патрубка (трубопровода) с участком из диамагнитного материала с индуктором (обмоткой), подключенным к генератору импульсов, отличающаяся тем, что внутри участка трубопровода из диамагнитного материала размещена лампа с жестким ультрафиолетовым спектром частот типа ДРТ-1000. Изобретение позволяет повысить эффективность работы форсунки за счет ионизации мазута (либо другого жидкого топлива), получения мелкодисперсионного состава, что позволяет повысить удельную теплоту сгорания и снизить выброс вредных веществ в воздушный бассейн, включая окислы азота. 1 ил.

Форсунка для сгорания жидкого топлива, состоящая из подводящего патрубка (трубопровода) с участком из диамагнитного материала с индуктором (обмоткой), подключенным к генератору импульсов, отличающаяся тем, что внутри участка трубопровода из диамагнитного материала размещена лампа с жестким ультрафиолетовым спектром частот типа ДРТ-1000.