ФОРСУНКА Российский патент 2009 года по МПК F23D11/04 

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

Известна форсунка (а.с. СССР №879149, F23D 11/04, опубликованное 07.11.81 г., бюллетень №41), содержащая корпус с автономными центральным и периферийным топливными каналами и камерой закручивания с центральным выходным соплом и входными тангенциальными каналами, часть которых выполнена в боковой стенке камеры и подключена к одному из топливных каналов через аксиальные отверстия в распределительной шайбе, а другая часть тангенциальных каналов камеры закручивания также выполнена в ее боковых стенках в одной плоскости с первыми и подключена к периферийному топливному каналу корпуса, а центральный топливный канал подключен через отверстия в распределительной шайбе.

Такая форсунка не обеспечивает необходимую гомогенизацию топлива для его эффективного горения.

Известна форсунка (а.с. СССР №1268876, F23D 11/04, опубликованное 07.11.86 г., бюллетень №41) - ближайший аналог, содержащая корпус с центральным топливным каналом, снабженным распределительной шайбой с аксиальными отверстиями, и периферийными каналами, камеру закручивания с тангенциальными входными каналами в боковой стенке, подключенными к аксиальным отверстиям распределительной шайбы и центральным выходным соплом, при этом тангенциальные входные каналы камеры закручивания подключены к периферийным каналам корпуса, сообщенным с источником распыливающего агента, а камера закручивания выполнена диаметром D=(1,4-1,0)d и длиной L=(0,5-0,7)d, где d - диаметр выходного канала камеры закручивания.

Такая конструкция форсунки не полностью использует возможности гомогенизации топливной эмульсии, что снижает эффективность горения факела.

Целью заявляемого изобретения является создание форсунки, обеспечивающей высокую эффективность горения факела путем осуществления наиболее полной гомогенизации топлива.

Поставленная цель достигается за счет того, что в предлагаемой конструкции форсунки, содержащей корпус с центральным каналом и периферийным каналом распыляющего агента (пара), распределительной шайбой с отверстиями, накидной гайкой, внутри которой размещены: упорная шайба, к торцу которой примыкает смеситель топлива с распыляющим агентом (паром), образующий с внутренней поверхностью накидной гайки продолжение периферийного канала с отверстиями для его выхода, оснащенный внутренней вставкой, наружная поверхность вставки и внутренняя поверхность смесителя образуют внутренний кольцевой канал, причем вставка имеет отверстие для выхода топлива, образующее продолжение центрального топливного канала; далее по ходу движения топливной эмульсии расположен отбойник распылителя, выполненный в виде конуса, распылитель закреплен на распределительной шайбе, в которую ввинчен распределитель топливной эмульсии, имеющий форму гриба с плоским верхом, образующий с внутренней поверхностью накидной гайки кольцевой канал, заканчивающийся круговым щелевым каналом для выхода топливной эмульсии из форсунки, при этом накидная гайка и распределитель эмульсии выполнены из жаропрочной стали.

Анализ аналогов показал, что заявляемая конструкция форсунки является новой. Новизна конструкции заключается в том, что применение смесителя топлива с распыляющим агентом (паром) приводит к образованию топливной эмульсии (ТЭ), которая ударяется о нагретую поверхность смесителя в результате чего осуществляется первичная гомогенизация ТЭ, которая далее еще гомогенизируется, ударяясь об нагретый отбойник распылителя, закрепленного на распределительной шайбе, при этом осуществляется процесс гомогенизации, позволяющий увеличить дисперсность в 1,5÷2 раза (П.П.Запевалов «Диспергирование жидкостей в эмульгирующих аппаратах сельскохозяйственного производства», МСК, издание Омского СХИ, 1982). Далее ТЭ поступает через отверстия в распределительной шайбе в кольцевой канал, образованный внутренней поверхностью накидной гайки и наружной поверхностью распределителя и далее ТЭ через круговой щелевой канал, образованный внешней поверхностью распределителя и внутренней поверхностью накидной гайки, поступает в топку котла в форме тонкой хорошо гомогенизированной кольцевой пленки, что обеспечивает более эффективное горение факела.

Из изложенного следует, что при реализации заявляемого технического решения достигается положительный результат, заключающийся в эффективной гомогенизации топливной эмульсии, обеспечивающей более эффективное горение факела.

Таким образом, заявляемое техническое решение характеризуется новой совокупностью существенных признаков, дающих положительный эффект и обладает признаками соответствия критерию «изобретательский уровень».

На фиг.1 приведена предлагаемая форсунка, на фиг.2 - разрез по А-А (в масштабе 2:1). Форсунка содержит трубчатый корпус 1, на который навинчена накидная гайка 2. В корпусе размещены кольцевые центральный топливный канал 3 и периферийный канал 4 распыляющего агента (пара). Внутри накидной гайки 2 размещены: упорная шайба 5, к которой примыкает смеситель 6 топлива с распыляющим агентом (паром) с отверстием 7 для его выхода, оснащенный внутренней вставкой 8. Наружная поверхность вставки 8 образует внутренний кольцевой канал 9. Вставка 8 имеет отверстие 10 для выхода топлива, образующее продолжение центрального топливного канал 3. Далее по ходу топливной эмульсии расположен отбойник 11 распылителя 12, закрепленный на распределительной шайбе 13, снабженной окнами 14. В шайбу 13 ввинчен распределитель топливной эмульсии 15, образующий с внутренней поверхностью накидной гайки 2 кольцевой канал 16, заканчивающийся круговым щелевым каналом 17 для выхода топливной эмульсии из форсунки.

Форсунка работает следующим образом. Часть форсунки, в которой размещен смеситель 6, вставка 8, отбойник 11, распылитель 12, шайба 13, кольцевой кагал 16 и круговой щелевой канал 17 расположена в амбразуре топки.

Распыляющий агент (пар) поступает через периферийный канал 4 к упорной шайбе 5, к торцу которой примыкает смеситель 6, наружная поверхность которого образует с поверхностью накидной гайки 2 продолжение периферийного канала 4, из которого пар через отверстия 7 смесителя 6 поступает в канал 9, где смешивается с разогретым топливом, поступающим из отверстия 10 вставки 8. Образовавшаяся топливная эмульсия ударяется о разогретый отбойник 11 распылителя 12 и гомогенизируется. Затем ТЭ поступает через кольцевой канал, образованный распылителем 12 и внутренними стенками накидной гайки 2 и далее через окна 14 распределительной шайбы 13 поступает в кольцевой канал 16, образованный разогретыми поверхностями распределителя 15 и внутренней поверхностью накидной гайки 2, откуда через круговой щелевой канал 17 в форме тонкой пленки кольцевой формы - в топку котла.

Заявляемая форсунка является промышленно применимой, так как включает в себя реально существующие элементы, изготовление и монтаж которых не вызывает затруднений.

Предлагаемая форсунка по принципу действия, обеспечиваемому новой совокупностью существенных признаков, позволяет осуществлять наиболее полную гомогенизацию топливной эмульсии и ее распыливание в факеле, обеспечивая наиболее высокую эффективность сгорания топлива.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для распыливания горючих жидкостей в топках котлов. Форсунка содержит корпус с центральным топливным каналом и периферийным каналом распыляющего агента (пара), распределительной шайбой с отверстиями. Форсунка содержит накидную гайку, внутри которой размещены: упорная шайба, к торцу которой примыкает смеситель топлива с распыляющим агентом (паром), образующий с внутренней поверхностью накидной гайки продолжение периферийного кольцевого канала с отверстиями для его выхода, оснащенный внутренней вставкой, наружная поверхность вставки и внутренняя поверхность смесителя образуют внутренний кольцевой канал, причем вставка имеет отверстие для выхода топлива, образующее продолжение центрального топливного канала; далее по ходу движения топливной эмульсии расположен отбойник распылителя, выполненный в виде конуса, распылитель закреплен на распределительной шайбе, в которую ввинчен распределитель топливной эмульсии, имеющий форму гриба с плоским верхом, образующий с внутренней поверхностью накидной гайки кольцевой канал, заканчивающийся круговым щелевым каналом для выхода топливной эмульсии из форсунки, при этом накидная гайка и распределитель эмульсии выполнены из жаропрочной стали. Изобретение позволяет повысить эффективность горения факела путем осуществления наиболее полной гомогенизации топливной эмульсии при соударении ее струи с разогретыми поверхностями, что обеспечивает высокую дисперсность топливной эмульсии. Кроме того, на выходе из форсунки образуется за счет кругового щелевого канала тонкая хорошо диспергированная пленка кольцевой формы, что обеспечивает наиболее полное сгорание топлива в топке котла. 2 ил.

Форсунка, содержащая корпус с центральным топливным каналом и периферийным каналом распыляющего агента (пара), распределительной шайбой с отверстиями, отличающаяся тем, что содержит накидную гайку, внутри которой размещены: упорная шайба, к торцу которой примыкает смеситель топлива с распыляющим агентом (паром), образующий с внутренней поверхностью накидной гайки продолжение периферийного кольцевого канала с отверстиями для его выхода, оснащенный внутренней вставкой, наружная поверхность вставки и внутренняя поверхность смесителя образуют внутренний кольцевой канал, причем вставка имеет отверстие для выхода топлива, образующее продолжение центрального топливного канала; далее по ходу движения топливной эмульсии расположен отбойник распылителя, выполненный в виде конуса, распылитель закреплен на распределительной шайбе, в которую ввинчен распределитель топливной эмульсии, имеющий форму гриба с плоским верхом, образующий с внутренней поверхностью накидной гайки кольцевой канал, заканчивающийся круговым щелевым каналом для выхода топливной эмульсии из форсунки, при этом накидная гайка и распределитель эмульсии выполнены из жаропрочной стали.