ЦЕНТРОБЕЖНО-СТРУЙНАЯ ФОРСУНКА Российский патент 2017 года по МПК B05B1/34 

Изобретение относится к форсункам для распыления жидкости и может быть использовано в авиадвигателестроении, а также на других промышленных объектах, где требуется распыление жидкости.

Известна форсунка, содержащая корпус, имеющий рабочую камеру с выходным участком, сопло с центральным отверстием и размещенный в рабочей камере вкладыш с центральным каналом и тангенциальными эвольвентными каналами (патент RU №2010613, МПК: В05В 1/34).

Недостатком известной форсунки является сложность конструкции, большая трудоемкость изготовления вкладыша с тангенциальными эвольвентными каналами, а также высокое гидравлическое сопротивление потоку жидкости и невозможность образования факела распыленной жидкости определенной формы.

Наиболее близкой к заявляемой конструкции является центробежно-струйная форсунка, содержащая корпус и завихрительную цилиндрическую камеру с сужающимся коническим отверстием, переходящим в цилиндрическое сопло (патент RU №2144439, МПК: В05В 1/34, F23D 11/04).

Недостатком известной форсунки, принятой за прототип, является сложность конструкции, большая трудоемкость изготовления вставки с каналами переменного сечения и невозможность образования факела распыленной жидкости определенной формы.

Технический результат заявляемого изобретения заключается в повышении эффективности распыления жидкости при минимальных затратах на изготовление, с сохранением строго заданной формы факела, путем образования непрерывно вращающегося кольцевого потока, имеющего существенное поступательное движение, и получения равномерно заполненного факела распыленной жидкости.

Указанный технический результат достигается тем, что в центробежно-струйной форсунке для распыления жидкости, включающей корпус с камерой закручивания, согласно изобретению в камеру закручивания с помощью резьбового соединения установлена цилиндрическая втулка-жиклер с прямолинейными каналами круглого сечения, расположенными под углом α=15-45° к оси втулки, а в торце корпуса расположено плоское выходное сопло, площадь которого должна быть больше суммарной площади отверстий во втулке на 30-100%. Плоское выходное сопло имеет угол раскрытия δ=12° или 80°.

Установка в камеру закручивания с помощью резьбового соединения цилиндрической втулки-жиклера с прямолинейными каналами круглого сечения, расположенными под углом α=15-45° к оси втулки, повышает эффективность распыления жидкости путем образования непрерывно вращающегося кольцевого потока.

При α>45° - угол ограничен габаритными размерами втулки и камеры закручивания, что снижает эффективность распыления жидкости.

При α<15° - снижается эффективность закручивания потока, что снижает эффективность распыления жидкости.

Установка в торце корпуса плоского выходного сопла и выполнение перед соплом конусной части камеры закручивания обеспечивает получение равномерно заполненного факела распыленной жидкости с сохранением строго заданной формы.

Угол раскрытия плоского выходного сопла δ=12° обеспечивает сохранение строго заданной формы факела для полного покрытия потоком жидкости входного направляющего аппарата авиационного двигателя.

Угол раскрытия плоского выходного сопла δ<12° не обеспечивает сохранение строго заданной формы факела, что приводит к неполному покрытию потоком жидкости входного направляющего аппарата авиационного двигателя.

δ>12° не обеспечивает сохранение строго заданной формы факела, что приводит к излишнему перекрытию и, как следствие, неоправданному расходу рабочей жидкости.

Угол раскрытия плоского выходного сопла δ=80° обеспечивает сохранение строго заданной формы факела для полного покрытия потоком жидкости лопатки вентилятора авиационного двигателя.

Угол раскрытия плоского выходного сопла δ<80° не обеспечивает сохранение строго заданной формы факела, что приводит к неполному покрытию потоком жидкости лопатки вентилятора авиационного двигателя.

δ>80° не обеспечивает сохранение строго заданной формы факела, что приводит к излишнему перекрытию и, как следствие, неоправданному расходу рабочей жидкости.

Площадь выходного сопла больше суммарной площади отверстий во втулке на 30-100%, что обеспечивает строго заданную форму факела жидкости, при этом гарантируется, что плоское выходное сопло не повлияет существенно на общий коэффициент расхода форсунки, что повышает эффективность распыла.

На фиг. 1 изображен общий вид форсунки, продольный разрез.

На фиг. 2 - вид А на фиг. 1.

На фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 2.

Центробежно-струйная форсунка для распыления жидкости содержит корпус 1, цилиндрическую втулку-жиклер 2, камеру закручивания 3 и плоское выходное сопло 4. Корпус 1 имеет сферическое соединение 5 для соединения с трубопроводом. С помощью резьбового соединения в камеру закручивания 3 установлена втулка-жиклер 2 с прямолинейными каналами круглого сечения 6, расположенными под углом α=15-45° к оси 7 втулки 2 для закручивания потока жидкости. В торце корпуса 1 форсунки расположено плоское выходное сопло 4. Камера закручивания 3 выполнена цилиндрической с конусной частью 8 перед плоским выходным соплом 4. Выходное сопло 4 имеет угол раскрытия δ=12° или 80° в зависимости от назначения форсунки. Площадь выходного сопла 4 должна быть больше суммарной площади отверстий 6 во втулке 2 на 30-100%.

Работает устройство следующим образом.

Рабочая жидкость подается в форсунку и поступает в каналы 6 цилиндрической втулки 2. Потоки жидкости двигаются по прямолинейным каналам 6 и, попадая в камеру закручивания 3, турбулизируют непрерывно вращающийся кольцевой поток, что улучшает однородность и качество распыла. Вращающийся вдоль стенок камеры закручивания 3 поток поступает в плоское выходное сопло 4 с углом раскрытия 12° или 80° и на выходе из сопла образует равномерно заполненный плоский факел распыленной жидкости строго заданной формы.

Изобретение относится к форсункам для распыления жидкости и может быть использовано в авиадвигателестроении, а также на других промышленных объектах, где требуется распыление жидкости. Центробежно-струйная форсунка включает корпус и завихрительную камеру. В камеру с помощью резьбового соединения установлена цилиндрическая втулка-жиклер с прямолинейными каналами круглого сечения, расположенными под углом α=15-45° к оси втулки. В торце корпуса расположено плоское выходное сопло, площадь которого больше суммарной площади отверстий каналов во втулке на 30-100%. Плоское выходное сопло имеет угол раскрытия δ=12° или 80°. Путем образования непрерывно вращающегося кольцевого потока и получения равномерно заполненного факела распыленной жидкости повышается эффективность распыления жидкости с сохранением строго заданной формы факела. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Центробежно-струйная форсунка для распыления жидкости, включающая корпус с камерой закручивания, отличающаяся тем, что в камеру закручивания с помощью резьбового соединения установлена цилиндрическая втулка-жиклер с прямолинейными каналами круглого сечения, расположенными под углом α=15-45° к оси втулки, а в торце корпуса расположено плоское выходное сопло, площадь которого больше суммарной площади отверстий каналов во втулке на 30-100%.

2. Центробежно-струйная форсунка по п. 1, отличающаяся тем, что плоское выходное сопло имеет угол раскрытия δ=12° или 80°.