Центробежная форсунка Советский патент 1983 года по МПК F23D11/06 

Изобретение относится к технике распыливания жидкостей, предназначе но для приготовления горючей смеси в камерах сгорания авигщионных газо турбинных двигателей и может быть использовано для распыпивания любых маловязких жидкостей в теплоэнергетцческих установках, системах увлги нения и кондиционирования воздуха. Известна центробежная форсунка, содержащая размещенные в корпусе ко аксиальные центральный и периферийный топливные каналы, последний из которых снабжен завихрителем Cl 3. Недостатком данной форсунки явля ется незначительный допустимый расход распыливаемой жидкости. Наиболее близким к изобретению является центробежная форсунка, содержащая корпус с тангенциальным топливным патрубксм, снабженный коаксиальной вставкой, образующей с корпусом топливный кольцевой канал с конфузорным выходным соплом и завихритель С2 3. Недостатком известной форсунки является потребность в значительном перепаде давления для достижения требуемой дисперсности распыливания а также неравномерность распределения распыленной жидкости по радиусу факела. I Целью изобретения является повы шение дисперсности распыливания и равномерности распределения капель по радиусу факела. Цель достигается тем, что в центробежной форсунке, содержащей корпус с тангенциальным топлившли патрубке, снабженный коаксиальной вставкой, образующей с корпусом топливный кольцевой канал с конфу.зорньв выходным соплом и завихритель, внутри вставки дополнительно установлена центральная труба с конфузорно-цилиндрическим выходным соплом, образующая со вставкой коль цевой воздушный канал, а завихритель выполнен в виде Заглушенного с торца стакана с винтовой нарезкой на боковой поверхности, размещенного в полости трубы. Кроме того, форсунка дополнитель но содержит установленный в кольцевом воздушном канале газоструйный излучатель акустических колебаний. На чертеже изобргикена форсунка, продольный разрез. Цент обежная форсунка содержит корпус 1 ,с тангенциальным топливным патрубком 2, снабженный коаксиальной вставкой 3, образующей с корпусом 1 топливюгй кольцевой канал 4 с КОНфуЗОрШКГ выходным 5. внутри вставки 3 дополнительно установлена центральная труба б с кон фузорно-цилиндрическим выходным соплом 7, образующая со вставкой 3 кольцевой воздушный канал 8, снабженный газоструйным излучателем 9 акустических колебаний. Корпус 1 снабжен Зс1вихрителем 10 в виде заглушенного с торца стакана с винтовой нарезкой 11 на боковой поверхности. Газоструйный иэлучатель 9 может- быть выполнен любым образом, в частности, в виде многозаходной винтовой нарезки на наружной поверхности центральной трубы б так, чтобы совместно с каналом 8 она образовала вихревой свисток Грегуша. Форсунка работает следующим образом. При подаче через топливный патрубок 2 и в полость центральной трубы б жидкого топлива оно закручивается в канале 4 и в канале, образо ваннсм винтовой нарезкой 11, и истекает через сопла 5 и 7 в виде близких к коническим пересекающихся в пространстве жидкостных пелен. При подаче воздуха в кольцевой канал 8 он истека€ Т через кольцевую щель, образованную вставкой 3 и центральной трубой б, и стремится отогнуть друг от друга жидкостные пелены, истекающие из сопел 5 и 7. Экспериментальные исследования гидравлики взаимодействия жидкостных и газовых потоков показ гши, что в случае, если соотнсяшение скоростных потоков истекающего газа Рг и жидкости р в центральной, малорасходной пелене лежат в диапазоне от 0,1 до 1,0, подача газа приводит , к образованию автоколебательного режима течения, сопровождающегося колебаниями угла конусности, скорости и расхода жидкости и газа с час- , тотой, зависящей от времени перемещения жидкости от среза сопла 7 До места пересечения жидкостных пелен, а также от резонансных свойств канала 8 как проточного резонатора Гельмогольцаи лежащей в диапазоне от сотен герц до нескольких килогерц, Автоколебания центральной жид- : костной малорасходной пелены воздействуют на периферийную и приводят к ее интенсивному дроблению. При этом существенно возрастает равномерность орошения факелом пространства зоны смесеобразования. Особенно эффективно воздействие автоколебаний при равенстве их частоты собственной частоте колебаний газа в кольцевом канале 8. Такое состояние Процесса можно настроить путем подбора соотношений объема канёша 8, проходного сечения идлины щели между соплаМи 7 и 5 и перепадах давления, срабатываемых на воздушном канале 8 и жидкостных ступенях канале 4 и камере закручивания, образованной в полости центральной трубы 6.

Практическая реализация автоколебательного режима легко осуществима, поскольку осуществляется в довольно широкс диапазоне соотношение скоростных Напоров газа и жидкости, (от 0,1 до 1,0) и требует расходов газа ввиду квадратичного характера зависимости этого соотношения р г 2 / от скорости его движения.

В тех случаях, когда автоколебательный режим не возникает (например, не выдержано требуемое соотношение скоростных напоров), необходимый эффект возникает при ус тановке в кольцев 1 воздушнсм кана,ле газоструйнбго излучателя 9, образукхчего пульсирукяоий воздушный

поток, приводящий к колебаниям центральной малорасходной жидкостной пелены. Эти колебания при пересечении пелен инициируют распад большерасходной периферийной пелены на мелкие капли.

Наибольший эффект возникает при совместном действии вынужденных колебаний, генерируемых газоструйньм излучателем 9, и автоколебаний, гв0 нерируемых пеленами при их пересечении и продувании через иих бездушного потока при равенстве их частот.

Применение фсфсуики обеспечивает

5 :существенное уменьшение времейи ис;дарения и выгорания топлива, а также повышение равн я4ерности температурного поля в зоне горения , что повышает экон((ичность и надежность, работы двигателя.

1. ЦЕНТРОБЕЖНАЯ ФОРСУНКА, содержащая корпус ic тангенциальным топливным патрубкрм, снабженный коаксиальной вставкой, образующей с корпусом топливный кольцевой канал с конфузорным выходным соплом, и завихритель, отличающаяся тем, что, с целью повышения дисперсности распыливания и равномерности распределения капель по радиусу факела, внутри вставки дополнительно установлена центральная труба с кон фузорно-цилиндрическим выходным соплом, образующая со вставкой кольцевой воздушный канал, а завихрител выполнен в виде заглушенного с торца стакана с винтовой нарезкой на боковой поверхности, размещенного в полости трубы. 2. Форсунка по п. 1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит установленный в кольцевом воздушном канале газоструйньгй излучатель акустических колебаний. СП С. -тЛ Цаш СЛ со ее 4 Х