Форсунка Советский патент 1984 года по МПК F23D11/12 

Изобретение относится к устройствам для смешивания жидкости с газом и может быть применено при сжигании жидкого топлива в котлах, промышленных печах и сушилках.

Известно горелочное устройство, содержащее цилиндрический воздушный корпус с установленной в нем соосно форсункой с топливоподаюш,ей трубой, заключенной в патрубок, образующий с трубой канал первичного воздуха, а с корпусом - канал вторичного воздуха, снабженный завихрителем, причем между патрубком и завихрителем размешен перфорированный экран 1.

Недостатком данного устройства является образование за экраном застойной зоны, препятствующей интенсивному дроблению топлива и получению высококачественной смеси.

Наиболее близкой к предлагаемой является форсунка, содержащая корпус и вставку, образующие кольцевой конфузорно-диффузорный канал, в котором установлен лопаточный завихритель, причем вставка в зоне пережима выполнена с кольцевым уступом, имеющим в вершине кольцевое топливное сопло 2.

Однако известная форсунка характеризуется недостаточным качеством распыливания.

Цель изобретения - повышение качества распыливания и интенси(рикации смесе образования.

Указанная цель достигается тем, что в форсунке, содержащей корпус и вставку, образующие кольцевой конфузорно-диффузорный канал, в котором установлен лопаточный завихритель, причем вставка в зоне пережима выполнена с кольцевым уступом, имеющим в вершине кольцевое топливное сопло, вставка выполнена с центральным конфузорно-диффузорным каналом, имеющим на входе автономный завихритель, лопатки которого ориентированы в сторону, противоположную лопаткам завихрителя, установленного в кольцевом канале, и дополнительным кольцевым топливным каналом, размещенным в вершине уступа, выполненного на вставке в зоне пережима центрального канала, причем перед уступами вставка выполнена с турбулизаторами, а центральный канал имеет .меньшую степень конусности, чем степень конусности кольцевого канала.

На фиг. 1 изображена форсунка, про дольный разрез; на фиг. 2 - развертка радиального сечения, завихрителя.

Форсунка содержит корпус Л и вставку 2, образующие кольцевой конфузорнодиффузорный канал 3, в котором установлен лопаточный завихритель 4, причем вставка 2 в зоне пережима 5 выполнена с кольцевым уступом б, имеющим в вершине 7 кольцевое топливное сопло 8. Вставка 2

выполнена с центральным конфузорно-диффузорным каналом 9, имеющим на входе автономный завихритель 10, лопатки 11 которого ориентированы в сторону,- противоположную лопаткам 12 завихрителя 4, установленного в кольцевом канале 3, и дополнительным кольцевым топливным каналом 13, размещенным в вершине 14 уступа 15, выполненного на вставке 2 в зоне пережима 16 центрального канала 9, причем перед уступами 6 и 15 вставка 2 выполнена с турбулизаторами 17 и 18 пограничного слоя соответственно, а центральный канал 9 имеет меньшую степень конусности, чем степень конусности кольцевого канала 3.

Смежные лопатки 12 завихрителя 4, установленного в кольцевом канале 3, смонтированы с образованием чередующихся конфузорных и диффузорных каналов 19 и 20 соответственно.

Уступ 15 может быть выполнен из пористого материала, поры которого образуют выходное отверстие кольцевого топливного канала 13 (не показано).

Форсунка работает следующим образом.

Поток газа, например воздуха, поступающий от нагнетателя к входному отверстию корпуса 1, проходит через кольцевой конфузорно-диффузорный канал 3 и размещенные в нем турбулизаторы 17, завихритель 4 и уступ б, размещенный в зоне пережима 5, а также через центральный конфузорно-диффузорный канал 9 и размещенные в нем турбулизаторы 18, завихритель 10 и уступ 15, выполненный в зоне пережима 16.

При прохождении потоков через конфузорные участки каналов 3 и 9 происходит увеличение скорости потоков и снижение статического давления. Благодаря отрыву потоков за уступами б и 15 происходит возрастание величины разрежения, которое обеспечивает инжекцию распыливаемой жидкости в поток распылителя, течение которого в периферийной зоне уступов б и 15 характеризуется достаточно больщой скоростью и интенсивными высокочастотными мелкомасщтабными турбулентными пульсациями, обусловленными совместным воздействием на поток турбулизаторов 17 и 18 и срыва потока на уступах б и 15. Лопатки 11 и 12 завихрителей 4 и 10 сообщают потокам распылителя, а далее и смеси закрутку, улучщающую перемещивание жидкости с распылителем. Чередование конфузорных и диффузорных каналов 19 и 20, образованных лопатками 12 завихрителя 4, благодаря различию скоростей потоков на выходе из смежных каналов способствует образованию тангенциальных вихревых течений в канале 3, воздействующих на перемешивание при дальнейшем движении потока.

Различное направление крутки потоков, осуществляемое завихрителями 4 и 10, лопатки которых ориентированы в противоположных направлениях, а также различная степень конусности каналов 3 и 9 обеспечивают более высокое качество смесеобразования при взаимодействии потоков, выходящих из каналов 3 и 9, причем превышение скорости внутреннего потока над скоростью внещнего потока обеспечивает дополнительное расхождение факела смеси, вышедшей из канала 9.

ФОРСУНКА, содержащая корпус и вставку, образующие кольцевой конфузор но-диффузорный канал, в котором установлен лопаточный завихритель, причем вставка в зоне пережима выполнена с кольцевым уступом, имеющим в вершине кольцевое топливное сопло, отличающаяся тем, что, с целью,повышения качества распыливания и интенсификации смесеобразорания, вставка выполнена с центральным конфузорнодиффузорным каналом, имеющим на входе автономный завихритель, лопатки которого ориентированы в сторону, противоположную лопаткам завихрителя, установленного в кольцевом канале, и дополнительным кольцевым топливным каналом, размещенным в вершине уступа, выполненного на вставке в зоне пережима центрального канала, причем перед уступами вставка выполнена с турбулизаторами, а центральный канал имеет меньщую степень конусности, чем степень конусности а кольцевого какала.

Фиг. г