ФОРСУНКА Советский патент 1997 года по МПК F23D11/04 

Изобретение относится к устройствам для распыливания жидкостей и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства.

Целью изобретения является интенсификация процесса диспергирования топлива.

На фиг. 1 изображен продольный разрез форсунки; на фиг.2 сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 сечение Б-Б на фиг.1.

Форсунка содержит корпус 1 и соосно установленную в нем с кольцевым зазором 2 топливную трубку 3 с центральным сопловым наконечником 4, подключенным посредством патрубков 5 в боковой стенке трубки 3 к кольцевому зазору 2. Форсунка дополнительно содержит завихритель 6 в виде закрепленной на сопловом наконечнике 4 крыльчатки 7 с лопастями 8 клиновидной формы, имеющими острую переднюю кромку 9.

Кроме того, форсунка может иметь второй завихритель 10 в виде укрепленной на топливной трубке 3 ступицы 11 с винтовым выступом 12 увеличивающегося по ходу потока сечения, имеющим острую переднюю кромку 13, причем в ступице второго завихрителя 10 и топливной трубке могут быть выполнены наклонные к оси каналы 14, сообщающие полость топливной трубки 3 до первого завихрителя 6 с кольцевым зазором 2 за вторым завихрителем 10.

Работа форсунки осуществляется следующим образом. В корпус 1 подается воздух, который разделяется на два потока, один из которых поступает в кольцевой зазор 2, образованный топливной трубкой 3 и корпусом, а другой в центральный сопловой наконечник 4 через патрубки 5 в боковой стенке трубки 3. Топливо подается в трубку 3 и разгоняется в области завихрителя 6 до скорости 15-20 м/с, при этом его давление понижается до величины, равной давлению насыщенных паров, и жидкость вскипает с образованием микропузырьков.

При попадании в зону за лопастями 8 микропузырьки схлопываются с образованием кумулятивных микроструй между частями микропузырьков, скорость которых достигает величины порядка 10⁵ м/с, развиваемые ударные давления порядка 10⁴ атм. Образуемые микроструи обеспечивают эффективное дробление топлива.

Экспериментально установлено, что при высоком газосодержании в среде частицы газа являются центрами образования микропузырьков, следовательно, вскипание жидкости возможно при более низких скоростях потока, что делает целесообразным подачу в зону за завихрителем 6 воздушного потока через центральный сопловой наконечник 4.

В зону образования и схлопывания пузырьков подают основной поток воздуха через зазор 2, снабженный завихрителем 10, который производит окончательный распыл топливовоздушной смеси.

При форсированном режиме работы излишек топлива отводят из полости до завихрителя 6 через наклонные каналы 14 в полость за завихрителем 10, где и происходит смешение избытка топлива с воздухом. Таким образом удается достигнуть высокой степени диспергирования и гомогенизации топлива и воздуха.

Выполнение завихрителя 6 в виде лопастей 8 клиновидной формы с острой передней кромкой 9 и завихрителя 10 в виде винтового выступа 12 на ступице 11, увеличивающегося по ходу потока сечения и снабженного острой передней кромкой 13, позволяет плавно с минимальными гидравлическими потерями сжимать потоки, повышая их скорости и закручивая их без турбулизации на передних кромках 9 и 13.

1. Форсунка, содержащая корпус и соосно установленную в нем с кольцевым зазором топливную трубку с центральным сопловым наконечником, поключенным посредством патрубков в боковой стенке к кольцевому зазору, отличающаяся тем, что, с целью интенсификации процесса диспергирования топлива, она дополнительно содержит завихритель в виде закрепленной на сопловом наконечнике крыльчатки с лопастями клиновидной формы, имеющими острую переднюю кромку.

2. Форсунка по п.1, отличающаяся тем, что она содержит второй завихритель в виде укрепленной на топливной трубке ступицы с винтовым выступом увеличивающегося по ходу потока сечения, имеющим острую переднюю кромку.

3. Форсунка по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что в ступице второго завихрителя и топливной трубке выполнены наклонные к оси каналы, сообщающие полость топливной трубки до первого завихрителя с кольцевым зазором за вторым завихрителем.

1. Форсунка, содержащая корпус и соосно установленную в нем с кольцевым зазором топливную трубку с центральным сопловым наконечником, поключенным посредством патрубков в боковой стенке к кольцевому зазору, отличающаяся тем, что, с целью интенсификации процесса диспергирования топлива, она дополнительно содержит завихритель в виде закрепленной на сопловом наконечнике крыльчатки с лопастями клиновидной формы, имеющими острую переднюю кромку. 2. Форсунка по п.1, отличающаяся тем, что она содержит второй завихритель в виде укрепленной на топливной трубке ступицы с винтовым выступом увеличивающегося по ходу потока сечения, имеющим острую переднюю кромку. 3. Форсунка по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что в ступице второго завихрителя и топливной трубке выполнены наклонные к оси каналы, сообщающие полость топливной трубки до первого завихрителя с кольцевым зазором за вторым завихрителем.