Форсунка Советский патент 1985 года по МПК F23D11/04 F23D11/12 F23D11/14 

Изобретение относится к форсункам для распыливания жидкости и может быть использовано в нагревательных и стекловаренных печах.

Цель изобретения - расширение пределов регулирования параметров и формы факела.

На чертеже изображена форсунка, продольный разрез.

Форсунка содержит цилиндрическую камеру 1 смешения с каналами 2 и 3 подачи топлива и распылителя соответственно, конфузорным участком 4 на выходном торце 5 и щелевым соплом 6.

Щелевое сопло 6 выполнено в боковой стенке 7 камеры 1 смешения на расстоянии 0,04-0,20 диаметра камеры 1 от ее выходного торца 5.

Щелевое сопло 6 в пределах камеры 1 имеет глубину, составляющую 0,125-0,38 ее диаметра.

Форсунка работает следующим образом.

Топливо по каналу 2 в виде тонкой пленки подается в камеру 1, где происходит дробление ее потоком распылителя, поступающим в камеру 1 по каналу 3. Топливновоздущная смесь поступает в конфузорный выходной участок 4 камеры 1, где происходит дополнительное перемешивание распыленного топлива с распылителем, выравнивание в последнем поля концентраций топлива, затем топливно-воздущная смесь вытекает через щелевое сопло 6 в виде веерной струи с углом раскрытия в вертикальной плоскости 20-24°, а в горизонтальной - .

Указанное соотношение расстояния Ьрот щелевого сопла 6 до выходного торца 5 участка 4 и диаметра камеры 1 dn является оптимальным. При ,04 наблюдается резко выраженный повышенный расход топлива по краям факела, т.е. не происходит выравнивания полей концентраций топлива и скоростей перед соплом 6. При величине соотношения более 0,20 наблюдается существенный рост гидравлического сопротивления конфузорного участка 4 и давление распылителя возрастает более, чем в два раза.

Указанные пределы изменения величины относительной глубины щелевого сопла оптимальны по следующим причинам. При величине соотношения менее 0,125 угол раскрытия факела уменьшается до 30-36°, характер затухания скорости на оси факела приближается к осесимметричному факелу. Длина факела возрастает и сильнее начинают сказываться боковые эффекты - по краям факела наблюдается повышенный расход топлива за счет поступления его в периферийные, боковые участки факела по стенкам камеры 1 и конфузорного участка 4. При значении соотношения более 0,38 увеличение угла раскрытия уже незначительно, но боковые участки факела объедняются топливом.

Форсунка работает следующим образом.

Пример 1. Исполнение форсунки с нижними значениями соотношений: 0,125; - 0,04.

При этом формируется плоский факел с углом раскрытия 66° в горизонтальной плоскости и достаточно равномерным распределением жидкости по его ширине. Давление распылителя перед форсункой невелико (1,8 ат) и соответствует диапазону располагаемых давлений за регулирующей аппаратурой топливных систем. В таком исполнении форсунка в сравнении с известной

особых преимуществ в характеристиках факела не имеет, но позволяет существенно уменьщить габариты и надежность форсунки. При значениях - 0,125 и - 0,04, особенно в случае О, форсунка практически непригодна к эксплуатации из-за малого угла раскрытия и ярко выраженной неравномерности распределения скорости и жидкости по углу раскрытия факела.

Пример 2. Исполнение форсунки с верхними значениями соотношений: 0,38; - 0,20.

В этом случае факел характеризуется высокими значениями его параметров - угол раскрытия равен 152° при практичесQ ки равномерном распределении жидкости по щирине факела. Давление распылителя возрастает незначительно - до 2,1 ат. При значениях 0,20 и - 0,38 сохраняются высокие характеристики факела, но увеличение - приводит к увеличению

сечения сопла и некоторому возрастанию расхода распылителя. С ростом давления распылителя перед форсункой возрастают трудности с эксплуатацией последней и сужаются пределы регулирования длины факела расходом распылителя, так как уменьщается запас его располагаемого давления. Пример 3. Исполнение форсунки с характеристиками ее,лежащими в середине указанных диапазонов, соответствует наиболее целесообразным для стекловаренных печей

5 параметрам факела - угол раскрытия составляет 108-140° при высокой равномерности распределения жидкости по ширине факела.

В этом случае распыление топлива происходит при невысоком давлении (1,82 ат),

0 т.е. с малыми энергетическими затратами, малом расходе распылителя и со значительным резервом давления последнего, что расширяет пределы регулирования факела. Предлагаемая форсунка позволяет увеличить угол раскрытия факела до 150- 162° при достаточно равномерном распределении топлива по ширине факела и на 25-40% увеличить производительность форсунки, а длина факела с увеличением производительности форсунки возрастает при этом не пропорционально расходу топлива, а лишь на 5-10°/о, поскольку одновременно возрастает угол раскрытия факела и улучшается смешение топлива с воздухом. Увеличение производительности форсунки и угла раскрытия факела позволяет на каждой горелке регенеративной стекловаренной печи организовать эффективное ежигание топлива одной форсункой при минимально возможном коэффициенте расхода воздуха 1,03-1,04, а не двумя-четырьмя, как в случае применения известных щелевых форсунок. Это позволяет повысить надежность форсунок и печи, увеличить длительность межремонтного периода работы стекловаренной печи на 4-6 мес., повысить эффективность сжигания топлива, уменьшить длину факела и на 0,5-1,0% снизить расход топлива.

1. ФОРСУНКА, содержащая цилиндрическую камеру смешения с каналами подачи топлива и распылителя на входе/ конфузорным участком на выходном торце и щелевым соплом, отличающаяся тем, что, с целью расширения пределов регулирования параметров и формы факела, щелевое сопло выполнено в боковой стенке камеры смещения на расстоянии 0,04-0,20 диаметра камеры от ее. выходного торца. 2. Форсунка по п. 1, отличающаяся тем, что щелевое сопло в пределах камерг 1 имеет глубину, составляющую 0,125-0,38 ее диаметра. сл