Акустическая форсунка Советский патент 1991 года по МПК F23D11/34 

Изобретение относится к устройствам для распиливания жидкостей, в том числе тяжелых топлив, и может быть использовано в энергетической, химической, металлургической и других отраслях промышленности.

Цель изобретения - повышение эффективности распиливания путем повышения уровня звукового давления при сохранении характера распределения топлива по сечению факела.

На фиг. 1 изображена форсунка, продольный разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.

Акустическая форсунка содержит корпус 1 с диффузорным сопловым наконечником 2, центральный топливный распылитель 3, образующий с корпусом 1 кольцевой ка: нал 4 для подачи распылителя и с.сопловым наконечником 2 - кольцевое сопло 5 для подачи распылителя, дисковой отражатель 6, установленный с образованием кольцевой резонирующей полости 7, обращенной к кольцевому соплу 5, и кольцевой ряд тангенциальных каналов 8 для подачи распылителя, выполненных в диффузорном сопловом наконечнике 2.

В наконечнике 2 также выполнена кольцевая тороидальная камера 9, сообщенная с кольцевым каналом 4 для подачи распылителя посредством кольцевого зазора 10 и системы соосных отверстий 11 и 12 и с диф- фузорной поверхностью наконечника посредством тангенциальных каналов 8, размещенных за дисковым отражателем 6.

Форсунка работает следующим образом.

Распылитель, поступающий из кольцевого канала 4 через отверстия 11, делится на два потока, один из которых через кольцевое сопло 5 подается в резонирующую полость 7, а другой - через отверстия 12 - в тороидальную камеру 9. Взаимодействуя с преградами в виде дна полости 7 и дна камеры 9, поток распылителя приобретает характер пульсационного течения, сопровождаемого излучением акустической энергии, которая распространяется в окружающее пространство на выходе из полости 7 и через тангенциальные каналы 8, выходящие на поверхность диффузора соплового наконечника 2. Отработанный в полости 7 и камере 9 распылитель течет двумя потоками: центральным прямоструйным и периферийным закругленным. Расположение по периферии излучателя вихревой зоны не дает прямоструйному потоку истекать в направлении приосевой зоны.

Сильная эжекция, создаваемая вихревым потоком по оси форсунки, обеспечивает поступление в начальную зону распиливания топочных газов, которые прижимают

топливный факел, подаваемый в виде предварительно распыленного потока из топливного распылителя 3, к стенкам диф- фузорного наконечника 2. Пройдя зону действия акустических колебаний, факел

ложится на начальный участок диффузорной поверхности наконечника 2, где подхватывается прямоструйным потоком распылителя и в виде мелкодисперсной смеси поступает в зону действия закрученных

струй распылителя, являющуюся дополнительной ультразвуковой ступенью. Окончательно сформированный по углу раскрытия и дисперсности поток смеси топлива с распылителем выходит в виде факела в зону

горения.

Наличие акустического поля на начальном участке горения обеспечивает полноту смесеобразования и сжигание смеси без химической и механической неполноты горения. Экспериментально установлено, что подключение тангенциальных каналов 8 к полости диффузорного наконечника 2 на расстоянии, составляющем 0,2-0,6 диаметра входного участка диффузорного наконечника 2, обеспечивает оптимальные параметры факела.

Формула изобретения

Акустическая форсунка, содержащая корпус с диффузорным сопловым наконечником, центральный топливный распылитель, образующий с корпусом кольцевой канал для подачи распылителя и с сопловым

наконечником - кольцевое сопло для подачи распылителя, дисковый отражатель, установленный с образованием кольцевой резонирующей полости, обращенной к указанному кольцевому соплу, и кольцевой ряд

тангенциальных каналов для подачи распылителя, от л ичающаяся тем, что, с целью повышения эффективности распыливания путем повышения уровня звукового давления при сохранении характера распределения топлива по сечению факела, в диффузорном сопловом наконечнике выполнена тороидальная камера, сообщенная с кольцевым каналом для подачи распылителя посредством кольцевого зазора, и указанные тангенциальные каналы для подачи распылителя, причем каналы размещены за дисковым отражателем и на входе подключены к тороидальной камере.

Изобретение относится к устройствам для распиливания жидкостей, в том числе тяжелых топлив, и может быть использовано в энергетической, химической, металлургической и других отраслях промышленности. Цель изобретения - повышение эффективности распыливания путем повышения уровня звукового давления при сохранении характера распределения топлива по сечеШШР К Arf « ЬГ нию факела Выполнение тангенциальных каналов 8 и тороидальной камеры 9 в диф- фузорном сопловом наконечнике 2 обеспечивает пульсационный характер течения потоку распылителя, сопровождаемый излучением акустической энергии. Топливо, первично распыленное центральным топливным распылителем 3, подвергается воздействию прямоструйного потока распылителя, подаваемого через кольцевое сопло 5 и резонирующую полость 7 (I ультразвуковая ступень), и далее периферийного закрученного потока распылителя, подаваемого из камеры 9 и каналов 8 (II ультразвуковая ступень) При этом прямоструйный поток отжимается топочными газами, эжектируемыми закрученным потоком, к стенкам диффузора наконечника 2, что обеспечивает оптимальный по углу раскрытия и дисперсности факел, поступающий в зону горения. Наличие акустического поля на начальном участке горения повышает полноту сгорания. 2 ил. К (Л С о со 00 о

Фиг.2.