Форсунка Советский патент 1992 года по МПК F23D11/10 

Изобретение относится к области сжигания жидких вязких топлие, например мазута, высоковязкой нефти, распыливаемых воздушными форсунками низкого давления, и может быть использовано в горелках воздушного распыливания, предназначенных для сжигания вязкого жидкого топлива в топках трубчатых печей.

Известна форсунка низкого давления для распыливания жидких топлив, содержащая корпус с установленными в нем мазутной трубкой с конусообразным наконечником и кольцо для регулирования подачи воздуха 1. Указанная форсунка обеспечивает пленочное распыпивание мазута за счет того, что первичного воздуха, выходящий с большой скоростью, создает разрежение внутри конусообразного наконечника, установленного на мазутной трубке, благодаря чему вытекающий из нее мазут разбрызгивается по внутренней поверхности наконечника и вытягивается на ней в виде конусообразной пленки. На выходе из конуса пленка разрывается потоком распыляющего воздуха и превращается Б диспергированную воздухожидчостную смесь.

Конструкция форсунки улучшает распыление и смесеобразование, однако не позволяет обеспечить высокоэффективное сжигание вязких топлив из-за неравномерности образования г ленки на кромке конусного наконечника кроме того, в указанной форсунке в активном распылении и смешивании с топливом принимает участие поток первичного воздуха, а вторичный поток в силу конструктивных особенностей, плохо смешивается с топливом.

Известна форсунка, содержащая корпус, центральную трубу для подачи топлива, конусный завихритель с тангенциальными каналами, образующий с корпусом по периферии кромки завихрителя кольцевое сопло

2.

Недостатком известной форсунки является грубое распыливанме топлива, т.к. его струя входит непосредственно в ось закрученного потока воздуха, что приводит к недожогу тяжелого жидкого топлива и выделению свободного углерода в виде сажистых частиц или коксового остатка.

Известна форсунка, содержащая корпус, центральную топливную трубу и диффу- зорную насадку с тангенциальными каналами, установленными в выходном уча- сткетрубы с образованием с корпусом кольцевого сопла 3.

Недостатком известной форсунки является низкая эффективность сжигания топлива.

Целью изобретения является повышение эффективности сжигания топлива путем создания топливной пленки на поверхности насадка с последующим ее дроблением.

На фиг. 1 изображена форсунка, продольное сечение; на фиг 2 - диффузорная насадка с тангенциальными каналами, продольный разрез; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - график изменения содер0 жания сажистых частиц в функции Ртанг/Ркольцдля 0,8; на фиг. 5- график изменения дисперсности распыла в зависимости от изменения параметров форсунки; на фиг. 6 - график содержания сажистых

5 частиц, соответствующего различным значениям L/Оз насадки.

, Форсунка содержит корпус 1, центральную топливлую трубу 2, диффузорную насадку 3 с тангенциальными каналами 4.

0 установленную в выходном участке трубы с образованием с корпусом кольцевого сопла 5, цилиндрический наконечник 6 и радиальные раздающие отверстия 7, размещенные в полости насадки перед указанным наконеч5 , при этом тангенциальные каналы выполнены с суммарной площадью проходных сучений, составляющей 0,45. .0,7 площади проходного сечения сопла, и размещены на расстоянии от выходной кромки 8 насадки,

0 составляющем 0,4...1,2 ее максимального диаметра.

Форсунка работает следующим образом.

Подогретое до снижения вязкости (до

5 3-4°ВУ) топливо поступает в центральную топливную трубку 2 и через радиальные раздающие отверстия 7 подается в виде равномерной тонкой пленки на внутреннюю поверхность диффузорной насадки 3 с тан0 генциальными каналами 4, через которые поступает поток воздуха и, смешиваясь с топливом, в процессе вращательно-посту- пательного движения образует пленку топливной эмульсии, поднимающуюся по внутренней поверхности насадки и наступа5 ющую на крому 8. где второй воздушный поток проходит через кольцевое сопло 5 омывает наружную поверхность диффузорной насадки 3. подхватывает ее с кромки и распыливает в поток вторичного воздуха на

0 выходе из горелки.

Тангенциальные каналы 4. выполненные с суммарной площадью проходных сечений, составляющей 0,45...0,7 от площади проходного соиения кольцевого сопла 5 и

5 размещенные . расстоянии от выходной кромки 8 насадчи 3. составляющем 0 4...1.2 от ее максимального диаметра, позволяют значительно интенсифицировать эффект всасывания топлива и вращательчо-поступательного движения топливной эмульсии по внутренней поверхности насадки, улучшая процесс смешивания топлива с воздухом и подачу эмульсии к кромке насадки.

Испытания форсунки подтвердили, что оптимальная тонкость распыла достигается при соотношении Ртанг/Ркольц в зоне значений 0,45...0,7, при этом минимум Среднего диаметра капель наблюдают при значении L/Ds в пределах 0,4...1,2, что видно из графика на фиг. 5.

Огневые испытания подтвердили найденные оптимальные пределы при исследовании видимой и химической длины факела, содержания сажистых частиц и изменения светимости факела по длине, что видно из графика на фиг. 4 при изменении содержания сажистых частиц в функции Ртанг/Ркольц для 0,8. На графие фиг, 6 видны исследованные семейства кривых, соответствующие разным значениям L/Оз, графики на фиг. 4 и 6 подтверждают, что минимальное содержание сажистых частиц в факеле наблюдают при значениях L/Оз 0,4...1,2 и Ртанг/Ркольц 0,45...0,7, что находится в соответствии с результатами холодных испы- таний.

При испытании форсунок с расстоянием тангенциальных каналов подачи первичного воздуха, меньшем 0,4 Оз, и соотношении Ртанг/Ркольц менее 0,45 наблюдалось нару- шение равномерности растекания мазута по поверхности диффузорной насадки с образованием наплывов на кромке, что приводило к некачественному распылу, дымлению факела и коксованию стенок ам- бразуры, при расстоянии тангенциальных каналов более 1,2 Оз и соотношении Ртанг/Ркольц , большем 0,7, наблюдалось забивание каналов мазутом, снижение интенсивности вращательно-поступательного

движения пленки по внутренней поверхности насадки, неравномерный срыв пленки с кромки насадки и, как следствие, ухудшение распыла.

Эксплуатация форсунки показала, что при L (0,4...1,2)0з и Ртанг/Ркольц 0,45...0,7, конструкция работала устойчиво, без дымления, легко регулировалась, при этом коэффициент рабочего регулирования был менее 3. Коксования стенок амбразуры не наблюдалось.

Предложенная конструкция форсунки позволяет повысить эффективность сжигания топлива , например вязких мазутов , путем создания топливной пленки на внутренней поверхности насадки с последующим ее дроблением , а также получить экологически более чистую конструкцию горелки,

Формула изобретения

Форсунка, содержащая корпус, центральную топливную трубку и диффузорную насадку с тангенциальными каналами, установленную в выходном участке трубы с образованием с корпусом кольцевого сопла, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности сжигания топлива путем создания топливной пленки на поверхности насадка с последующим ее дроблением, топливная трубка дополнительно снабжена цилиндрическим наконеч- ником и радиальными раздающими отверстиями, размещенными в полости насадки перед указанным наконечником, а тангенциальные каналы выполнены с суммарной площадью проходных сечений, составляющей 0,45-0,7 от площади проходного сечения кольцевого сопла, и размещены на расстоянии от выходной кромки насадки, составляющем 0,4-1,2 от ее максимального диаметра.

со со см г- со

М

C.V1Г5

Ј

й ij i

-сг - /

Я ..

, /

v.

U

rC-WLJ. CPV

fX tele:Si.1

r-/rL 0,S

Использование: в горелках воздушного расплывания, предназначенных для сжигания жидкого вязкого топлива, например зута, высоковязкой нефти, расплываемых воздушными форсунками низкого давления в топках трубчатых печей. Сущность изобретения: топливная труба 2 форсунки дополнительно снабжена цилиндрическим наконечником 6 и радиальными раздающими отверстиями 7, размещенными в полости диффузорной насадки 3 перед указанным наконечником 6, а тангенциальные каналы 4 насадки 3 выполнены с суммарной площадью проходных сечений, составляющей 0,45...0,7 площади проходного сечения кольцевого сопла 5 отверстия и размещены на расстоянии от выходной кромки 8 насадки 3, составляющем 0,4...1,2 ее максимального диаметра 6 ил сл с VJ а VJ Ю 00 00

0,1 c,i a j c,r e с/ с t c(f o p

У

Д ДГ