Форсунка Советский патент 1992 года по МПК F23D11/34 

72

Фиг.

и

Изобретение относится к устройствам для распыливания жидкости, в частности жидких топлив, и может быть использовано в энергетической, химической, металлургической отраслях промышленности.

Известна форсунка, содержащая корпус, снабженный выходным соплом, два вкладыша с центральными выступами, снабженными осевыми каналами и радиальными отверстиями, а на боковых поверхностях вкладышей выполнены наклонные канавки с аналогично расположенными на торцах вкладышей входными и выходными участками, причем выступ второго по ходу потока вкладыша размещен в осевом канале первого вкладыша, а их радиальные отверстия совмещены.

Недостатком данной конструкции является низкая дисперсность и неоднородность распыла, так как качество распыла в значительной степени зависит от частоты пульсаций, а последняя зависит от частоты вращения подвижного вкладыша.

Но так как жидкость (например, мазут) обладает значительной вязкостью, то частота вращения подвижного вкладыша будет низкой.

Кроме того, распыливание происходит только за счет кинетп :еской энергии жидкости, а энергия распылителя не используется.

Известна форсунка, содержащая корпус с соплом, по оси котортго установлена втулка с наклонными периферийными и продольными каналами. Втулкч на вход1 снабжена регулировочной поворотной шайбой, а на выходе - подвижным вкладышем, пульсатором с периферийными и продольными каналами.

Недостатком данной конструкции является низкая дисперсность и неоднородность распыла, обусловленная тем, что для раскрутки вкладыша пульсатора используется только часть потока распылителя, а это снижает частоту вращения и, следователь- но, частоту пульсаций. Кроме того, пульсирующий поток распылителя поступает 1 в сопло без закрутки, что снижает однородность распыливаемой смеси. Наклонные периферийные каналы вкладыша пульса. , расположены зеркально каьаяам неподвижной втулки, что не являг.о оптимальным, г.к. импульс передаваемый частицей распылптепя вкладышу пульсатора, максимален, при перпендикулярном направлении к поверхности соприкосновения.

Известна форсунка, содержащая корпус с соплом и танргенциально устанозлен- ным патрубком подачи жидкости, смонтированную корпуса расходную трубку с радиальными сквозными отверстиями, лежащими в одной плоскости с отверстиями подвижной втулки, на которой установлены лопасти.

Недостатком данной конструкции является низкая дисперсность и неоднородность распыла, обусловленная тем, что раскрутка подвижной втулки, жестко соединенной с лопастями, происходит в результа0 те тангенциальной подачи жидкости, а последняя обладает значительной вязкостью, следовательно, частота вращения подвижной втулки, а соответственно, и частота пульсаций будут низкими. Кроме того, рас5 пыливание жидкости происходит только за счет собственной кинетической энергии, а энергия распылителя не используется.

Целью изобретения является повышение дисперсности и однородности распыла.

0Сущность изобретения заключается в

том, что к кольцевому зазору между наружной подвижной перфорированной обечакой и корпусом подключен патрубок подачи распылителя, а завихритель выполнен в виде

5 диска, снабженного наклонными отверстиями, продольные оси которых расположены в плоскостях, параллельных продольной оси форсунки, и перпендикулярны лопастям, жестко закрепленным на наружной обечай0 ке.

Перфорации наружной и внутренней обечаек выполнены в виде тангенциальных отверстий, размещенных кольцевыми рядами со смещением в окружном направлении

5 в смежных рядах. Внутренняя обечайка выполнена со ступенчато уменьшающимся с направлении выходного соплз внутренние диаметром и сообщена с патрубком подача жидкости, в котором расположен винтовой

0 завихрмтель.

На фиг, 1 представлена форсунка (продольный разрез); на фиг. 2 - разрез А-А на фиг, 1; на фиг. 3 - разрез В-Б на фиг. 1; на фиг, 4 - развертка перфорированных обеча5 ек с наложением друг на друга.

Форсунка содержит корпус 1, сопло 2, в закритической части выполненное э виде сопла Л аваля, подвижную наружную обечайку 3 с кольцевыми рядами перфораций,

0 выполненных в виде тангенциальных кана- лоо 4 (фиг. 2), внутреннюю неподвижную обечайку 5 с кольцевыми рядами перфораций 6, также выполненных в виде тангенциальных каналов. Внутренний диаметр

5 неподвижной обечайки 5 выполнен ступенчато уменьшающимся в направлении выходного сопла 2. Завихритель 7 выполнен в виде диска с наклонными отверстиями 8 (фиг, 3), продольные оси которых лежат в пло чостях, параллельны, продольной оси

форсунки, и перпендикулярны лопаткам 9, жестко закрепленным на наружной обечайке 3,

Наружная обечайка установлена с кольцевым зазором 10, который соединен с патрубком подачи распылителя 11. Внутренняя обечайка 5 сообщена с патрубком подачи жидкости 12, снабженным винтовым завих- рителем 13 с винтовыми каналами 14.

Форсунка работает следующим образом.

Распылитель под давлением подается в патрубок 11, разгоняется и закручивается наклонными вдоль продольной оси форсунки каналами 8 и направляется на лопасти 9, жестко закрепленные на наружной обечайке 3.

Под действием кинетической энергии распылителя лопасти 9 вместе с наружной обечайкой 3 раскручиваются, При вращении обечайки 3 тангенциальные каналы 4 и 6 периодически отсекают подачу распылителя во внутреннюю полость обечайки 5, тем самым создавая высококачественные пульсации в радиальном направлении. Тангенциальные каналы 6 соседних кольцевых рядов смещены в окружном направлении относительно друг друга так, что, когда в первом ррду происходит впуск распылителя через совпадающие каналы 4 и 6 внешней и внут рр- .ей обечаек, во втором ряду каналы б пе|, крыты промежутками между каналами 4 (фиг. 4). Это позволяет создать чередование пульсаций, а следовательно, увеличивать их частоту.

Жидкость во внутреннюю полость обечайки 5 подается через патрубок 12,предварительно получив закрутку в винтовых каналах 14 завихрителя 13. Попадая во внутреннюю полость обечайки 5, закрученный поток жидкости испытывает дробящее воздействие также закрученного пульсирующего потока распылителя. В результате этого воздействия образуется мелкодисперсная смесь жидкости с распылителем. Образованная смесь попадает в сопло Ла- валя, которое также является мощным источником кавитации, следовательно, возникает более тщательное перемешивание топлива с распылителем.

Предложенная форсунка позволяет повысить экономичность работы топочных устройств за счет повышения дисперсности и однородности распыла, снижая удельного

расхода распылителя и повышения эффективности сгорания топлива. Кроме того, отпадает необходимость в использовании привода вращения, а также в уплотнении передаточного звена от привода к пульсатс ру, что упрощает конструкцию.

Предлагаемая форсунка изготовлена и испытана в водогрейном котле ПТВМ-ЗОМ. В качестве распылителя использован воздух с давлением порядка 5...8 атм, в качестве жидкости использован мазут с температурой Ю0...120°С и давлением 5...20 атм. Испытания показали высокую эффективность распыла мазута.

Формула изобретения

Форсунка, содержащая корпус с патрубком подачи топлива и выходным соплом, коаксиально размещенные в нем перфорированные обечайки, внутренняя из которых

жестко закреплена в корпусе, а наружная, размещенная с кольцевым зазором относительно корпуса, установлена с возможностью вращения и совмещения осей перфораций при еэ сращении с осями перфораций внутренней обечайки, а также лопатки, закрепленные на наружной обечайке, и завихритель, размещенный напротив лопаток, отличающаяся тем, что, с целью повышения дисперсности и одпородности распыла, она дополнительно снабжена патрубком подачи распылителя, подключенным к кольцевому зазору, завихритель выпонен в виде диска, снабженного наклонными отверстиями, продольные оси

которых расположены в плоскостях, параллельных продольной оси форсунки, и перпендикулярны лопаткам наружной обечайки, перфорации обечаек выполнены в виде тангенциальных отверстий, размещенных кольцевыми рядами со смещением в окружном направлении в смежных рядах, при этом внутренняя обечайка выполнена с внутренним диаметром, ступенчато уменьшающимся в направлении выходного сопла

и сообщена с патрубком подачи топлива.

6

в-в

пользование: в устройствах для рас- пыливан -.л жидкостей, в частности жидких топлмв, в знрергетической, химической, металлургической отраслях промышленности. Сущность изобретения: форсунка содержит Л П 1Ь пZZZZZZZ Распылитель Кидкость ZZ шштщщ ХХХУХх Хх /УУх ХХХ X/X/V/xV/y/XXxV/TTX/XXy X корпус 1 с патрубком 12 подвода жидкоси, коаксиально размещенные в нем неподвижную внутреннюю перфорированную обечайку и установленную с возможностью вращения наружную перфорированную обечайку 3 с лопатками и завихрителем 7, размещенным напротив лопаток и выполненным в виде диска с наклонными отверстиями, продольные оси которых расположены в плоскостях, параллельных продольной оси корпуса 1, и перпендикулярны лопаткам, перфорации выполнены в виде тангенциальных отверстий, смещенных в соседних рядах в окружном направлении, а внутренняя обечайка выполнена с внутренним диаметром, ступенчато уменьшающимся к выходному соплу 2. 4 ил. 00 С -xj N) СЛ N О ХХХУХх Хх /УУх ХХХ

Фиг, 2