Акустическая форсунка Советский патент 1992 года по МПК F23D11/34 

Изобретение относится к теплотехнике, в частности, к устройствам сжигания топлива, например, к форсункам для сжигания высоковязкого жидкого топлива в печах и теплогенераторах.

Известна эжекторная форсунка для жидкого топлива, содержащая корпус, внутри которого соосно расположены центральное сопло для подачи распиливающего воздуха, приемная камера жидкого топлива, камера смешения для образования топливо- воздушной смеси.

Недостатком известной эжекторной форсунки является низкое качество распыления жидкого топлива по периферии топ- ливовоздушной струи из-за образования топливной пленки на стенках камеры смешения, которая на выходе из форсунки срывается отдельными крупными каплями.

Известна пневматическая форсунка, содержащая корпус с каналами для подачи распиливающего воздуха, завихритель с

тангенциальными каналами и соосно установленным перед выходным соплом коническим рассекателем с резонирующей камерой.

Недостатком известной пневматической форсунки является невозможность использования высоковязкого жидкого топлива, вследствие того, что топливо в форсунке движется по тонким щелевым каналам, легко подверженным закупоркам тяжелыми фракциями топлиоа.

Известна акустическая форсунка, выбранная в качестве прототипа, содержащая корпус, соосно расположен).ое в нем выходное сопло, кольцевой акустический генератор с резонирующей камерой, расположенной в торцевой стенке выходного сопла.

Недостатком известной акустической форсунки являются большие энергетические затраты при распылении высоковязкого жидкого топлива.

XI XI CJ Ю О

сл

00

Как известно, эффективность распыления за счет механического дробления струи жидкого топлива очень низка. При максимальных, технически обоснованных давлениях топлива 1,5-2 МПа радиус капли жидкого топлива, входящей в зону воздействия акустических колебаний, не может быть менее 0,2 мм. Поэтому для обеспечения необходимого при качественном сжигании высоковязкого жидкого топлива радиуса кап л и не более 0,002 мм мощность акустических колебаний должна быть достаточно большой, т.к. она находится в квадратичной зависимости от радиуса капли, входящей в зону воздействия. К тому же струя воздуха акустического генератора, выходящая из резонирующей камеры, не обладает достаточной энергией для дополнительного распыления топлива ввиду того, что большая часть кинетической энергии струи переходит в тепловую при ударе о плоскую стенку торца форсунки, нагревая его.

Целью изобретения является снижение энергетических затрат при расгШленйи высоковязкого жидкого топлива.

Указанная цель достигается тем, что в акустической форсунке, содержащей корпус с соосно расположенной камерой смешения с сопловым насадком и акустический генератор с резонирующей камерой, выполненной в виде кольцевой проточки на торце соплового насадка, согласно изобретению, торцевая стенка соплового насадка снабжена рассекателем, образованным тороидальной проточкой, причем проточка по внешнему радиусу в плоскости торца соплового насадка сопряжена с поверхностями внутренней стенки кольцевой проточки резонирующей камеры и выходного сопла с образованием острых кромок.

На фиг.1 представлено поперечное сечение предлагаемой акустической форсунки; на фиг.2 - фрагмент поперечного сечения в зоне расположения рассекателя.

Акустическая форсунка содержит корпус 1, внутри которого соосно расположены сопловой насадок 2 с цилиндрической камерой смешения 3 и выходным соплом 4, акустический генератор, состоящий из образованного зубом 5 и насадком 2 кольцевого сопла 6, кольцевой резонирующей камеры 7, а также рассекатель 8. Кроме того, акустическая форсунка имеет воздушный 9 и топливный 10 патрубки, воздушное сопло 11, воздухораспределитель 12 и топливную камеру 13.

Акустическая форсунка работает следующим образом.

Воздух по воздушному патрубку 9 подводится к воздухораспределителю 12 и делится на два потока. Первый поток воздуха, пройдя воздушное сопло 11, создает в топливной камере 13 разрежение, способствующее движению жидкого топлива

самотеком через топливный патрубок 10, захватывает топливо и смешивается с ним в камере смешения 3, реализуя первую стадию распыления высоковязкого жидкого топлива, и выбрасывается в виде топливовоздушной эмульсии через выходное сопло 4 в зону образования факела. Второй поток воздуха, пройдя через кольцевое сопло б акустического генератора, частично рассекателем 8 направляется в ядро топливовоздушной струи на выходе из выходного сопла 4 по ходу ее движения под некоторым углом, реализуя вторую стадию распыления, а также направляется в резонирующую камеру 7 для возбуждения акустических колебаний,

под воздействием которых реализуется третья стадия распыления высоковязкого жидкого топлива.

Использование предлагаемой акустической форсунки позволит снизить

энергетические затраты на распыление высоковязкого жидкого топлива.

Расположенный между резонирующей камерой и выходным соплом и сопряженный с ними рассекатель с тороидальной

внутренней поверхностью позволяет направить с минимальными потерями энергии весь объем неиспользуемого при возбуждении акустических колебаний воздуха на дополнительное распыление высоковязкого

жидкого топлива непосредственно на срезе выходного сопла, а также повысить мощность акустических колебаний на 8-10 дБ за счет образования косого скачка уплотнения воздуха при набегании струи на срезанную

под острым углом кромку резонирующей камеры.

Формула изобретения Акустическая форсунка, содержащая

корпус с соосно расположенной камерой смешения с сопловым насадком и акустический генератор с резонирующей камерой, выполненной в виде кольцевой проточки на торце соплового насадка, отличающаяС я тем, что, с целью снижения энергетических затрат при распыливании высоковязкого жидкого топлива, торцевая стенка соплового насадка снабжена рассекателем в виде тороидальной проточки, причем проточка по внешнему радиусу в плоскости торца соплового насадка сопряжена с поверхностями внутренней стенки кольцевой проточки резонирующей камеры и выходного сопла с образованием острых кромок.

Ш

Фае/

Использование: устройство для сжигания топлива в печах и теплогенераторах, Сущность изобретения: торцовая стенка соплового насадка снабжена рассекателем, образованным тороидальной проточкой, сопряженной с внутренней стенкой резонирующей камеры, выполненной о виде кольцевой проточки, и выходным соплом с образованием острых кромок. 2 мл.

6 5