Способ получения топливной смеси и устройство для его осуществления Советский патент 1992 года по МПК F23K5/00 

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в различных энергетических установках, работающих на жидком топливе, преимущественно в газовых турбинах, для подготовки топлива к сжиганию.

Известен способ и устройство приго - товления водотопливной эмульсии и подачи ее в топливную систему ГТД в линию низкого давления топлива, т е. до насоса высокого давления, подающего топливо на форсунки.

Известно устройство, содержащее трубопроводы для подачи топлива и воды, насос, устройство для дозирования воды и диспергатор (роторно-пульсационное устройство).

В качестве прототипа выбран способ приготовления топливоводяной смеси путем подачи воды в трубопровод высокого давления двигателя внутреннего сгорания. Воду подают в период разрежения при разгрузке его между впрысками в цилиндр двигателя.

Недостатками известного способа являются низкое качество приготавливаемой смеси вследствие неравномерности распределения воды по обьему трубопровода высокого давления (ВД) и зависимости дисперсного состава топливоводчной смеси от режима работы двигателя, ограниченность его применения установками с ДВС, где есть периодичэская подача топлива к форсунке. Устройс1во может быть применено весьма ограниченно вследствие известных свойств струйных аппаратов устойчиво работающих в условиях, близких к расчетным. На практике же характеристики топли- воподачи ГТД могут изменяться столь значительно, что приводит к неустойчивой работе струйного аппарата, невозможности поддержания заданного соотношения компонентов смеси на различных режимах, и к

Ч

2

СА) Сл

большим потерям давления после струйного аппарата.

Целью изобретения является улучшение качества приготавливаемой смеси или эмульсии

Поставленная цель достигается тем, что в способе приготовления топливной смеси или эмульсии путем подачи воды в поток топлива и последующего диспергирования полученной эмульсии поток топлива разделяют на два параллельных потока, при этом давление в параллельных потоках периодически уменьшают в противофазе и при подаче воды часть топлива из параллельного потока сливают.

Поставленная цель достигается также тем, что в устройстве для получения топливной смеси, содержащем магистраль подачи, установленные на ней топливный насос, смеситель, диспергатор и подсоединенный к смесителю трубопровод подачи воды, смеситель выполнен в виде переключателя потока топлива с подключенными к его выходам сливной линией и двумя параллельными каналами, выходы которых подсо- единены к магистрали, и обратных клапанов, при этом трубопровод подвода воды подсоединен к каналам, а обратные клапаны установлены в каждом из каналов перед соединением последних с магистралью и в трубопроводе подачи воды перед его соединением с каждым из каналов.

Такое устройство для получения топливной смеси или эмульсии позволяет заявляе- мымспособомполучить

высококачественную эмульсию непосредственно перед подачей ее в топливную форсунку для сжигания.

Таким образом достигается цель изобретения.

Это позволяет сделать вывод, что заявляемые изобретения связаны между собой единым изобретательским замыслом. Сравнение заявляемых технических решений с прототипом позволяет установить их соответствие критерию новизна. При изучении подобных технических решений в исследуемой области техники признаки, отличающие заявляемые решения от прототипов не были выявлены, таким образом предложенные технические решения соответствуют критерию существенные отличия.

На чертеже приведена схема устройства для получения топливной смеси или эмульсии предлагаемым способом.

Устройство для получения топливной смеси содержит магистраль подачи 3, разделенную на два параллельных канала 4, 5, установленные на магистрали топливный

насос 1, смеситель и диспергатор 11. Смеситель выполнен в виде переключателя потока топлива 2 с подключенными к его выходам сливной линией 15 и двумя параллельными

каналами 4 и 5, на выходе которых перед соединением с магистралью установлены обратные клапаны 9 и 10. Трубопровод подвода воды 6 через обратные клапаны 7 и 8 соединены с параллельными каналами 4 и 5.

0 Переключатель потока 2 имеет золотник 12, размещенный внутри втулки 13. Во втулке 13 выполнены каналы 14 для периодической подачи топлива в один из параллельных каналов 4 или 5 смесителя и одновременного

5 слива части топлива в сливную линию 15. подключенную к входу топливного насоса 1 или к сливной емкости 16 для топлива.

Устройство работает следующим образом.

0Топливным насосом 1 по магистрали

подачи 3 через переключатель потока топлива 2, один из параллельных каналов 5 и обратный клапан 10 смесителя подают топливо в диспергатор 11. Одновременно с

5 этим другой параллельный канал 4 через

переключатель потока топлива 2 соединяют

сливной л чнией 15 со входом насоса 1 или

« сливной емкостью 16. Вода или присадка

поступает по трубопроводу 6 через обрат0 ный клапан 7 в канал 4, отключенный от магистрали подачи 3 с помощью обратного клапана 9. После заполнения канала4 водой переключатель потока топлива 2 поворотом золотника 12 переключают, топливо под вы5 соким давлением подают в канзл 4 и порция воды поступает через открывшийся обратный клапан 9 в диспергатор 11, где перемешивается с водой и образовавшаяся смесь или эмульсия идет на сжигание. При каждом

0 переключении переключателя потока топлива 2 вода поступает поочередно в противофазе в каждый из параллельных каналов 4 и 5 смесителя, вытесняя часть топлива в сливную линию 1Е. Таким образом обеспе5 чивается равномерная подача воды смесителем в диспергатор 11 и образование однородной высококачественной смеси или эмульсии.

Требуемый расход воды и поддержание

0 заданного соотношения вода-топливо при изменении расхода эмульсии обеспечивается изменением проходного сечения клапанов 17, расположенных на линии 15 при постоянной разности давлений в трубопро5 воде подвода води и сливной линией Так как давление в сливной линии 15 изменяется незначительно и по абсолютному значению невелико вследствие ее сообщения со всасыванием насоса 1 или атмосферой через емкость 16, то давление в трубопроводе

подвода воды 6 может быть постоянным и несколько большим, чем в сливной линии. В то же время давление в трубопроводе 6 намного ниже давления, создаваемого насосом 1, однако это не мешает вводу и дозированию воды в топливо без привлечения дополнительных насосов на линии высокого давления, что упрощает систему приготовления эмульсии.

Предлагаемый способ приготовления топливной смеси или эмульсии позволяет повысить качество эмульсии за счет более точного поддержания соотношения вода- топливо и слабого взаимовлияния характеристик топливоподачи и дозирования при изменяющихся режимах работы двигателя.

Определенные требования предлагаемый способ предъявляет к выбору типов диспергаторов. Среди них - минимальные гидравлические сопротивления, отсутствие подвижных уплотнений, небольшой объем рабочей камеры. Наиболее подходящими диспергаторами являются электромагнитные устройства непрерывного действия и аппараты вихревого слоя.

Формула изобретения

1. Способ получения топливной смеси путем подачи воды в поток топлива и последующего диспергирования полученной эмульсии, при этом давление в потоке периодически уменьшают, а воду подают в момент уменьшения давления, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества смеси, поток топлива разделяют на два параллельных потока, уменьшение давления в которых производят в противофазе, и при подаче воды часть топлива из параллельного потока сливают.

2. Устройство для получения топливной смеси, содержащее магистраль подачи, установленные на ней топливный насос, смеситель и диспергатор и подсоединенный к смесителю трубопровод подачи воды, отличающееся тем, что, с целью улучшения качества смеси, смеситель выполнен в виде переключателя потока топлива с подключенными к его выходам сливной линией и двумя параллельными каналами, выходы которых подсоединены к магистрали, и обратных клапанов, при этом трубопровод подвода воды подсоединен к каналам, а обратные клапаны установлены в каждом из каналов перед соединением последних с магистралью и в трубопроводе подачи воды перед его соединением с каждым из каналов.

Использование, в энергетике при подготовке топлива для сжигания в турбинах. Сущность изобретения: поток топлива разделяют на два параллельных потока, в которых периодически уменьшают давление в противофазе, при этом воду подают в каждый из параллельных потоков в момент уменьшения давления и при подаче воды часть топлива из потока сливают, а образовавшуюся эмульсию диспергируют 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

И