Двухкомпонентная форсунка Советский патент 1982 года по МПК F23D11/12 

(54) ДВУХКОМПОНЕНТНАЯ ФОРСУНКА

Изобретение относится к горелочным., устройствам и может быть использовано в камерах сгорания энергетических установок. Известны форсунки, содержащие расположенную в центре корпуса вихревую камеру с соплом на выходе и размешенное концентрично последнему кольцевое щелевипное сопло Г Однако в таких форсунках не обеспечивается достаточное эффективное распы- ливание и смешение компонентов топлива. По основному авт. св. № 56О1О5 известна двухкомпонентная форсунка, содержащая расположенную в центре корпуса вихревую камеру с соплом на выходе и размешенное концентрично с последним кольцевое шелевидное сопло. По пе- риферии щелевидного сопла равномерно по окружности выполнены отверстия с осью, параллельной оси центрального соп ла, а ось канала кольцевого сопла расположена под острым углом к оси фар- сунки 2 . Для данной форсунки характерно не- достаточно интенсивное перемешивание компонентов горения из-за сильного влияния избыточного компонента топлива, вытекающего из кольцевого щелевидного сопла. Целью изобретения является улучшение качества распыливания и смешения компонентов горения. Указанная цель достигается тем, что отверстия,- параллельные оси центрешьного сопла, снабжены сопловыми насадками с каналами переменного профиля, образова ного плавно сопряженными, последовательно расположенньгми соответственно ди фузорным, конфузортым и диффузорным участками, проходное сечение первого из которых равно сечению отверстия, а длина насадка, минимальный диаметр пв{ iBoro диффузорного участка, а также максимальный и минимальный диаметры кон-. Гфузорного участка соответственно удовлетворяют следующим соотношениям ь,10) Х)о ; . ,0,ОВо; /пск Аэ уи и где L - длина насадка; 3) - минимальный диаметр первого диффузорного участка; -п - максимальный диаметр конфузорного участка; И - минимальный диаметр конфузор ного участка. На чертеже изображена предлагаемая двухкомпонентная форсунка, общий вид, Форсунка содержит корпус 1, в нейтральной части которого расположена вихревая камера 2 с соплом 3 на выходе и размеиенное конпентрично с последним кольцевое щелевидное сопло 4. По периферии щелевидного сопла 4 равномерно АО окружности выполнены отверстия 5 с осью, параллельной оси центрального сопла 3, а ось канала кольцевого сопла 4 размещена под острым углом к оси форсунки. Отверстия 5, париллельные ос центрального сопла 3, снабжены сопловы ми насадками 6 с каналами переменного профиля, образованного плавно сопряженными, последовательно расположенными соответственно диффузорным 7, конфузор ным 8 и диффузорным 9 участками, проходное сечение первого из которых равн сечению отверстия 5, а длина насадка 6 минимальный диаметр первого диффузорного участка 7, а также максимальный и минимальный диаметры конфузортого 8 участка соответственно удовлетворяют следующим сботнощением з,1). 55o;, Q,lDo Dniiv, 50,9Do; (rviax- - O yviin, где L - длина насадка; ;D - минимальный диаметр первог диффузорного участка; 13 - максимальный диаметр конфузортого участка; - минимальный диаметр конфузорюго учаЬтка. При работе форсунки один из компонентов топлива поступает в вихревую ка меру 2 и в виде закрученного коническо .факела истекает из сопла 3. Другой ком понент топлива разделяется на два потока. Один из них, вытекающий через коль цевое сопло 4, соударяясь с центральным ссническим факелом компонента топлива. эффективно распыливается, перемешива- ется и образует соотношение компонентов, близкое к стехиомётряческому. Другой, вытекающий через сопловые насадки 6, обеспечивает балластировку продуктов сгорания. Сопловые насадки 6 с каналами переменного профиля, образованного плавно сопряженными, последовательно расположенными соответственно диффузортым 7, конфузорным 8 и диффузорным 9 участками, проходное сечение первого из которых равно сечению отверстия 5, обеспечивают неустойчивое движение струй при выходе из насадков. Неустойчивое движение в свою очередь приводит к интенсивному дроблению струй на капли и, следовательно, улучщает качество, распыливание и смещение избыточного компонента Топлива с продуктами сгорания, полученными при горении топлива при их соотнощении, близком к стехио- метрическому. Выполнение вь1ходного участка 9 насадка 6 диффузорным обеспечивает щирокий факел распыла избы-точного компонента топлива, чтр приводит к интенсивному взаимодействию его с продуктами сгорания. Выбранные соот- нощения размеров длины насадка минимального диаметра первого диффузорного участка 7, максимального и минимального диаметра конфузорного участка 8 обеспечивает безотрывное течение жидко го компонента в насадке 6 и наибольщую неустойчивость струи, вытекающей из насадка. Предлагаемое конструктивное рещение двухкомпонентной форсунки обеспечивает надежное воспламенение и устойчивое протекание рабочего процесса в энергетических установках. Формула изобретения Двухкомпонентная форсунка по авт. св. № 56О1О5, отличающаяся тем, что, с целью улучшения качества распыливания и смешения компонентов горения, -отверстия, параллельные оси центрального сопла, снабжены сопловыми насадками с каналами переменного профиля, образованного плавно сопряженными , последовательно расположенными соответственно диффузорньп, конфузорным и диффузорным участками, проходное сечение первого из которых равно сечению отверстия, а длина насадка, минимальный диаметр первого диффузорного участка, а также максимальный и минимальный

диаметры конфузорного участка ссюТветственно удовлетворяют следующим соот;НОШеЯ11ЯМ

0,П) «O.QUoV 1 woy wiiw I

где - длина насадка;

1)д - минимальный днаметр пер вого диффуэррного участкэ;

- максимальный лиаметр

конфузорвого участка; « минимальный диаметр

мни конфузорного участка. Источники информации, прин51тые во внимаииэ при экспертизе 1. До6р жопьскяй М. В. Жидкостные, ракетные двигатели. М., Машнностроение, 1968, с. 396.

I