Форсунка для распыливания жидкого топлива

 

1. ФОРСУНКА ДЛЯ РАСПЫЛИВАНИЯ ЖИДКОГО ТОПЛИВА, содержащая корП5с с СОШ1ОМ Лаваля на входе , подключешсьш к тсточнику распылител51 и через радиальные отверстия в ди(| фузорном yiacTKe к источнику топлива , а также центральную трубу, образующую с корпусом ко.чьцеБОй зазор и снабжешгую на выходе завихрителем с втштовыми канавками, отлич-ающаяс я ахэм, что, с целью повышения эксплуатационной надежности и штепсификации процесса горения топшгоа, завихритеяь вьшолне с осевым каналом, заглушенным со стороны входного торца, и с радиапгэными отверстиями, соединяющими его осевой канал с кольцевым зазором между корпусом и центральной трубой. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (!92 ((22 (512 Г 23 2 1 81„6

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИД»

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ - /. (21) 3566057/24-06 (22) 22.03,83 (46) 15.04.84. Вюл. ¹ 14 (72) В.В. Хорошавцев, А.А. Винтовкин, B.М. Удилов и Л.В. Лаптева (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт металлургической теплотехники (53) 662.951,2 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 422916, кл. F 23 g. 11/00, 1971

2. Авторское свидетельство СССР № 960494, кл. I" 23 D 1 1 j 16, 1980. (54-) (57) 1. ФОРСУНКА,ПЛЯ РАСПЫЛИВАНИЛ ЖИДКОГО ТОПЛИВА, содержашая корпус с соплом Лаваля на входе, подключенным к источнику распылителя и через радиальные отверстия в диффузорном участке к источнику топлива, а также центральную трубу, образуто D с корпусом кольцевой зазор и снабженную на выходе завихрителем с вцнтовьпми канавками, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности и интенсификации процесса горения топлива, завихритель выполнен с осевым каналом, заглушенным со стороны входного торца, и с радиа2п,нымн отверстиями, соединяющими его осевой канал с кольцевым зазором между корпусом и цснтральной трубой. Я

1086302

2. Форсунка йо и. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что выходной торец завихрителя размещен внутри центральной трутЫ на расстоянии от ее среза, равном 0,5-0,75 ширины винтовой канавки завихритепя. т

Изобретение относится к технике сжигания жидкого топлива в различных горелочных устройствах и может быть использовано в нагревательных и термических печах, обжиговых и агпомерационных машинах и других тепловых агрегатах.

Известна форсунка, содержащая раздающий насадок с каналами для подачи распылителя и топлива, завихритель с тангенциальными топливными каналами t0 и соосно установленным коническим рассекателем, имеющим цилиндрический хвостовик, образующий с завихрителем кольцевую щель. Топливо через ряд тангенциальных отверстий поступает в цент. ральный канал, где под всядействием распылителя, поступающего через завихритель, распыливается 31 f .

Недостатком этой форсунки явке жя невысокая надежность работы, обуслов- 20 ленная коксованием топливного канала и топливных отверстий, соединяющих топливный канал с центральным. Коксование топливного канала и тангенциальных отверстий может возникнуть при нагреве раздающего насадка в случае работы форсунки при низких скоростях топлива (малых расходах топлива) ипи при включении форсунки, когда возможен остаток жидкого топлива в канале и особенно в з0 его тупике. Кроме того, топливо раздается и сжигается только в периферийной зоне воздуха горелочного устройства.

Центральная зона в горении не используется, т.е. снижается интенсивность 35 горения топлива.

Известна также форсунка, содержащая узел подготовки газомазутной эмульсии и раздающий насадок, состоящий из двух коаксиально расположенных KBHBJIGB H отражателя, выполненного со сквозным каналом в центральной части, снабженттьтм завихритепем, и установтюнного с зазором на выходном торце раздающего насада Г2З.

3. Форсунка по п.п. 1 и 2, о т л ич а ю ш а я с я тем, что выходной срез центральной трубы размещен внутри корпуса на расстоянии от его выходного среза, равном 0,25-0,5 диаметра центральной трубы.

Недостатками известной форсунки яв ляются невысокие надежность конструкции и интенсивность горения топлива.

Невысокая надежность конструкции обусловлена быстрым обгоранием отражателя под воздействием высоких (до

1600 С и выше) температур продуктов сгорания в факеле, Невысокая интенсивность горения топлива вызвана неравномерной раздачей его в поток воздуха горелки, так как топливо из насадка поступает только в периферийную зону, а центральная зона экранируется отражателем и в распыливании топлива участия не принимает.

Бель изобретения — повышение эксплуатационной надежности конструкции и интенсификация процесса горения топлива.

Поставленная цель достигается тем, что в форсунке для распыливания жидкого топлива, содержащей корпус с соплом

Лаваля на входе, подключенным к источ нику распылителя и через радиальные отверстия в диффузорном участке к источнику топлива, а также центральную трубу, образующую с корпусом кольцевой зазор и снабженную на выходе завихритепем с винтовыми канавками, завихритель выполнен с осевым каналом, загттушенньтм со стороны входного торца, и с радиальными отверстиями, соединяющими его осевой канал с кольцевым зазором между корпусом и центральной трубой.

Выходной торец завихрителя размещен внутри центральной трубы на расстоянии от ее среза, равном 0,5-0,75 ширины винтовой канавки завихритепя.

Выходной срез центральной трубы размешен внутри корпуса на расстоянии от его выходного среза, равном 0,25-0,5 диаметра центральной трубы.

Наличие завихритепя, вьптотцтенного с осевым каналом, загщшенньтм со сто3 1086302 4 роны входного ториа п с радиальными отверстиями, соединяющими его осевой канал с кольцевым зазором между корпусом и центральной трубой, позволяет интенсифицировать горение топлива за счет более равном ной (по площади орошения) раздачи топлива в поток воздуха горелочного устройства. В этом случае жидкое топливо под воздействием воздуха, поступающего из завихрителя, инжектируется в периферийную зонг„- воздуха горелочного устройства, а также в центральную зону через радиальные отверстия, соединяющие кольиевой зазор с осевым каналом завихрителя. Таким образом, при горении используется и центральная зона горелочного устройства, что существенно повышает интенсивность горения топлива.

Для организаций на выходе из центральной трубы равномерной по окружности закрученной струи завихритель размещен внутри центральной трубы на расстоянии от ее среза, равном 0,5-0,75 ширины винтовой канавки завихрителя.

Размещение завихрителя на расстояшпг меньше 0,5 ширины винтовой канавки завихрителя приводит к расслоению закрученной струи по числу канавок завихрителя, что ухудшает равномерность распределения топлива по потоку воздуха горелочного устройства и снижает интенсивность горения топлива.

Размещение завихрптеля на расстоянии больше 0,75 ширины винтовой канавки завихрителя ухудшает крутку (рас-. крытие) воздуха, выходящего из центральной трубы, что снижает качество распыливания топлива п интенсивность

его горения.

Для создания возможности поступления газомазутной эмульсии из кольцевого зазора между корпусом и центральной трубой через радиальные отверстия в осевой канал завихрителя выходной срез центральной трубы размещен внутри корпуса на расстоянии от его выходного среза, равном 0,25-0,5 диаметра цент ральной трубы.

B основном через радиальные отверстия и осевой канал завпхрптеля. Качество распыгпгванпя п равномерность распределешгя тонш1ва по потоку воздуха горелочного устройства ухудшается, в резугътазо те чего снижается интенсивность горения топлива.

На ф1п. 1 изображена предлагаемая форсу11ка для распь1лпван11я жпдког О топлива, продо11ьпый разрез; на фпг. 2— выходной участок 1рорсунк11, продольный

35 разр "з.

Форсунка содержит корпус 1 с соплом Лаваля 2 на входе, подключенным к псточгп-ку распылителя п через радпаль.

40 -ные отверстия 3 в дпффузорном участке к источнику топлпж, центральную тру -. бу 4, образующую с корпусом кольцевой зазор 5 п снабже:пгую на выходе завпхрителем 6 с в1пгтовымп канавками .7.

Завпх1рптель 6 вьпгошген с осевым каналом 8, заглушенным со стороны входного торца, и с радиальными отверстиями 9, соединяющими его осевой канал 8 с кольцевым зазором э между

Г корпусом 1 и центральной трубой 4.

Корпус снабжен патрубкамп 10 и 11 для подвода распьпщтеля и топлива соответстве1гно.

Размещение центральной трубы от выходного среза корпуса на расстоянии менее 0,25 диаметра центральной трубы, как показали опыты, приводит к тому, что струя распыливающего агента, поступающего из завихрителя, раскрывает- " 55 ся на значительном расстояйии от выходного среза центральной трубы и не вза- . имодействует с газомазутной эмульсией, вытекающей нз кольцевого зазора между корпусом и центральной трубой. .Это приводит к снпженпю качества распылинания топлива, а также к уменьшению гпдравл1гческого сопротпвленпя потока газомазутной эмульсии на выходе кольцевого зазора (нет подпора струи газомазутной эмульсии) . Газомазутная смесь будет поступать в поток воздуха горелочного устройства только из кольцевого зазора, а потока через радиальные отверстия и осевой канал завихрптеля не будет. Гаким образом, интенсивность горенпя топлива понижается.

Размещение центральной трубы от выхошгого среза корпуса на расстоянии больше 0,5 диаметра центральной трубы приводит к тому, что струя распыливающего агента, выходящего пз завпхрптеля, перекрывает сечение кольцевого зазора, и гидравлическое сопротивление потоку газомазутной смеси на выходе из кольцевого зазора резко возрастает.

Газомазутная смесь нач1гнает поступать

Форсунка работает следующим образом.

Жидкое топгпгво через патрубок 11 и отверстия 3 подается в сопло Лаваля 2,где под воздействием сверхзвукоПредлагаемая форсунка дает возможность сжигать в пласкопламенных горелках мазут в качестве как основного, так и резервного топлива.

1, С сставител Вабичет а

Редактор С, Лисинв Техред В.Далекорей Корректор В, Синипкая

Заказ 2227(39

Тираж 532 Подписное

ВНИИПИ Государствснн зго комите а СССР по делам изобретений и о fкрытий

13 3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент" г. Ужгород, ул. Проектная,. 4

i086302 6 вого потока распыливающего агента, обусловленного поджатием веерно рас«« поступающего через патрубок 10 в соп- ходяшейся закрученной струи распылнваао Лаваля 2, подвергается дроблению. ющего агента, выходящего из завихритеГотовая газомазутная смесь движется ля 6, поступает через радиальные отверпо кольцевому зазору 5 между корпу- стия 9 в осевой канал 8. Таким образом сом 1 и центральной трубой 4. В то достигается равномерная раздача топлиже время в центральную трубу 4 пода- ва в периферийную и центральную зоны ется распыливающий агент, который в горения, что интенсифицирует горение завихрителе 6, проходя по винтовым ка- топлива. навкам 7, закручивается и, встречая lo В настоящее время большое распрогазомазутную эмульсию, выходящую из странение получили нагревательные и кольцевого зазора 5, дополнительно термические печи со сводовым отопледробит капли жидкого топлива, одновре- нием при помощи плоскопламенных гоременно отклоняя поток газомазутной сме- лок. си по периферии. Одновременно часть газомазутной эмульсии за счет увеличения гидравлического сопротивления на выходе ее из кольцевого зазора 5 между корпусом Х и центральной трубой 4,