Форсунка

 

Изобретение относится к средствам подачи и распыления топлива. Техническим результатом является повышение эффективности распыления при упрощении конструкции, а также расширение функциональных возможностей. Сущность изобретения заключается в том, что форсунка для подачи жидкого топлива состоит из патрубка, подводящего топливо к распылителю, и установленной на нем вибрационной системы, которая выполнена в виде магнитоимпульсного устройства, состоящего из обмотки, размещенной с внешней стороны патрубка и подключенной к генератору электрических импульсов. При включении генератора импульсов и прохождении импульса тока большой амплитуды по обмотке вокруг нее создается мощный импульс магнитного поля, который индуцирует в патрубке импульс вихревого тока, магнитное поле которого действует навстречу внешнему магнитному полю, создаваемому обмоткой. В результате взаимодействия магнитных полей возникают электромагнитные силы, направленные перпендикулярно вектору магнитной индукции, то есть создается давление на поверхность патрубка, передаваемое находящемуся в нем топливу. 1 ил.

Изобретение относится к средствам подачи и распыления топлива, в частности топочного мазута, дизельного и т.д., перед сжиганием.

Известна ультразвуковая форсунка, служащая для распыления жидкого топлива (например, см. а.с. 901733, М. кл. F 23 D 11/34, 1984 г.).

Ультразвуковая форсунка снабжена распределительной решеткой с наклоненными к центральной оси отверстиями, установленными в выходном участке центральной трубы на входе в резонаторную камеру.

Недостатком известной форсунки является конструктивная сложность изготовления и невысокая амплитуда возбуждаемых колебаний (порядка 0,03...0,09 мм), что не позволяет получить оптимальные режимы обработки топлива.

Известна также "Пневматическая форсунка" (а.с. 205195, М. кл. F 23 D 11/38, 1985 г.), которая снабжена патрубком для подачи воздуха в соосно размещенной в нем питательной трубкой с центральным стержнем.

Устройство предназначено для предупреждения забивания сопла форсунки, однако не позволяет получить мелкодисперсную структуру топлива и незначительно улучшает процесс горения.

В качество прототипа выбрано а.с. 539206, М. кл. F 23 D 11/34, 1983 г. "Акустическая форсунка", содержащая корпус с патрубком для подвода топлива и распылитель с установленным на нем с возможностью осевого перемещения цилиндром, при этом резонатор выполнен в виде пружины.

Известное изобретение имеет серьезные недостатки, заключающиеся в следующем. Первое - конструктивная сложность и невысокая надежность в работе. Второе - невозможность регулирования в широких пределах частоты и амплитуды возбуждаемых колебаний в процессе работы, что в свою очередь не позволяет оперативно изменять режимы работы форсунки с целью установления оптимальных режимов горения. Кроме того, известное изобретение не позволяет существенно снизить выброс вредных веществ в атмосферу после сгорания жидкого топлива, в частности СО, СН и окислов азота.

Техническим решением задачи является повышение эффективности работы форсунки и упрощение конструкции за счет повышения частоты и амплитуды возбуждаемых колебаний и расширения функциональных возможностей.

Задача достигается тем, что в форсунке, предназначенной для распыления жидкого топлива, содержащей патрубок, подводящий топливо к распылителю, и установленную на нем вибрационную систему, согласно изобретению с внешней стороны патрубка размещена обмотка (индуктор), подключенная к генератору электрических импульсов. Это позволяет получить механические колебания более широкого спектра частот и амплитуд и использовать безынерционные (магнитострикционные) преобразования энергии электромагнитных колебаний в энергию упругих механических колебаний (см. Л. Попилов. Справочник по электрическим и ультразвуковым методам обработки материалов. Л., 1972 г., раздел - Магнитоимпульсная обработка).

На чертеже представлена схема форсунки.

Жидкое топливо по патрубку 1 поступает в распылитель 2 и далее в камеру сгорания. С внешней стороны патрубка 1 размещена обмотка 3, подключенная к генератору электрических импульсов 4.

Форсунка работает следующим образом.

При включении генератора электрических импульсов 4 и прохождению импульса тока большой амплитуды по обмотке (индуктору) 3 вокруг нее создается мощный импульс напряженности магнитного поля, энергия которого пропорциональна индуктивности и квадрату тока в ней: W=LI²/2 Это магнитное поле индуцирует в патрубке 1 соответствующий импульс вихревого тока, магнитное поле которого действует навстречу внешнему магнитному полю, создаваемому обмоткой (индуктором) 3. Результатом взаимодействия магнитных полей которого является возникновение электромагнитных сил, направление которых определяется по правилу левой руки (правило Ленца) - перпендикулярны векторам магнитной индукции В и тока I - т.е. создается давление на поверхность патрубка. Это давление может достигать при сильных магнитных полях многих сотен кГ на квадратный сантиметр поверхности патрубка, вследствие чего в нем возникают механические колебания, которые и передаются по патрубку 1 на распылитель 2, что позволяет создать более мелкодисперсную структуру топлива, предупреждать засорение распылителя форсунки и подбирать оптимальные режимы работы, при которых эффективность сгорания топлива будет максимальной как с точки зрения уменьшения выбросов СО, СН, окислов азота, так и повышения удельной теплоты сгорания используемого жидкого топлива. Изменяя величину силы тока импульса и частоту следования импульсов, можно в широких пределах менять частоту и амплитуду возбуждаемых колебаний в патрубке и распылителе форсунки и, следовательно, подбирать оптимальные режимы обработки топлива.

Формула изобретения

Форсунка, содержащая патрубок, подводящий топливо к распылителю, и установленную на нем вибрационную систему, отличающаяся тем, что с внешней стороны патрубка размещена обмотка, подключенная к генератору электрических импульсов.

РИСУНКИ

Рисунок 1