Форсунка

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1) 1 5)5 Р 23 О 11/10 Е ИЗОБР И ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Всесоюзный научно-исследовательскийи проектно-конструкторский институт нефтяного машиностроения(56) 1. Карабин А.И, Сжигания жирного топлива в промышленных"установках, М,: Металлургиздат, 1957, с, 110, рис, 58,2, Карабин А,И, Сжигание жидкого топлива в промышленных установках. М.: Металлургиздэт, 1957, с, 117, рис. 65.3. Авторское свидетельство СССРМ 52196, кл, Е 23 О 11/10, 1937,(57) Использование; в горасплывания, предназнания жидкого вязкого топаута, высоковязкой нефвоздушными форсункамв топках трубчатых печейтения: топливная трубанительно снабженанаконечником 6 и рэдиами отверстиями 7, размедиффузорной насадки 3наконечником 6, э танге4 насадки 3 выполненыщадью проходных сечен0,450,7 площади пркольцевого сопла 5 отверна расстоянии от выходнки 3, составляющем 0,4ного диаметра. 6 ил,релках воздушного ченных для сжигалива, наприМер ма- ти, расплываемых и низкого давления Сущность изобре форсунки дополцилиндрическим льными раздающищенными в полости перед указанным нциальные каналы с суммарной плоий, составляющей оходного сечения стия и размещены ой кромки 8 насад- ,1,2 ее максимальИзобретение относится к области сжигания жидких вязких топлив, например мазута, высоковязкой нефти, распыливаемых воздушными форсунками низкого давления, и может быть использовано в горелках воздушного распыливания, предназначенных для сжигания вязкого жидкого топлива в топках трубчатыипечей,Известна форсунка низкого давления для распыливания жидких топлив, содержащая корпус с установленными в нем мазутной трубкой с конусообразным наконечником и кольцом для регулирования подачи воздуха 1. Указанная форсунка обеспечивает пленочное распыливание мазута за счет того, что поток первичного воздуха, выходящий с большой скоростью, создает разрежение внутри конусообразного наконечника, установленного на мазутной трубке, благодаря чему вытекающий иэ нее мазут разбрызгивается по внутоенней поверхности наконечника и вытягивается на ней в виде конусообразной пленки, На выходе иэ конуса пленка разрывается потоком распыляющего воздуха и превращается в диспергированную воздухожидкостную смесь,Конструкция форсунки улучшает распыление и смесеобразование, однако не позволяет обеспечить высокоэффективное сжигание вязких топлив из-за неравномерности образования пленки на кромке конус- ного наконечника, кроме того, в укаэанной форсунке в активном распылении и смешивании с топливом принимает участие поток первичного воздуха. а вторичный поток в силу конструктивных особенностей плохо смешивается с топливом,Известна форсунка, содержащая корпус, центральную трубу для подачи топлива, конусный завихритель с тангенциальными каналами, образующий с корпусом по периферии кромки завихрителя кольцевое сопло 21Недостатком известной форсунки является грубое распыливание топлива, т,к, его струя входит непосредственно в ось закрученного потока воздуха, что приводит к недожогу тяжелого жидкого топллва и выделению свободного углерода в виде сажистых частиц или коксового остатка.Известна форсунка, содержащая корпус, центральнуютопливную трубу и диффузорную насадку с тангенциальными каналами, установленными в выходном участкетрубы с образованием с корпусом кольцевого сопла 31.Недостатком известнои форсунки является низкая эффективность сжигания топлива, Целью изобретения является повышение эффективности сжигания топлива путем создания топливной пленки на поверхности насадка с последующим ее дроблением,На фиг. 1 изображена форсунка, продольное сечение; на фиг 2 - диффузорная насадка с тангенциальными каналами, продольный разрез; на фиг. 3 - сечение А - А на фиг. 2; на фиг, 4 - график изменения содер 10 жания сажистых частиц в функции Етанг/Роьц для ./Оз = 0,8; на фиг, 5- график изменения дисперсности распыла в зависимости от изменения параметров форсунки; на фиг. 6 - график содержания сажистых частиц, соответствующего различным эна 15 чениям Е/Оз насадки Форсунка содержит корпус 1, центральную топливную трубу 2, диффузорную насадку 3 с тангенциальными каналами 4, установленную в выходном участке трубы с 20 образованием с корпусом кольцевого сопла 5, цилиндрический наконечник 6 и радиальные раздающие отверстия 7, размещенны в полости насадки перед указанным наконечни ом, при этом тангенциальные каналы выпслнены с суммарной площадью проходных сечений, составляющей 0,45,0,7 площади проходного сечения сопла, и размещены нарасстоянии от выходной кромки 8 насадки,составляющем 0,4,1,2 ее максимальногодиаметра. 30 Форсунка работает следующим образом,Подогретое до снижения вязкости (до 3 - 4 ВУ) топливо поступает в центральную топливную трубку 2 и через радиальные раздающие отверстия 7 подается в виде равномерной тонкой пленки на внутреннюю поверхность диффузорной насадки 3 с тан 35 ющую на крому 8. где второй воздушный готок проходит через кольцевсе сопло 5. омывает наружную поверхность диффузорной насадки 3, подхватывает ее с кромки и распыливает в поток вторичного воздуха на 45 50 выходе из горелки,Тангенциальные каналы 4. выполненные с суммарной площадью проходных сечений, составляющей 0,450,7 от площади проходного сечения кольцевого сопла 5. и 55 размещенные нг расстоянии от выходной кромки 8 насад;и 3, составляющем 0.41,2 от ее максимального диаметра, позволяют значительно интенсифицировать эффект всасывания топлива и вращательно-посту 40 генциальными каналами 4, через которыепоступает поток воздуха и, смешиваясь с топливом, в процессе вращательно-поступательного движения образует пленку топливной эмульсил, поднимающуюся по внутренней поверхности насадки и наступапательного движения топливной эмульсиипо внутренней поверхности насадки, улуч-шая процесс смешивания топлива с воздухом и подачу эмульсии к кромке насадки.Испытания форсунки подтвердили, чтооптимальная тонкость распыла достигается 5при соотношении Етанг/Екольц в зоне значений 0,450,7, при этом минимум Среднегодиаметра капель наблюдают при значении1 /Оз в пределах 0,4,1,2, что видно из гра-,фика на фиг, 5, 10Огневые испытания подтвердили найденные оптимальные пределы при исследовании видимой и химической длины факела,содержания сажистых частиц и изменениясветимости факела по длине, что видно из 15графика на фиг. 4 при изменении содержания сажистых частиц в функции Етанг/Екольцдля 1 /Рз = 0,8, На графие фиг, 6 видныисследованные семейства кривых, соответ.ствующие разным значениям ООз, графики 20на фиг, 4 и 6 подтверждают, что минимальное содержание сажистых частиц в факеленаблюдают при значениях 1 /Оз = 0,41,2 иЕтанг/Екольц = 0,450,7, что находится в соответствии с результатами холодных испытаний,При испытании форсунок с расстояниемтангенциальных каналов подачи первичного воздуха, меньшем 0,4 Оз, и соотношенииЕтанг/Екольц менее 0,45 наблюдалось нарушение равномерности растекания мазутапо поверхности диффузорной насадки с образованием наплывов на кромке, что приводило к некачественному распылу,дымлению факела и коксованию стенок амбразуры, при расстоянии тангенциальныхканалов более 1,2 Оз и соотношенииЕтанг/Екольц,большем 0,7, наблюдалось забивание каналов мазутом, снижение интенсивности вращательно-поступательного 40 движения пленки по внутренней поверхности насадки, неравномерный срыв пленки с кромки насадки и, как следствие, ухудшение распыла.Эксплуатация форсунки показала, что при 1 = (0,41,2)Оз и Етанг/Екольц = 0,450,7, конструкция работала устойчиво, без дымления, легко регулИровалась, при этом коэффициент рабочего регулирования был менее 3. Коксования стенокамбразуры не наблюдалось.Предложенная конструкция форсунки позволяет повысить эффективность сжигания топлива, например вязких мазутов, путем создания топливной пленки на внутренней поверхности насадки с последующим ее дроблением, а также получить экологически более чистую конструкцию горелки,Формула изобретения Форсунка, содержащая корпус, центральную топливную трубку и диффузорную насадку с тангенциальными каналами. установленную в выходном участке трубы с образованием с корпусом кольцевого сопла, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения эффективности сжигания топлива путем создания топливной пленки на поверхности насадка с последующим ее дроблением, топливная трубка дополнительно снабжена цилиндрическим.наконечником и радиальными раздающими отверстиями, размещенными в полости насадки перед указанным наконечником, а тангенциальные каналы выполнены с суммарной площадью проходных сечений, составляющей 0,45 - 0,7 от площади проходного сечения кольцевого сопла, и размещены на расстоянии от выходной кромки насадки, составляющем 0,4-1,2 от ее максимального диаметра,г едак гЗаказ 353 Тираж Подпи.ное И Государственного комитета по изобретениям и открь,ти 113035, Москва, Ж, Раушская наб 45