RU158765U1

RU158765U1 - DISTRIBUTED MIXTURE INJECTOR

Info

Publication number: RU158765U1
Application number: RU2015106438/06U
Authority: RU
Inventors: Владимир Александрович Рыжиков; Денис Юрьевич Батыщев
Priority date: 2015-02-25
Filing date: 2015-02-25
Publication date: 2016-01-20

Abstract

Форсунка с распределенным смесеобразованием, содержащая корпус с конусом, отличающаяся тем, что конус выполнен полым с основанием в виде многоконечной звездочки, в каждой вершине которой имеется отверстие, связанное с полостью конуса, которая гидравлически соединена с водяной магистралью через регулируемый гидродродроссель.A distributed mixing nozzle comprising a body with a cone, characterized in that the cone is hollow with a base in the form of a multi-pointed sprocket, at each apex of which there is an opening connected to the cavity of the cone, which is hydraulically connected to the water line through an adjustable hydraulic throttle.

Description

Полезная модель относится к средствам подачи и распыления топлива и может быть использована системе питания двигателей внутреннего сгорания.The utility model relates to means for supplying and spraying fuel and can be used in the power supply system of internal combustion engines.

Разработанные до настоящего времени конструкции топливных форсунок содержащих сопла с отверстиями не обеспечивают эффективного смесеобразования по причине плохой гамогенизании топливной смеси. Кроме того, известны конструкции форсунок не позволяющих смешивать топливо с водой.Developed to date, the design of fuel nozzles containing nozzles with holes do not provide effective mixture formation due to poor gamogenization of the fuel mixture. In addition, the known design of nozzles that do not allow mixing fuel with water.

Аналогом заявленной конструкции является форсунка Кочетова с распылительным диском [Пат. RU 2536038 20.12.2014 г.]. Конструкция содержит цилиндрический корпус со штуцером, жестко связанным с конусом, и соосно расположенным в его верхней части. Так же он имеет цилиндрическое отверстие для подвода жидкости, соединенное с диффузором, осесимметричным корпусу и штуцеру. В нижней части корпуса, посредством трех спиц подсоединен распылитель, расположенный перпендикулярно оси корпуса и выполненный в виде сплошного диска, в цилиндрическом отверстии для подвода жидкости. Соосно ему, расположен элемент крутки потока, который фиксируется стопорными шайбами и выполнен в виде винтовой цилиндрической пружины, которая закручивает поток топливной смеси.An analog of the claimed design is the Kochetov nozzle with a spray disk [Pat. RU 2536038 12/20/2014]. The design comprises a cylindrical body with a fitting rigidly connected to the cone and coaxially located in its upper part. It also has a cylindrical hole for supplying fluid, connected to a diffuser, an axisymmetric body and fitting. In the lower part of the casing, by means of three spokes, a sprayer is mounted perpendicular to the axis of the casing and made in the form of a solid disk in a cylindrical hole for supplying liquid. Coaxial to it, there is an element of flow twist, which is fixed by lock washers and is made in the form of a helical coil spring, which swirls the flow of the fuel mixture.

Недостатком конструкции являются:The disadvantage of the design are:

- недостаточная степень распыления топлива в воздушном потоке из-за концентрации его в зоне вращательного движения;- insufficient degree of atomization of fuel in the air stream due to its concentration in the zone of rotational motion;

- невозможность создания газо-водяной смеси.- the impossibility of creating a gas-water mixture.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является горелка для сжигания жидкого топлива [Пат. RU 2307983 10.10.2007 г.], принятый за прототип, содержащая корпус, канал для прохода воздуха, нагнетательный патрубок, конус, форсунку, сопло, спиралевидные пластины, полое кольцо с отверстиями.Closest to the claimed technical solution is a burner for burning liquid fuel [US Pat. RU 2307983 10.10.2007], adopted as a prototype, comprising a housing, a channel for air passage, discharge pipe, cone, nozzle, nozzle, spiral plates, a hollow ring with holes.

Техническим результатом данной конструкции является создание горелки, позволяющей сжигать различные виды жидкого топлива.The technical result of this design is to create a burner that allows you to burn various types of liquid fuel.

К недостаткам прототипа можно отнести то, что данная конструкция не обеспечивает создания газо-водяной смеси. Кроме того, в процессе прохождения воздушного потока через пространство между спиралевидными пластинами, образующаяся топливная смесь получает недостаточное завихрение на выходе из горелки, что приводит к недостаточной дисперсии частиц топлива. Это приводит к неполному сгоранию.The disadvantages of the prototype include the fact that this design does not provide the creation of a gas-water mixture. In addition, during the passage of air flow through the space between the spiral plates, the resulting fuel mixture receives insufficient turbulence at the outlet of the burner, which leads to insufficient dispersion of fuel particles. This leads to incomplete combustion.

Задача полезной модели - повышение эффективности смесеобразования топливно-водяных смесей и подача их в камеру сгорания. Отличительными признаками заявленной конструкции являются:The objective of the utility model is to increase the efficiency of mixture formation of fuel-water mixtures and supply them to the combustion chamber. Distinctive features of the claimed design are:

- конус выполнен полым;- the cone is made hollow;

- многоконечная звездочка установлена в основании конуса, в каждой вершине которой имеется калибровочное отверстие, связанное с полостью;- a multi-pointed sprocket is installed at the base of the cone, at each apex of which there is a calibration hole associated with the cavity;

- полость конуса гидравлически соединена с регулируемым гидродросселем.- the cone cavity is hydraulically connected to an adjustable hydraulic throttle.

Поставленная задача решается при помощи форсунки, содержащей корпус с конусом, отличается тем, что с целью повышения эффективности смесеобразования конус выполнен полым с основанием в виде многоконечной звездочки, в каждой вершине которой имеется отверстие, связанное с полостью конуса, которая гидравлически соединена с водяной магистралью через регулируемый гидродроссель.The problem is solved by means of a nozzle containing a body with a cone, characterized in that in order to increase the efficiency of mixture formation, the cone is made hollow with a base in the form of a multi-pointed sprocket, at each apex of which there is an opening connected to the cone cavity, which is hydraulically connected to the water line through adjustable throttle.

Полезная модель поясняется чертежами, где на (Фиг. 1) изображены: корпус 1, электромагнитный клапан 2, полый конус 3, многоконечная звездочка 4, зазор 5, регулируемый гидродроссель 6 и водяная магистраль 7, а на (Фиг. 2) изображены многоконечная звездочка 4 и зазор 5.The utility model is illustrated by drawings, where (Fig. 1) shows: body 1, solenoid valve 2, hollow cone 3, multi-sprocket 4, clearance 5, adjustable hydraulic throttle 6 and water line 7, and (Fig. 2) shows a multi-end sprocket 4 and clearance 5.

Форсунка с распределенным смесеобразованием содержит корпус 1 с электромагнитным клапаном 2 (Фиг. -1). В верхней части корпуса 1 подается горючий газ. В корпусе 1 установлен полый конус 3, основание которого выполнено в виде многоконечной звездочки 4 (Фиг. -2). Между корпусом 1 и вершиной звездочки 4 имеется зазор 5. В каждой вершине звездочки 4 имеется сквозное отверстие, направленное от периферии к центральному отверстию, сообщающемуся с полостью конуса 3(Фиг. -2).The distributed mixing nozzle comprises a housing 1 with a solenoid valve 2 (Fig. -1). In the upper part of the housing 1 is supplied combustible gas. In the housing 1, a hollow cone 3 is installed, the base of which is made in the form of a multi-pointed sprocket 4 (Fig. -2). Between the housing 1 and the top of the sprocket 4 there is a gap 5. At each vertex of the sprocket 4 there is a through hole directed from the periphery to the central hole communicating with the cavity of the cone 3 (Fig. -2).

Полость конуса 3 гидравлически связана с регулируемым гидродросселем 6, соединенным с водяной магистралью 7. Использование топливно-водяных смесей для работы ДВС позволяет повысить их мощность и экономичность [Нигматулин И.Н. Устранение перегрева и снижение теплонапряженности дизелей посредством впрыскивания воды во всасывающий тракт [Текст] / Нигматулин И.Н., В.А. Ценев // Тяжелое машиностроение. - №12. - 1962. - С. 4-7].The cavity of the cone 3 is hydraulically connected to an adjustable hydraulic throttle 6 connected to the water line 7. The use of fuel-water mixtures for the operation of ICEs makes it possible to increase their power and economy [Nigmatulin I.N. Elimination of overheating and reduction of heat stress of diesel engines by injecting water into the suction tract [Text] / Nigmatulin IN, V.A. Tsenev // Heavy engineering. - No. 12. - 1962. - S. 4-7].

Устройство работает следующим образом. Через верхнюю часть корпуса 1 и открытый электромагнитный клапан 2, газовое топливо подается к конусу 3. Обтекая поверхность конуса 3 расширяющегося в нижней части, газовое топливо движется к зазору 5 с увеличенной скоростью. Форма конуса 3 обеспечивает ламинарный режим движения газового топлива. Газовый поток стремится к основанию конуса и таким образом происходит образование турбулентности с большим количеством вихрей. Внутри корпуса 1 объем свободного пространства будет уменьшаться по мере приближения к зазору 5, а скорость и давление газовых потоков будут стремительно возрастать. Давление газов топлива в зазоре 5 станет меньше атмосферного. За счет разницы давлений, вода поступающая из отверстий звездочки 4 будет засасываться в зазор 5. На поверхности вершин звездочки 4 образуются зоны смешивания газового топлива и воды. После прохождения через зазор 5 давление топливно-водяной смеси уменьшится, создавая оптимальную дисперсию, благоприятствующую полноте сгорания в ДВС. Количество воды, поступающее из водяной магистали 7 в топливную смесь, регулируется при помощи регулирующего гидродросселя 6 в соответствии с оптимальным режимом работы ДВС.The device operates as follows. Through the upper part of the housing 1 and the open solenoid valve 2, gas fuel is supplied to the cone 3. The flowing surface of the cone 3 expanding in the lower part, the gas fuel moves to the gap 5 with an increased speed. The shape of the cone 3 provides a laminar flow of gas fuel. The gas stream tends to the base of the cone and thus the formation of turbulence with a large number of vortices. Inside the housing 1, the amount of free space will decrease as it approaches the gap 5, and the speed and pressure of the gas flows will rapidly increase. The gas pressure of the fuel in the gap 5 will become less than atmospheric. Due to the pressure difference, the water coming from the openings of the sprocket 4 will be sucked into the gap 5. On the surface of the vertices of the sprocket 4 zones of mixing gas fuel and water are formed. After passing through the gap 5, the pressure of the fuel-water mixture will decrease, creating the optimal dispersion, favoring the completeness of combustion in the internal combustion engine. The amount of water coming from the water line 7 into the fuel mixture is regulated using the regulating hydraulic throttle 6 in accordance with the optimal mode of operation of the internal combustion engine.

Для выключения форсунки электромагнитный клапан 2 закрывается и прекращается подача газа. В виду малых размеров калибровочных отверстий в вершинах звездочки 4 за счет сил поверхностного натяжения так же прекращается подача воды.To turn off the nozzle, the solenoid valve 2 closes and the gas supply stops. Due to the small size of the calibration holes in the vertices of the sprocket 4, due to surface tension forces, the water supply also stops.

Claims

A distributed mixing nozzle comprising a body with a cone, characterized in that the cone is hollow with a base in the form of a multi-pointed sprocket, at each apex of which there is an opening connected to the cavity of the cone, which is hydraulically connected to the water line through an adjustable hydraulic throttle.