RU1773295C

RU1773295C - Acoustic nozzle

Info

Publication number: RU1773295C
Application number: SU904776543A
Authority: RU
Inventors: Сергей Петрович Свитачев
Original assignee: Волгоградский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности
Priority date: 1990-01-03
Filing date: 1990-01-03
Publication date: 1992-10-30

Abstract

Использование: устройство дл сжигани топлива в печах и теплогенераторах, Сущность изобретени : торцова стенка соплового насадка снабжена рассекателем, образованным тороидальной проточкой, сопр женной с внутренней стенкой резонирующей камеры, выполненной о виде кольцевой проточки, и выходным соплом с образованием острых кромок. 2 мл.Usage: device for burning fuel in furnaces and heat generators, SUMMARY OF THE INVENTION: The end wall of the nozzle nozzle is provided with a divider formed by a toroidal groove associated with the inner wall of the resonating chamber, made in the form of an annular groove, and an output nozzle with the formation of sharp edges. 2 ml

Description

Изобретение относитс к теплотехнике, в частности, к устройствам сжигани топлива , например, к форсункам дл сжигани высоков зкого жидкого топлива в печах и теплогенераторах.The invention relates to heat engineering, in particular to fuel combustion devices, for example, nozzles for burning highly viscous liquid fuel in furnaces and heat generators.

Известна эжекторна форсунка дл жидкого топлива, содержаща корпус, внутри которого соосно расположены центральное сопло дл подачи распиливающего воздуха, приемна камера жидкого топлива, камера смешени дл образовани топливо- воздушной смеси.A known liquid fuel injector nozzle comprising a housing, inside which a central nozzle for supplying spray air, a liquid fuel receiving chamber, a mixing chamber for forming a fuel-air mixture, are coaxially arranged.

Недостатком известной эжекторной форсунки вл етс низкое качество распылени жидкого топлива по периферии топ- ливовоздушной струи из-за образовани топливной пленки на стенках камеры смешени , котора на выходе из форсунки срываетс отдельными крупными капл ми.A disadvantage of the known ejector nozzle is the low quality of liquid fuel atomization along the periphery of the fuel air jet due to the formation of a fuel film on the walls of the mixing chamber, which breaks down in droplets at the outlet of the nozzle.

Известна пневматическа форсунка, содержаща корпус с каналами дл подачи распиливающего воздуха, завихритель сKnown pneumatic nozzle containing a housing with channels for supplying sawing air, a swirl with

тангенциальными каналами и соосно установленным перед выходным соплом коническим рассекателем с резонирующей камерой.tangential channels and a conical divider with a resonating chamber coaxially mounted in front of the output nozzle.

Недостатком известной пневматической форсунки вл етс невозможность использовани высоков зкого жидкого топлива, вследствие того, что топливо в форсунке движетс по тонким щелевым каналам , легко подверженным закупоркам т желыми фракци ми топлиоа.A disadvantage of the known pneumatic nozzle is the inability to use highly viscous liquid fuels due to the fact that the fuel in the nozzle moves through thin slotted channels, which are easily prone to clogging with heavy fractions of fuel.

Известна акустическа форсунка, выбранна в качестве прототипа, содержаща корпус, соосно расположен).ое в нем выходное сопло, кольцевой акустический генератор с резонирующей камерой, расположенной в торцевой стенке выходного сопла .A known acoustic nozzle, selected as a prototype, comprising a housing, is coaxially positioned) its output nozzle, an annular acoustic generator with a resonating chamber located in the end wall of the output nozzle.

Недостатком известной акустической форсунки вл ютс большие энергетические затраты при распылении высоков зкого жидкого топлива.A disadvantage of the known acoustic nozzle is the high energy costs involved in spraying highly viscous liquid fuels.

XI XI CJ Ю ОXI XI CJ Yu Oh

слcl

0000

Как известно, эффективность распылени за счет механического дроблени струи жидкого топлива очень низка. При максимальных , технически обоснованных давлени х топлива 1,5-2 МПа радиус капли жидкого топлива, вход щей в зону воздействи акустических колебаний, не может быть менее 0,2 мм. Поэтому дл обеспечени необходимого при качественном сжигании высоков зкого жидкого топлива радиуса кап л и не более 0,002 мм мощность акустических колебаний должна быть достаточно большой, т.к. она находитс в квадратичной зависимости от радиуса капли, вход щей в зону воздействи . К тому же стру воздуха акустического генератора, выход ща из резонирующей камеры, не обладает достаточной энергией дл дополнительного распылени топлива ввиду того, что больша часть кинетической энергии струи переходит в тепловую при ударе о плоскую стенку торца форсунки, нагрева его.As is known, atomization efficiency due to mechanical crushing of a jet of liquid fuel is very low. At maximum, technically justified fuel pressures of 1.5-2 MPa, the radius of a drop of liquid fuel entering the zone of influence of acoustic vibrations cannot be less than 0.2 mm. Therefore, in order to ensure the required radius of droplets and not more than 0.002 mm, which is necessary for high-viscosity liquid fuel to be burned, the power of acoustic vibrations should be sufficiently large, since it is quadratic in relation to the radius of the droplet entering the impact zone. In addition, the air stream of the acoustic generator exiting the resonating chamber does not have enough energy for additional atomization of fuel due to the fact that most of the kinetic energy of the stream goes into heat when it hits the flat wall of the nozzle end and heats it.

Целью изобретени вл етс снижение энергетических затрат при расгШленйи высоков зкого жидкого топлива.The aim of the invention is to reduce energy costs by decomposing highly viscous liquid fuels.

Указанна цель достигаетс тем, что в акустической форсунке, содержащей корпус с соосно расположенной камерой смешени с сопловым насадком и акустический генератор с резонирующей камерой, выполненной в виде кольцевой проточки на торце соплового насадка, согласно изобретению, торцева стенка соплового насадка снабжена рассекателем, образованным тороидальной проточкой, причем проточка по внешнему радиусу в плоскости торца соплового насадка сопр жена с поверхност ми внутренней стенки кольцевой проточки резонирующей камеры и выходного сопла с образованием острых кромок.This goal is achieved in that in an acoustic nozzle comprising a housing with a coaxially located mixing chamber with a nozzle nozzle and an acoustic generator with a resonating chamber made in the form of an annular groove at the end of the nozzle nozzle according to the invention, the end wall of the nozzle nozzle is provided with a divider formed by a toroidal groove moreover, the groove along the outer radius in the plane of the end face of the nozzle nozzle is mated with the surfaces of the inner wall of the annular groove of the resonating chamber and the exit th nozzle to form sharp edges.

На фиг.1 представлено поперечное сечение предлагаемой акустической форсунки; на фиг.2 - фрагмент поперечного сечени в зоне расположени рассекател .Figure 1 presents a cross section of the proposed acoustic nozzle; Fig. 2 is a fragment of a cross-section in the area where the divider is located.

Акустическа форсунка содержит корпус 1, внутри которого соосно расположены сопловой насадок 2 с цилиндрической камерой смешени 3 и выходным соплом 4, акустический генератор, состо щий из образованного зубом 5 и насадком 2 кольцевого сопла 6, кольцевой резонирующей камеры 7, а также рассекатель 8. Кроме того, акустическа форсунка имеет воздушный 9 и топливный 10 патрубки, воздушное сопло 11, воздухораспределитель 12 и топливную камеру 13.The acoustic nozzle contains a housing 1, inside of which are located nozzle nozzles 2 with a cylindrical mixing chamber 3 and an output nozzle 4, an acoustic generator consisting of an annular nozzle 6 formed by the tooth 5 and nozzle 2, an annular resonating chamber 7, and also a divider 8. In addition Moreover, the acoustic nozzle has an air 9 and fuel 10 nozzles, an air nozzle 11, an air distributor 12 and a fuel chamber 13.

Акустическа форсунка работает следующим образом.The acoustic nozzle operates as follows.

Воздух по воздушному патрубку 9 подводитс к воздухораспределителю 12 и делитс на два потока. Первый поток воздуха, пройд воздушное сопло 11, создает в топливной камере 13 разрежение, способствующее движению жидкого топливаAir through the air pipe 9 is supplied to the air distributor 12 and is divided into two streams. The first air stream, passed through the air nozzle 11, creates a vacuum in the fuel chamber 13, which facilitates the movement of liquid fuel

самотеком через топливный патрубок 10, захватывает топливо и смешиваетс с ним в камере смешени 3, реализу первую стадию распылени высоков зкого жидкого топлива, и выбрасываетс в виде топливовоздушной эмульсии через выходное сопло 4 в зону образовани факела. Второй поток воздуха, пройд через кольцевое сопло б акустического генератора, частично рассекателем 8 направл етс в дро топливовоздушной струи на выходе из выходного сопла 4 по ходу ее движени под некоторым углом, реализу вторую стадию распылени , а также направл етс в резонирующую камеру 7 дл возбуждени акустических колебаний,By gravity through the fuel pipe 10, it captures the fuel and mixes with it in the mixing chamber 3, realizing the first stage of spraying highly viscous liquid fuel, and is discharged in the form of a fuel-air emulsion through the outlet nozzle 4 into the flare formation zone. The second air stream, passing through the annular nozzle of the acoustic generator, is partially directed by a divider 8 into the core of the air-fuel jet at the exit of the outlet nozzle 4 at a certain angle in the direction of its movement, realizing the second stage of atomization, and also directed to the resonating chamber 7 for excitation acoustic vibrations

под воздействием которых реализуетс треть стади распылени высоков зкого жидкого топлива.under the influence of which a third stage of spraying highly viscous liquid fuels is realized.

Использование предлагаемой акустической форсунки позволит снизитьThe use of the proposed acoustic nozzle will reduce

энергетические затраты на распыление высоков зкого жидкого топлива.energy costs for spraying highly viscous liquid fuels.

Расположенный между резонирующей камерой и выходным соплом и сопр женный с ними рассекатель с тороидальнойSituated between the resonating chamber and the output nozzle and their associated toroidal divider

внутренней поверхностью позвол ет направить с минимальными потер ми энергии весь объем неиспользуемого при возбуждении акустических колебаний воздуха на дополнительное распыление высоков зкогоthe inner surface allows directing with minimal energy loss the entire volume of air not used when exciting acoustic vibrations for additional spraying of highly viscous

жидкого топлива непосредственно на срезе выходного сопла, а также повысить мощность акустических колебаний на 8-10 дБ за счет образовани косого скачка уплотнени воздуха при набегании струи на срезаннуюliquid fuel directly at the exit nozzle exit, and also increase the power of acoustic vibrations by 8-10 dB due to the formation of an oblique shock in the air seal when the jet runs onto the exit

под острым углом кромку резонирующей камеры.at an acute angle the edge of the resonating chamber.

Claims

SUMMARY OF THE INVENTION An acoustic nozzle comprising

a housing with a coaxially located mixing chamber with a nozzle nozzle and an acoustic generator with a resonating chamber made in the form of an annular groove at the end of the nozzle nozzle, characterized in that, in order to reduce energy costs when spraying highly viscous liquid fuel, the end wall of the nozzle nozzle is equipped with a divider in the form of a toroidal groove, and the groove along the outer radius in the plane of the end face of the nozzle nozzle is mated to the surfaces of the inner wall of the annular groove of the resonating chamber and an outlet nozzle to form sharp edges.

W

Fae /

6 5