RU2079783C1 - Pneumatic nozzle - Google Patents

Pneumatic nozzle Download PDF

Info

Publication number
RU2079783C1
RU2079783C1 RU93003565A RU93003565A RU2079783C1 RU 2079783 C1 RU2079783 C1 RU 2079783C1 RU 93003565 A RU93003565 A RU 93003565A RU 93003565 A RU93003565 A RU 93003565A RU 2079783 C1 RU2079783 C1 RU 2079783C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
nozzle
chamber
tangential channels
fuel
channels
Prior art date
Application number
RU93003565A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU93003565A (en
Inventor
Линард Витальевич Калашников
Георгий Линардович Калашников
Original Assignee
Линард Витальевич Калашников
Георгий Линардович Калашников
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Линард Витальевич Калашников, Георгий Линардович Калашников filed Critical Линард Витальевич Калашников
Priority to RU93003565A priority Critical patent/RU2079783C1/en
Publication of RU93003565A publication Critical patent/RU93003565A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2079783C1 publication Critical patent/RU2079783C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: power engineering; liquid fuel atomizing and combustion. SUBSTANCE: pneumatic nozzle has cylindrical mixing chamber with end face wall and nozzle unit provided with fuel inlet holes made in end face wall at periphery and atomizer inlet tangential channels made in side wall of chamber. Atomizer inlet tangential channels and fuel inlet holes are grouped in pairs. Longitudinal axis of atomizer inlet channels is inclined to plane of end face wall through angle not exceeding 45 degrees and it intersects the plane in zone limited by area of corresponding fuel inlet hole. EFFECT: improved atomizing of fuel. 9 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для распыления жидкости и может быть использовано, например, при сжигании жидкого топлива в топках различных энергетических установок и технологических печей, в камерах сгорания газотурбинных двигателей и т.п. The invention relates to devices for spraying liquid and can be used, for example, when burning liquid fuel in the furnaces of various power plants and process furnaces, in the combustion chambers of gas turbine engines, etc.

Известна форсунка, содержащая корпус с конфузорным выходным участком, распылительную камеру, образующую с этим участком кольцевое сопло, причем на входе в распылительную камеру установлено топливное сопло, снабженное завихрителем, а ее боковой стенке выполнены тангенциальные каналы для прохода распылителя [1]
Недостатком такой форсунки является низкое качество распыления даже при повышенном расходе распылителя, так как дробление жидкости закрученным потоком распылителя происходит, в основном, в периферийных слоях потока топлива, поступающего в камеру смещения через топливное сопло с завихрителем, и получаемая смесь содержит большое количество крупных капель. Это приводит к неполноте сгорания топлива и повышению его удельного расхода.A known nozzle comprising a housing with a confuser outlet section, a spray chamber forming an annular nozzle with this section, wherein a fuel nozzle equipped with a swirl is installed at the inlet of the spray chamber, and tangential channels are made for its passage through the side wall [1]
The disadvantage of such a nozzle is the low atomization quality even at an increased atomizer flow rate, since the liquid is crushed by the swirling atomizer flow mainly in the peripheral layers of the fuel flow entering the displacement chamber through the fuel nozzle with a swirl, and the resulting mixture contains a large number of large drops. This leads to incomplete combustion of the fuel and an increase in its specific consumption.

Цель изобретения повышение качества распыления, снижение удельного расхода распылителя и интенсификация процесса горения. The purpose of the invention is improving the quality of atomization, reducing the specific consumption of the atomizer and the intensification of the combustion process.

Поставленная цель достигается тем, что в форсунке, содержащей цилиндрическую камеру смещения с торцевой стенкой и сопловым насадком, снабженную отверстиями ввода топлива, выполненными в торцевой стенке по ее периферии и тангенциальными каналами ввода распылителя, выполненными в боковой стенке камеры, отверстия ввода топлива и тангенциальные каналы ввода распылителя сгруппированы парами, причем последние выполнены с продольной осью, наклоненной к плоскости торцевой стенки под углом, не превышающем 45o, и пересекающей ее в зоне, ограниченной площадью соответствующего отверстия ввода топлива.This goal is achieved by the fact that in the nozzle containing a cylindrical displacement chamber with an end wall and a nozzle nozzle, equipped with fuel inlet openings made in the end wall along its periphery and atomizer tangential channels made in the side wall of the chamber, fuel inlet openings and tangential channels input atomizer grouped in pairs, the latter being formed with a longitudinal axis inclined to the plane of the end wall at an angle not exceeding 45 o, and intersecting it in the zone, Reduced constant area of the respective fuel injection holes.

Другие отличия состоят в том, что внутренняя поверхность камеры смещения может быть выполнена рельефной, а в торце камеры смещения дополнительно выполнено центральное отверстие для подачи распылителя. Кроме того, камера снабжена установленной перед сопловым насадком диафрагмой с центральным отверстием, диаметр которого составляет 0,5.0,8 диаметра камеры смещения. Other differences are that the inner surface of the displacement chamber can be embossed, and at the end of the displacement chamber, a central opening for supplying the atomizer is additionally made. In addition, the chamber is equipped with a diaphragm installed in front of the nozzle nozzle with a central hole, the diameter of which is 0.5.0.8 of the diameter of the displacement chamber.

Для получения факела любой конфигурации сопла насадка выполнена с продольными осями, направленными под углом 10.90o к торцевой поверхности камеры смещения.To obtain a torch of any configuration of the nozzle, the nozzle is made with longitudinal axes directed at an angle of 10.90 o to the end surface of the displacement chamber.

Еще одно отличие состоит в том, что в боковой стенке камеры смещения выполнен по меньшей мере один кольцевой ряд дополнительных тангенциальных каналов ввода распылителя, которые могут быть расположены под углом 10.30o к торцевой поверхности камеры смещения. При этом дополнительные каналы по меньшей мере одного ряда могут иметь противоположную закрутку по отношению к закрутке каналов, образующих пары с отверстиями ввода топлива. Кроме того, камера смещения снабжена по меньшей мере одной дополнительной диафрагмой с центральным отверстием, имеющим диаметр, составляющий 0,4.0,7 от диаметра камеры смещения, при этом между смежными диафрагмами расположен по меньшей мере один ряд дополнительных тангенциальных каналов.Another difference is that in the side wall of the bias chamber, at least one annular row of additional tangential channels for the input of the atomizer is made, which can be located at an angle of 10.30 o to the end surface of the bias chamber. In this case, the additional channels of at least one row may have an opposite twist with respect to the twist of the channels forming pairs with the fuel inlet openings. In addition, the bias chamber is provided with at least one additional diaphragm with a central hole having a diameter of 0.4.0.7 of the diameter of the bias chamber, while at least one row of additional tangential channels is located between adjacent diaphragms.

На фиг. 1 изображена предлагаемая форсунка, продольный разрез, на фиг. 2 разрез по А-А на фиг. 1, на фиг. 3 разрез по Б-Б на фиг. 1, на фиг. 4 - разрез по В-В на фиг. 2. In FIG. 1 shows the proposed nozzle, a longitudinal section, in FIG. 2 is a section along AA in FIG. 1, in FIG. 3 a section along BB in FIG. 1, in FIG. 4 is a section along BB in FIG. 2.

Пневматическая форсунка содержит камеру смещения 1 и сопловой насадок 2, которые стянуты накидной гайкой 3. Сопла 4 насадка направлены под углом 10. 90o к торцевой поверхности камеры 1. В торце камеры смещения 1, у ее боковой поверхности, выполнены отверстия 7 ввода топлива, а в центре осевой канал 8 ввода распылителя. В боковой стенке камеры смешения имеются тангенциальные каналы 9 ввода распылителя, которые с отверстиями 7 ввода топлива сгруппированы парами, причем продольная ось каналов 9 наклонена под углом, не превышающем 45o к плоскости торцевой стенки и пересекает ее в зоне, ограниченной площадью соответствующего отверстия 7 ввода топлива. Дополнительные тангенциальные каналы 10 ввода распылителя расположены под углом 10.30o к торцевой поверхности и имеют направление закрутки противоположное направлению закрутки каналов 9. Между рядами тангенциальных каналов 9 и 10 установлена диафрагма 11 с диаметром d' центрального отверстия, составляющим 0,4.0,7 диаметра D камеры смешения, а перед сопловым насадком - диафрагма 12 с диаметром d'' центрального отверстия, составляющим 0,5.0,8 диаметра D. Поверхность камеры смещения 1 выполнена рельефной (углубления 5 и бороздки 6).The pneumatic nozzle contains a displacement chamber 1 and nozzle nozzles 2, which are tightened with a union nut 3. Nozzles 4 of the nozzle are directed at an angle of 10. 90 ° to the end surface of the chamber 1. At the end of the displacement chamber 1, at its side surface, fuel injection holes 7 are made, and in the center of the axial channel 8 of the input of the sprayer. In the side wall of the mixing chamber there are tangential channels 9 of the input of the atomizer, which are grouped in pairs with the holes 7 of the fuel input, the longitudinal axis of the channels 9 being inclined at an angle not exceeding 45 o to the plane of the end wall and intersecting it in the area limited by the area of the corresponding opening 7 of the input fuel. Additional tangential channels 10 of the sprayer inlet are located at an angle of 10.30 o to the end surface and have a swirl direction opposite to the swirl direction of channels 9. Between the rows of tangential channels 9 and 10, a diaphragm 11 is installed with a diameter d ′ of the central hole of 0.4.0.7 of the diameter D of the chamber mixing, and in front of the nozzle nozzle there is a diaphragm 12 with a diameter d ″ of the central hole amounting to 0.5.0.8 of the diameter D. The surface of the displacement chamber 1 is embossed (recesses 5 and grooves 6).

Форсунка работает следующим образом. The nozzle works as follows.

Жидкое топливо подается в камеру смещения 1 через отверстия 7. Под действием направленных на отверстия 7 струй распылителя, поступающего по тангенциальным каналам 9 с большой скоростью, топливо тонкой пленкой движется по торцевой поверхности камеры смещения, дробясь и перемешиваясь с распылителем. Затем струи образующейся смеси сливаются в высокоскоростной вихревой поток, в котором происходит дальнейшее измельчение топлива и перемешивание его и распылителем. Рельефное выполнение поверхности камеры смешения интенсифицирует процесс за счет образования локальных завихрений и возникновения ультразвуковых колебаний в потоке смеси. Liquid fuel is fed into the displacement chamber 1 through the openings 7. Under the influence of the spray jets directed at the openings 7, which flows through the tangential channels 9 at a high speed, the fuel moves with a thin film along the end surface of the displacement chamber, crushing and mixing with the spray. Then the jets of the resulting mixture merge into a high-speed vortex stream, in which the fuel is further crushed and mixed with the atomizer. The embossed surface of the mixing chamber surface intensifies the process due to the formation of local vortices and the occurrence of ultrasonic vibrations in the mixture flow.

Если струи распылителя направлены под углом не превышающим 45o к торцевой поверхности камеры смещения, то под воздействием осевых составляющих их скорости уменьшается толщина пленки топлива и повышается эффективность ее дробления. Струя распылителя, поступающая из центрального отверстия 8, измельчает часть топлива, попадающую в приосевую зону камеры смешения.If the spray jets are directed at an angle not exceeding 45 o to the end surface of the displacement chamber, then under the influence of the axial components of their speed decreases the thickness of the fuel film and increases the efficiency of its crushing. The spray jet coming from the Central hole 8, crushes part of the fuel falling into the axial zone of the mixing chamber.

При прохождении смеси через диафрагму 11 за счет увеличения осевой и тангенциальной составляющей скорости потока происходит дополнительное измельчение частиц топлива и уравнение его концентрации в смеси. За диафрагмой наиболее крупные капли жидкости отбрасываются в периферийную область потока к боковой стенке камеры смещения, где они подхватываются и измельчаются струями распылителя, поступающего по тангенциальным каналам 10. Причем, если струи распылителя направлены под углом 10.30o к торцевой поверхности камеры смещения, то измельчение происходит с большей эффективностью. Обратное направление закрутки этих струй по отношению к направлению закрутки струй, выходящих из тангенциальных каналов 9, повышает интенсивность процесса.When the mixture passes through the diaphragm 11 due to an increase in the axial and tangential components of the flow velocity, additional grinding of the fuel particles and the equation of its concentration in the mixture occur. Behind the diaphragm, the largest liquid droplets are thrown into the peripheral region of the flow to the side wall of the displacement chamber, where they are picked up and crushed by the spray jets entering through the tangential channels 10. Moreover, if the spray jets are directed at an angle of 10.30 o to the end surface of the displacement chamber, grinding occurs with greater efficiency. The reverse direction of the swirl of these jets with respect to the direction of swirl of the jets emerging from the tangential channels 9, increases the intensity of the process.

Затем смесь проходит через диафрагму 12, что дополнительно повышает степень измельчения частиц топлива и уравнивает его концентрацию в потоке. Через сопла 4 в насадке 2 смесь поступает в топку или камеру сгорания в виде струй, что в значительной степени интенсифицирует процесс сгорания. Причем, наклон сопел под углом 10.90o к торцевой поверхности камеры смещения дает возможность за счет различных вариантов расположения их на сопловом насадке получить любую конфигурацию факела. Например, при расположении отверстий в осевой плоскости (фиг. 1 и 4) формируется плоский факел. При расположении сопел по всей поверхности насадка можно получить объемный факел как с малым, так и с большим углом раскрытия (в зависимости от угла наклона сопел к торцевой поверхности в указанном диапазоне).Then the mixture passes through the diaphragm 12, which further increases the degree of grinding of fuel particles and equalizes its concentration in the stream. Through the nozzle 4 in the nozzle 2, the mixture enters the furnace or combustion chamber in the form of jets, which greatly intensifies the combustion process. Moreover, the inclination of the nozzles at an angle of 10.90 o to the end surface of the displacement chamber makes it possible to obtain any configuration of the torch due to various options for their location on the nozzle nozzle. For example, when the holes are located in the axial plane (Figs. 1 and 4), a flat torch is formed. When nozzles are located over the entire surface of the nozzle, a volume torch can be obtained with both a small and a large opening angle (depending on the angle of inclination of the nozzles to the end surface in the specified range).

Claims (9)

1. Пневматическая форсунка, содержащая цилиндрическую камеру смешения с торцевой стенкой и сопловым насадком, снабженную отверстиями ввода топлива, выполненными в торцевой стенке по ее периферии, и тангенциальными каналами ввода распылителя, выполненными в боковой стенке камеры, отличающаяся тем, что отверстия ввода топлива и тангенгенциальные каналы ввода распылителя сгруппированы парами, причем последние выполнены с продольной осью, наклоненной к плоскости торцевой стенки под углом, не превышающим 45o, и пересекающей ее в зоне, ограниченной площадью соответствующего отверстия ввода топлива.1. A pneumatic nozzle containing a cylindrical mixing chamber with an end wall and a nozzle nozzle, equipped with fuel inlet openings made in the end wall along its periphery, and spray nozzle tangential channels made in the side wall of the chamber, characterized in that the fuel inlet openings and tangential input channels are grouped in pairs nebulizer, the latter being formed with a longitudinal axis inclined to the plane of the end wall at an angle not exceeding 45 o, and intersecting it in the area, restricting chennoy area corresponding fuel injection holes. 2. Форсунка по п. 1, отличающаяся тем, что внутренняя поверхность камеры выполнена рельефной. 2. The nozzle according to claim 1, characterized in that the inner surface of the chamber is embossed. 3. Форсунка по п. 1, отличающаяся тем, что в торцевой стенке дополнительно выполнено центральное отверстие ввода распылителя. 3. The nozzle according to claim 1, characterized in that the central opening of the nozzle inlet is additionally made in the end wall. 4. Форсунка по п. 1, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена установленной перед сопловым насадком диафрагмой с центральным отверстием, выполненным диаметром, составляющим 0,5-0,8 диаметра камеры смешения. 4. The nozzle according to claim 1, characterized in that it is additionally equipped with a diaphragm installed in front of the nozzle nozzle with a central hole made with a diameter of 0.5-0.8 of the diameter of the mixing chamber. 5. Форсунка по п. 1, отличающаяся тем, что сопла насадка выполнены с продольными осями, наклоненными к торцевой поверхности камеры под углом, составляющим 10-90o.5. The nozzle under item 1, characterized in that the nozzle nozzle is made with longitudinal axes inclined to the end surface of the chamber at an angle of 10-90 o . 6. Форсунка по п. 1, отличающаяся тем, что в боковой стенке камеры выполнен по меньшей мере один кольцевой ряд дополнительных тангенциальных каналов ввода распылителя. 6. The nozzle according to claim 1, characterized in that at least one annular row of additional tangential channels for introducing the atomizer is made in the side wall of the chamber. 7. Форсунка по п. 6, отличающаяся тем, что дополнительные тангенциальные каналы наклонены к торцевой поверхности камеры под углом, составляющим 10-30o.7. The nozzle according to claim 6, characterized in that the additional tangential channels are inclined to the end surface of the chamber at an angle of 10-30 o . 8. Форсунка по п. 6, отличающаяся тем, что дополнительные тангенциальные каналы, по меньшей мере одного ряда выполнены с направлением закрутки, противоположным направлению закрутки тангенциальных каналов, образующих пары с отверстиями ввода топлива. 8. The nozzle according to claim 6, characterized in that the additional tangential channels of at least one row are made with a swirl direction opposite to the swirl direction of the tangential channels forming pairs with the fuel inlet openings. 9. Форсунка по п. 6, отличающаяся тем, что она снабжена по меньшей мере одной дополнительной диафрагмой с центральным отверстием, составляющим 0,4-0,7 диаметра камеры смешения, при этом между смежными диафрагмами расположен по меньшей мере один ряд дополнительных тангенциальных каналов. 9. The nozzle according to claim 6, characterized in that it is provided with at least one additional diaphragm with a Central hole, comprising 0.4-0.7 diameter of the mixing chamber, while at least one row of additional tangential channels is located between adjacent diaphragms .
RU93003565A 1993-01-28 1993-01-28 Pneumatic nozzle RU2079783C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93003565A RU2079783C1 (en) 1993-01-28 1993-01-28 Pneumatic nozzle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93003565A RU2079783C1 (en) 1993-01-28 1993-01-28 Pneumatic nozzle

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU93003565A RU93003565A (en) 1995-04-20
RU2079783C1 true RU2079783C1 (en) 1997-05-20

Family

ID=20136096

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU93003565A RU2079783C1 (en) 1993-01-28 1993-01-28 Pneumatic nozzle

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2079783C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2492390C2 (en) * 2011-10-06 2013-09-10 Артём Викторович Корнилов Nozzle "flare-haunch" for spraying of water-coal fuel
RU179847U1 (en) * 2017-12-25 2018-05-28 Общество с ограниченной ответственностью Опытно-экспериментальная компания " Эко-Энергия" FURNACE SUPPORT DEVICE
RU2789002C1 (en) * 2022-06-10 2023-01-26 Василий Васильевич Семенов Device for thermal utilization of an aqueous solution of toxic substances

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР N 714095, кл. F 23 D 11/10, 1976. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2492390C2 (en) * 2011-10-06 2013-09-10 Артём Викторович Корнилов Nozzle "flare-haunch" for spraying of water-coal fuel
RU179847U1 (en) * 2017-12-25 2018-05-28 Общество с ограниченной ответственностью Опытно-экспериментальная компания " Эко-Энергия" FURNACE SUPPORT DEVICE
RU2789002C1 (en) * 2022-06-10 2023-01-26 Василий Васильевич Семенов Device for thermal utilization of an aqueous solution of toxic substances

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1311783C (en) Spray nozzle design
US4595143A (en) Air swirl nozzle
US4343434A (en) Air efficient atomizing spray nozzle
US4103827A (en) Method of and apparatus for generating mixed and atomized fluids
JP3497532B2 (en) Gas-liquid mixing device
US5868321A (en) Enhanced efficiency atomizing and spray nozzle
US3979069A (en) Air-atomizing fuel nozzle
US4698014A (en) Method and apparatus for the low-wear atomization of liquid highly viscous and/or suspended fuel intended for combustion or gasification in burner flames
US6098897A (en) Low pressure dual fluid atomizer
US4655395A (en) Adjustable conical atomizer
JP2000107651A (en) Two-fluid nozzle
US5573392A (en) Method and device for distributing fuel in a burner suitable for both liquid and gaseous fuels
US3844484A (en) Method of fuel atomization and a fuel atomizer nozzle therefor
SU1617253A1 (en) Atomizer
US5681162A (en) Low pressure atomizer
RU2079783C1 (en) Pneumatic nozzle
JPH0550646B2 (en)
US4458842A (en) Resonant chamber atomizer for liquids
US4063686A (en) Spray nozzle
US3556401A (en) Streaming
US4342552A (en) Oil burner
US3558056A (en) Streaming nozzle
RU2036020C1 (en) Air-atomizing burner
CA2122167C (en) Apparatus for burning liquid and/or pulverized solid fuels
JP2004230228A (en) Vortices type two-fluid nozzle equipped with self-cleaning pintle