RU2105242C1

RU2105242C1 - Mechanical atomizing burner

Info

Publication number: RU2105242C1
Application number: RU94017103A
Authority: RU
Inventors: Эрнест Андреевич Гудымов; Борис Николаевич Родионов; Владимир Сергеевич Мизюк; Иван Федорович Шаповал; Иосиф Антонович Юрша
Priority date: 1994-05-10
Filing date: 1994-05-10
Publication date: 1998-02-20

Abstract

FIELD: devices for atomizing liquids; chemical and power industries and other industries. SUBSTANCE: mechanical atomizing burner includes handle for delivery of liquid, head with outlet hole adjoining outlet end of handle, swirler, washer having central hole fitted between swirler and outlet hole tightly to inner lateral wall of head, expulsor mounted between washer and outlet hole with clearances between washer and lateral and end inner surfaces of head. Swirler is screw-type in construction; washer is fitted at axial clearance relative to end surface of swirler forming radial passage. EFFECT: enhanced efficiency of operation due to smooth jet at burner outlet. 1 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для распыления жидкости и может быть использовано в химической, энергетической и других отраслях промышленности для распыления жидкого топлива или распыления жидкости в факел топочного устройства. The invention relates to a device for spraying liquid and can be used in chemical, energy and other industries for spraying liquid fuel or spraying liquid into a torch of a combustion device.

Известна механическая форсунка, содержащая ствол для подачи жидкости, головку с выходным отверстием, примыкающую к выходному концу ствола, завихритель (А.И. Карабин и др. Сжигание жидкого топлива, М.: Металлургия, 1966, стр. 116, рис. 31). Known mechanical nozzle containing a barrel for supplying fluid, a head with an outlet adjacent to the outlet end of the barrel, a swirler (A.I. Karabin and others. Burning liquid fuel, M .: Metallurgy, 1966, p. 116, Fig. 31) .

Эта форсунка обладает низкой эффективностью работы. This nozzle has a low efficiency.

Вследствие того, что форсунка не имеет никаких элементов, выравнивающих скорость жидкости, выходящей из канавок завихрителя, со скоростью жидкости, выходящей между канавками, на выходе из форсунки образуется неравномерный факел распыления, а именно образуются "перья" по числу канавок распылителя, где плотность капель максимальна, и промежутки между "перьями", где плотность капель мала или практически равна нулю. В результате при сжигании жидкого топлива получается разорванный факел, а при подаче жидкости с целью ее испарения наблюдается проскок капель через факел. Due to the fact that the nozzle does not have any elements equalizing the speed of the liquid leaving the grooves of the swirler with the speed of the liquid leaving between the grooves, an uneven spray pattern is formed at the exit of the nozzle, namely, feathers are formed according to the number of grooves of the atomizer, where the density of drops maximum, and the gaps between the "feathers", where the density of the droplets is small or almost equal to zero. As a result, when burning liquid fuel, a broken torch is obtained, and when a liquid is supplied with a view to its evaporation, droplets drop through the torch.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемой является механическая форсунка, содержащая ствол для подачи жидкости, головку с выходным отверстием, примыкающую к выходному концу ствола, завихритель, установленную между завихрителем и выходным отверстием вплотную к внутренней боковой стенке шайбу с центральным отверстием, вытеснитель, установленный между шайбой и выходным отверстием с зазорами к шайбе и боковой и торцевой внутренним поверхностям головки, при этом завихритель выполнен улиточным и снабжен центральным стержнем, а шайба установлена вокруг стержня с радиальным зазором к нему (а.с. СССР N 863003, B 05 B 1/34, 1981). The closest in technical essence and the achieved effect to the claimed one is a mechanical nozzle containing a barrel for supplying fluid, a head with an outlet opening adjacent to the outlet end of the barrel, a swirl mounted between the swirl and the outlet close to the inner side wall of the washer with a central hole, a displacer installed between the washer and the outlet with gaps to the washer and the side and end inner surfaces of the head, while the swirl is snail and equipped the central rod, and the washer is installed around the rod with a radial clearance to it (AS USSR N 863003, B 05 B 1/34, 1981).

Эта форсунка также обладает низкой эффективностью работы. This nozzle also has low efficiency.

Вследствие того, что завихритель выполнен улиточным и снабжен центральным стержнем, поток жидкости, поступающий от улиточного (тангенциального) ввода в кольцевой зазор между центральным стержнем и боковой поверхностью головки, движется по винтовой линии с явно выраженным максимумом скоростей. При истечении из выходного отверстия этот максимум сохраняется, что приводит при сжигании жидкого топлива к разрыву факела, а при подаче жидкости с целью ее испарения к проскоку капель через факел. Установка шайбы вокруг центрального стержня мало что меняет по существу, лишь слегка ослабляя неравномерность. Due to the fact that the swirl is made snail and equipped with a central rod, the fluid flow coming from the snail (tangential) input into the annular gap between the Central rod and the side surface of the head, moves along a helical line with a pronounced maximum speed. When it expires from the outlet, this maximum is maintained, which leads to a rupture of the torch when burning liquid fuel, and when the liquid is supplied with the aim of evaporating it, droplets pass through the torch. Installing the washer around the central shaft does not change much, only slightly weakening the unevenness.

Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности работы форсунки за счет создания на выходе из форсунки равномерного факела распыления. The objective of the present invention is to increase the efficiency of the nozzle by creating a uniform spray pattern at the outlet of the nozzle.

Для решения поставленной задачи в механической форсунке, содержащей ствол для подачи жидкости, головку с выходным отверстием, примыкающую к выходному концу ствола, завихритель, установленный между завихрителем и выходным отверстием вплотную к внутренней боковой стенке головки шайбу с центральным отверстием, вытеснитель, установленный между шайбой и выходным отверстием с зазорами к шайбе и боковой и торцевой внутренним поверхностям головки, согласно изобретению, завихритель выполнен винтовым, а шайба установлена относительно торцевой поверхности завихрителя с осевым зазором, образующим радиальный канал. To solve the problem in a mechanical nozzle containing a barrel for supplying fluid, a head with an outlet opening adjacent to the outlet end of the barrel, a swirl installed between the swirl and the outlet close to the inner side wall of the head with a washer with a central hole, a displacer installed between the washer and the outlet with gaps to the washer and the side and end inner surfaces of the head, according to the invention, the swirl is made screw, and the washer is installed relative to the end surface swirler axial gap forming a radial channel.

Благодаря тому, что завихритель выполнен винтовым, а шайба установлена относительно торцевой поверхности завихрителя с осевым зазором, образующим радиальный канал, потоки жидкости, выходящие из канавок завихрителя, направляются от периферии к центру. При этом происходит резкое увеличение их скорости в соответствии с формулой W_ц = W_п • (R_п/R_ц), где W_ц и W_п - тангенциальные скорости в центре и на периферии; R_ц и R_П - радиусы движения жидкости в центре и на периферии. Резкое увеличение скорости создает большие градиенты между скоростями жидкости, выходящей из канавок завихрителя, и жидкости, расположенной между канавками, а это приводит к быстрому выравниванию скоростей после поворота жидкости в отверстии шайбы и равномерному истечению из отверстия головки.Due to the fact that the swirl is made screw and the washer is installed relative to the end surface of the swirl with an axial clearance forming a radial channel, the fluid flows exiting from the swirl grooves are directed from the periphery to the center. When this occurs, a sharp increase in their speed in accordance with the formula W _C = W _p • (R _p / R _C ), where W _C and W _p - tangential speeds in the center and on the periphery; R _C and R _P - the radii of fluid motion in the center and on the periphery. A sharp increase in speed creates large gradients between the velocities of the fluid exiting the grooves of the swirler and the fluid located between the grooves, and this leads to a quick equalization of velocities after rotation of the fluid in the washer hole and uniform outflow from the head hole.

На чертеже изображен продольный разрез форсунки. The drawing shows a longitudinal section of a nozzle.

Форсунка содержит ствол 1 для подачи жидкости и головку 2 с установленными в ней винтовым завихрителем 3, шайбой 4 и вытеснителем 5. The nozzle contains a barrel 1 for supplying fluid and a head 2 with a screw swirl 3 installed therein, a washer 4 and a displacer 5.

Форсунка работает следующим образом. По стволу 1 осуществляют подачу жидкости, которая, пройдя по каналам многозаходного завихрителя 3, поступает в радиальный зазор между завихрителем 3 и шайбой 4. При этом тангенциальная скорость жидкости возрастает с уменьшением диаметра вращения и одновременно возрастает градиент скорости между струями жидкости, выходящей из канавок, и слоями жидкости, расположенными между ними. Скорости жидкости выравниваются особенно значительно как при подходе к центральному отверстию, так и на выходе из него. После этого жидкость поступает в зазор между шайбой 4 и вытеснителем 5, где выравнивание скоростей продолжается. Зазор между вытеснителем 5 и внутренней торцевой поверхностью головки 2 служит для подготовки жидкости к выбросу из выходного отверстия и окончательному выравниванию скоростей. The nozzle works as follows. A barrel 1 carries out a fluid supply, which, passing through the channels of the multi-pass swirler 3, enters the radial gap between the swirl 3 and the washer 4. In this case, the tangential velocity of the fluid increases with decreasing rotation diameter and simultaneously increases the velocity gradient between the jets of fluid emerging from the grooves and fluid layers located between them. Fluid velocities equalize especially significantly both when approaching the central hole and at the exit from it. After that, the fluid enters the gap between the washer 4 and the displacer 5, where the speed equalization continues. The gap between the displacer 5 and the inner end surface of the head 2 serves to prepare the liquid for ejection from the outlet and the final speed equalization.

Claims

A mechanical nozzle containing a fluid supply barrel, a head with an outlet opening adjacent to the outlet end of the barrel, a swirl installed between the swirl and the outlet close to the inner side wall of the head with a washer with a central hole, a displacer installed between the washer and the outlet with gaps to the washer and the side and end inner surfaces of the head, characterized in that the swirl is made screw, and the washer is installed relative to the end surface of the swirl with axial the gap.