RU2196937C2

RU2196937C2 - Fuel vaporizer of gas-dynamic tools

Info

Publication number: RU2196937C2
Application number: RU2001105059/06A
Authority: RU
Inventors: А.В. Абрамов; С.В. Шидловский; С.А. Никонов; С.Н. Шмелёв; В.В. Замора; И.В. Турдаков
Original assignee: Оао По "Энергопром-Стройзащита"
Priority date: 2001-02-21
Filing date: 2001-02-21
Publication date: 2003-01-20

Abstract

FIELD: construction engineering; units for thermodynamic treatment of surfaces - abrasive jet treatment, application of decorative and anticorrosive metallized or polymer coats. SUBSTANCE: unit has housing, liquid fuel and gaseous oxidant supply branch pipes, combustion chamber, swirler, axial tube for delivery of working medium and accelerating nozzle with circular fuel vaporizer mounted on its outer surface; fuel fed to this vaporizer evaporates and enters combustion chamber where homogeneous combustion process is effected. Combustion process is enhanced due to change of this process from heterogeneous to homogeneous in combustion chamber. EFFECT: enhanced efficiency. 2 dwg

Description

Изобретение относится к строительной технике, в частности к устройствам, предназначенным для термодинамической обработки поверхностей - абразивоструйной, нанесения декоративных и антикоррозионных защитных металлизационных или полимерных покрытий. The invention relates to construction equipment, in particular to devices designed for thermodynamic surface treatment - abrasive blasting, decorative and anti-corrosion protective metallization or polymer coatings.

Известно устройство для термоабразивной обработки поверхностей, имеющее корпус, патрубки подвода жидкого топлива и газообразного окислителя, камеру сгорания, завихритель, осевую трубку для подачи рабочего тела, сопло разгонное (см. WO 88/05711, МПК В 24 С 1/00, 1988). A device for thermo-abrasive surface treatment is known, having a housing, nozzles for supplying liquid fuel and a gaseous oxidizer, a combustion chamber, a swirler, an axial tube for supplying a working fluid, an accelerating nozzle (see WO 88/05711, IPC B 24 C 1/00, 1988) .

Топливо в данном устройстве подается в форкамеру перед завихрителем, распыляется на завихрителе и поступает в камеру сгорания, где происходит зажигание мелкодисперсной капельной жидкости топлива в среде газообразного окислителя (гетерогенный процесс горения). По мере прогревания камеры сгорания происходит поверхностное испарение с капель и воспламенение парогазовой смеси. Устойчивое горение определяется равенством скоростей процессов испарения топлива и горения парогазовой смеси и с поверхности жидкости. The fuel in this device is supplied to the prechamber before the swirler, sprayed on the swirl and enters the combustion chamber, where a finely divided fuel droplet liquid is ignited in a gaseous oxidizer (heterogeneous combustion process). As the combustion chamber warms up, surface evaporation from droplets and ignition of the vapor-gas mixture occur. Sustainable combustion is determined by the equality of the rates of the processes of fuel evaporation and combustion of the gas-vapor mixture and from the surface of the liquid.

К недостаткам данного устройства можно отнести ступенчатый процесс подготовки жидкого топлива для получения парожидкостной смеси и гетерогенный процесс горения. The disadvantages of this device include the stepwise process of preparing liquid fuel to obtain a vapor-liquid mixture and a heterogeneous combustion process.

Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности работы устройства. The present invention is to increase the efficiency of the device.

Задача решается тем, что устройство для термодинамической обработки поверхности содержит корпус, патрубки подвода жидкого топлива и газообразного окислителя, камеру сгорания, завихритель, осевую трубку для подачи рабочего тела, сопло разгонное, на внешней поверхности сопла разгонного установлен кольцевой испаритель топлива, в который поступает жидкое топливо, испаряется и поступает в камеру сгорания, где осуществляется гомогенный процесс горения. The problem is solved in that the device for thermodynamic surface treatment comprises a housing, nozzles for supplying liquid fuel and a gaseous oxidizer, a combustion chamber, a swirler, an axial tube for supplying a working fluid, an accelerating nozzle, an annular fuel evaporator is installed on the outer surface of the accelerating nozzle, into which liquid enters fuel evaporates and enters the combustion chamber, where a homogeneous combustion process is carried out.

Применение кольцевого испарителя топлива, размещенного на внешней поверхности наиболее термически напряженного элемента конструкции - сопла разгонного, позволяет исключить дробление топлива и его испарение в камере сгорания. Предлагаемое изобретение предусматривает получение паровой фазы топлива, пропуская его через кольцевой испаритель, и перевод процесса горения в камере сгорания из гетерогенного в гомогенный. The use of an annular fuel evaporator, located on the outer surface of the most thermally stressed structural element - an accelerating nozzle, eliminates the crushing of fuel and its evaporation in the combustion chamber. The present invention provides for obtaining the vapor phase of the fuel, passing it through an annular evaporator, and transferring the combustion process in the combustion chamber from heterogeneous to homogeneous.

На фиг. 1 изображено устройство для термодинамической обработки поверхности;
на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.In FIG. 1 shows a device for thermodynamic surface treatment;
figure 2 is a section aa in figure 1.

Устройство для термодинамической обработки поверхности содержит форкамеру 1, завихритель 2, камеру 3 сгорания, топливный канал 4, кольцевой испаритель 5, сопло 6 разгонное, патрубок 7 подвода жидкого топлива, патрубок 8 подвода газообразного окислителя, осевую трубку 9 для подачи рабочего тела. A device for thermodynamic surface treatment comprises a prechamber 1, a swirl 2, a combustion chamber 3, a fuel channel 4, an annular evaporator 5, an acceleration nozzle 6, a liquid fuel supply pipe 7, an oxidizing gas supply pipe 8, an axial tube 9 for supplying a working fluid.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Жидкое топливо по патрубку 7 подвода жидкого топлива поступает в кольцевой испаритель 5 и далее по топливному каналу 4 в форкамеру 1, где смешивается с газообразным окислителем, поступающим по патрубку 8. Далее газожидкостная смесь распыляется на завихрителе 2 и поступает в камеру 3 сгорания, где осуществляется процесс горения. Продукты сгорания через сопло 6 разгонное направляются во внешнюю среду для использования для различного рода обработки поверхности. После запуска и выхода устройства на стационарный режим работы сопло 6 разгонное разогревается до 1000^oС. Поступающее по патрубку 7 подвода жидкого топлива в кольцевой испаритель 5 жидкое топливо в результате теплоотдачи осуществляет охлаждение сопла 6 разгонного, при этом разогреваясь до температуры, превышающей температуру кипения и переходя при испарении в паровую фазу. Далее парообразное топливо по топливному каналу 4 поступает в форкамеру 1, смешивается с газообразным окислителем и через завихритель 2 поступает в камеру 3 сгорания, где происходит гомогенный процесс горения, более эффективный относительно гетерогенного.Liquid fuel through the nozzle 7 for supplying liquid fuel enters the annular evaporator 5 and then through the fuel channel 4 to the pre-chamber 1, where it is mixed with the gaseous oxidizing agent entering through the nozzle 8. Next, the gas-liquid mixture is sprayed on the swirl 2 and enters the combustion chamber 3, where burning process. The combustion products through the nozzle 6 accelerating are sent to the external environment for use for various kinds of surface treatment. After the device is started up and the device is in stationary mode, the accelerating nozzle 6 is heated to 1000 ^° C. The liquid fuel arriving through the nozzle 7 for supplying liquid fuel to the annular evaporator 5 cools the accelerating nozzle 6 as a result of heat transfer, while heating to a temperature exceeding the boiling point and passing upon evaporation into the vapor phase. Next, the vaporous fuel through the fuel channel 4 enters the prechamber 1, mixes with the gaseous oxidizer and through the swirler 2 enters the combustion chamber 3, where there is a homogeneous combustion process, more efficient relative to heterogeneous.

Claims

A device for thermodynamic surface treatment, comprising a housing, nozzles for supplying liquid fuel and a gaseous oxidizer, a combustion chamber, a swirler, an axial tube for supplying a working fluid, an accelerating nozzle, characterized in that an annular fuel evaporator is installed on the outer surface of the accelerating nozzle, into which liquid is supplied fuel evaporates and enters the combustion chamber, where a homogeneous combustion process is carried out.