RU2231715C2

RU2231715C2 - Two-component injector

Info

Publication number: RU2231715C2
Application number: RU2002122026/06A
Authority: RU
Inventors: К.В. Лысенко (RU); К.В. Лысенко
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Общемаш"
Priority date: 2002-08-20
Filing date: 2002-08-20
Publication date: 2004-06-27
Also published as: RU2002122026A

Abstract

FIELD: liquid spraying devices; burners working on viscous fuels, such as mazut; performing roofing jobs; preheating of bitumen in bitumen distributors.

SUBSTANCE: proposed two-component injector has body for delivery of component to be sprayed where liquid component injector is located coaxially, gas swirler or centrifugal injector with bottom. Bottom has outlet hole which is coaxial with outlet passage of liquid injector forming two circular concentric collector together with gas swirler or centrifugal injector. Axial through passages are provided in bottom of gas swirler of gas injector around outlet hole.

EFFECT: improved quality and enhanced efficiency of spraying.

4 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к технике распыливания жидкости и может быть использовано в горелках, работающих на вязких топливах типа мазута, и предназначенных для проведения кровельных работ, а также для подогрева битума в битумовозах и автогудронаторах.The invention relates to techniques for spraying liquids and can be used in burners operating on viscous fuels such as fuel oil, and intended for roofing, as well as for heating bitumen in bitumen trucks and asphalt distributors.

Известна двухкомпонентная форсунка, содержащая корпус для подвода газообразного распыливающего компонента, внутри которого соосно с ним размещена форсунка жидкого компонента, например центробежная, причем между корпусом и форсункой размещен газовый завихритель или центробежная газовая форсунка с днищем, в котором выполнено выходное отверстие, соосное выходному каналу жидкостной форсунки, образующей два кольцевых концентрических коллектора (см. SU № 937885 А, 7 F 23 D 11/10, 25.06.1982), по совокупности существенных признаков принятая за ближайший аналог (прототип).A two-component nozzle is known, comprising a housing for supplying a gaseous atomizing component, inside of which a nozzle of a liquid component, for example, a centrifugal one, is placed coaxially with a gas swirl or a centrifugal gas nozzle with a bottom in which an outlet is made coaxial with the liquid outlet nozzle, forming two annular concentric collectors (see SU No. 937885 A, 7 F 23 D 11/10, 06/25/1982), the set of essential features is taken as the closest tax (prototype).

Недостаток известной двухкомпонентной форсунки при использовании ее в горелках для проведения кровельных работ или в горелках битумовозов или автогудронаторов заключается в низкой эффективности эжектирования воздуха для горения в камеру сгорания горелки. Это связано с тангенциальной составляющей скорости распыливающего газа, что приводит к низкой полноте сгорания топлива и к образованию “вялого” факела, мощность и энергетика которого низки. В целом это снижает эффективность эжекции вторичного воздуха в камеру сгорания горелки и эффективность работы упомянутых горелок.A disadvantage of the known two-component nozzle when used in burners for roofing or in burners of bitumen trucks or asphalt distributors is the low efficiency of ejection of combustion air into the burner combustion chamber. This is due to the tangential component of the velocity of the atomizing gas, which leads to a low completeness of fuel combustion and to the formation of a “sluggish" plume, the power and energy of which are low. In general, this reduces the efficiency of ejection of secondary air into the combustion chamber of the burner and the efficiency of the mentioned burners.

Технический результат заключается в повышении качества и эффективности распыливания жидкого топлива газообразным распылителем.The technical result consists in improving the quality and efficiency of spraying liquid fuel with a gaseous atomizer.

Это достигается тем, что в двухкомпонентной форсунке, содержащей корпус для подвода распиливающего компонента, внутри которого соосно с ним размещена форсунка жидкого компонента, например центробежная, с выходным каналом и газовый завихритель или центробежная форсунка с днищем, при этом в днище выполнено выходное отверстие, соосное с выходным каналом жидкостной форсунки, образующей с газовым завихрителем или центробежной форсункой два кольцевых концентрических коллектора, согласно изобретению в днище газового завихрителя или газовой форсунки вокруг выходного отверстия выполнены осевые сквозные каналы.This is achieved by the fact that in a two-component nozzle containing a housing for supplying a sawing component, inside which a nozzle of a liquid component is placed coaxially with it, for example, a centrifugal one, with an outlet channel and a gas swirl or centrifugal nozzle with a bottom, while an outlet is made in the bottom, coaxial with the output channel of a liquid nozzle forming two ring concentric collectors with a gas swirl or a centrifugal nozzle according to the invention in the bottom of a gas swirl or gas around the nozzle output openings are axial through-channels.

В днище газового завихрителя или центробежной форсунки выполнен второй ряд сквозных осевых каналов.In the bottom of the gas swirl or centrifugal nozzle, a second row of through axial channels is made.

Площадь сечений входных каналов в газовом завихрителе или центробежной газовой форсунке равна суммарной площади сечений их выходного канала и осевых сквозных каналов в днище.The cross-sectional area of the inlet channels in the gas swirl or centrifugal gas nozzle is equal to the total cross-sectional area of their outlet channel and axial through channels in the bottom.

Осевые каналы в днище газового завихрителя или центробежной газовой форсунки направлены под острым углом к оси форсунки.The axial channels in the bottom of the gas swirl or centrifugal gas nozzle are directed at an acute angle to the axis of the nozzle.

На фиг.1 изображен продольный разрез двухкомпонентной форсунки, на фиг.2 - вид по стрелке Б на втулку, а на фиг.3 и 4 - вид по стрелке А соответственно на жидкостную и газовую центробежные форсунки.Figure 1 shows a longitudinal section of a two-component nozzle, figure 2 is a view along arrow B of the sleeve, and figure 3 and 4 is a view along arrow A of the liquid and gas centrifugal nozzles, respectively.

Двухкомпонентная форсунка содержит корпус 1 в виде накидной гайки, соединенный патрубком 2 с источником подачи газообразного компонента для распыливания жидкого топлива (на чертеже условно не показан). Внутри корпуса 1 размещена центробежная жидкостная форсунка 3 с кольцевой проточкой 4 и центральным каналом 5, сообщенными между собой тангенциальными каналами 6. Входной торец форсунки 3 закрыт шайбой 7 с осевыми сквозными отверстиями 8, которая прижата к ней втулкой 9, соединенной с источником подачи жидкого топлива (на чертеже условно не показан). Между корпусом 1 и форсункой 3 размещен газовый завихритель 10 с центральным выходным отверстием 11 в днище 12 (закручивание потоков может производиться как камерой закручивания, так и пластиной с тангенциальными пазами или спиралью Архимеда), соосным выходному каналу 13 жидкостной форсунки 3. При этом завихритель 10 с корпусом 1 и форсункой 3 образует соответственно кольцевые коллекторы 14 и 15, сообщающиеся между собой тангенциальными каналами 16. Кроме того, в днище 12 вокруг отверстия 11 выполнены осевые сквозные каналы 17. В днище 12 может быть выполнен второй ряд осевых сквозных каналов (на чертеже условно не показан) вокруг отверстия 11. Оба ряда каналов могут быть выполнены под острым углом к оси форсунки. Площадь сечений входных тангенциальных каналов 16 в завихритель 10 равна суммарной площади сечения выходного кольцевого канала 18, образованного отверстием 11 и выходным патрубком 19 жидкостной форсунки 3, и осевых сквозных каналов 17 в днище 12. Для прохода газового компонента в коллектор 14 на втулке 9 выполнены лыски 20.The two-component nozzle contains a housing 1 in the form of a union nut connected by a pipe 2 to a source of supply of a gaseous component for spraying liquid fuel (not shown conventionally in the drawing). Inside the housing 1 there is a centrifugal liquid nozzle 3 with an annular groove 4 and a central channel 5 connected by tangential channels 6. The inlet end of the nozzle 3 is closed by a washer 7 with axial through holes 8, which are pressed against it by a sleeve 9 connected to a liquid fuel supply source (conventionally not shown in the drawing). Between the housing 1 and the nozzle 3 there is a gas swirl 10 with a central outlet 11 in the bottom 12 (the swirling of the flows can be carried out both by a swirl chamber and a plate with tangential grooves or an Archimedes spiral), coaxial to the output channel 13 of the liquid nozzle 3. In this case, the swirl 10 with the housing 1 and the nozzle 3, respectively, forms ring collectors 14 and 15, communicating with each other by tangential channels 16. In addition, axial through channels 17 are made in the bottom 12 around the hole 11. a second row of axial through channels (not conventionally shown in the drawing) around the hole 11. is flax. Both rows of channels can be made at an acute angle to the axis of the nozzle. The cross-sectional area of the input tangential channels 16 into the swirl 10 is equal to the total cross-sectional area of the output annular channel 18 formed by the hole 11 and the outlet pipe 19 of the liquid nozzle 3, and the axial through channels 17 in the bottom 12. To pass the gas component into the manifold 14 on the sleeve 9, flats are made 20.

Двухкомпонентная форсунка работает следующим образом.A two-component nozzle operates as follows.

От источников подачи газообразного распыливающего агента и жидкого компонента топлива они поступают к форсунке соответственно по патрубку 2 и втулке 9. Жидкий компонент через сквозные отверстия 8 в шайбе 7 поступают в кольцевую проточку 4 форсунки 3 и по тангенциальным каналам 16 попадает в центральный канал 5 в виде закрученного потока, который перемещается к выходному каналу 13. Из канала 13 жидкий компонент через полости, образованные внутренней поверхностью корпуса 1 и лысками 20, выполненными на втулке 9, поступает в коллектор 14 и далее по тангенциальным каналам 16 в завихрителе 10 попадает в коллектор 15. В коллекторе 15 компонент приобретает вихревое движение и перемещается к выходному каналу в виде кольца, образованному выходным отверстием 11 в днище 12 завихрителя 10 и выходным патрубком 19 форсунки 3. Выходящая газовая пелена взаимодействует с конической пеленой жидкого компонента, частично распыляя его. При этом одновременно с распылом газа в виде конического вихря из коллектора 15 газовый распылитель выходит через сквозные осевые отверстия 17 в днище 12 в виде отдельных струй, которые дополнительно разрушают жидкостную пелену на мелкие капли на близком расстоянии от днища форсунки. Это приводит к интенсификации процесса распыления жидкости, что увеличивает полноту сгорания жидкого топлива. Использование газа (воздуха), истекающего через осевые отверстия 17, приводит к усилению эффекта эжекции воздуха в камере сгорания. Кроме того, выбор равенства площадей сечения выходных и входных отверстий в газовом завихрителе позволяет без увеличения расхода газообразного компонента, т.е. при тех же расходах газообразного компонента, что и в прототипе, значительно увеличить эжекцию воздуха в камеру сгорания горелки.From the sources of supply of the gaseous atomizing agent and the liquid fuel component, they arrive at the nozzle through the nozzle 2 and the sleeve 9. The liquid component through the through holes 8 in the washer 7 enters the annular groove 4 of the nozzle 3 and through the tangential channels 16 enters the central channel 5 in the form swirling flow, which moves to the output channel 13. From the channel 13, the liquid component through the cavities formed by the inner surface of the housing 1 and flats 20 made on the sleeve 9, enters the manifold 14 and then through potential channels 16 in the swirl 10 enters the collector 15. In the collector 15, the component acquires a swirl movement and moves to the output channel in the form of a ring formed by the outlet 11 in the bottom 12 of the swirl 10 and the outlet pipe 19 of the nozzle 3. The outgoing gas sheet interacts with a conical sheet liquid component, partially spraying it. In this case, simultaneously with the gas spray in the form of a conical vortex from the manifold 15, the gas atomizer exits through the through axial holes 17 in the bottom 12 in the form of separate jets that additionally destroy the liquid sheet into small drops at a close distance from the nozzle bottom. This leads to an intensification of the process of spraying liquid, which increases the completeness of combustion of liquid fuel. The use of gas (air) flowing out through the axial openings 17, enhances the effect of air ejection in the combustion chamber. In addition, the choice of the equality of the cross-sectional areas of the outlet and inlet openings in the gas swirl allows without increasing the flow rate of the gaseous component, i.e. at the same costs of the gaseous component as in the prototype, significantly increase the ejection of air into the combustion chamber of the burner.

Claims

1. A two-component nozzle comprising a housing for supplying a saw component, inside of which a nozzle of a liquid component is arranged coaxially with it, for example, a centrifugal nozzle with an outlet channel and a gas swirl or centrifugal nozzle with a bottom, and an outlet is made in the bottom that is aligned with the outlet channel of the liquid nozzles forming two circular concentric collectors with a gas swirl or centrifugal nozzle, characterized in that in the bottom of the gas swirl or gas nozzle around the outlet of holes are formed through the axial channels.

2. The nozzle according to claim 1, characterized in that in the bottom of the gas swirl or centrifugal nozzle a second row of through axial channels is made.

3. The nozzle according to claim 1, characterized in that the cross-sectional area of the inlet channels in the gas swirler or centrifugal gas nozzle is equal to the total cross-sectional area of their outlet channel and axial through channels in the bottom.

4. The nozzle according to any one of claim 1 or 2, characterized in that the axial channels in the bottom of the gas swirl or centrifugal gas nozzle are directed at an acute angle to the axis of the nozzle.