RU2338120C1

RU2338120C1 - Nozzle

Info

Publication number: RU2338120C1
Application number: RU2007117122/06A
Authority: RU
Inventors: Андрей Дмитриевич Пинтюшенко (RU); Андрей Дмитриевич Пинтюшенко; Владимир Кириллович Тучков (RU); Владимир Кириллович Тучков; Лев Ефимович Герцман (RU); Лев Ефимович Герцман
Original assignee: Военный инженерно-технический университет ВИТУ
Priority date: 2007-05-07
Filing date: 2007-05-07
Publication date: 2008-11-10

Abstract

FIELD: heating.

SUBSTANCE: nozzle contains casing with central fuel channel and peripheral channel of scattering agent (steam), distribution washer with openings. Nozzle contains captive nut, inside of which the following components are installed: thrust washer, to the end of which fuel mixer is joined with scattering agent (steam), which forms with internal surface of captive nut extension of peripheral annular channel with openings for its exit, equipped with internal insert with deflector, external surface of insert and internal surface of mixer for internal annular channel, at that insert has openings for fuel outlet, and inlet (axial) opening of insert produces extension of central fuel channel; further along direction of fuel emulsion travel sprayer deflector is installed, being fixed in distribution washer, into which distributor of fuel emulsion is screwed in, which forms with internal surface of captive nut annular channel that ends with circular slot channel for outlet of fuel emulsion from nozzle, at that deflectors and emulsion distributor have the shape of mushroom with flat top; captive nut and distributor of emulsion are made of heat-resistant steel. Invention makes it possible to increase efficiency of torch burning.

EFFECT: increase of torch burning efficiency by provision of most complete homogenisation of fuel.

2 dwg

Description

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для распыливания вязких горючих жидкостей в топках котлов.The invention relates to energy and can be used for spraying viscous combustible liquids in boiler furnaces.

Известна форсунка (а.с. СССР №879149, F23D 11/04, опубликованное 07.11.81 г., бюллетень №41), содержащая корпус с автономными центральным и периферийным топливными каналами и камерой закручивания с центральным выходным соплом и входными тангенциальными каналами, часть которых выполнена в боковой стенке камеры и подключена к одному из топливных каналов через аксиальные отверстия в распределительной шайбе, а другая часть тангенциальных каналов камеры закручивания также выполнена в ее боковых стенках в одной плоскости с первыми и подключена к периферийному топливному каналу корпуса, а центральный топливный канал подключен через отверстия в распределительной шайбе.Known nozzle (AS USSR No. 879149, F23D 11/04, published November 7, 81, Bulletin No. 41), comprising a housing with autonomous central and peripheral fuel channels and a swirl chamber with a central outlet nozzle and tangential inlet channels, part which is made in the side wall of the chamber and connected to one of the fuel channels through axial holes in the distribution washer, and the other part of the tangential channels of the swirl chamber is also made in its side walls in the same plane with the first and connected to the periphery ynomu fuel channel casing, and the central fuel passage is connected through the openings in the distribution disc.

Такая форсунка не обеспечивает необходимую гомогенизацию топлива для его эффективного горения.Such an injector does not provide the necessary homogenization of the fuel for its efficient combustion.

Известна форсунка (а.с. СССР №1268876, F23D 11/04, опубликованное 07.11.86 г., бюллетень №41) - ближайший аналог, содержащая корпус с центральным топливным каналом, снабженным распределительной шайбой с аксиальными отверстиями, и периферийными каналами, камеру закручивания с тангенциальными входными каналами в боковой стенке, подключенными к аксиальным отверстиям распределительной шайбы и центральным выходным соплом, при этом тангенциальные входные каналы камеры закручивания подключены к периферийным каналам корпуса, сообщенным с источником распыливающего агента, а камера закручивания выполнена диаметром D=(1,4-1,0)d и длиной L=(0,5-0,7)d, где d - диаметр выходного канала камеры закручивания.Known nozzle (AS USSR No. 1268876, F23D 11/04, published November 7, 86, Bulletin No. 41) is the closest analogue containing a housing with a central fuel channel equipped with a distribution washer with axial holes and peripheral channels, a camera twisting with tangential inlet channels in the side wall connected to the axial holes of the distribution washer and the central outlet nozzle, while the tangential inlet channels of the twisting chamber are connected to the peripheral channels of the housing in communication with the spray source pouring agent, and the swirl chamber is made with a diameter D = (1.4-1.0) d and a length L = (0.5-0.7) d, where d is the diameter of the outlet channel of the swirl chamber.

Такая конструкция форсунки не полностью использует возможности гомогенизации топливной эмульсии, что снижает эффективность горения факела.Such a nozzle design does not fully utilize the possibilities of homogenizing the fuel emulsion, which reduces the efficiency of the flame burning.

Целью заявляемого изобретения является создание форсунки, обеспечивающей высокую эффективность горения факела путем осуществления наиболее полной гомогенизации топлива.The aim of the invention is to create a nozzle that provides high combustion efficiency of the torch by implementing the most complete homogenization of fuel.

Поставленная цель достигается за счет того, что в предлагаемой конструкции форсунки, содержащей корпус с центральным топливным каналом и периферийным каналом распыляющего агента, распределительной шайбой с отверстиями, накидной гайкой, внутри которой размещены: упорная шайба, к торцу которой примыкает смеситель топлива с распыляющим агентом (паром) с отверстиями для его выхода, образующий с внутренней поверхностью накидной гайки продолжение периферийного кольцевого канала; смеситель, оснащенный внутренней вставкой с отбойником, при этом наружная поверхность вставки и внутренняя поверхность смесителя образуют внутренний кольцевой канал, причем вставка имеет отверстия для выхода топлива, а входное (осевое) отверстие вставки образует продолжение центрального топливного канала; далее по ходу движения топливной эмульсии расположен отбойник распылителя, закрепленного на распределительной шайбе, в которую ввинчен распределитель топливной эмульсии, образующий с внутренней поверхностью накидной гайки кольцевой канал, заканчивающийся круговым щелевым каналом для выхода топливной эмульсии из форсунки, при этом отбойники и распределитель эмульсии имеют форму гриба с плоским верхом; накидная гайка и распределитель эмульсии выполнены из жаропрочной стали.This goal is achieved due to the fact that in the proposed design of the nozzle comprising a housing with a central fuel channel and a peripheral channel of the spraying agent, a distribution washer with holes, a union nut, inside of which are located: a thrust washer, to the end of which a fuel mixer with a spraying agent is adjacent ( steam) with openings for its exit, forming with the inner surface of the union nut a continuation of the peripheral annular channel; a mixer equipped with an internal insert with a chipper, while the outer surface of the insert and the inner surface of the mixer form an inner annular channel, the insert having openings for fuel outlet, and the inlet (axial) opening of the insert forms a continuation of the central fuel channel; further along the direction of movement of the fuel emulsion, there is a nozzle chipper fixed to a distribution washer, into which the fuel emulsion distributor is screwed, forming an annular channel with the inner surface of the union nut, ending with a circular slot channel for the fuel emulsion to exit the nozzle, while the chippers and emulsion distributor are shaped mushroom with a flat top; union nut and emulsion distributor are made of heat-resistant steel.

Анализ аналогов показал, что заявляемая конструкция форсунки является новой. Новизна конструкции заключается в том, что применение смесителя топлива с распыляющим агентом (паром) приводит к образованию топливной эмульсии (ТЭ), которая ударяется о нагретую внутреннюю поверхность смесителя в результате чего осуществляется первичная гомогенизация ТЭ, которая далее еще гомогенизируется, ударяясь о нагретый отбойник вставки, при этом осуществляется процесс гомогенизации, позволяющий улучшить дисперсность в 1,5-2 раза (П.П.Запевалов. Диспергирование жидкостей в эмульгирующих аппаратах сельскохозяйственного производства, МСК, издание Омского СХИ, 1982), а затем - при ударе об отбойник распылителя и далее - поступает через отверстия в распределительной шайбе в кольцевой канал, образованный внутренней поверхностью накидной гайки и наружной поверхностью распределителя. На выходе ТЭ в топку эмульсия проходит через круговой щелевой канал, образованный между внутренней поверхностью накидной гайки и внешней поверхностью распределителя, что обеспечивает струю ТЭ в форме тонкой хорошо гомогенизированной кольцевой пленки, что обеспечивает более эффективное горение факела.Analysis of analogues showed that the inventive nozzle design is new. The novelty of the design lies in the fact that the use of a fuel mixer with a spraying agent (steam) leads to the formation of a fuel emulsion (TE), which strikes the heated inner surface of the mixer, as a result of which the primary homogenization of the TE is carried out, which is further homogenized, striking the heated insert chipper at the same time, a homogenization process is carried out, which allows to improve the dispersion by 1.5-2 times (P.P. Zapevalov. Dispersing liquids in emulsifying apparatuses of agricultural production Twa MSCs, Omsk SAN edition, 1982), and then - during the impact of the impingement plate atomizer and further - enters through holes in the washer into the annular distribution channel formed by the inner surface of the cap nut and the outer surface of the distributor. At the exit of the fuel cell to the furnace, the emulsion passes through a circular slotted channel formed between the inner surface of the union nut and the outer surface of the distributor, which provides the fuel cell in the form of a thin, well-homogenized annular film, which ensures more efficient flame burning.

Из изложенного следует, что при реализации заявляемого технического решения достигается положительный результат, заключающийся в эффективной гомогенизации топливной эмульсии, обеспечивающей более эффективное горение факела.It follows from the foregoing that when implementing the claimed technical solution, a positive result is achieved, consisting in the effective homogenization of the fuel emulsion, which ensures more efficient burning of the torch.

Таким образом, заявляемое техническое решение характеризуется новой совокупностью существенных признаков, дающих положительный эффект, и обладает признаками соответствия критерию «изобретательский уровень».Thus, the claimed technical solution is characterized by a new set of essential features that give a positive effect, and has signs of compliance with the criterion of "inventive step".

На фиг.1 приведена предлагаемая форсунка, на фиг.2 - разрез по А-А (в масштабе 2:1).Figure 1 shows the proposed nozzle, figure 2 is a section along aa (on a 2: 1 scale).

Форсунка содержит трубчатый корпус 1, на который навинчена накидная гайка 2. В корпусе размещены кольцевые центральный топливный канал 3 и периферийный канал 4 распыляющего агента (пара). Внутри накидной гайки 2 размещены: упорная шайба 5, к которой примыкает смеситель 6 топлива с распыляющим агентом (паром) с отверстиями 7 для его выхода. Смеситель 6 образует с внутренней поверхностью накидной гайки 2 продолжение периферийного кольцевого канала 4; смеситель 6 оснащен вставкой 8 с отбойником 9. Вставка 8 имеет отверстия 10 для выхода топлива, наружная поверхность вставки 8 и внутренняя поверхность смесителя 6 образуют внутренний кольцевой канал 11; далее по ходу топливной эмульсии расположен отбойник 12 распылителя 13, закрепленный на распределительной шайбе 14 с отверстиями 15, в которую ввинчен распределитель топливной эмульсии 16, образующей с внутренней поверхностью накидной гайки 2 кольцевой канал 17, заканчивающийся круговым щелевым каналом 18 для выхода топливной эмульсии из форсунки, образующей струю в виде тонкой кольцевой пленки.The nozzle comprises a tubular body 1 onto which a union nut 2 is screwed. An annular central fuel channel 3 and a peripheral channel 4 of the atomizing agent (steam) are placed in the housing. Inside the union nut 2 there are: a thrust washer 5, to which the fuel mixer 6 adjoins with a spray agent (steam) with openings 7 for its exit. The mixer 6 forms with the inner surface of the union nut 2 a continuation of the peripheral annular channel 4; the mixer 6 is equipped with an insert 8 with a bump 9. The insert 8 has openings 10 for the fuel outlet, the outer surface of the insert 8 and the inner surface of the mixer 6 form an inner annular channel 11; further along the fuel emulsion, there is a nozzle baffle 12 mounted on a distribution washer 14 with holes 15, into which the fuel emulsion distributor 16 is screwed, forming an annular channel 17 with the inner surface of the union nut 2, ending with a circular slotted channel 18 for the fuel emulsion to exit the nozzle forming a jet in the form of a thin annular film.

Форсунка работает следующим образом. Часть форсунки, в которой размещены смеситель 6, отбойники 9 и 12, распределитель 16, распределительная шайба 14, кольцевой канал 17 и круговой щелевой канал 18, расположена в амбразуре топки.The nozzle works as follows. The part of the nozzle in which the mixer 6, chippers 9 and 12, the distributor 16, the distribution washer 14, the annular channel 17 and the circular slotted channel 18 are located is located in the embrasure of the furnace.

Распыляющий агент (пар) поступает через периферийный кольцевой канал 4 к упорной шайбе 5, к торцу которой примыкает смеситель 6. Наружная поверхность смесителя 6 образует с внутренней поверхностью накидной гайки 2 продолжение периферийного кольцевого канала 4, из которого пар через отверстия 7 в смесителе 6 поступает во внутренний кольцевой канал 11 смесителя 6, из отверстий 10 вставки 8 смесителя 6 поступает топливо. Смешиваясь с паром, топливо образует топливную эмульсию (ТЭ), которая ударяется в нагретую внутреннюю стенку смесителя 6 (фиг.2) и происходит первая гомогенизация ТЭ. ТЭ далее гомогенизируется с помощью отбойника 9 вставки 8 и отбойника 12 распылителя 13. Затем ТЭ поступает через отверстия 15 в распределительной шайбе 14 в кольцевой канал 17, образованный внутренней поверхностью накидной гайки 2 и наружной поверхностью распределителя 16. Кольцевой канал 17 на выходе ТЭ в топку образует струю в виде тонкой пленки кольцевой формы, выходящую из кругового щелевого канала 18.The spraying agent (steam) enters through the peripheral annular channel 4 to the thrust washer 5, to the end of which the mixer 6 is adjacent. The outer surface of the mixer 6 forms with the inner surface of the union nut 2 a continuation of the peripheral annular channel 4, from which the steam enters through the holes 7 in the mixer 6 fuel enters the inner annular channel 11 of the mixer 6, from the holes 10 of the insert 8 of the mixer 6. Mixing with steam, the fuel forms a fuel emulsion (TE), which strikes the heated inner wall of the mixer 6 (figure 2) and the first homogenization of the TE occurs. The fuel cell is then homogenized using the chipper 9 of the insert 8 and the chipper 12 of the spray gun 13. Then the fuel cell enters through the holes 15 in the distribution washer 14 into the annular channel 17 formed by the inner surface of the union nut 2 and the outer surface of the distributor 16. The annular channel 17 at the exit of the fuel cell to the furnace forms a jet in the form of a thin film of an annular shape emerging from a circular slotted channel 18.

Заявляемая форсунка является промышленно применимой, так как включает в себя реально существующие элементы, изготовление и монтаж которых не вызывает затруднений.The inventive nozzle is industrially applicable, as it includes real-life elements, the manufacture and installation of which is not difficult.

Предлагаемая форсунка по принципу действия, обеспечиваемому новой совокупностью существенных признаков, позволяет осуществлять наиболее полную гомогенизацию топливной эмульсии и ее распыливание в факеле, обеспечивая наиболее высокую эффективность сгорания топлива.The proposed nozzle according to the operating principle provided by the new set of essential features allows the most complete homogenization of the fuel emulsion and its atomization in the flare, providing the highest fuel combustion efficiency.

Claims

An injector comprising a housing with a central fuel channel and a peripheral channel of the atomizing agent (steam), a distribution washer with holes, characterized in that it contains a union nut, inside of which are located: a thrust washer, to the end of which there is a fuel mixer with a spray agent (steam), forming with the inner surface of the union nut a continuation of the peripheral annular channel with openings for its exit, equipped with an inner insert with a chipper, the outer surface of the insert and the inner surface s internal mixer to form an annular channel, wherein the insert has holes for the fuel outlet and the inlet (axial) of the insert forms a continuation of the central opening of the fuel passage; further along the direction of movement of the fuel emulsion, there is a nozzle chipper fixed to a distribution washer, into which the fuel emulsion distributor is screwed, forming an annular channel with the inner surface of the union nut, ending with a circular slot channel for the fuel emulsion to exit the nozzle, while the chippers and emulsion distributor are shaped mushroom with a flat top; union nut and emulsion distributor are made of heat-resistant steel.