RU2357150C1

RU2357150C1 - Acoustic liquid fuel atomiser

Info

Publication number: RU2357150C1
Application number: RU2008101814/06A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов (RU); Олег Савельевич Кочетов; Мария Олеговна Кочетова (RU); Мария Олеговна Кочетова
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов
Priority date: 2008-01-23
Filing date: 2008-01-23
Publication date: 2009-05-27

Abstract

FIELD: heating systems, fuel.

SUBSTANCE: invention refers to devices for atomising liquid fuel, and can be used in chemical reactors, industrial furnaces and other units requiring high fuel atomisation degree. Acoustic atomiser consists of a hollow cylindrical housing, conical diffuser rigidly fixed on one of its ends, inner tube located coaxially relative to housing, which supplies atomized fuel with a tip serving as an atomiser; external surface of the tip is made in the form of a flattened cone the conicity whereof coincides with conicity of diffuser, at that, tip is rigidly fixed on the tube end, for example by means of a screw connection, and consists of two separate parts connected to each other by a bolt fastening element so that between its parts there is "a" clearance formed by two coaxial conical surfaces of those separate parts, at that direction of conical surfaces forming "a" clearance is opposite to conical surface of flattened cone forming its external surface; at that, on smaller base of flattened cone of the tip there provided is a cylindrical groove that forms together with external tube surface an annular resonant cavity "А" interacting with a nozzle slot formed by two cylindrical surfaces: internal surface of housing and external surface of tube, and on the housing end facing the tip there located is the secondary resonant cavity "Б" made in the housing end surface and made in the form of an open toroidal surface.

EFFECT: improving operating efficiency due to preventing blockage of nozzle slot, and improving atomisation degree high-viscosity liquids.

1 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для распыливания жидкого топлива и может быть применено в химических реакторах, промышленных печах и в других агрегатах, требующих высокое качество распыливания топлива.The invention relates to a device for spraying liquid fuel and can be used in chemical reactors, industrial furnaces and other units requiring high quality atomization of fuel.

Известен акустический распылитель жидкого топлива по а.с. СССР №309206, F23D 11/34, состоящий из полого цилиндрического корпуса, конического диффузора, подвижно закрепленного на одном из его концов, внутренней коаксиально расположенной корпусу трубы, подающей распыливаемое топливо, с наконечником, выполняющим функции распылителя (прототип).Known acoustic atomizer of liquid fuel by AS USSR No. 309206, F23D 11/34, consisting of a hollow cylindrical body, a conical diffuser, movably mounted on one of its ends, an internal coaxially located pipe body supplying atomized fuel, with a tip acting as a sprayer (prototype).

Недостатком известного устройства является то, что оно не обеспечивает получения максимально возможных критических скоростей, так как сопловая щель не может быть выполнена с минимальным расчетным сечением из-за возможности засорения твердыми включениями.A disadvantage of the known device is that it does not provide the maximum possible critical speeds, since the nozzle gap cannot be made with a minimum design cross-section due to the possibility of clogging with solid inclusions.

Технический результат - повышение эффективности работы за счет предотвращения забивания сопловой щели и повышение качества распыла высоковязких жидкостей.The technical result is an increase in operating efficiency by preventing clogging of the nozzle gap and improving the quality of the spray of highly viscous liquids.

Это достигается тем, что в акустическом распылителе, состоящем из полого цилиндрического корпуса, конического диффузора, подвижно закрепленного на одном из его концов, внутренней коаксиально расположенной корпусу трубы, подающей распыливаемое топливо, с наконечником, выполняющим функции распылителя, внешняя поверхность наконечника выполнена в виде усеченного конуса, конусность которого совпадает с конусностью диффузора, при этом наконечник жестко крепится на конце трубы, например посредством резьбового соединения, и состоит из двух раздельных частей, скрепленных между собой болтовым крепежным элементом, таким образом, что между его частями имеется зазор «а», образованный двумя соосными коническими поверхностями этих раздельных частей, причем направление конических поверхностей, образующих зазор «а», противоположно конической поверхности усеченного конуса, образующего его внешнюю поверхность, причем на меньшем основании усеченного конуса наконечника выполнена цилиндрическая проточка, которая образует с внешней поверхностью трубы кольцевую резонирующую полость А, взаимодействующую с сопловой щелью, образованной двумя цилиндрическими поверхностями: внутренней поверхностью корпуса и внешней - трубы, а на конце корпуса, обращенного в сторону наконечника, расположена вторичная резонирующая полость Б, образованная в торце корпуса и выполненная по форме в виде открытой тороидальной поверхности.This is achieved by the fact that in an acoustic atomizer consisting of a hollow cylindrical body, a conical diffuser, movably mounted on one of its ends, an internal coaxially arranged pipe body supplying atomized fuel, with a nozzle acting as a nozzle, the outer surface of the nozzle is made in the form of a truncated cone, the conicity of which coincides with the cone of the diffuser, while the tip is rigidly attached to the end of the pipe, for example by means of a threaded connection, and consists of two the individual parts fastened together by a bolt fastening element, so that between its parts there is a gap “a” formed by two coaxial conical surfaces of these separate parts, and the direction of the conical surfaces forming the gap “a” is opposite to the conical surface of the truncated cone forming its outer surface, and on a smaller base of the truncated cone of the tip a cylindrical groove is made, which forms an annular resonating cavity with the outer surface of the pipe A, interacting with the nozzle gap formed by two cylindrical surfaces: the inner surface of the body and the outer surface of the pipe, and at the end of the body facing the tip, there is a secondary resonating cavity B, formed at the end of the body and made in shape in the form of an open toroidal surface .

На чертеже представлен общий вид предлагаемого акустического распылителя.The drawing shows a General view of the proposed acoustic spray.

Акустический распылитель состоит из полого цилиндрического корпуса 1, конического диффузора 2, подвижно закрепленного на одном из его концов, внутренней коаксиально расположенной корпусу 1 трубы 3, подающей распыливаемое топливо, с наконечником 4, выполняющим функции распылителя и расположенном соосно раструбу диффузора 2. Внешняя поверхность наконечника выполнена в виде усеченного конуса, конусность которого совпадает с конусностью диффузора 2. Наконечник 4 жестко крепится на конце трубы 3, например посредством резьбового соединения. Он состоит из двух раздельных частей 4 и 6, скрепленных между собой болтовым крепежным элементом 7, таким образом, что между его частями имеется зазор «а», образованный двумя соосными коническими поверхностями этих раздельных частей, причем направление конических поверхностей, образующих зазор «а» противоположно конической поверхности усеченного конуса, образующего его внешнюю поверхность. На меньшем основании усеченного конуса наконечника выполнена цилиндрическая проточка, которая образует с внешней поверхностью трубы 3 кольцевую резонирующую полость А. Сопловая щель 5 образована двумя цилиндрическими поверхностями: внутренней поверхностью корпуса 1 и внешней - трубы 3. На конце корпуса, обращенного в сторону наконечника 4, расположена вторичная резонирующая полость Б, образованная в торце корпуса и выполненная по форме в виде открытой тороидальной поверхности.The acoustic nozzle consists of a hollow cylindrical body 1, a conical diffuser 2, movably fixed at one of its ends, an internal coaxially located body 1 of the pipe 3 supplying the sprayed fuel, with a tip 4 acting as a spray and arranged coaxially to the diffuser socket 2. The outer surface of the tip made in the form of a truncated cone, the conicity of which coincides with the conicity of the diffuser 2. The tip 4 is rigidly attached to the end of the pipe 3, for example by means of a threaded connection. It consists of two separate parts 4 and 6, fastened together by a bolt fastening element 7, so that between its parts there is a gap "a" formed by two coaxial conical surfaces of these separate parts, and the direction of the conical surfaces forming the gap "a" opposite to the conical surface of the truncated cone forming its outer surface. A cylindrical groove is made on the smaller base of the truncated cone of the tip, which forms an annular resonating cavity A. With the outer surface of the pipe 3. The nozzle slot 5 is formed by two cylindrical surfaces: the inner surface of the housing 1 and the outer surface of the pipe 3. At the end of the housing facing the tip 4, the secondary resonant cavity B is located, formed at the end of the housing and made in shape in the form of an open toroidal surface.

Акустический распылитель работает следующим образом.Acoustic spray works as follows.

Жидкость, например жидкое топливо, поступает по трубе 3 в наконечник 4, а оттуда через зазор «а» выходит в зону акустических колебаний, источником которых является газовая среда, вытекающая из сопловой щели 5 в резонирующую полость А.A liquid, such as liquid fuel, enters the tip 4 through the pipe 3, and from there through the gap “a” it enters the zone of acoustic vibrations, the source of which is the gaseous medium flowing from the nozzle gap 5 into the resonant cavity A.

Под действием энергии акустических колебаний жидкость распыливается и затем, увлекаемая отработанной в излучателе газовой средой (имеющей определенное направление за счет величины зазора между наконечником 4 и диффузором 2), образует факел распыленной жидкости. Заданная форма факела может быть получена путем перемещения диффузора 2 вдоль оси распылителя. Акустические колебания, возникающие в системе «сопловая щель 5 - резонирующая полость А», усиливаются во вторичной резонирующей полости Б.Under the influence of the energy of acoustic vibrations, the liquid is sprayed and then, carried away by the gaseous medium exhausted in the emitter (having a certain direction due to the gap between the tip 4 and the diffuser 2), it forms a torch of the atomized liquid. The desired shape of the torch can be obtained by moving the diffuser 2 along the axis of the atomizer. The acoustic vibrations arising in the system “nozzle gap 5 - resonant cavity A” are amplified in the secondary resonant cavity B.

Claims

An acoustic liquid fuel atomizer, consisting of a hollow cylindrical body, a conical diffuser, movably mounted on one of its ends, an internal, coaxially located body, a pipe supplying atomized fuel with a nozzle acting as an atomizer, characterized in that the outer surface of the nozzle is made in the form a truncated cone, the conicity of which coincides with the conicity of the diffuser, while the tip is rigidly attached to the end of the pipe, for example by means of a threaded connection, and it consists of two separate parts, fastened together by a bolt fastening element, so that between its parts there is a gap "a" formed by two coaxial conical surfaces of these separate parts, and the direction of the conical surfaces forming the gap "a" is opposite to the conical surface of the truncated cone forming its outer surface, and on a smaller base of the truncated cone of the tip a cylindrical groove is made, which forms an annular resonator with the outer surface of the pipe the cavity A interacting with the nozzle gap formed by two cylindrical surfaces: the inner surface of the casing and the outer surface of the pipe, and at the end of the casing facing the tip there is a secondary resonating cavity B formed at the end of the casing and shaped as an open toroidal surface .