RU2364789C1 - Nozzle for spraying of liquids - Google Patents
Nozzle for spraying of liquids Download PDFInfo
- Publication number
- RU2364789C1 RU2364789C1 RU2007142542/06A RU2007142542A RU2364789C1 RU 2364789 C1 RU2364789 C1 RU 2364789C1 RU 2007142542/06 A RU2007142542/06 A RU 2007142542/06A RU 2007142542 A RU2007142542 A RU 2007142542A RU 2364789 C1 RU2364789 C1 RU 2364789C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nozzles
- mixing chamber
- spraying
- nozzle
- angle
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Nozzles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технике распыливания жидкостей, в том числе вязких и содержащих абразивные включения, и может использоваться в различных направлениях производственной деятельности, в частности в различных топливосжигающих агрегатах.The invention relates to techniques for spraying liquids, including viscous and containing abrasive inclusions, and can be used in various areas of industrial activity, in particular in various fuel-burning units.
Известна форсунка для распыливания вязких жидкостей, включающая корпус с центральным топливным каналом подачи распылителя, подключенным к камере смешения, а также радиальные сопла первичного распылителя и сопла вторичного распылителя, сообщающие кольцевой канал с камерой смешения. (Авторское свидетельство СССР № 1444585 кл. F23D 11/04, 1987.).Known nozzle for spraying viscous liquids, comprising a housing with a central fuel supply channel of the atomizer connected to the mixing chamber, as well as radial nozzles of the primary atomizer and nozzles of the secondary atomizer, communicating the annular channel with the mixing chamber. (USSR author's certificate No. 1444585 class. F23D 11/04, 1987.).
Также известна форсунка для распыливания вязких жидкостей, содержащая корпус с центральным топливным каналом и коаксиальным кольцевым каналом подачи распылителя, подключенными к цилиндрической камере смешения, а также радиальные сопла первичного распылителя и сопла вторичного распылителя, сообщающие кольцевой канал с камерой смешения, причем в корпусе форсунки выполнен кольцевой ряд аксиальных каналов, подключенных на входе к камере смешения, а на выходе к радиальным соплам первичного распылителя, продольные оси которых расположены на расстоянии от выходного среза топливного канала, превышающем их диаметр в 1,5-3,0 раза, выходные срезы указанных радиальных сопл расположены от оси корпуса на расстоянии, превышающем их диаметр в 4-6 раз, а сопла вторичного распылителя выполнены аксиальными и смещены в окружном направлении относительно аксиальных каналов, при этом их продольные оси расположены от оси корпуса на расстоянии, превышающем их диаметр в 1,5-3,0 раза. (Патент РФ № 2039910 кл. F23D 11/10, 1992.).Also known is a nozzle for spraying viscous liquids, comprising a housing with a central fuel channel and a coaxial annular channel for supplying the atomizer connected to the cylindrical mixing chamber, as well as radial nozzles of the primary atomizer and nozzles of the secondary atomizer, communicating the annular channel with the mixing chamber, and in the nozzle body annular row of axial channels connected at the inlet to the mixing chamber, and at the outlet to the radial nozzles of the primary atomizer, the longitudinal axes of which are located at a distance from the exit cut of the fuel channel exceeding their diameter by 1.5-3.0 times, the output sections of these radial nozzles are located from the housing axis at a distance exceeding their diameter by 4-6 times, and the nozzles of the secondary atomizer are made axial and offset in the circumferential direction relative to the axial channels, while their longitudinal axes are located from the housing axis at a distance exceeding their diameter by 1.5-3.0 times. (RF patent No. 2039910 C. F23D 11/10, 1992.).
Известна форсунка для распыливания вязких жидкостей (прототип), включающая корпус с центральным топливным каналом и коаксиальным кольцевым каналом подачи распылителя, подключенными к камере смешения, радиальные сопла первичного распылителя, сопла вторичного распылителя, подключенные к донной части камеры смешения, а также кольцевой ряд аксиальных каналов первичного распылителя и кольцевой ряд каналов вторичного распылителя, подключенные на входе к коаксиальному кольцевому каналу подачи распылителя, а на выходе, соответственно, к соплам первичного распылителя и соплам вторичного распылителя. Выходные срезы радиальных сопел первичного распылителя расположены от оси корпуса на расстоянии, превышающем их диаметр в 4-6 раз, продольные оси сопел расположены от выходного среза центрального топливного канала на расстоянии, превышающем их диаметр также в 1,5-3,0 раза. По окружности на выходе конической части камеры выполнены сопла третичного распылителя, подключенные к кольцевому ряду каналов первичного распылителя, при этом сопла третичного распылителя установлены под углом δ≥15° относительно вертикальной оси форсунки и под углом φ≥15° относительно ее плоскости. (Патент РФ № 2253802 кл. F23D 11/10, 2003.).Known nozzle for spraying viscous liquids (prototype), comprising a housing with a central fuel channel and a coaxial annular feed channel of the atomizer connected to the mixing chamber, radial nozzles of the primary atomizer, nozzles of the secondary atomizer connected to the bottom of the mixing chamber, and also an annular row of axial channels the primary atomizer and the annular row of channels of the secondary atomizer, connected at the input to the coaxial annular channel of the atomizer supply, and at the output, respectively, to the llamas of the primary atomizer and nozzles of the secondary atomizer. The output sections of the radial nozzles of the primary atomizer are located from the housing axis at a distance exceeding their diameter by 4-6 times, the longitudinal axis of the nozzles are located from the output section of the central fuel channel at a distance exceeding their diameter also by 1.5-3.0 times. Around the circumference at the exit of the conical part of the chamber are nozzles of a tertiary atomizer connected to an annular row of channels of the primary atomizer, while the nozzles of the tertiary atomizer are installed at an angle δ≥15 ° relative to the vertical axis of the nozzle and at an angle φ≥15 ° relative to its plane. (RF patent No. 2253802 class. F23D 11/10, 2003.).
Недостатком известных форсунок являются: невысокая экономичность по расходу распыляющего агента, сложная геометрия камеры смешения и сопловых распылителей.A disadvantage of the known nozzles are: low cost-effectiveness of the spray agent, the complex geometry of the mixing chamber and nozzle nozzles.
Цель изобретения - повышение эффективности работы форсунки пневматического распыливания путем снижения расхода распыляющего агента, исключения абразивного износа рабочей камеры смешения, улучшения качества распыливания применительно к вязким жидкостям и регулирования геометрии распыла в широком диапазоне расхода распыливаемой жидкости. Кроме того, простота в изготовлении и удобство в эксплуатации, т.к. форсунка не имеет заменяемых частей и выполнена в моноблочном исполнении.The purpose of the invention is to increase the efficiency of the pneumatic atomizing nozzle by reducing the consumption of the spraying agent, eliminating the abrasive wear of the mixing chamber, improving the quality of spraying with respect to viscous liquids and adjusting the geometry of the spray over a wide range of sprayed liquid flow rates. In addition, ease of manufacture and ease of use, as the nozzle has no replaceable parts and is made in a monoblock design.
Цель достигается за счет того, что в форсунке для распыливания жидкостей, содержащей корпус с центральным каналом подачи жидкости и коаксиальным кольцевым каналом подачи распыляющего агента, подключенными к камере смешения, а также кольцевой ряд радиальных сопел первичного распылителя и кольцевой ряд радиальных сопел вторичного распылителя, подключенных на входе к коаксиальному кольцевому каналу подачи распыляющего агента, а на выходе к камере смешения, отличающейся тем, что камера смешения выполнена конической формы, выходные срезы радиальных сопел первичного распылителя расположены от горизонтальной оси корпуса на расстоянии, превышающем их диаметр в 4-10 раз, и направлены под углом α в точку пересечения горизонтальной и вертикальной осей корпуса форсунки на срезе камеры смешения, продольные оси сопел расположены от выходного среза центрального канала подачи жидкости на расстоянии, превышающем их диаметр в 4-15 раза, по окружности на выходе камеры смешения выполнены сопла вторичного распылителя, при этом сопла вторичного распылителя установлены под углом δ≥15° относительно вертикальной оси форсунки и под углом φ≥15° относительно ее плоскости (среза камеры смешения). Угол α составляет ≤90°.The goal is achieved due to the fact that in the nozzle for spraying liquids containing a housing with a Central channel for supplying liquid and a coaxial annular channel for supplying a spray agent connected to the mixing chamber, as well as an annular row of radial nozzles of the primary atomizer and an annular row of radial nozzles of the secondary atomizer, connected at the entrance to the coaxial annular feed channel of the spraying agent, and at the exit to the mixing chamber, characterized in that the mixing chamber is conical in shape, the output sections adial nozzles of the primary atomizer are located from the horizontal axis of the casing at a distance 4-10 times greater than their diameter and are directed at an angle α to the intersection point of the horizontal and vertical axes of the nozzle casing at the cut of the mixing chamber, the longitudinal axis of the nozzles are located from the output cut of the central supply channel liquids at a distance exceeding their diameter by 4-15 times, the nozzles of the secondary atomizer are made around the circumference at the outlet of the mixing chamber, while the nozzles of the secondary atomizer are installed at an angle δ≥15 ° relative to itelno vertical axis of the nozzle and angled φ≥15 ° relative to its plane (the mixing chamber cutoff). Angle α is ≤90 °.
Выполнение камеры смешения конической формы в виде диффузора позволяет исключить сопла вторичного распылителя, оптимально разместить нужное количество сопел третичного распылителя по окружности на выходе камеры смешения, создать условия для исключения возможного запирания жидкости в топливном канале. Направление сопел первичного распылителя под углом α к срезу форсунки позволяет создать газодинамическое запирание струи жидкости на выходе из камеры смешения, предварительно раздробить жидкость, полностью исключить абразивный износ камеры смешения и запирание жидкости в топливном канале.The implementation of the conical mixing chamber in the form of a diffuser makes it possible to exclude the nozzles of the secondary atomizer, to optimally place the required number of tertiary atomizer nozzles around the circumference at the outlet of the mixing chamber, and to create conditions for eliminating the possible locking of liquid in the fuel channel. The direction of the nozzles of the primary atomizer at an angle α to the nozzle exit allows gas-dynamic locking of the liquid stream at the outlet of the mixing chamber, preliminary crushing of the liquid, completely eliminating the abrasive wear of the mixing chamber and locking the liquid in the fuel channel.
Наличие сопел вторичного распылителя на выходе конической части камеры смешения позволяет значительно сузить область полидисперсности распыла, дополнительно раздробив капельно-воздушную массу до монодисперсного состояния в определенном диапазоне, увеличить угол конусности распыляемой жидкости, уменьшить длину распыла, снизить плотность орошения, создать область разрежения внутри конуса распыла, увеличить пропускную способность форсунки для одного типоразмера.The presence of nozzles of the secondary atomizer at the exit of the conical part of the mixing chamber allows one to significantly narrow the spray polydispersity region, additionally crushing the droplet-air mass to a monodisperse state in a certain range, increase the spray angle of the sprayed liquid, reduce the spray length, reduce the irrigation density, and create a rarefaction region inside the spray cone , increase nozzle throughput for one size.
Установка сопел вторичного распылителя под углом δ≥15° относительно вертикальной оси корпуса форсунки позволяет достичь максимально равномерного взаимодействия потоков за счет захвата струей, истекающей из сопла распыляющего агента, определенного сектора капельно-воздушной массы на выходе камеры смешения при отсутствии взаимодействия этих струй между собой. При изменении количества сопел, для выполнения этих условий, угол δ может изменяться в сторону увеличения.The installation of the nozzles of the secondary atomizer at an angle δ≥15 ° relative to the vertical axis of the nozzle body allows achieving the most uniform interaction of flows due to the capture by the stream flowing from the nozzle of the spraying agent of a specific sector of the droplet-air mass at the outlet of the mixing chamber in the absence of interaction of these jets with each other. When changing the number of nozzles, to fulfill these conditions, the angle δ can change in the direction of increase.
Установка сопел вторичного распылителя под углом φ≥15° относительно плоскости форсунки позволяет получать нужный угол конусности распыленной капельно-воздушной массы.The installation of the nozzles of the secondary atomizer at an angle φ≥15 ° relative to the plane of the nozzle allows you to obtain the desired taper angle of the atomized drip-air mass.
Подключение сопел первичного и вторичного распылителя к кольцевому каналу распыляющего агента, как вариант, выполнено для простоты изготовления форсунки.Connecting the nozzles of the primary and secondary atomizer to the annular channel of the atomizing agent, as an option, is made for ease of manufacture of the nozzle.
За счет деления потока распылителя на первичный и вторичный - осуществляется поэтапное дробление, чем достигается максимальное взаимодействие топлива и распылителя, обеспечивающее его качественный распыл, особенно для вязких жидкостей, приближая его к монодисперсному состоянию в определенном диапазоне, т.е. значительно суживается полифракционность распыла, а также придание нужной геометрии. На срезе распылителя отсутствуют пленки, нити и крупные капли, характерные для многих распылителей.By dividing the atomizer stream into primary and secondary, stage-by-stage crushing is carried out, which maximizes the interaction of fuel and atomizer, ensuring its high-quality atomization, especially for viscous liquids, bringing it closer to a monodisperse state in a certain range, i.e. polyfractionality of the spray is significantly narrowed, as well as giving the desired geometry. There are no films, filaments and large droplets characteristic of many sprayers at the nozzle exit.
Широкий диапазон регулирования расходов топлива и распылителя без ухудшения качественных показателей распыла осуществляется во время работы форсунки при организации раздельной подачи распылителя в сопла первичного и вторичного потоков.A wide range of regulation of fuel and spray consumption without deterioration of the spray performance is carried out during the operation of the nozzle when arranging separate supply of the spray to the nozzles of the primary and secondary flows.
На фиг.1 представлена форсунка для распыливания жидкостей поперечный разрез; на фиг.2 показан разрез по А-А на фиг.1.Figure 1 shows a nozzle for spraying liquids cross section; figure 2 shows a section along aa in figure 1.
Форсунка содержит корпус 1 с внешней камерой 2 смешения, центральным топливным каналом 3, подключенным к камере смешения, коаксиальным кольцевым каналом 4 подачи распыляющего агента. В корпусе выполнен кольцевой ряд аксиальных каналов 5 для подачи первичного потока распылителя (воздух, пар и т.п.) и кольцевой ряд каналов 6 для подачи вторичного потока распылителя. Каналы 5 и 6 расположены вокруг центрального топливного канала 3 и подключены на входе к коаксиальному кольцевому каналу 4. Радиальные сопла 5 первичного распылителя подключены к боковой стенке камеры смешения 2. Выходные срезы радиальных сопел 5 расположены от оси корпуса на расстоянии, превышающем их диаметр в 4-15 раз, а от выходного среза топливного канала они расположены на расстоянии, превышающем их диаметр в 4-10 раза. По окружности на выходе конической части камеры смешения 2 выполнены сопла 6 вторичного распылителя, подключенные к каналу 4. Сопла 6 вторичного распылителя установлены под углом δ≥15° относительно вертикальной оси форсунки и под углом φ≥15° относительно ее плоскости.The nozzle comprises a housing 1 with an external mixing chamber 2, a central fuel channel 3 connected to the mixing chamber, a coaxial annular channel 4 for supplying a spray agent. An annular row of axial channels 5 is provided in the housing for supplying a primary atomizer stream (air, steam, etc.) and an annular row of channels 6 for supplying a secondary atomizer stream. Channels 5 and 6 are located around the central fuel channel 3 and are connected at the inlet to the coaxial annular channel 4. Radial nozzles 5 of the primary atomizer are connected to the side wall of the mixing chamber 2. The output sections of the radial nozzles 5 are located at a distance exceeding their diameter by 4 -15 times, and from the exit cut of the fuel channel they are located at a distance exceeding their diameter by 4-10 times. Around the circumference at the exit of the conical part of the mixing chamber 2, nozzles 6 of the secondary atomizer are connected to the channel 4. The nozzles 6 of the secondary atomizer are installed at an angle δ≥15 ° relative to the vertical axis of the nozzle and at an angle φ≥15 ° relative to its plane.
Форсунка работает следующим образом.The nozzle works as follows.
По центральному топливному каналу 3 подают в камеру смешения 2 топливо (например, мазут, водоугольное топливо) со скоростью истечения при отсутствии распада струи, распыливающий агент (например, воздух) подают из канала 4 подачи распылителя одновременно в каналы 5 первичного распылителя и каналы 6 вторичного распылителя. При этом потоки воздуха, истекающие из каналов 5 первичного распылителя, направленные к срезу форсунки в точку пересечения оси центрального топливного канала 3 и вертикальной оси форсунки навстречу друг другу, создают эффект газодинамического запирания потока топлива (область 7 фиг.1), вследствие чего струя топлива первоначально дробится на крупные фракции, которые хаотично движутся в турбулентных потоках, возникающих при взаимодействии встречно направленных струй, что приводит к дополнительному дроблению крупных фракций топлива на более мелкие капли, располагающиеся в секторах, образованных истечением потоков воздуха из этих сопел.The central fuel channel 3 feeds into the mixing chamber 2 fuel (for example, black oil, water-coal fuel) with an outflow rate in the absence of jet decay, a spraying agent (for example, air) is supplied from the spray channel 4 to the primary spray channels 5 and secondary channels 6 spray gun. In this case, the air flows flowing from the channels 5 of the primary atomizer, directed towards the nozzle exit to the point of intersection of the axis of the central fuel channel 3 and the vertical axis of the nozzle towards each other, create the effect of gas-dynamic locking of the fuel flow (region 7 of Fig. 1), as a result of which the fuel jet initially crushed into large fractions that randomly move in turbulent flows arising from the interaction of counter-directed jets, which leads to additional crushing of large fuel fractions into large its small droplets located in sectors formed by the outflow of air from these nozzles.
Высокоскоростной поток воздуха, истекающий из сопел вторичного распылителя, окончательно дробит полифракционную капельно-воздушную смесь, приближая ее к монодисперсному состоянию, т.е. значительно суживает диапазон дисперсности, и придает ей нужные геометрические характеристики - длину, угол конусности и, соответственно, низкую плотность орошения. Кроме того, истечение воздуха из сопел вторичного распылителя создает эжектирующий эффект как на периферии, так и внутри конуса распыла, необходимый при организации процесса устойчивого воспламенения и горения топлив.The high-speed air stream flowing from the nozzles of the secondary atomizer finally crushes the multifractional droplet-air mixture, bringing it closer to the monodisperse state, i.e. significantly narrows the dispersion range, and gives it the necessary geometric characteristics - length, taper angle and, accordingly, low irrigation density. In addition, the outflow of air from the nozzles of the secondary atomizer creates an ejection effect both on the periphery and inside the spray cone, which is necessary when organizing the process of stable ignition and combustion of fuels.
Для регулировки параметров распыла форсунки в широких пределах может быть осуществлена и раздельная подача распыляющего агента в сопла первичного и вторичного распылителя. Изменяя параметры подачи распыляющего агента и его перераспределение по соплам распылителей при определенном конструкционном исполнении сопел и камеры смешения, можно варьировать расходом топлива, дисперсностью распыла, длиной распыла, углом конусности от 15 до 160° и плотностью орошения. Например, форсунка одного типоразмера удовлетворительно работает в диапазоне расхода топлива от 100 до 1000 кг/ч.To adjust the atomization parameters of the nozzle over a wide range, a separate supply of the spraying agent into the nozzles of the primary and secondary atomizer can be carried out. By changing the parameters of the supply of the spraying agent and its redistribution over the nozzles of the sprayers with a specific design of the nozzles and the mixing chamber, it is possible to vary the fuel consumption, dispersion of the spray, spray length, taper angle from 15 to 160 ° and irrigation density. For example, a nozzle of one standard size works satisfactorily in the range of fuel consumption from 100 to 1000 kg / h.
Удельный расход распыляющего агента снижается и составляет ≤15% от расхода топлива меньше, чем в прототипе.The specific consumption of the spraying agent is reduced and is ≤15% of the fuel consumption less than in the prototype.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007142542/06A RU2364789C1 (en) | 2007-11-20 | 2007-11-20 | Nozzle for spraying of liquids |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007142542/06A RU2364789C1 (en) | 2007-11-20 | 2007-11-20 | Nozzle for spraying of liquids |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2007142542A RU2007142542A (en) | 2009-05-27 |
| RU2364789C1 true RU2364789C1 (en) | 2009-08-20 |
Family
ID=41022752
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007142542/06A RU2364789C1 (en) | 2007-11-20 | 2007-11-20 | Nozzle for spraying of liquids |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2364789C1 (en) |
-
2007
- 2007-11-20 RU RU2007142542/06A patent/RU2364789C1/en active IP Right Revival
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2007142542A (en) | 2009-05-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU54825U1 (en) | LIQUID SPRAY | |
| US10201794B2 (en) | High efficiency/low pressure catalytic cracking spray nozzle assembly | |
| JP3773975B2 (en) | High efficiency nozzle for fluid catalytic cracking | |
| US9168545B2 (en) | Spray nozzle assembly with impingement post-diffuser | |
| US8028934B2 (en) | Two-substance atomizing nozzle | |
| KR101222307B1 (en) | Improved internal mix air atomizing nozzle assembly | |
| US8820663B2 (en) | Pressurized air assisted spray nozzle assembly | |
| RU2329873C2 (en) | Liquid sprayer | |
| EP3341132B1 (en) | Nozzles and methods of mixing fluid flows | |
| JPH0994494A (en) | Atomizer nozzle for internal mixed gas | |
| JP2017523025A (en) | Injection device for injecting hydrocarbon feedstock into a refiner | |
| RU2577653C1 (en) | Kochetov centrifugal vortex burner | |
| RU2364789C1 (en) | Nozzle for spraying of liquids | |
| RU2253802C1 (en) | Nozzle for spraying viscous liquids | |
| US4063686A (en) | Spray nozzle | |
| RU119264U1 (en) | PNEUMATIC SPRAY | |
| US10195619B2 (en) | Catalytic cracking spray nozzle assembly with liquid inlet extension and diffuser | |
| RU2616861C1 (en) | Kochetov's centrifugal vortex nozzle | |
| WO2015122793A1 (en) | Pneumatic atomizer (variants) | |
| RU2348823C2 (en) | Method for spraying of liquid hydrocarbon fuel and spraying nozzle | |
| RU2390386C1 (en) | Pneumatic nozzle | |
| RU2647033C1 (en) | Centrifugal vortex nozzle | |
| RU2340843C1 (en) | Distributing dryer with counter swirling flows of csf type | |
| RU2230985C1 (en) | Injector for spraying viscous liquids | |
| RU2085272C1 (en) | Device for dispersion of gas into liquid |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20110420 |
|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20111212 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20151121 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20170403 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201121 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20211122 |