ЦЕНТРОБЕЖНО-СТРУЙНАЯ ФОРСУНКА
CENTRIFUGAL JET NOZZLE

Изобретение относится к форсункам для распыления жидкости и может быть использовано в авиадвигателестроении, а также на других промышленных объектах, где требуется распыление жидкости.
Известна форсунка, содержащая корпус, имеющий рабочую камеру с выходным участком, сопло с центральным отверстием и размещенный в рабочей камере вкладыш с центральным каналом и тангенциальными эвольвентными каналами (патент RU №2010613, МПК: В05В 1/34).
Недостатком известной форсунки является сложность конструкции, большая трудоемкость изготовления вкладыша с тангенциальными эвольвентными каналами, а также высокое гидравлическое сопротивление потоку жидкости и невозможность образования факела распыленной жидкости определенной формы.
Наиболее близкой к заявляемой конструкции является центробежно-струйная форсунка, содержащая корпус и завихрительную цилиндрическую камеру с сужающимся коническим отверстием, переходящим в цилиндрическое сопло (патент RU №2144439, МПК: В05В 1/34, F23D 11/04).
Недостатком известной форсунки, принятой за прототип, является сложность конструкции, большая трудоемкость изготовления вставки с каналами переменного сечения и невозможность образования факела распыленной жидкости определенной формы.
Технический результат заявляемого изобретения заключается в повышении эффективности распыления жидкости при минимальных затратах на изготовление, с сохранением строго заданной формы факела, путем образования непрерывно вращающегося кольцевого потока, имеющего существенное поступательное движение, и получения равномерно заполненного факела распыленной жидкости.
Указанный технический результат достигается тем, что в центробежно-струйной форсунке для распыления жидкости, включающей корпус с камерой закручивания, согласно изобретению в камеру закручивания с помощью резьбового соединения установлена цилиндрическая втулка-жиклер с прямолинейными каналами круглого сечения, расположенными под углом α=15-45° к оси втулки, а в торце корпуса расположено плоское выходное сопло, площадь которого должна быть больше суммарной площади отверстий во втулке на 30-100%. Плоское выходное сопло имеет угол раскрытия δ=12° или 80°.
Установка в камеру закручивания с помощью резьбового соединения цилиндрической втулки-жиклера с прямолинейными каналами круглого сечения, расположенными под углом α=15-45° к оси втулки, повышает эффективность распыления жидкости путем образования непрерывно вращающегося кольцевого потока.
При α>45° - угол ограничен габаритными размерами втулки и камеры закручивания, что снижает эффективность распыления жидкости.
При α<15° - снижается эффективность закручивания потока, что снижает эффективность распыления жидкости.
Установка в торце корпуса плоского выходного сопла и выполнение перед соплом конусной части камеры закручивания обеспечивает получение равномерно заполненного факела распыленной жидкости с сохранением строго заданной формы.
Угол раскрытия плоского выходного сопла δ=12° обеспечивает сохранение строго заданной формы факела для полного покрытия потоком жидкости входного направляющего аппарата авиационного двигателя.
Угол раскрытия плоского выходного сопла δ<12° не обеспечивает сохранение строго заданной формы факела, что приводит к неполному покрытию потоком жидкости входного направляющего аппарата авиационного двигателя.
δ>12° не обеспечивает сохранение строго заданной формы факела, что приводит к излишнему перекрытию и, как следствие, неоправданному расходу рабочей жидкости.
Угол раскрытия плоского выходного сопла δ=80° обеспечивает сохранение строго заданной формы факела для полного покрытия потоком жидкости лопатки вентилятора авиационного двигателя.
Угол раскрытия плоского выходного сопла δ<80° не обеспечивает сохранение строго заданной формы факела, что приводит к неполному покрытию потоком жидкости лопатки вентилятора авиационного двигателя.
δ>80° не обеспечивает сохранение строго заданной формы факела, что приводит к излишнему перекрытию и, как следствие, неоправданному расходу рабочей жидкости.
Площадь выходного сопла больше суммарной площади отверстий во втулке на 30-100%, что обеспечивает строго заданную форму факела жидкости, при этом гарантируется, что плоское выходное сопло не повлияет существенно на общий коэффициент расхода форсунки, что повышает эффективность распыла.
На фиг. 1 изображен общий вид форсунки, продольный разрез.
На фиг. 2 - вид А на фиг. 1.
На фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 2.
Центробежно-струйная форсунка для распыления жидкости содержит корпус 1, цилиндрическую втулку-жиклер 2, камеру закручивания 3 и плоское выходное сопло 4. Корпус 1 имеет сферическое соединение 5 для соединения с трубопроводом. С помощью резьбового соединения в камеру закручивания 3 установлена втулка-жиклер 2 с прямолинейными каналами круглого сечения 6, расположенными под углом α=15-45° к оси 7 втулки 2 для закручивания потока жидкости. В торце корпуса 1 форсунки расположено плоское выходное сопло 4. Камера закручивания 3 выполнена цилиндрической с конусной частью 8 перед плоским выходным соплом 4. Выходное сопло 4 имеет угол раскрытия δ=12° или 80° в зависимости от назначения форсунки. Площадь выходного сопла 4 должна быть больше суммарной площади отверстий 6 во втулке 2 на 30-100%.
Работает устройство следующим образом.
Рабочая жидкость подается в форсунку и поступает в каналы 6 цилиндрической втулки 2. Потоки жидкости двигаются по прямолинейным каналам 6 и, попадая в камеру закручивания 3, турбулизируют непрерывно вращающийся кольцевой поток, что улучшает однородность и качество распыла. Вращающийся вдоль стенок камеры закручивания 3 поток поступает в плоское выходное сопло 4 с углом раскрытия 12° или 80° и на выходе из сопла образует равномерно заполненный плоский факел распыленной жидкости строго заданной формы.