ЦЕНТРОБЕЖНАЯ ФОРСУНКА

Предлагаемая полезная модель относится к области машиностроения, теплоэнергетике, может быть использовано в аппаратах очистки промышленных газов и в химической промышленности для мелкодисперсного распыливания жидкостей.
Известна центробежная форсунка для распыливания жидкого топлива (см. Хзмалян Д.М., Каган Я.А. Теория горения и топочные устройства. М.: Энергия, 1976, стр.191), включающая подвод жидкого топлива к форсунке, подачу его через каналы завихрителя в вихревую камеру, создание закрученной пленки топлива системой струй в вихревой камере и выдавливание пленки из вихревой камеры.
Недостатками данной форсунки являются: значительное гидравлическое сопротивление потоку при втекании топлива в каналы завихрителя и связанная с этим не высокая скорость истечения струи вязкого топлива из каналов завихрителя; так как сопло форсунки круглое, то факел распыливання предложенной форсунки имеет малую площадь контакта струи со средой втекания, что не может обеспечить разрушения струи на капли мелкой фракции и гомогенности смешения со средой втекания.
Известна центробежная форсунка для распыливания жидкого топлива (патент РФ 2369803 от 10.10.2009), обеспечивающая плавное натекание потока топлива на стенку вихревой камеры через расширяющиеся наружу входные отверстия спиралевидных каналов завихрителя, которые увеличивают скорость движения потока топлива в сужающихся спиралевидных каналах.
Недостатками данной форсунки являются:
1. Большая длина спиралевидных каналов завихрителя - вызывает их большое гидравлическое сопротивление, особенно при распыле вязких жидкостей.
2. Круглое сопло форсунки из-за малой площади контакта струи со средой втекания не может обеспечить распыла струи на капли мелкой фракции и гомогенности смешения со средой втекания.
Прототипом заявляемой полезной модели является центробежная форсунка, содержащая корпус с топливным каналом, вкладыш с тангенциальными каналами, камерой закручивания, соплом и диск, примыкающий к торцу вкладыша со стороны тангенциальных каналов, вкладыш и диск выполнены из прессованной металлокерамики (см. описание изобретения к авторскому свидетельству «Центробежная форсунка» 448908 от 05.10.1979}.
Однако, указанная центробежная форсунка, имея круглое выходное сопло, не может обеспечить распыла струи на капли мелкой фракции и гомогенности степени смешения со средой втекания из-за малой площади контакта струи со средой втекания.
Задачей, решаемой предлагаемой полезной моделью является:
- снижение гидравлического сопротивления форсунки при сохранении расходных характеристик;
- обеспечение качественного мелкодисперсного распыла топлива;
- обеспечение гомогенной степени смешения со средой втекания.
Решение поставленной задачи достигается тем, что во вкладыше известной центробежной форсунке входные кромки сужающихся по ходу потока жидкости тангенциальных каналов выполнены скругленными, а выходное сопло форсунки не круглое, например: треугольное (Фиг.1); или в форме многолучевой звезды (Фиг.2). Такое изменение формы тангенциальных каналов и формы сопла позволяют существенно снизить гидравлическое сопротивление форсунки, повышает качество распыла за счет увеличения площади контакта струи со средой втекания (см. Френкель Н.З. Гидравлика. М.- Л., 1956. 456 с.), гомогенность степени смешения струи топлива со средой втекания (Гаврилов В.В. Структура топливной струи и ее влияние на экономичность среднеоборотного дизеля: автореферат диссертации к.т.н. / В.В.Гаврилов, Ленинград, 1983 г., 20 с.).
На фиг.1 изображена центробежная форсунка с треугольным выходным соплом. На фиг.2 изображена центробежная форсунка с многолучевым выходным соплом.
Предлагаемая центробежная форсунка состоит из корпуса 1, в котором с помощью накидной гайки 2 закрепляется вкладыш 7. Вкладыш имеет тангенциальные каналы 3, камеру закручивания 4, сопло 5 и диск 6, примыкающий к торцу вкладыша со стороны тангенциальных каналов. Тангенциальные каналы 3 выполнены со скругленными входными кромками и сужающимися по ходу потока, что дополнительно снижает гидравлическое сопротивление и повышает качество распыливания (Гаврилов И.А. Повышение топливной экономичности и снижение экологического воздействия дизеля на режимах холостого хода: автореферат диссертаций к.т.н. / И.А. Гаврилов, Омск, 1983, 21 с.).
Форсунка функционирует следующим образом: из тангенциальных каналов струи жидкости под давлением попадают в камеру закручивания, из которой под действием давления и центробежных сил распиливаются в пространство впрыска.