вибрационная форсунка

Формула изобретения

Форсунка для сгорания жидкого топлива, состоящая из подводящего патрубка (трубопровода) с участком из диамагнитного материала с индуктором (обмоткой), подключенным к генератору импульсов, отличающаяся тем, что внутри участка трубопровода из диамагнитного материала размещена лампа с жестким ультрафиолетовым спектром частот типа ДРТ-1000.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к средствам подачи и распыления перед сжиганием топлива.

Известна ультразвуковая форсунка, служащая для распыления жидкого топлива (см. авт. свид. СССР №901733, М.кл. F23D 11/38, 1984).

Ультразвуковая форсунка снабжена распределительной решеткой с наклоненными к центральной оси отверстиями, установленными в выходном участке центральной трубы на входе в резонаторную камеру.

Недостатком известной форсунки является конструктивная сложность изготовления и невысокая амплитуда возбуждаемых колебаний, что не позволяет получить оптимальные режимы обработки топлива.

Известна также (авт. свид. СССР №205195, М.кл. F23D 11/38, 1985) пневматическая форсунка, которая снабжена патрубком для подачи воздуха и соосно размещенной в нем питательной трубкой с центральным стержнем. Устройство предназначено для предупреждения забивания сопла форсунки, однако не позволяет получить мелкодисперсную структуру топлива и незначительно улучшает процесс горения.

Известна также (авт. свид. №539206, М.кл. F23D 11/38, 1983) акустическая горелка, содержащая форсунку, патрубок для подачи топлива и резонатор, выполненный в виде пружины.

К недостаткам этого изобретения следует отнести узкий спектр возбуждаемых колебаний (не более 400 Гц), а также низкую надежность форсунки из-за сложной конструкции резонатора.

Техническим результатом является повышение эффективности работы форсунки за счет ионизации мазута (либо другого жидкого топлива), получения мелкодисперсионного состава, что позволяет повысить удельную теплоту сгорания и снизить выброс вредных веществ в воздушный бассейн, включая окислы азота NO₂, NO₃, NO ₅.

Задача достигается тем, что форсунка для сгорания жидкого топлива, состоящая из подводящего патрубка (трубопровода) с участком из диамагнитного материала с индуктором (обмоткой), подключенным к генератору импульсов, внутри участка трубопровода из диамагнитного материала снабжена лампой с жестким ультрафиолетовым спектром частот типа ДРТ-1000.

Новизна заявляемого технического решения обусловлена тем, что за счет использования лампы с жестким ультрафиолетовым спектром частот происходит интенсивная ионизация атомов и молекул жидкого топлива, вследствие чего эффективность сгорания повышается как за счет увеличения удельной теплоты сгорания, так и снижения выбросов вредных веществ - окислов азота, углекислого газа и др. в воздушное пространство.

Новизна заявляемого технического решения обусловлена также тем, что за счет конструктивных особенностей обеспечивается возможность создания в форсунке пондемоторных сил, а это в свою очередь позволяет создать в патрубке и распылителе форсунки продольные и поперечные колебания широкого спектра частот и амплитуд, т.е. использовать безынерционное (магнитострикционное) преобразование энергии электромагнитных колебаний в энергию упругих механических колебаний (см. Попилов, Справочник по электрическим и ультразвуковым методам обработки материалов. Л., Машиностроение, 1971 г., с.462), и одновременно через диамагнитную вставку электромагнитное поле воздействует непосредственно на жидкое топливо, т.е. имеет место комплексное воздействие на жидкое топливо - вибрация и электромагнитное поле.

Предложенное техническое решение позволяет получить более мелкодисперсионную структуру жидкого топлива на выходе из форсунки, что повышает эффективность сгорания и уменьшается выход вредных веществ в атмосферу. Второе, существенно повышается удельная теплота сгорания топлива при воздействии на него энергией электромагнитных колебаний (см. патенты С. Патрасенко №2010609, №38752, последние разработки НТЦ «Магнитотрон», г. Ростов-на-Дону), т.к. при этом существенно повышается октановое число.

По данным патентной и научно-технической литературы не обнаружена аналогичная совокупность признаков, что позволяет судить об изобретательском уровне предложения.

На чертеже представлена конструкция предлагаемой форсунки. Мазут или другое жидкое топливо подается в патрубок 1, который содержит участок из диамагнитного материала 2 (обычно используют нержавеющую сталь), с внешней стороны которого размещена обмотка 3, подключенная к генератору импульсов 4. Внутри участка 2 размещена лампа с ультрафиолетовым излучением 5 (например, типа ДРТ-1000), подключенная к источнику тока. Форсунка содержит также распылитель 6, подающий мазут в топочную зону.

Форсунка работает следующим образом: при подаче мазута в патрубок 1 одновременно включается лампа 5 и генератор импульсов 4, который создает электромагнитное поле в обмотке 3, что приводит к созданию импульса вихревого тока в участке 2, магнитное поле которого действует навстречу магнитному полю в обмотке 3 (индукторе). Результатом такого взаимодействия магнитных полей является возникновение электромагнитных сил, направление которых определяется по правилу Ленца - перпендикулярно векторам магнитной индукции В и тока I, т.е. создает давление на поверхность участка 2, достигающее при сильных магнитных полях десятков тонн на квадратный сантиметр поверхности (см. П.П. Ястребов, И.П. Смирнов Электрооборудование и электротехнология, М., Высшая школа, 1987, стр.72), вследствие чего на участке 2 возникают продольные и поперечные колебания широкого спектра частот и амплитуд, которые, воздействуя на поступающий мазут, способствуют получению более мелкодисперсионного состава, а это в свою очередь позволяет получить большую эффективность сгорания. Одновременно обработка мазута жестким ультрафиолетовым излучением, создаваемым лампой 5, позволяет ионизировать мазут и получить еще более мелкодисперсионную структуру под воздействием сил Лоренца.

Предложенное комплексное воздействие позволяет существенно повысить эффективность обработки, снизить эксплуатационные расходы, что особенно важно, учитывая непрерывный рост цен на энергоносители.