Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_11160
.pdf
заявляю, что характер данного изобретения следующий: - и который сообщается с атмосферой. Данное
изобретение относится к жидкотопливной сфере. Подача воздуха к коллекторным горелкам, как и в моем
патенте, может регулироваться регулируемым клапаном (применимо в приложении № 4153133).
Настоящее изобретение представляет собой обратный клапан данного типа, обладающий рядом
усовершенствований, касающихся преимущества, заключающегося в том, что воздух поступает в горелку
только тогда, когда горелка находится в рабочем состоянии и клапан поднят со своего седла. Как только
горелка выключается, обратный клапан и клапан возврата воздуха закрываются, и при этом впускной клапан в
маслопроводе заменяется одним комбинированным клапаном, включающим седло, предотвращая тем самым
попадание воздуха внутрь.
Обратный клапан любой желаемой формы, предотвращающий утечку масла из маслопровода или утечку
масла из него (в зависимости от положения воздушного клапана относительно обратного клапана), которая
произошла бы, если бы воздушный клапан не был закрыт.
Выходное отверстие из вихревой камеры может располагаться на самом внешнем конце сопла горелки или
вблизи него.
Тангенциальные отверстия могут включать один или несколько спиральных каналов, образованных на
внутреннем конце вихревой камеры, при этом внутренние концы указанных каналов сообщаются с подачей
пара или воздуха, а внешние концы открываются в вихревую камеру.
Подача воздуха к горелке может быть разделена на подачу воздуха высокого давления для вихревой камеры
или для распыления в горелке, отличной от вихревой, и подачу воздуха низкого давления для вторичной
подачи воздуха. Это уже реализовано! путем пропускания воздуха через отдельную вихревую камеру, форму
которой описана в первоначальной спецификации, но с добавлением одного или нескольких
воздуховыпускных отверстий, расположенных в области высокого давления, например, в месте сужения
трубки Вентури или вблизи него. Выходное отверстие или отверстия для воздуха предпочтительно касаются
внутренней стенки вихревой камеры и обращены в направлении вращения воздуха, так что последний будет
поступать в нее с минимальным сопротивлением. Указанные порты могут иметь форму, аналогичную форме
входных портов.
В качестве альтернативы, стенка вихревой камеры может иметь зазор, простирающийся по всему периметру
и открывающийся в кольцевое пространство, образующее коллектор вокруг вихревой камеры, при этом воздух
отводится из коллектора посредством трубы или канала, предпочтительно касательного к кольцевому
пространству и направленного в соответствии с направлением потока воздуха в вихре. Подача воздуха
низкого давления Th3 осуществляется через коаксиальное наружное отверстие вихревой камеры. Вакуум на
оси вращения может быть снят путем подачи воздуха из атмосферы с помощью струи или трубы,
заменяющей топливную струю, как описано ранее.
Указанная струя или труба также способствует увеличению подачи воздуха низкого давления.
Дата: 23 марта, 19:33.
Для заявителя:
HERBERT HADDAN & Co., дипломированные патентные поверенные, 31 и 32, Бедфорд-стрит, Стрэнд, W.C.2,
Лондон, и 32, Грейнджер-стрит, Вест, Ньюкасл-он-Тайн, 1.
ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
№ 25713, 1933 г. н.э.
Усовершенствования, относящиеся к топливосжигателям или связанные с ними.
Я, Уильям Фредерик Уилтшир, проживающий по адресу: 16, Birmingham Factory Centre, King's Norton,
Birmingham, Англия, подданный Великобритании, настоящим заявляю, что данное изобретение относится к
топливным горелкам и является родственным моей патентной заявке № 4153/33.
Целью настоящего изобретения является обеспечение средств для создания относительно высокого
разрежения струи и скорости потока топлива.
Согласно изобретению, предусмотрены средства, благодаря которым основная часть используемого воздуха
проходит через вихревую камеру, при этом лишь относительно небольшое количество вторичного воздуха
используется для захвата и распыления масляной пленки, которая отбрасывается с самого края выходного
отверстия вихревой камеры, предпочтительно расположенного на конце сопла горелки или вблизи него.
Согласно одному из вариантов изобретения, горелка имеет только один источник подачи воздуха, большая
часть которого проходит через вихревую камеру, а остальная часть подается к концу сопла горелки; при этом
подача воздуха в вихрь и остаточный или вторичный воздух при необходимости регулируются общим
регулирующим клапаном. 80 Предпочтительно, вихревое воздушное отверстие или отверстия имеют форму
длинных узких спиральных щелей, поперечное сечение которых касательно к вихревой камере, причем
направление спирали совпадает с направлением вращения воздуха, например, правое для вращения воздуха
по часовой стрелке, если смотреть с задней стороны горелки.
Вихревое сужение может иметь любую желаемую форму, но предпочтительно представляет собой
коническое сужение на 90 градусов с радиусом, соединяющим сужение с цилиндрической частью; такая
форма удобна для изготовления.
Изобретение будет описано далее на примере одного из вариантов конструкции, в котором пропорции горелки
для достижения максимального разрежения струи указаны в зависимости от большего диаметра D вихревой
камеры i00 или приблизительно от него.
Согласно данной конструкции, корпус горелки 414756 включает цилиндр, соединенный с подачей воздуха, и
внутри указанного цилиндра вращающуюся перфорированную втулку, которая выступает из него и
заканчивается в сопле горелки способом, описанным в описании вышеуказанной заявки.
Задний конец гильзы закрыт коротким цилиндрическим основанием, которое выступает вдоль оси корпуса
топливоструйного сопла.
Вокруг корпуса топливоструйного двигателя расположена вихревая камера, которая в задней части опирается
на цилиндрическое основание, а в передней — на перфорированный диск, вставленный в гильзу.
В области меньшего диаметра сужения в вихревой камере предусмотрена параллельная трубка,
заканчивающаяся раструбом. Предпочтительно, указанный меньший диаметр составляет 0,477D, а длина
трубки — 2,34D), радиус в раструбе равен 0,427D, а диаметр отверстия — 0,688D.
Из передней части втулки выступает полый усеченный конический элемент, который совпадает с
параллельной трубкой, от которой он отстоит на относительно небольшое расстояние.
Диаметр корпуса топливной струи предпочтительно увеличивается в точке начала вихревого сжатия или
вблизи нее. Это выталкивает воздух наружу и усиливает центробежный эффект в вакууме.
Затем корпус струи может сужаться — равномерно или приблизительно — на небольшом расстоянии от
своего конца, при этом последняя часть предпочтительно сужается под гораздо меньшим углом. —
Наилучшие пропорции струи были определены как 0,5921) при увеличенном диаметре, который обтекается от
меньшего диаметра 0,273D).
От увеличенного диаметра он сужается к концу до значения 0,045D, причем на последнем участке сужение
происходит под меньшим углом.
Было установлено, что вихревое сужение на 900 градусов с струйным сужением на 229 градусов и 5 градусов
на крайнем конце дает очень хорошие результаты, но не утверждается, что оно является необходимым для
высокой эффективности, поскольку небольшое изменение указанных размеров, сопровождаемое
соответствующими изменениями в других направлениях, может дать столь же хорошие результаты.
Точное осевое положение струи относительно вихревого сужения имеет большое значение и может быть как
немного впереди, так и немного позади нее в зависимости от размеров и формы конкретной горелки. В
горелке указанных размеров было установлено, что наилучшие результаты достигаются при расположении
конца струи 65.091D спереди.
Подача воздуха регулируется поворотом рукава. Большая часть воздуха проходит через тангенциальные
винтовые щели в вихревую камеру и мимо струи, где образующийся вихрь имеет наибольшую степень
вакуума, а затем, смешиваясь с распыленным маслом, поступает в сопло горелки.
Часть воздуха проходит через перфорированный диск, поддерживающий вихревую камеру, вдоль постепенно
сужающейся оболочки, образованной между трубкой и усеченной конической частью корпуса горелки, пока не
достигнет конца сопла, где пространство очень ограничено, так что он выбрасывается с очень высокой
скоростью, в результате чего любое масло на стенке трубки сдувается.
Подача топлива может регулироваться путем подачи пузырьков воздуха в масляную струю, предпочтительно
вблизи ее выходного отверстия. Воздух всасывается из атмосферы. Например, отверстие струи может быть
слегка расширено для размещения тонкой длинной трубки, один конец которой закреплен в пробке в
цилиндрическом основании, а другой конец заканчивается немного перед концом струи под углом 90°; при
этом отверстие сужается, оставляя лишь очень маленькое отверстие. Пробка просверлена аксиально и
снабжена игольчатым клапаном микрометра, при этом вдоль микрометрического винта образована канавка, а
между микрометрической регулирующей головкой и пробкой оставлен небольшой зазор под углом 95°,
позволяющий воздуху проходить мимо игольчатого клапана и, следовательно, внутрь тонкой трубки. В
качестве альтернативы, трубу можно проложить от основного источника воздуха непосредственно к
игольчатому клапану, и указанные выше зазоры отпадают.
В горелке указанных выше пропорций соотношение топливо-воздух практически постоянно и остается равным
105 при низком давлении, когда отрицательный напор сводится к минимуму. Небольшое расхождение в
соотношении, однако, может быть исправлено путем подачи воздуха к топливной форсунке через указанную
выше трубку или патрубок J10, подключенный к основной системе подачи воздуха. Это приводит к
увеличению соотношения воздуха и топлива в форсунке пропорционально разрежению при низкой мощности
горелки, что обусловлено повышением давления воздуха в основном источнике подачи в результате
уменьшения его количества. Это предотвращает обогащение смеси при низкой мощности горелки, поскольку,
хотя смесь в сопле имеет тенденцию к обогащению, одновременно увеличивается основное давление подачи
воздуха из-за противодавления в регуляторе, и это повышенное давление воздуха может быть использовано
для увеличения подачи воздуха (пропорционально разрежению) в сопло, тем самым уменьшая подачу
топлива до необходимого количества и стремясь поддерживать соотношение постоянным.
В описанной выше конструкции горелки количество вторичного воздуха практически сводится к небольшому
остатку исходного воздуха (130 414,756), однако это количество может изменяться в зависимости от
требуемых условий горения. В описанной выше схеме небольшое количество остаточного воздуха выходит с
высокой скоростью, что приводит к образованию короткого пламени с широким углом расхождения.
Увеличивая площадь кольцевого отверстия, через которое подается вторичный или остаточный воздух,
можно получить длинное пламя с малым углом расхождения.
Преимущество использования минимального количества остаточного воздуха заключается в том, что
основная часть используемого воздуха концентрируется при формировании вихря, обеспечивая тем самым
максимальное разрежение в топливной струе. Следовательно, если позволяют условия, для подачи
вторичного воздуха предпочтительно использовать узкое кольцевое отверстие.
Пропорции и форма вихревой камеры и топливной струи, описанные выше, также применимы к горелке,
использующей топливо, отличное от жидкого.
Дата: 16 сентября 1933 года.
Для заявителя:
HER.BERT HIADIDAN & Co., дипломированные патентные поверенные, 31 и 32, Бедфорд-стрит, Стрэнд,
W.C.2, Лондон, и 32, Грейнджер-стрит, Вест, Ньюкасл-он-Тайн, 1.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования, относящиеся к горелкам для сжигания жидкого, измельченного или коллоидного
топлива.
Я, Уильям Фредерик Уилтшир, проживающий по адресу: 161, Бирмингемский заводской центр, Кингс-Нортон,
Бирмингем, Англия, гражданин Великобритании, настоящим заявляю о характере данной инвестиции и о том,
каким образом она должна быть осуществлена, что будет подробно описано и установлено в следующем
заявлении:
Данное изобретение относится к топливным горелкам для сжигания жидкого, измельченного или коллоидного
топлива.
Целью изобретения является создание горелки, которая позволит обойтись без подачи топлива под
давлением или самотеком. Другая цель состоит в том, чтобы обеспечить единое средство управления, работа
которого регулирует подачу воздуха и включает или отключает подачу топлива. Ещё одной целью является
создание горелки с блоком управления, в которой соотношение компонентов смеси остаётся постоянным.
Ещё одной целью является создание горелки, которая была бы полностью безопасной и исключала
возможность утечки даже в случае, если оператор не выполнил какие-либо необходимые действия.
Было предложено создать горелку для жидкого топлива, включающую центральную топливную струю в
камере, в которую воздух подается через тангенциальные отверстия, создавая таким образом вихрь. В
некоторых случаях отверстия топливных струй имели радиальную форму и, следовательно, находились за
пределами наиболее сильной части вакуумной зоны.
В другом варианте кольцевой воздушный канал и отверстие топливной струи были концентричны, но имели
практически одинаковую площадь, при этом и воздушный канал, и струя заканчивались на сопле горелки, так
что любой вакуум, создаваемый вихрем, оказывал бы очень незначительное воздействие на топливо из-за
относительно большой массы последнего и положения воздушного канала и струи 65.
Согласно изобретению, корпус горелки содержит внутреннюю или вихревую камеру, которая сужается до
вихревого сужения, в которое выбрасывается центральная 70-осевая топливная струя таким образом, что
отверстие топливной струи расположено на вихревом сужении или вблизи него и соосно с ним, при этом
указанная камера закрыта на конце, через который выбрасывается струя, но открыта 75 на другом конце, в то
время как конец вихревого сужения и отверстие топливной струи расположены в точке, удаленной от
выходного отверстия горелки.
Сходящаяся часть вихревой камеры 80 может иметь равномерное сужение, параболоидную форму, форму
Вентури или любую другую подходящую форму.
Изобретение будет описано в качестве примера со ссылкой на 85 прилагаемых чертежей, на которых:
Рис. 1 представляет собой продольный разрез конструкции, работающей от одной системы подачи воздуха.
Рис. 2 представляет собой фрагментарный план объекта 90, изображенного на рис. 1.
На рис. 3 представлен поперечный разрез, выполненный по линии III-III на рис. 1.
На рис. 4 представлен продольный разрез альтернативной формы топливной струи. 95 На рис. 5 представлен
вид, аналогичный рис. 4, но изображающий другую форму струи.
На рис. 6 представлен продольный разрез альтернативной формы горелки, описанной в работе 100, в которой
используются два источника подачи воздуха или один источник воздуха и один источник пара низкого
давления.
На рис. 7 представлена схематическая проекция, демонстрирующая способ подачи 414 756 единиц топлива
для горелки управления установкой.
На рис. 8 представлена схематическая иллюстрация в разрезе аппарата для подъема топлива при работе
горелки с отрицательным напором.
На рис. 9 представлен продольный разрез вакуумного редукционного клапана.
На рис. 10 представлен продольный разрез обратного клапана для воздуха и топлива, предназначенного для
использования при отрицательном напоре топлива.
На рис. 11 представлен вид, аналогичный рис. 10, альтернативной формы обратного клапана.
На рис. 12 представлен вид, аналогичный рис. 8, альтернативного устройства для подъема топлива.
На рис. 13 показана модификация рис. 8.
На рис. 14 показана модификация рис. 12.
Обращаясь более подробно к рис. 1-3, следует отметить, что основной корпус горелки включает цилиндр 1,
соединенный с подачей воздуха (не показан), и внутри указанного цилиндра вращающуюся перфорированную
втулку 2, которая выступает из него на небольшое расстояние. Выступающая часть втулки 2 имеет фланец,
направленный внутрь в точке 2a, образуя упор, который прилегает к выступу 3a на сужающейся трубе 3,
причем выступ 3a представляет собой посадку, обеспечивающую вращение втулки 2.
Другой конец гильзы 21 имеет фланец 2b, который прилегает к поверхности корпуса горелки 1; этот конец
гильзы закрыт коротким цилиндрическим основанием 4, которое также имеет в нем резьбовое соединение.
Указанное основание 4 является неотъемлемой частью корпуса 5 топливоструйного двигателя. Вокруг
корпуса топливной форсунки 5 расположена вихревая камера 6, включающая в себя щелевую трубку 7,
задний конец которой выполнен в виде насадки на выступ 4a на основании 4, а передний конец расположен в
виде запрессовки в углубление в трубке 3.
В наружной части трубки 7 расположен сужающийся элемент 8, выполненный в виде посадки с натягом в
углублении трубки 7, внутренняя стенка которого сужается на определенное расстояние, при этом в точке
наименьшего диаметра он принимает цилиндрическую форму. Внешняя часть элемента 8 имеет углубление
для размещения параллельной вихревой удлинительной трубки 9, которая заканчивается раструбом.
Приведенные ниже размеры указаны относительно большего диаметра D вихревой камеры 6 или
приблизительно такого же диаметра. Диаметр вихревого сужения или диаметр трубки 9, расширяющей вихрь,
предпочтительно составляет 0,477D, а расстояние от внешнего конца трубки 9 до начала вихревого сужения,
т.е. расширения вихря, составляет 2,34D, при этом радиус в раструбе составляет 0,427D, а диаметр
отверстия — 0,688D.
Наружный конец сужающейся трубки 3 заканчивается практически в той же плоскости, что и трубка для
удлинения вихря, и может включать в себя сопло горелки, но предпочтительно он имеет углубление для
размещения трубки для удлинения сопла 10, имеющей короткий острый внутренний сужение 10a на своей
внутренней стенке вблизи наружного конца трубки 9, с целью отклонения топливной струи к центру и, таким
образом, обеспечения более равномерного распределения частиц топлива. Сужение в точке 10a может
сходиться в точке 10b, образуя небольшое сужение Вентутри, что приводит к увеличению потока воздуха
через вихрь и, следовательно, к улучшению разрежения струи.
Воздух подается к горелке через канал 1a, интегрированный в корпус горелки и имеющий фланец для
крепления к соответствующему фланцевому соединению 11, закрепленному на подаче воздуха. Для
управления агрегатом предпочтительно предусмотрена поворотная заслонка 12 в соединении 11, при этом
указанная заслонка приводится в действие рифленой головкой 13 на штоке заслонки 14. Отверстие 1a
сходится, как показано на рис. 3, направляя воздух тангенциально в кольцевое пространство 15 между
вращающейся втулкой 2 и вихревой трубкой 7, при этом в управляющей втулке 2 образован управляющий
порт 2c обтекаемой формы. Рукоятка 16 на фланце 2b служит для управления втулкой 2.
Тангенциальные входные отверстия 7a расположены внутри и вокруг трубки 7 для сообщения с вихревой
камерой 6, а отверстия 7b сообщаются с трубкой 3.
Отверстия 7a представляют собой длинные узкие щели, расположенные параллельно оси горелки, при этом
наружные отверстия этих щелей расширены на передних кромках, так что скорость воздуха, выходящего из
внутренних отверстий отверстий 7a, достигает максимума. Общая площадь портов 7a предпочтительно
составляет 0,618Ds.
Диаметр корпуса топливной струи 5 предпочтительно увеличивается в точке 5a в месте начала вихревого
сжатия j10 или вблизи него.
Это выталкивает воздух наружу и усиливает центробежный эффект в вакууме. Корпус струи 5 может затем
равномерно или приблизительно сужаться на небольшом расстоянии от своего конца, причем последняя
часть предпочтительно сужается под гораздо меньшим углом и включает в себя закаленный стальной
ниппель 17. Наилучшие пропорции струи были найдены равными 0,592D при увеличенном диаметре, который
обтекается от меньшего диаметра 0,273D. От увеличенного диаметра она сужается к концу до 0,045D, причем
последняя длина 125 сужается под меньшим углом. Было обнаружено, что вихревое сужение 20 с сужением
струи 22 и 5 на крайнем конце, как показано, например, на рис. 6, дает очень хорошие результаты, но не
утверждается, что они являются существенными для высокой эффективности, поскольку небольшое
изменение указанных размеров, сопровождаемое соответствующими изменениями в других направлениях,
может дать столь же хорошие результаты.
— Точное положение струи относительно зоны сужения вихря имеет большое значение. Благодаря
расположению вихревого сужения в точке пересечения конического выступа сужающего элемента 8 и
параллельного отверстия вихревой удлинительной трубки 9, положение струи может быть либо немного
впереди, либо немного позади нее в зависимости от размеров и формы конкретной горелки.
Масло подается в осевое отверстие 5b в корпусе топливной форсунки 5 через радиально-наклонный канал 4b
в основании 4 и короткую изогнутую трубу 18, которая ведет к гнезду lb (рис. 2) на внешней стороне корпуса
горелки 1, причем гнездо lb имеет вертикальное отверстие lc, с которым сообщается труба 18, и в которое
ввинчивается масляное соединение 19, имеющее обратный клапан 20.
Труба 18 крепится в раструбе lb с помощью сальниковой гайки 21 (рис. 2), которая прижимается к сальнику 22
и, таким образом, зажимает трубу 13 по окружности. Это соединение также служит для поддержания
-основания 4, рукава! и другие сопутствующие детали в сборе с корпусом горелки 1, поскольку, просто
ослабив гайку 21, основание 4 и связанные с ним детали могут быть отведены аксиально от корпуса 1. В
качестве альтернативы обратный клапан может быть установлен в другой точке маслопровода.
С внешней стороны основания 4 расположен осевой цилиндрический патрубок 23 с осевым отверстием 23а.
Отверстие 23a сужается в точке, расположенной около его внутреннего конца, для размещения длинной
полой струйной иглы или воздухозаборной трубки 24, внешний конец которой закреплен в микрометрическом
винте 25, а внутренний конец заканчивается в точке, прилегающей к ниппелю 17. Игла или воздухозаборная
трубка 24 и винт 25 установлены герметично в гнезде 23 с помощью сальников -26, 27. Диаметр трубки 24
предпочтительно должен быть как можно больше, чтобы обеспечить подачу большого количества воздуха в
топливоподъемную трубу. В конструкции, показанной на фиг. 1, в гнездо 23 ввинчен соединитель 28,
сообщающийся с его отверстием 23а, причем указанный соединитель предназначен для соединения через
обратный клапан 29 с гибкой вакуумной трубой 30 (далее именуемой ).
-60. Работа горелки осуществляется следующим образом: для запуска горелки втулка 2 поворачивается с
помощью рукоятки 16 до тех пор, пока порт 2c не окажется в полностью открытом положении, показанном на
рис. 3, а в случае управления блоком клапан 12 открывается. Часть воздуха проходит через тангенциальные
щели 7a в вихревую камеру 6. Поступающий таким образом воздух закручивается с вращательным
движением, одновременно проходя вперед к внутреннему концу вихревой камеры 6.
При этом его тангенциальная скорость увеличивается за счет сужения вихревой камеры до меньшего
диаметра.
Таким образом, внутри вихревой камеры создается свободный вихрь или набор условий, аналогичных 75.
Увеличение скорости воздуха из-за уменьшения диаметра приводит к увеличению центробежной силы в этой
точке, создавая таким образом область низкого давления вдоль оси вращения, причем это давление ниже
атмосферного. Это создает разрежение в масляной струе, которая соосна с вихрем и заканчивается в
области сужения вихря или вблизи нее, и, следовательно, находится в области самого низкого давления.
Таким образом, масло откачивается из струи 5 путем всасывания и распыляется под действием
центробежной силы. 90 Распыленное масло в виде струи подается вперед через горловину вихревой камеры
6.
Остаток воздуха проходит через щели 7b (которые могут быть радиальными или тангенциальными) около
внутреннего конца трубки 7 вдоль постепенно сужающейся оболочки, образованной между трубкой 3 и
вихревой трубкой 9, пока не достигнет конца трубки 9, где пространство очень ограничено, так что воздух
выбрасывается с очень высокой скоростью t00, преодолевая ограничение 10a в трубке 10, а любое масло на
стенке трубки сдувается, распыляется и сближается, при этом сужение Вентури 10b 05 дополнительно
увеличивает скорость смеси, которая в конечном итоге выходит из конца удлинительной трубки 10.
В горелке указанных выше пропорций соотношение топливо-воздух практически постоянно при низком
давлении воздуха, когда отрицательный напор сведен к минимуму. Небольшое расхождение в соотношении,
однако, может быть исправлено путем подачи воздуха в топливную форсунку с помощью гибкой вакуумной
трубки tt5 30, соединенной с основным воздухозаборником под клапаном 12. Это приводит к увеличению
соотношения воздуха и топлива пропорционально всасыванию при работе горелки на низкой мощности, что
обусловлено повышением давления воздуха в магистральной сети в результате уменьшения его количества.
Это предотвращает обогащение смеси при низкой мощности горелки, поскольку, хотя смесь на форсунке
стремится стать обогащенной, одновременно увеличивается давление основного воздуха из-за
противодавления в регуляторе, и это повышенное давление воздуха может быть использовано для
увеличения подачи воздуха (пропорционально всасыванию) в сопло, тем самым уменьшая подачу топлива до
необходимого количества и стремясь поддерживать постоянное соотношение.
Описанные выше пропорции и форма вихревой камеры и топливной струи также применимы к горелке,
использующей топливо, отличное от жидкого, например, измельченное или коллоидное топливо, но не газ.
Благодаря частичному вакууму, создаваемому вихрем, масло может всасываться непосредственно из
основного резервуара, расположенного ниже уровня горелки. В конструкции, показанной на рис. 1, корпус
струи приспособлен для работы с таким отрицательным напором масла, при этом масло поднимается с
помощью вакуумной трубы 30, которая сообщается с воздухозаборной трубкой 24 через отверстия 24а в ней.
Затем поднятое масло втягивается в сопло через канал 4b. Способы сбора средств будут более подробно
описаны далее. Выход воздуха из воздухозаборной трубки 24 нагнетает цилиндрическую пленку масла в
вихревую трубку 9. Для управления агрегатом вакуумная трубка 30 и обратный клапан 29 отсутствуют, а
воздух забирается непосредственно из атмосферы или из источника давления под дроссельным клапаном 12,
при этом микрометрический винт 25 используется для первоначальной регулировки подачи топлива.
В альтернативном варианте струи, показанном на рис. 4, воздухозаборная трубка 24 не регулируется, а
регулировка подачи топлива осуществляется с помощью клапана 31 в топливопроводе.
В варианте, показанном на рис. 5, предназначенном для управления агрегатом или при небольшом
отрицательном напоре без подачи воздуха для подачи топлива, входная трубка 24 открыта на своем внешнем
конце и образует посадочное место для микрометрически регулируемого игольчатого клапана 32, при этом
атмосферный воздух поступает через отверстие 23b в гнезде 23, так что подача топлива регулируется путем
регулирования подачи воздуха.
Обращаясь к дальнейшей модификации средств управления подачей топлива, показанной на рис. 6 и
адаптированной для использования с отрицательным напором масла, следует отметить, что конструкция
аналогична показанной на рис. 5, с той разницей, что игольчатый клапан 32 прилегает к седлу 33,
расположенному на некотором расстоянии от конца воздухозаборной трубки 24, для размещения соединения
28, а обратный клапан 29 и вакуумная трубка 30 выполнены так же, как на рис. 1. Такая схема обеспечивает
дополнительный контроль посредством атмосферного воздуха.
На рис. 6 показана еще одна конструкция горелки, аналогичная описанной со ссылкой на рис. 1, но
отличающаяся – помимо уже описанного способа подключения топлива – тем, что предусмотрен отдельный
источник вторичного воздуха, который может быть предварительно нагрет, а для создания вихря может
использоваться как воздух, так и пар.
Согласно данной конструкции, втулка 2 и сходящаяся трубка 3 выполнены как единое целое, при этом во
втулке 2 образовано дополнительное отверстие 2d для управления каналом вторичного воздуха Id в корпусе
горелки 1, при этом вихревой воздух или пар и 70 вторичный воздух поддерживаются раздельными с
помощью перегородки 34 с отверстиями, которая плотно прилегает к основанию 4. В остальном принцип
работы горелки аналогичен описанному в пункте 75 на рис. 1.
Турбулентность вторичного воздуха может быть обеспечена путем его подачи через тангенциальный
патрубок. Вращение воздуха может происходить в любом направлении относительно вихря, в зависимости от
требуемого типа пламени.
В вышеуказанных случаях вторичный воздух может подаваться либо принудительно, либо путем индукции; в
последнем случае, и если он не предварительно нагревается, 85 он может забираться непосредственно из
атмосферы к горелке.
(1) обеспечивая пропорциональность подачи вихревого воздуха и вторичного воздуха, например, путем
подачи их через одни и те же регулирующие порты или отдельные порты, расположенные таким образом,
чтобы обеспечить постоянное соотношение; (2) уменьшая отрицательный напор на сопловом отверстии до
минимума, например, 1/2J, так что его влиянием на скорость истечения через сопловое отверстие можно
пренебречь, и поддерживая указанный напор постоянным, например, путем забора топлива из бака с
постоянным уровнем топлива; (3) поддерживая вязкость топлива постоянной, например, путем
автоматического регулирования температуры, и (4) не подавая воздух к топливу, если оно не имеет
постоянной температуры; скорость истечения топлива будет прямо пропорциональна весу воздуха,
проходящего через горелку. Это обеспечит постоянное соотношение топлива и воздуха по весу при любой
регулировке воздушного регулятора, так что от топливного регулятора как такового можно полностью
отказаться. Воздушный регулятор может управляться температурой печи, что делает работу горелки
полностью автоматической.
Таким образом, управление и регулировка нескольких горелок может осуществляться одним дистанционным
воздушным клапаном ii5 либо вручную, либо автоматически. Преимущество этой системы заключается в том,
что постоянное соотношение воздуха и топлива сохраняется по весу, что позволяет предварительно
подогревать подаваемый воздух, при этом степень предварительного подогрева никоим образом не влияет на
соотношение компонентов смеси по весу.
При такой конструкции обратный клапан 20 может быть исключен. При желании можно включить подачу
воздуха! Регулировка осуществляется путем изменения скорости двигателя 125, приводящего в движение
вентилятор, а не путем управления воздушным клапаном.
На рис. 7 представлена схематическая схема, демонстрирующая способ подачи масла к горелке, работающей
с управлением от блока. Согласно данной схеме (30 414,756 414,756), масло подается в небольшой
вспомогательный резервуар 35 через поплавковый клапан 36, отрегулированный таким образом, чтобы
поддерживать уровень масла на той же высоте или немного ниже, чем масляная струя в горелке 1, к которой
масло подается по трубе 37, которая также может вести к другим горелкам; атмосферный или сжатый воздух
втягивается в горелку через воздухозаборник 28. При такой конструкции обратный клапан 20 не требуется.
Для подачи масла в отрицательном направлении можно использовать схемы, показанные на рис. 8, 12, 13 или
14.
Обращаясь сначала к рис. 8, 38 представляет собой основной резервуар для хранения, а 39 — закрытый
вспомогательный или отдельный резервуар, расположенный над резервуаром 38. Топливоподъемная труба
40 ведет от бака 38 к баку 39 и заканчивается выше основания бака 39, примерно на середине его высоты, в
то время как переливная труба 41 имеет свой верхний конец на одном уровне с переливной трубой 40.
Верхние концы труб 40 и 41 находятся примерно на одном уровне с форсункой или немного выше, чтобы
облегчить подачу масла к горелке.
Вдоль трубы 40 установлены обратные клапаны 42 для воздуха и масла. От точки, расположенной выше
уровня масла в сепараторном баке 39, отводится вакуумная труба 43, которая подводится к горелке 1 для
соединения с ее вакуумной трубой 30; в то время как от основания бака 39 подводится маслоподающая труба
44 к маслоподающему патрубку 19 горелки 1. В точке выше или ниже уровня масла в баке 839 расположен
вакуумный редукционный клапан 4.5, который может представлять собой простой шаровой клапан, как
показано на рис. 9, при этом шар 46 прижимается пружиной 47 к регулируемому седлу 48, открывающемуся в
атмосферу, так что поворот седла 48 регулирует степень атмосферного давления, необходимого для
перемещения шара 46 с его седла.
При такой конструкции частичный вакуум, создаваемый в вихревой камере, затягивает воздух через трубы 30'
и 43, вызывая тем самым частичный вакуум в сепараторной камере 39. В результате масло затягивается в
трубу 40 через клапаны 42, расположенные ниже уровня масла в резервуаре 38, а воздух — через клапаны
42, расположенные выше уровня масла. Таким образом, масло поднимается сплошным столбом до тех пор,
пока не достигнет самого нижнего клапана 42 над уровнем масла, где благодаря поступающему воздуху оно
насыщается кислородом, в результате чего вес масла на единицу высоты значительно уменьшается.
По этой причине чем больше клапанов (42), тем меньше будет собственный вес масла, и, следовательно, тем
меньше потребуется вакуума.
Нагретое масло вытекает из трубы 40 пенистой струей и заполняет резервуар 39 до тех пор, пока не будет
достигнут уровень переливной трубы.
Масло оседает в резервуаре и отделяется от воздуха, который затем отводится через вакуумную трубу 48 к
горелке 1. Для предотвращения попадания масла в трубу 43 на ее конце предусмотрена сетка 70 или другой
защитный экран 389a. Осевшее масло самотеком и всасыванием поступает по трубе 44 к горелке 1, где оно
снова соединяется с воздухом в топливной струе или на достаточном расстоянии 75 от нее, чтобы обеспечить
постоянный расход топлива.
Редукционный вакуумный клапан 45 служит для увеличения подачи воздуха к горелке, когда вместе с
топливом поступает недостаточно воздуха, что происходит, когда уровень топлива в баке 38 высок, так что
большинство клапанов 42 закрыты, и, таким образом, воздух не поступает через них.
Таким образом, редукционный вакуумный клапан 45 предотвращает недостаток масла в горелке из-за
собственного всасывания и, следовательно, облегчает подачу масла к нескольким горелкам.
Клапаны 42 представляют собой единый комбинированный клапан, включающий обратный клапан 90 любой
желаемой формы, имеющий в седле клапана одно или несколько воздухозаборных отверстий, сообщающихся
с воздуховодом или коллектором, который может окружать масляный канал под седлом клапана и который
сообщается с атмосферой.
На схеме, показанной на рис. 10, 49 представляет собой корпус клапана, который также служит
соединительным элементом для соединения отрезков топливоподъемной трубы 40. Седло клапана включает
в себя втулку 50, которая плотно входит в корпус клапана 49 и опирается на верхнюю часть нижней части
трубы 40. Вблизи верхнего конца втулки 50 образована кольцевая канавка 50a, от которой к канавке 50a к
седлу клапана 105 отходят наклонные каналы 50b, причем клапанный элемент 51 предназначен для
установки на указанное седло и, таким образом, герметизации каналов 50b. Канавка 50a также сообщается
через канал 1it0 49a с атмосферой; при желании канал 49a может регулироваться регулируемым игольчатым
клапаном 52, или же игольчатый клапан может быть заменен, и воздуховод 49a будет вести непосредственно
в атмосферу. Ограничитель 115 53 ограничивает движение клапана 51 вверх.
Обратный клапан такого типа имеет то преимущество, что воздух поступает только тогда, когда горелка
работает и клапан 120 51 поднят со своего седла. Как только горелка выключается, обратный клапан 51
закрывается, закрывая при этом воздухозаборные отверстия или каналы 50b в седле клапана 50, тем самым
предотвращая попадание воздуха 125 в маслопровод 40 или утечку масла из него (в зависимости от
положения воздушного клапана относительно обратного клапана), что произошло бы, если бы
воздухозаборные отверстия 506 не были закрыты. 130 414,756 В конструкции, показанной на фиг. 11,
предусмотрены отдельные масляный и воздушный клапаны, при этом седло 50 выполнено гладким и
является цельным элементом корпуса клапана 49, а запорный клапан 53 имеет отверстие, которое, с одной
стороны, через каналы 53a сообщается с трубой 40, а с другой стороны, с подпружиненным обратным
клапаном 54, установленным на клапанном седле, расположенном в гнезде 55, привинченном к удлинителю
внешней поверхности запорного клапана 53.
В схеме, показанной на рис. 12, основной резервуар 38 имеет основание на уровне пола, а разделительный
резервуар 39 расположен немного выше уровня горелки, как показано на рис. 8. Разделительный бак 39
показан внутри резервуара таким образом, что при высоком уровне масла он оказывается погруженным.
Для компенсации недостатка воздуха из-за погружения клапанов 42 в трубе 30 предусмотрен трехходовой
кран 55, который открывает горелку только в атмосферу, когда бак 39 погружен; а для предотвращения
попадания масла в трубу 43, когда вакуумный редукционный клапан 45 погружен, в трубе 43 предусмотрен
кран 56, который закрывается, когда клапан 45 погружен.
При такой конструкции, когда имеется положительный напор масла, кран 56 закрывается, так что
сепараторный бак как таковой отключается, а кран 55 открывается для забора воздуха из атмосферы. Когда
уровень масла падает до отрицательного давления, кран 56 открывается, а кран 55 поворачивается для
соединения горелки с сепаратором, при этом поток топлива происходит, как описано со ссылкой на рис. 8.
Обращаясь к рис. 13 и 14, вместо того чтобы располагать сепараторный бак 39 рядом с баком или внутри
него, топливоподъемная труба 40 может быть направлена в вертикальную трубу 57, сообщающуюся через
трубу 58, ведущую непосредственно или через сифон к основанию бака 38, в то время как переливная труба
41 ведет непосредственно к трубе 58. В случае положительной головной части, как показано на рис. 14, трубка
57 имеет вентиляционную трубку 59, ведущую вверх до уровня выше верхнего уровня топлива.
Эффект отрицательного напора можно уменьшить, закрыв основной резервуар подачи воздуха от атмосферы
и повысив давление в нем выше атмосферного с помощью трубопровода, соединяющего его с основным
воздухонагревателем, подаваемым к горелкам.
Применение этого метода на установке, где самый нижний уровень масла в основном резервуаре подачи
создает лишь небольшой отрицательный напор, позволяет отказаться от сепараторного бака с подачей
воздуха для подъема топлива.
Наилучшим образом подача воздуха в топливоподъемную трубу осуществляется как можно ближе к уровню
топлива в основном топливном баке, так что в случае значительных колебаний отрицательного напора
целесообразно закрыть воздухозаборники обратных клапанов подачи воздуха таким образом, чтобы в
рабочем состоянии оставался только один клапан, а именно тот, который расположен в самой нижней точке
над уровнем топлива. 70 Это может быть сделано путем подачи воздуха к каждому клапану 42 через кран,
расположенный в доступном месте и соединенный с клапаном с помощью трубы, или же воздухозаборники
клапанов 42 могут автоматически закрываться 75 с помощью поплавков 60, как показано на рис.
10- и 11, за исключением того, у которого поплавок покоится на поверхности топлива.
Соседние файлы в папке патенты