Дек 10 2010

Горелка 4155700

Category: Всяко разно..,Патенты Babingtongizmaz @ 10:36 дп

Улучшение горелки, специально приспособленные для внутреннего использования и с возможностью записи видов топлива, таких как топливо и как с чрезвычайно высокой эффективностью и низким уровнем загрязненности выход состоит из пары одинаковых главы спрей, в каждом из них сферической пленум, на котором топливо текли для распыления, распылительные головки сбрасываются в конце пламени трубку, которая в свою очередь находится в доменной трубы, сказал распылительные головки дальнейшего будучи расположены симметрично по отношению к оси трубки и пламени и взрыва трубы и под углом расположены относительно друг к другу котором спрей выход из распылительные головки создает турбулентность внутри жаровой трубы, что распространения фронта пламени внутри трубки можно легко контролировать и которой топливо может быть легко воспламеняться от искры типа ЗУ, который расположен по центру между распылительные головки. пленума имеет один или несколько отверстий, через которые распыляя газ передается для создания брызг, и порты доступа воздуха так, расположенных в пламени трубку так, что практически полное сгорание топлива осуществляется.
Claim: Претензия: Having described a preferred mode of practicing the invention, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and changes can be made therein; which modifications and changesfall within the purview of the inventive concept defined by the appended claims wherein what is claimed is: Описав предпочтительного способа осуществления изобретения, это будет очевидным для специалиста в данной области, что различные модификации и изменения могут быть внесены в нем; какие изменения и changesfall в компетенцию изобретательский замысел определяются прилагаемой формулой изобретения котором утверждал, что является:

1. A fuel burner comprising a hollow cylindrical blast tube; a cylindrical flame tube positioned within and coaxially of said blast tube; annular spacer members supporting said tubes in concentric relation to define an annular elongated air passage between said tubes; at least a pair of fuel atomizing heads positioned at one end of said flame tube and forming the atomizing end of saidflame tube and discharging atomized fuel into said flame tube; said atomizing heads including fuel discharge openings disposed so as to discharge atomized fuel in an intersecting path at an included angle of not less than 45.degree. and no more than150.degree.; igniter means disposed between said atomizing heads and having electrodes positioned out of the path of the atomized fuel discharging from said atomizing heads; a perforated firewall having a central aperture closing said one end of saidflame tube, means for admitting air into said flame tube through said central aperture, said igniter being positioned in the center of said aperture, said flame tube having apertures therein at spaced points along its length to emit air in stages intothe interior of said flame tube, one of said annular spacer members being imperforate and being disposed adjacent the flame emitting end of said flame tube between said flame tube and said blast tube, the other of said annular spacer member adjacent theatomizing end of said flame tube having perforations therein for the emission of air therethrough. 1 горелки составе полой цилиндрической трубки взрыва;. Цилиндрическую трубу пламенем расположены внутри и соосно указанного доменного трубки; кольцевой членов Spacer поддержке сказал труб концентрическими соотношение для определения кольцевого удлиненного прохождения воздуха между сказал труб, по крайней мере пару распыления топлива главы расположены на одном конце трубки сказал пламени и формирования распыляя конце saidflame трубки и выгрузки распыленного топлива в трубке сказал пламени; сказал распыляя глав включая топливо сливные отверстия расположены таким образом, чтобы разряд распыленного топлива в пересекающиеся пути на прилежащий угол не менее 45.degree и не более than150.degree;.. воспламенитель средства, расположенный между сказал распыляя головами и с электродами из позиционируется путь распыленного топлива выписки из глав сказал распыления; перфорированной брандмауэр, имеющих центральное закрытие диафрагмы сказал один конец saidflame трубки, средства для допуска воздуха в пламени сказал трубки, через центральное отверстие сказал, сказал воспламенитель позиционируется в центр сказал диафрагмы, сказал жаровой трубы с отверстиями в нем на разнесенных точек по всей его длине на выброс воздуха в этапах intothe интерьер сказал пламени трубку, сказал один из членов кольцевой Spacer время без зубцов и быть расположены рядом с пламенем излучающих конце сказал пламени трубку между сказал пламени трубку и сказал: Труба, другие указанного кольцевого элемента Spacer смежных theatomizing конце сказал жаровой трубы с перфорацией в нем для выбросов воздуха через него.

2. A fuel burner as defined in claim 1 wherein each of said fuel atomizer devices comprises a cup-shaped chamber; a hollow plenum chamber disposed within said cup-shaped chambers; means to discharge the fuel to be vaporized on the exterior ofthe plenum chamber surface; means to provide combustion air to the interior of the plenum chambers, said plenum chamber having a small aperture therein to discharge the air and the atomized fuel through the mouth of the cup chamber and into said flametube. 2 горелки для сжигания топлива, как это определено в п. 1, в которой каждый из указанных устройств топлива форсунка состоит из чашки формы камеры;. Полые камеры пленума, расположенный внутри сказал чашеобразной камер; средства для выполнения топлива, испаряется на внешней камеры пленума ofthe поверхности; средства для обеспечения сгорания воздуха внутри камеры пленума, сказал пленума камеру с малой апертурой в нем разряда воздуха и распыленного топлива через устье Кубка камеру и сказал в flametube.

3. A fuel burner as defined in claim 1 wherein said apertures in said flame tube are disposed in diametrically opposed relation, said one pair of said apertures lying at a relative angle of 90.degree. with respect to the other of said pairs ofapertures. 3. Горелки для сжигания топлива, как это определено в п. 1, отличающийся тем, что отверстия в трубке сказал пламени расположены в диаметрально противоположных отношения, сказал одну пару сказал отверстий, лежащих на относительно угла 90 °. Что касается других указанных пар ofapertures.

4. A fuel burner as defined in claim 3 wherein said one pair of apertures is disposed midway of the length of the flame tube and said other pair of apertures is positioned adjacent the flame emitting end of said flame tube. 4. Горелки по п. 3, в которой говорит одна пара отверстий расположен на полпути от длины пламени трубку и сказал, что другие пары отверстий расположен рядом пламени излучающих конце сказал жаровой трубы.

5. A fuel burner as defined in claim 4 wherein air is emitted into the elongated annular passage defined between said flame tube and said blast tube and is emitted to the interior of said flame tube through said pairs of apertures. 5. Горелки по п. 4, где воздух выбрасывается в удлиненные кольцевой проход определяться сказал пламени трубку и сказал трубки взрыва и поступает в интерьере сказал жаровой трубы через указанные пары отверстий.

6. A fuel burner as defined in claim 1 wherein said atomizing heads are carried by said foraminous fire wall and air is emitted to the interior of said flame tube through said central aperture surrounding said igniter and through saidperforations. 6. Горелки для сжигания топлива, как это определено в п. 1, отличающийся тем, что распыление главы переносятся сказал foraminous стену огня и воздуха поступает в интерьере сказал пламени трубки, через центральное отверстие сказал окружающих сказал воспламенителя и через saidperforations.

7. A liquid fuel burner comprising: 7 жидкого топлива горелки составе.:

a flame tube having an inlet end and an outlet end, жаровой трубы с конца входной и выходной конец,

first means for admitting air into said inlet end of said flame tube to cause said admitted air to flow in a direction along and parallel to the central axis of said tube, and Первое средство для допуска в воздух в впускного отверстия конце сказал пламенной вызывать сказал признал воздуха в поток в направлении вдоль и параллельно центральной оси сказала трубка, и

a plurality of second means located upstream of the outlet end of said flame tube for producing a corresponding plurality of streams of atomized fuel which are angled toward said outlet end and also toward said flame tube central axis so as tointersect substantially at said central axis. множество вторых средства расположены вверх по течению от розетки конце сказал пламени трубку для получения соответствующего множества потоков распыленного топлива, которые расположены под углом к розетке сказал конца, а также в сторону сказал пламенной центральной оси, так как существенно на tointersect сказал центральной оси.

8. The burner of claim 7 which further includes igniter means located upstream of the point of intersection of said fuel streams with the flame tube central axis. 8. Горелки претензии 7, которая дополнительно включает средства воспламенения расположены вверх по течению от точки пересечения сказал топлива потоков с пламенной центральной оси.

9. The burner of claim 7 which further comprises a transverse wall at said inlet end of said flame tube and said first means includes a central aperture in said wall. 9. Горелки претензии 7, которая дополнительно включает поперечные стены на входе сказал конце сказал пламени трубку и сказал первое средство включает в себя центральное отверстие в стене сказал.

10. The burner of claim 9 in which said wall defines a plurality of small apertures spaced radially outwardly of said central aperture and smaller in size than said central aperture. 10. Горелки претензии 9, в котором сказал стены определяет множество малых отверстий расположенных радиально внешне указанного центрального отверстия и меньшего размера, чем сказал центральное отверстие.

11. The burner of claim 9 in which said second means comprises a plurality of fuel atomizing heads, each providing a stream comprising an admixture of fuel and air. 11. Горелки претензии 9, в котором сказал второе средство содержит множество топлива распыляя глав, каждая из которых обеспечивает поток, содержащий примесь топлива и воздуха.

12. The burner of claim 7 which includes further means for admitting additional air into said flame tube at at least one location downstream of said second means. 12. Горелки претензии 7, которая включает в себя дополнительные средства для допуска дополнительного воздуха в трубке сказал пламени хотя бы в одном месте вниз по течению от указанного второго средств.

13. The burner of claim 12 in which said further means causes said additional air to be admitted into said flame tube with a radially inwardly directed velocity component. 13. Горелки претензии 12, в котором сказал, что дальнейшее причин средствами сказал дополнительного воздуха для допуска в указанную пламени трубки с радиально направленный внутрь компоненты скорости.

14. The burner of claim 12 in which said further means admits air into said flame tube at longitudinally spaced locations along said flame tube. 14. Горелки претензии 12, в котором сказал, что дальнейшее средств допускает воздуха в трубке сказал пламени на продольно расположенных местах вдоль сказал жаровой трубы.

15. The burner of claim 14 in which said further means includes apertures in the circumferential wall of said flame tube at each of said spaced locations. 15. Горелки по п.14, в котором сказал, что дальнейшее средств включает отверстий в окружной стены сказал жаровой трубы на каждого из указанных расположенных местах.

16. The burner of claim 15 in which said apertures at the respective successive longitudinally spaced locations are also circumferentially spaced. 16. Горелки по п.15, в котором сказал отверстий в соответствующих последовательных продольно расположенных местах также окружности расположены.

17. The burner of claim 11 in which each said fuel atomizing head includes a chamber supporting therein a fuel atomizing means, an air inlet aperture, and an outlet aperture for atomized fuel and air. 17. Горелка п. 11, в которой каждый сказал топлива распыляя глава включает в себя камеру поддержки в нем топлива распыляя средства, отверстие воздухозаборника и выходного отверстия для распыленного топлива и воздуха.

18. The burner of claim 12 which further includes a blast tube coaxial with and surrounding said flame tube, said further means including means for admitting air into the annular space between said blast tube and said flame tube for admissioninto said flame tube. 18. Горелки претензии 12, которая дополнительно включает в себя коаксиальный взрыва трубы с окружающими и сказал пламени трубку, сказал, что дальнейшее средств, включая средства для допуска воздуха в кольцевом пространстве между указанными взрыва трубку и сказал пламени трубка для admissioninto сказал жаровой трубы.

19. The burner of claim 17 in which each said fuel atomizing means comprises a hollow plenum chamber having a smooth outer surface defining a small through aperture, means for causing the liquid fuel to flow in a thin film over said outersurface and over said aperture, and means for admitting pressurized air into said plenum to exit through said aperture. 19. Горелки по п.17, в котором каждый сказал топлива распыление средств включает в себя полые камеры пленуме с гладкой внешней поверхности определении малых сквозное отверстие, средства за причинение жидкого топлива для потока в тонкой пленке над сказал outersurface и над сказал диафрагмы, и средства для допуска давлением воздуха в пленуме сказал, чтобы выйти через указанные отверстия.

20. The burner of claim 18 which further includes a second transverse wall at the downstream end of said blast tube to close off said annular space between said blast tube and said flame tube so as to force air into said flame tube at locationsupstream of said second transverse wall. 20. Горелки претензии 18, которая дополнительно включает в себя второй поперечной стены на выходном конце сказал Труба, чтобы закрыть сказал кольцевого пространства между указанными взрыва трубку и сказал пламени трубку так, чтобы военно-воздушных сил в указанный пламени трубку locationsupstream указанного второго поперечной стены.

21. The burner of claim 19 wherein each said outlet aperture opens into a discharge horn means for confining the atomized fuel and air leaving each of said chambers and entering the flame tube. 21. Горелки претензии 19 где каждый говорит выходного отверстия открывается в разряд рог средства для удержания распыленного топлива и воздуха, выходящего каждого из указанных камер и ввода жаровой трубы.

22. A liquid fuel burner comprising: 22 жидкость горелки составе.:

a flame tube, жаровой трубы,

means admitting combustion air into said flame tube and for directing said air substantially parallel to the flame tube axis, средства допускающих воздуха в камеру сгорания в пламени сказал трубки и для направления сказал воздуха существенно параллельно оси жаровой трубы,

at least two atomizing heads each positioned to direct atomized fuel along paths which are directed toward each other and into said flame tube and acutely angled relative to the flame tube axis so as to intersect substantially on said flame tubeaxis, по крайней мере два распыления глав каждой возможности для прямого распыленного топлива по путям, которые направлены навстречу друг другу и в трубке сказал пламени и остро угловой по отношению к пламени оси трубки, с тем чтобы существенно пересекаются по заявил tubeaxis пламени,

each said atomizing head including a hollow convexly curved plenum chamber with a small aperture therein, means for flowing the fuel over the exterior surface of the chamber in such manner as to produce a thin film of said fuel at the location ofsaid aperture, and means for pressurizing the hollow interior of said chamber. каждый сказал распыляя головы, включая полый выпукло изогнутая пленума камера с малой апертурой в нем, средства для текущей топлива на внешней поверхности камеры таким образом, чтобы производить тонкую пленку сказал топлива на месте ofsaid диафрагмы, и средства для давления полых внутренних дел указанной камеры.

23. The burner of claim 22 which further includes a blast tube encircling said flame tube so as to define an annular axially elongate air passage between said flame and blast tubes, and a plurality of apertures in said flame tube at stagedlocations along its axial length to permit the entry of air into said flame tube from said annular air passage. 23. Горелки претензии 22, которая дополнительно включает в себя Труба окружения сказал пламенной трубой, с тем чтобы определить кольцевой аксиально удлиненное воздушного коридора между указанными пламени и взрыва трубы, и множество отверстий в трубке сказал пламени на stagedlocations вдоль его осевой длине Разрешение вступления воздуха в пламени сказал трубки из указанной кольцевой проход воздуха.

24. The fuel burner of claim 22 wherein each said atomizing head includes a housing surrounding said plenum chamber, said housing including separate inlet means for the fuel and also for the air to pressurize said plenum chamber and outlet meansfor the atomized fuel, said housing including further air inlet means permitting a flow of air through said housing to commingle with said atomized fuel. 24. Горелки претензии 22 где каждый говорит распыляя глава включает в себя корпус окружающих сказал пленума камеру, говорит, в том числе жилья отдельный вход средства для топлива, а также для воздуха, чтобы давление сказал камеры пленума и выходе meansfor распыленного топлива, говорит, в том числе жилья далее воздуха на входе средства разрешений поток воздуха через сказал жилья смешивать с указанными распыленного топлива.

25. The fuel burner of claim 24 in which each said housing is supported in a chamber which is maintained at a positive static air pressure. 25. Горелки для сжигания топлива по п.24, в котором каждый сказал жилье поддерживается в камеру, которая поддерживается на положительное статическое давление воздуха.

26. The burner of claim 21 wherein said discharge horns are in the shape of truncated cones with their larger diameters affixed to their respective said outlet apertures, said conical horns serving to arrest larger particles in the atomizedfuel. 26. Горелки претензии 21 отличающийся тем, что разряд рогами в форме усеченных конусов с их большего диаметра, проставленный на их соответствующих сказал выходе отверстия, сказал конических рога выступающей на арест крупных частиц в atomizedfuel.

27. The fuel burner of claim 22 in which said atomizing heads are supported on a fire-wall extending transversely of said blast tube and symmetrically disposed relative to the longitudinal central axis of said blast tube, and air inlet meansthrough said fire wall and located substantially on said blast tube axis. 27. Горелки претензии 22, в котором сказал распыляя главы поддерживаются на огонь стенки расширение поперечно указанных трубки взрыва и симметрично расположенных относительно продольной центральной оси сказал взрыв трубы, и meansthrough воздуха сказал стену огня и расположен существенно на указанной оси трубки взрыва.

28. The fuel burner of claim 27 in which said fire wall is in the form of a truncated cone with its large diameter disposed towards the downstream end of said flame tube and wherein said air inlet means is axially aligned through said truncatedportion of the cone. 28. Горелки для сжигания топлива по п.27, в котором сказал пожара стена в форме усеченного конуса с большим диаметром настроены на выходном конце сказал жаровой трубы, причем указанный воздуха означает, аксиально соответствие через указанный truncatedportion конуса.

29. The burner of claim 28 wherein said truncated cone is perforated to allow additional air to penetrate the wall of said cone. 29. Горелки претензии 28 отличающийся тем, что усеченный конус перфорированные для проведения дополнительной воздуха проникать в стену сказал конуса.

30. An oil burner sub-assembly for use with a flame tube for admixing finely atomized oil with air for combustion and providing a flame traveling in the flame tube and generally along the longitudinal axis of the flame tube, said sub-assemblycomprising: 30. Горелки к югу от сборки для использования с пламенной трубой для подмешивания мелко распыленной нефти с воздуха для горения и обеспечение пламени путешествия в пламени трубку и вообще вдоль продольной оси жаровой трубы, говорит, к югу от assemblycomprising:

a plurality of fuel atomizing means, множество топлива распыляя средства,

means supporting said plurality of fuel atomizing means each positioned outwardly of said axis and so supported as to direct respective sprays of atomized fuel and air along paths having directional components extending both parallel to and alsotoward said axis to intersect generally along said axis at a location remote from said supporting means, означает поддержку упомянутого множества топлива распыляя означает, что каждый позиционируется внешне указанной оси и так поддерживается как для прямого соответствующих спреи распыленного топлива и воздуха вдоль путей, имеющих направленные компоненты расширения как параллельно и alsotoward сказал оси пересекаются в целом вдоль указанной оси на месте удаленного из указанной поддерживающие средства,

and means for directing a stream of additional air along said axis in the direction of flame propogation to intersect with the plurality of atomized fuel and air sprays provided by said plurality of fuel atomizing means. и средства для направления потока воздуха вдоль дополнительные сказал оси в направлении пламени Propogation до пересечения с множеством распыленного топлива и воздуха спреи предоставляемых сказал множество топлива распыление средств.

31. The oil burner sub-assembly of claim 30 in which said supporting means defines an aperture for admitting said stream of additional air. 31. Горелки к югу от сборки претензии 30, в котором сказал поддерживающие средства определяет диафрагму для допуска сказал приток дополнительного воздуха.

32. The oil burner sub-assembly of claim 30 in which each said atomizing means includes a hollow plenum chamber having a smooth outer surface defining a small through aperture, means for causing the liquid fuel to flow in a thin film over saidouter surface and over said aperture, and means for admitting pressurized air into said plenum to exit through said aperture to produce a spray comprising an admixture of fine droplets of oil and air. 32. Горелки к югу от сборки претензии 30, в которой каждый сказал распыляя средства включает полые камеры пленуме с гладкой внешней поверхности определении малых сквозное отверстие, средства за причинение жидкого топлива на поток в тонкую пленку на поверхности saidouter и более сказал диафрагмы, а также средства для допуска давлением воздуха в пленуме сказал, чтобы выйти через отверстие сказал производить распыление составе примесью мелких капель нефти и воздуха.

33. The oil burner sub-assembly of claim 32 in which further means associated with each said fuel atomizing means directs a stream of secondary air to flow with and in the same direction as the spray of finely atomized fuel and air produced bythe respective fuel atomizing means. 33. Горелки к югу от сборки претензии 32, в котором дополнительные средства, связанные с каждой из указанных топлива распыляя средства направляет поток вторичного воздуха в поток с и в том же направлении, как брызги тонко распыленного топлива и воздуха производится Байт соответствующего топлива распыляя средства.
Description: Описание: PRIOR ART AND BACKGROUND Уровня техники и КОММЕНТАРИИ

As is well recognized in the industry, there has long been a need to develop and to provide a fuel burning system which is capable of burning a liquid fuel in a very efficient manner and without the side effects of inadequate combustion whichlead to the omission of pollutants into the atmosphere. Как признается в промышленности, там уже давно необходимо разработать и создать систему сжигания топлива, которая способна сжигания жидкого топлива в очень эффективно и без побочных эффектов недостаточной сгорания whichlead на бездействие загрязняющих веществ в атмосферу.

In the case of residential oil burners, the burner must operate with low smoke emissions to prevent sooting of the heat exchanger and objectionably high smoke levels in residential neighborhoods. The result is that large amounts of excess airmust be introduced in the residential combustion process to assure that the burner operates at acceptable smoke levels. В случае жилых горелки, горелка должна работать с низким уровнем выбросов дыма, чтобы предотвратить сажеобразования из теплообменника и objectionably высокого уровня дыма в жилых районах. Результатом является то, что большое количество избыточных airmust быть введены в жилых процесса сгорания для обеспечения , что горелка работает на приемлемом уровне дыма.

It is well known that conventional oil burners burn very differently when they are placed in different type furnaces. This is because of the poor fuel atomization of current high pressure oil burners, which when installed in a furnace, causesome of the oil particles that discharge from the nozzle to be very large. These large particles take time to vaporize and burn and may therefore, fall to the bottom of the combustion chamber without burning. When the combustion chamber is cold, theselarge particles form a puddle in the bottom of the combustion chamber. When the combustion chamber is heated, these large droplets or, in some cases, puddles of fuel, eventually vaporize and burn. Хорошо известно, что обычные горелки горят очень по-разному, когда они находятся в разных печах типа. Это из-за плохого распыления топлива текущего высокого давления горелки, которая при установке в печи, causesome нефтяных частиц, выписки из сопла быть очень большим. Эти крупные частицы потребуется время, чтобы испаряться и записать и поэтому, падают на дно камеры сгорания без горения. Когда камеры сгорания холодна, theselarge частицы образуют лужи в нижней части камеры сгорания . Когда камеры сгорания нагревают, эти крупные капли, а в некоторых случаях, лужи топлива, в конце концов испаряются и сжечь.

There will be more or less puddling or spattering of large particles on the walls of the combustion chamber, depending upon the particular combustion chamber design and the temperature within the firebox. As a result, the combustion chamber orfirebox, in a normal home furnace, acts as an afterburner to burn large particles of fuel because the atomization system in a conventional gun burner cannot by itself adequately atomize the fuel. Там будет более или менее пудлинговое или разбрызгивание крупных частиц на стенках камеры сгорания, в зависимости от конкретных особенностей конструкции камеры сгорания и температуру в топке. В результате, orfirebox камеры сгорания, в нормальной печи дома, акты как форсажной камеры для записи крупных частиц топлива, поскольку распыление системы в обычной горелке пушка может само по себе не достаточно распылить топливо.

An oil burner may be 2-3 times larger than is necessary to provide adequate space heating when it is intended that the same burner shall be used to provide hot water in addition to space heating. When outside temperatures are low and hot waterdemands are high, the burner must be able to satisfy both of these requirements when the demands are at a peak. However, when the demand for heat is low, as in the spring and fall months, and hot water demands are at a minimum, as would be the case atnight, the burner still operates at the same firing rate as it does when heating and hot water demands are high. The only difference is that when the requirements are low, the burner may only stay on for quite short period. This is an inefficient modeof operation since, under these conditions the burner cycles on and off many times so that fuel economy is very low. During this short on cycle with such a burner, the burner cannot achieve smokeless operation, and reasonable efficiency, before thethermostat cuts it off. During «off» cycle, much of the residual heat in the furnace is dissipated to the atmosphere and contributes to increased fuel costs. Горелка может быть в 2-3 раза больше, чем необходимо обеспечить адекватное отопления, когда предполагается, что же горелке, должен использоваться для обеспечения горячей водой в дополнение к отопления помещений. Вне низких температурах и горячей waterdemands высоки, Горелка должна быть в состоянии удовлетворить оба эти требования, когда требования в пике. Однако, когда спрос на тепло низким, как и в весенние и осенние месяцы, и горячей воды требует, как минимум, как и следовало случае atnight, горелки до сих пор работает на том же расходе топлива, как это происходит, когда отопление и горячую воду требования высоки. единственным отличием является то, что, когда требования являются низкими, горелки может только остаться на довольно короткий период времени. Это неэффективно modeof операции, так как в этих условиях горелки циклов включения и выключения много раз так, что экономия топлива является очень низким. За этот короткий по циклу с такой горелки, горелки не может достичь бездымного эксплуатации, а также разумные эффективность, прежде чем thethermostat отрезает его. Во время «от» цикла, большая часть остаточного тепла в печи рассеивается в атмосфере и способствует повышению цен на топливо.

An innovative approach to fuel burners is illustrated in US Pat. No. 3,425,058, issued Jan. 28, 1969, to Robert S. Babington. The burner therein disclosed represents an adaptation of the liquid atomization principles disclosed in US Pat. Nos. 3,421,699 and 3,421,692 issued Jan. 14, 1969, to the same named inventor and his co-inventors in developing the apparatus and method shown in these patents. Инновационный подход к горелки иллюстрируется в патенте США. Количество 3425058, выдан 28 января 1969, Роберт С. Бабингтон. Горелки в нем раскрываются представляет адаптация жидкости принципы атомизации описаны в патенте США. Пп 3421699 и 3421692 выдан 14 января 1969, к тому же именем изобретателя и его коллеги-изобретатели в развивающихся устройство и способ показан на эти патенты.

In brief, the principle involved in the aforementioned patents is that of causing a liquid to be atomized to flow over a surface in a highly stressed state, either due to surface tension or due to the particular configuration given to the surfaceupon which the liquid is discharged. Короче говоря, принцип, участвующих в вышеупомянутых патентах в том, что нанесения жидкости для распыления течь по поверхности в очень напряженном состоянии, либо из-за поверхностного натяжения или в связи с конкретной конфигурации уделено surfaceupon которой жидкость сливается .

The surface upon which the liquid is flowed is generally the outside of a plenum chamber having one or more very small apertures over which the liquid flows in a continuous film. Air is introduced into the plenum and passes through the apertureand thereby causes a phenomena in the film whereby very fine micro-sized particles of the liquid are caused to separate from the film in substantial numbers. Поверхность, на которой жидкость текла, как правило, за пределами пленума камеру с одним или несколькими очень малые отверстия, над которыми потоков жидкости в сплошную пленку. Воздух вводится в пленуме и проходит через apertureand тем самым причины явлений в Фильм которой очень тонкой микро частиц жидкости причиненный отдельно от фильма в значительном количестве.

By such variations as increasing the number of apertures, the configuration given the apertures, the characteristics of the surface, the regulation of the liquid flow, and/or the regulation of the air pressure, it has been found that not only cangreat numbers of micro-sized particles be generated but they can be generated in such density that it is impossible to penetrate the resulting spray with light. По такие изменения, как увеличение числа отверстий, конфигурация данного отверстия, характеристики поверхности, регулирования потока жидкости, и / или регулирование давления воздуха, было обнаружено, что не только cangreat количество микро размера частиц быть получены, но они могут быть сгенерированы в такой плотности, что это невозможно проникнуть в результате распыления со светом.

It is this basic principle, described above, that was utilized in the development of the very burner disclosed in said US Pat. No. 3,425,058. Именно это основной принцип, описанный выше, был использован в развитии очень горелки раскрыто в указанном патенте США. Количество 3425058.

In the above-mentioned patent, the developmental burner comprised of simply a cylindrical chamber having a cover thereover, the cover being provided with an aperture adapted to discharge spray generally vertically from the chamber. Disposedwithin the chamber is a spherical plenum having a lower cone-shaped appendage, the chamber being in communication with a source of air. Liquid is introduced into the chamber so as to flow over the surface of the sphere and drain downwardly along theappendage to a funnel disposed beneath the appendage. The fluid not expended in the combustion process is then discharged back to a sump for recirculation into the liquid system. The plenum is provided with a small aperture centrally located beneaththe opening in the cover and the air exiting therefrom creates a fine mist which is discharged upwardly and out of the container for mingling with the atmosphere and combustion occurs at that point. В выше упомянутых патентов, развития горелки состоит из просто цилиндрическую камеру с крышкой в отношении того, покрытие предоставляется с апертурой адаптированы для выполнения спрей обычно вертикально от камеры. Disposedwithin камеры сферической пленума, имеющих нижний конус- формы придаток, камера находится в связи с источником воздуха. Жидкость в камеру так, чтобы поток по поверхности сферы и сток вниз вдоль theappendage с воронкой расположены под придаток. жидкость не расходуется на сгорание Затем процесс сбрасываются обратно в отстойник для рециркуляции в жидкость. пленума осуществляется с малой апертурой в центре города beneaththe отверстие в крышке и из него воздух выходит создает тумана которые сбрасываются вверх и из контейнер для смешивания с атмосферой и горение происходит в этой точке.

Means comprising a series of regulatable apertures are also provided in the container below the sphere such that aspirated air can be drawn into the chamber and mingled with the spray as it discharges from the top opening. Средства составе серии регу отверстий также предоставляются в контейнере ниже сферы такое, что атмосферный воздух может быть обращено в камеру и смешались с распылителем, как сбросы верхнее отверстие.

From this very simple version of a fuel burner was derived more sophisticated equipment, such as that shown and discussed in an article in the January 1976 issue of Popular Science; entitled «Clog-Proof Super Spray Oil Burner». As noted in thearticle, one development that evolved was the use of two atomizing heads arranged to discharge the atomized liquids toward one another to create a very high concentration of atomized liquid at a fixed point at which is disposed an ignitor to initiate thecombustion process. Из этого очень простой вариант горелки было получено более сложное оборудование, например, что показано и обсуждается в статье в январе 1976 выпуск научно-популярных, озаглавленный «сабо Доказательство Super Spray Oil Burner» Как отмечается в Статьяперепечатывается, один. развития, которые развивались было использование двух распыляя глав организованы для выполнения распыленной жидкости друг к другу, чтобы создать очень высокой концентрации распыленного жидкого в фиксированной точке, на которой располагается воспламенитель инициировать thecombustion процесса.

A similar arrangement of opposed spray heads is also suggested in US Pat. No. 3,864,326, dated Feb. 2, 1975. Подобное расположение противоположных главы спрей также предложено в патенте США. Количество 3864326, от 2 февраля 1975.

All of the above noted developmental work based on the utilization of the «Babington» principle proved conclusively that the system was perfectly capable of use in a fuel burning system and that, if properly designed, such a system has thepotential of evolving into a commercial, practical, highly efficient fuel burner which can be used for domestic heating furnaces. This invention, then, deals with a novel fuel burner, particularly adapted for use in practically every type of domesticheating furnace and in particular, as a retrofit burner for existing heating systems. Grade or fuel oil can be burned with 95% efficiency and at a zero smoke factor within thirty seconds or less from the time of ignition. Все выше отметил, опытно-конструкторских работ на основе использования «Бабингтон» принцип доказал, что система вполне способна использовать в топливе системы, и что, если правильно разработана, то такая система имеет thepotential развивающейся в коммерческих, практические, высокоэффективные горелки для сжигания топлива, которые могут быть использованы для внутренних печей нагрева. Это изобретение, то, сделок с горелкой нового топлива, особенно пригодны для использования практически в любой тип domesticheating печи и, в частности, как модифицированной горелки для существующих систем отопления . Оценка или мазута могут быть записаны с 95% эффективностью и при нулевом дыма фактором в течение тридцати секунд с момента возгорания.

SUMMARY OF THE INVENTION Сущность изобретения

The present invention, the inefficiencies associated with many on-off burner cycles are eliminated. By simply controlling the liquid film thicknesses over the atomizing surfaces as will be described, the firing rate of the burner can bemodulated over a typical range of 5-1. This means that the same burner, without changing atomizers, can be modulated either manually or automatically to match the heating and/or hot water loads. For example, during modestly cool spring and summerevenings, the burner can be set to operate at a firing rate of 0.3 gal/hr. and during cold winter days when hot water is required, the same burner can be adjusted to consume fuel at a rate of 1.5 gal/hr. These adjustments can be made manually by simplyadjusting the fuel flow rate over the atomizing spheres by means of a simple valve in the liquid feed line, and by making a corresponding adjustment to the combustion air delivered to the flame tube. In the most sophisticated version of the novel burnerdisclosed herein, these adjustments can be made automatically with suitable control techniques readily available on the market. Настоящее изобретение, неэффективности, связанных со многими включения-выключения горелки циклов устранены. Просто контроля толщины пленки жидкости по поверхности распыления как будет описано, скорострельность из горелки может bemodulated более типичного диапазона 5-1. Это означает, что же горелки, без изменения форсунок, можно модулировать вручную или автоматически в соответствии с отоплением и / или горячей воды нагрузки. Например, во время скромно прохладная весна и summerevenings, горелки может быть настроен для работы на скорострельность от 0,3 л / час. и в холодные зимние дни, когда горячей воды не требуется, то же горелка может быть скорректирована, чтобы потреблять топливо в размере 1,5 л / час. Эти поправки могут быть сделаны вручную simplyadjusting скорости расхода топлива за распыления сферы с помощью простой клапан жидкостной линии корма, и, сделав соответствующие корректировки воздуха для горения доставлен в пламени трубку. В наиболее сложная версия романа burnerdisclosed здесь, эти поправки могут быть сделаны автоматически с соответствующими методами контроля доступны на рынке.

Another object of the present invention is to produce an oil burner whose firing rate can be simply modulated either manually or automatically to suit the heating demand. Другой задачей настоящего изобретения является производство нефти горелки которого скорострельность может быть просто модулированной либо вручную, либо автоматически с учетом отопления спроса.

Another object of the invention is to produce a burner that performs with high efficiency regardless of the combustion chamber that it is placed into and therefore is ideally suited as a retrofit or replacement burner for existing furnaces. Другим объектом изобретения является создание горелки, которая выполняет с высокой эффективностью, независимо от камеры сгорания, что он находится в, и поэтому идеально подходит в качестве модернизации или замены горелки для существующих печей.

Still another object of this invention is to produce a oil burner that will permit substantial reductions in energy costs when retrofitted into existing furnaces. Еще одной целью данного изобретения является производство нефти горелки, которые позволят существенное сокращение затрат на энергию, когда встроены в уже печей.

Still another object of this invention is to produce an oil burner with exceptionally stable flame front. Еще одной целью данного изобретения является создание горелка с исключительно стабильной фронта пламени.

Another object of the invention is to produce a burner that is capable of operating at low firing rates, as for example less than 0.5 gal/hr. without clogging problems. Другим объектом изобретения является создание горелки, что может работать по низким ставкам стрельбы, как, например, менее 0,5 л / час. Без засорения проблемы.

The burner of this invention comprises a cylindrical blast tube housing concentrically therein a flame tube to define an annular air passage therebetween said passage being closed at one end by an annular plate; the opposite end of said passagebeing closed by a second annular plate having apertures therein, said flame tube being open at said first mentioned end and being provided with a perforated closure having a large central aperture at the second mentioned end; atomizing heads beingprovided to discharge through said perforated closure, said flame tube having apertures therein located at relative angular positions to stage air into the flame tube to control the shape of the emitted flame. Горелки этого изобретения включает цилиндрический корпус трубки взрыва концентрически в нем пламя трубки для определения кольцевого между ними проход воздуха сказал проход закрывается на одном конце кольцевой пластины; противоположном конце сказал passagebeing закрыта вторая кольцевая пластина с отверстиями в нем , сказал пламенной быть открытым при указанной Первое упоминание о конце и оказывается с перфорированной закрытие с большим центральным отверстием на второй из указанных целях; распыляя главы beingprovided выполнять через перфорированные сказал закрытия, сказал жаровой трубы с отверстиями в нем расположен в относительной угловой позиции на этапе воздуха в пламенной контролировать форму излучаемого пламенем.

BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Краткое описание чертежей

Reference is now made to the appended drawings and the detailed description which follows, showing one preferred mode of practicing the invention; Справочник теперь заставить чертежи и подробное описание которого следует, показывая одну привилегированную режим осуществления изобретения;

FIGS. 1A and 1B are a schematic view of a typical heating furnace or firebox and showing the utility of the present invention as compared to the usual prior art apparatus; . Фиг 1А и 1В схематический вид типичного печное отопление или топки и показывая полезность изобретения по сравнению с обычно, перед аппаратом искусства;

FIG. 2 is a front end view of a fuel burner assembly as utilized in the firebox referred to in FIG. 1; . Фиг 2, вид спереди конце сборки горелки для сжигания топлива, как использовать в топку, упомянутых в рис. 1.

FIG. 3 is a vertical section view taken along the line 3—3 of FIG. 2 and showing details of one of the spray heads, and . Рис. 3 представляет собой вертикальный разрез вдоль линии 3 — 3. Фиг 2 и с указанием подробной информации одного из распылительные головки, и

FIG. 4 is a sectional plan view taken approximately along the line 4—4 of FIG. 2 and showing details of the flame tube assembly. . Рис. 4 вид в разрезе план приняты примерно по разделу 4 -. 4 рис 2 и отображает сведения о сборке трубки пламени.

DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT Подробное описание предпочтительного варианта

Deferring descriptions of FIGS. 1A and 1B momentarily, consideration will first be given to FIGS. 2 and 4 which show the improved fuel burning assembly. As shown in FIG. 4, a conventional blast tube 1, which is essentially an elongated openended pipe disposed in the firebox of the furnace, supports concentrically therein a flame tube 3 supported on a plurality of annular rings 5 and 7 such that the flame tube 3 is located concentrically with respect to the blast tube to define an annularair passage therebetween. The flame tube 3 is open at both ends, one end 9 facing 1 toward the firebox of the furnace or the like, the other end facing toward the exterior of the firebox and upon which the spray heads are mounted and, as is also the oiland air supply motors and compressors carried in a suitable housing. Оставляя описание фиг. 1А и 1В на мгновение, рассмотрение сначала будет дано на фиг. 2 и 4, которые показывают улучшение сборки сжигания топлива. Как показано на фиг. 4, обычные трубки взрыва 1, который является по существу удлиненные openended трубы расположены в топку котла, поддерживает концентрически в нем пламя трубку 3 поддерживается множество кольцевой кольца 5 и 7, что пламя трубку 3 расположен концентрически по отношению к доменной трубки для определения ними annularair проход. пламени трубку 3 открыта на обоих концах, один конец 9 сталкиваются 1 в сторону топки котла или как, на другом конце, обращенной к внешности топки и от которого распылительные головки смонтированы и, как это также oiland воздуха двигателей и компрессоров осуществляется в подходящее жилье.

The open end 9 of the flame tube 3 is provided with a pair of cutouts 13, 13′, the function of which will become apparent subsequently. Similarly the flame tube is provided with a further pair of apertures 12, 12′ located approximately midway ofits length. These apertures are disposed at 90.degree. relative to the cutouts 13, 13′. Открытый конец 9 из жаровой трубы 3 снабжена парой вырезами 13, 13, функции которого будут ясны позднее. Аналогично пламени трубка снабжена дальнейшего пару отверстий 12, 12 «, расположенную примерно на полпути ofits длины. Эти отверстия расположены на 90 °. отношению к вырезами 13, 13.

The cylindrical flame tube 3 is provided at its opposite end 11 with a pair of spray heads 30 and 30′ which are defined by cuplike atomizing chambers 15, 15′, respectively. Цилиндрической трубки пламени 3, представленной на ее противоположном конце 11 с парой распылительные головки 30 и 30 «, которые определяются cuplike распыляя камеры 15, 15, соответственно.

The atomizing heads are supported upon a foraminous fire wall 14, which is shown as being generally cone shaped, said wall being provided with a relatively large central aperture 16 passing through the wall 14 at its center. Распыляя главы поддерживаются на foraminous стены огня 14, который показан как обычно конический, говорит, стены, при условии с относительно большим центральным отверстием 16, проходящих через стены 14 в его центре.

Projecting through the central opening 16 in wall 14 and disposed midway between the atomizing heads 30, 30′ is a conventional spark igniter 18 which includes a pair of discharge electrodes 19 and 21. The igniter may be supported by a suitablebracket and, of course, is energized from a source of high voltage electricity. Проектирование через центральное отверстие 16 в стене 14 и расположен на полпути между распыляя главы 30, 30 «является обычной искры воспламенитель 18, который включает в себя пару электродов разряда 19 и 21. Воспламенитель может быть поддержан suitablebracket и, конечно же, питается от источника высокого напряжения электричества.

As shown in FIGS. 3 and 4, the chambers 15, and 15′ respectively, may be provided with discharge cones 17 and 17′ which discharge atomized fuel inwardly into the flame tube 3. Как показано на фиг. 3 и 4, камеры 15 и 15, соответственно, могут быть обеспечены разряда конусами 17 и 17 «, который разряда распыленного топлива внутри в пламени трубку 3.

FIG. 3 shows that each atomizing chamber 11 is provided with a pair of conduits 23′ and 25′ which are, in essence, elbows having one end projecting into the chamber along a generally vertical plane passing immediately through the walls thereof. The uppermost conduit 23′ defines a fuel supply conduit while the lower conduit 25′ defines a drain-off conduit, the functions of both of which will be apparent subsequently. Фиг. 3 показывает, что каждый распыляя камеры 11 снабжен парой каналов 23 ‘и 25’, которые, в сущности, локти, один конец проектирование в камере вместе целом вертикальной плоскости, проходящей непосредственно через стены его. Верхнего канала 23 ‘определяет трубопровод подачи топлива в то время как нижний канал 25′ определяет сток-от канала, функции оба из которых будет видно впоследствии.

Disposed directly below each fuel supply conduit 23′ and supported on the rear wall 31′ of the chamber 15′ is a spherical plenum chamber 26′ which is supplied with air under pressure through conduit 27′, which also extends through the rear wall31′ of the cup-shaped vaporizing chamber 15′. The plenum chambers 26, 26′ is provided with at least one being small aperture 29′, only one shown in FIG. 3, which is located so as to discharge air directly toward the discharge horn 17’. Увод непосредственно под каждого канала подачи топлива 23 ‘и поддерживается на задней стенке 31’ из камеры 15 «является сферической камеры пленума 26 ‘, которая поставляется с воздухом под давлением через канал 27’, который также распространяется через задний wall31» из чашеобразной испарительной камеры 15 ‘. Пленум камеры 26, 26 «представлена, по крайней мере один из них малой апертурой 29’, только один, показанный на фиг. 3, который расположен таким образом, чтобы подача воздуха непосредственно к разряда рог 17 ‘.

As clearly shown in FIG. 3, the rear wall 31′ of the vaporizing chamber 15′ is provided with an aperture 33’ whose function will be described in detail hereinafter. Как четко показано на фиг. 3, задняя стенка 31 ‘из испарительной камеры 15’ осуществляется с отверстием 33 ‘, функция которого будет подробно описано далее.

Though not shown, it is to be understood that each inlet conduit 23′ are connected to a source of liquid fuel by means of a pump, whereby the fuel may be pumped through these conduits and deposited on the spherical surfaces of the plenum chamber26’. Similarly, the drain or discharge conduit 25′ is connected to the fuel supply system so that liquid which is not atomized within these chambers can be returned to the fuel system not shown and recirculated therein. Хотя это и не показали, это следует понимать, что каждый входной канал 23 ‘связаны с источником жидкого топлива с помощью насоса, в которой топливо может быть прокачивается через эти каналы и осаждаются на сферической поверхности пленума chamber26. Аналогичным образом, утечка или сброс канала 25 ‘подключен к системе подачи топлива так, чтобы жидкость, которая не распыленный в этих камерах могут быть возвращены в топливной системе не показано и рециркуляции в нем.

The description given above with specific reference to spray head 30’ of FIG. 3 applies in identical fashion to spray head 30 shown in FIG. 4. Описание выше, с конкретной ссылкой на распылительная головка 30 ‘на фиг. 3 применяется в идентичным образом, чтобы распылить подъема 30 показана на фиг. 4.

MODE OF OPERATION AND COMPARATIVE DATA РЕЖИМ РАБОТЫ и сопоставимые данные

Directing attention now particularly to FIGS. 3 and 4, the operation of the improvement in fuel burning heads is as follows. Режиссура внимание сейчас особенно на фиг. 3 и 4, работа улучшения в головах горения топлива состоит в следующем.

Liquid fuel is introduced into the system by the conduits 23, 23′. The liquid fuel flows over the plenum chambers 26, 26′ and a portion thereof is atomized by air under pressure which is introduced into the plenum through the conduit 27. Liquidwhich is not atomized flows to the bottom of the chambers 15, 15′ and is withdrawn therefrom by conduits 25, 25′ for recirculation in the fuel supply system. Жидкое топливо подается в систему трубопроводов 23, 23. Жидкостей топлива на пленуме камеры 26, 26 и часть его распыляется на воздух под давлением, которое вводится в пленуме через трубопровод 27. Liquidwhich является не распыленный потоков в нижней части камеры 15, 15 «и отозван оттуда на каналы 25, 25 для рециркуляции в системе подачи топлива.

As described above, the atomizing heads utilize the basic «Babington» liquid atomization system disclosed in prior mentioned US Pat. Nos. 3,421,699 and 3,421,692. Как описано выше, распыляя глав использовать основные «Бабингтон» жидкие системы распыления раскрыта в ходе ранее упомянутых патенте США. Пп 3421699 и 3421692.

Due to the discharge of air from the plenum chambers through apertures 29, there is created a venturi effect as the air fuel mixture projects outwardly and is discharged through discharge horns 17 and 17′ where such horns are provided. In orderto enhance this effect, air enters the ports 33, 33′ and is drawn along with the atomized fuel into the flame tube 3. Combustion air is supplied through the aperture 16 in the foraminous fire wall 14 and provides combustion air so that the turbulentmixture that results when the two sprays from atomizers impinge beyond the horns will readily ignite when the igniter 18 is energized to cause a spark between electrodes 19 and 21. Из-за сброса воздуха из камер пленума через отверстия 29, там создается эффект Вентури, как воздух топливной смеси проектов внешне и разряжается через разряд рога 17 и 17, где такие рога предоставляются. В orderto повышения этого эффекта, воздух входит в порты 33, 33 и обращается вместе с распыленного топлива в жаровой трубы 3. горения воздух подается через отверстие 16 в foraminous стену огня 14 и обеспечивает воздуха в камеру сгорания таким образом, чтобы turbulentmixture, что результаты, когда два спреи от форсунок посягают за рога будет легко воспламеняется, когда воспламенитель 18 находится под напряжением, чтобы вызвать искру между электродами 19 и 21.

Additional combustion air passes along the annular passage between flame tube 3 and blast tube 1 and is staged into the interior of the flame tube 3 through the staging ports 12 and the cutouts 13, 13’. Дополнительные воздуха для горения проходит вдоль кольцевой проход между жаровой трубы 3 и взрыва трубки 1 и поставлен в глубь пламени трубки с 3 по постановке порты 12 и вырезы 13, 13.

The unique configuration of the flame tube within a blast tube provides a unique heat exchanger in which combustion air for staging purposes passes through the annular area between the flame tube and the blast tube. In traversing this route, thecombustion air picks up heat from the inner hot walls of the flame tube. This hot air, as it is delivered to the interior of the flame tube at the two aforementioned staging locations, helps to promote rapid vaporization of the atomized fuel to completethe combustion process downstream in the flame tube. The staging of combustion air in this manner allows the temperature within the flame tube to be maintained at the desired level to keep nitrous oxide emissions to a minimum. Уникальная конфигурация пламени трубку в Труба представляет собой уникальный теплообменник, в котором воздуха в камеру сгорания для постановки целей проходит через кольцевую область между трубкой пламени и взрыва трубы. В обход этого маршрута, thecombustion воздух забирает тепло из внутренней горячей стены пламени трубку. Это горячий воздух, так как он поставляется в интерьере жаровой трубы на двух вышеупомянутых местах постановки, содействует быстрому испарению из распыленного топлива completethe процесса горения вниз в пламени трубку. постановка воздуха в камеру сгорания таким образом позволяет температуры в пламени трубки для поддержания на должном уровне, чтобы сохранить выбросы закиси азота до минимума.

Still another advantage of the manner in which the combustion air is staged is to produce a flame which, when emitted from the burner, is short and bushy. This is achieved by introducing said staged air in a non-symmetrical manner which iscontrary to the fuel/air mixing technique used in conventional residential type oil burners. For example, at the first combustion air staging location, downstream from the spray impingement site, two air blast may be introduced perpendicular to the longaxis of the blast tube, at 3 o’clock and 9 o’clock location. By subjecting the flame within the flame tube to a non-symmetrical air blast of this type, the flame is caused to squirt out and fill the flame tube at the 6 o’clock and 12 o’clock position. Furthermore, the low static pressure within the air blasts at the 3 and 9 o’clock positions causes the flame to wrap around the air blasts and thus produce a shorter and more compact flame which fills the entire flame tube. In the second combustion airstaging location, two air blasts are introduced at the lip of the blast tube but this time the air blasts are introduced at the 12 o’clock and 6 o’clock positions. This causes the flame to spread out in the 3 o’clock and 9 o’clock position as it leavesthe burner blast tube and enters the combustion chamber. A short bushy flame of this type is ideal for a retrofit or replacement burner, because it is suited for use in any type of combustion chamber. This is in contrast to a long thin flame whichwould impinge upon the back side of many combustion chambers and cause erosion of the combustion liner. At the same time, the combustion air passing between the flame tube and the blast tube serves to keep the outer blast tube cool, thereby preventingheat erosion of the blast tube. In the case of the present invention, the atomization system is so efficient, and the subsequent fuel/air mixing and vaporization is likewise carried out in such a highly efficient manner, that the burner does not requirea hot combustion chamber to achieve high combustion performance. The present burner design has been utilized in a wide variety of different combustion chambers and has always been able to achieve smokeless operation, and flue-gas CO2 levels between14-141/2%, when operating at a firing rate which is close to that of the furnace rating. Even when the present burner is set to operate at firing rates well below the furnace rating (eg burner operating at 0.5 gal/hr. in a 1.0 gal/hr. furnace) CO2levels with smokeless operation will normally never fall below 13%. Еще одно преимущество, каким образом воздух для горения поставил является производство пламя, которое, когда излучаемый горелки, короткий и пушистый. Это достигается путем введения сказал поставил воздуха в несимметричным образом, iscontrary на топливо / смешивания воздуха техника, используемая в обычных жилых горелки типа. Например, на первом воздуха в камеру сгорания постановка месте, ниже по течению от места столкновения струи брызг, двух воздушных взрыва могут быть введены перпендикулярно longaxis взрыва трубки, в 3 часа и 9 часов месте. Подвергая пламени внутри жаровой трубы к несимметричным воздушного взрыва такого типа, пламя причиненный шприц и заполнить жаровой трубы на 6 часов и 12 часов . Кроме того, низкое статическое давление в воздушном взрывах на 3 и 9 часов позиции причин пламени, чтобы обернуть вокруг воздушных взрывов и, таким образом производят более короткий и более компактные пламя, которое заполняет всю трубку пламени. Во втором airstaging сгорания месте, двух взрывов воздуха вводятся в губы взрыва трубки, но на этот раз воздух взрывами внедрены на 12 часов и 6:00 позиций. Это приводит к распространению пламени в 3 часа и 9 часов «, как это leavesthe трубку горелки взрыва и входит в камеру сгорания. короткий пушистый пламени этого типа идеально подходят для модернизации или замены горелки, потому что он подходит для использования в любой тип камеры сгорания. Это в отличие от длинные тонкие пламени whichwould посягает на обратной стороне многих камер сгорания и вызвать эрозию горения лайнера. В то же время, горения воздуха, проходящего между трубкой пламени и взрыва труба служит сохранить внешний прохладно трубки взрыва, тем самым preventingheat эрозии взрыва трубы. В случае изобретения, атомизации система настолько эффективна, и последующие топлива / смешивания воздуха и испарение также осуществляется в таких высоко эффективным образом, что горелка не requirea горячие камеры сгорания для достижения высокой эффективности сгорания. настоящей конструкция горелки была использована в самых разных камер сгорания и всегда был в состоянии достигнуть бездымного эксплуатации, а также дымовых газов CO2 уровнях between14-141 / 2%, при работе на скорострельность которая близка к печи рейтинг. Даже тогда, когда настоящее горелка настроен для работы на огневых ставки значительно ниже печи рейтинг (например, горелка работает на 0,5 л / час. в 1,0 л / час. печь) CO2levels с бездымным операции , как правило, никогда не опускается ниже 13%.

This is in contrast to the average conventional home oil burner that operates at CO2 levels of 8% even when the burner firing rate is matched to the furnace capacity. These characteristics of total independence of furnace design and furnacetemperature makes the present invention ideal as a replacement or retrofit burner. This non-dependence on furnace temperature also means that the present burner will achieve smokeless operation the instant ignition occurs and before the combustionchamber becomes hot. The typical conventional high pressure burner takes several minutes for the smoke level to drop to acceptable levels after ignition has occurred. Это в отличие от обычного среднего горелки нефти дом, который работает на уровни CO2 на 8%, даже если ставка горелки обжиг соответствуют мощности печи. Эти характеристики полную независимость дизайна печи и furnacetemperature делает настоящий идеал изобретения в качестве замены или модифицированной горелке. Это не-зависимость от температуры в печи также означает, что настоящее горелки достижения бездымного операции момент возгорание происходит и до combustionchamber становится жарко. типичный обычных высокого давления горелки занимает несколько минут дым уровень упадет до приемлемого уровня После зажигания произошло.

Another fact to be noted is that conventional high pressure nozzles have difficulty operating at firing rates below approximately 0.7 gal/hr. without encountering a high incidence of clogging. In the present burner, there is essentially nominimum firing rate that can be attained; a prototype burner has been operated at a firing rate of 0.5 gal/hr. This means that each individual atomizer is operating at approximately one-half that firing rate. Further, it is not necessary, in thepresent burner, that both atomizers be generating the same amount of fuel spray for the burner to operate efficiently. For example, one atomizer may have a firing rate of 0.3 gal/hr. while the other has a firing rate of 0.2 gal/hr. A burner of thistype will operate just as efficiently as one in which each atomizer is delivering a spray rate of 0.25 gal/hr. This low firing rate capability of the present invention is very important in light of the present energy crisis because homes in the futurewill be built with better insulation and the trend is towards low firing burners that can provide highly efficient operation. Другой факт, следует отметить, что обычные высокого давления сопла трудно, действующих на огневых ставкам ниже примерно на 0,7 л / ч, не сталкиваясь с высоким уровнем загрязненности В настоящее горелки, по существу, nominimum расходе топлива, что может быть достигнуто;.. Прототип горелки был прооперирован в стрельбе скоростью 0,5 л / час. Это означает, что каждый отдельный распылитель работает примерно в половину, что скорость стрельбы. Кроме того, она не является необходимым, в thepresent горелки, что обе форсунки порождающим столько же топлива спрей для горелки работать эффективно. Например, одна форсунка может иметь скорострельность 0,3 л / час., а другой имеет скорострельность 0,2 л / час. горелка thistype будет работать так же эффективно, как один , в котором каждая форсунка поставляет спрей скоростью 0,25 л / час. Это ограниченными возможностями скорость стрельбы из настоящего изобретения является очень важным в свете нынешнего кризиса энергии, потому что дома в futurewill быть построены с лучшей изоляции и тенденция к низкой стрельба горелки, которые могут обеспечить весьма эффективную работу.

It should be noted that the perforations in the fire wall 14 are so numbered and sized that a very soft flow of air passes through this wall. This soft air flow tends to keep products of combustion from filtering or rolling back toward the sprayheads and the igniter, thus inhibiting sooting of these elements. Следует отметить, что отверстия в стене огня 14, так пронумерованы и размера, что очень мягкий поток воздуха проходит через эту стену. Этот мягкий поток воздуха стремится держать продуктов сгорания от фильтрации или откат к sprayheads и воспламенитель , таким образом, ингибирующих сажеобразования из этих элементов.

The included angle between the atomizing heads 30, 30′ is shown in FIG. 4 as being approximately 90.degree.. This angle can be varied, however, and may be between 45.degree. and 150.degree.. Прилежащий угол между распыляя главы 30, 30 «, показана на фиг. 4, составляет приблизительно 90 ° .. Этот угол может изменяться, однако, и может быть между 45.degree. И 150.degree ..

Turning now to FIGS. 1 and 1A, it will be noted that in the prior art the atomizing nozzles are located close to the interior of the firebox. Consequently, the nozzles are subjected to high temperatures. Due to this fact, the nozzles aresubject to varnish depositions and clogging are continually subject to soot and dirt and varnishing caused by decomposition of the fuel due to its exposure to the heated parts which results in a varnish deposit being laid down on the atomizing nozzlesand those parts which are disposed within the firebox. Обратимся теперь к фиг. 1 и 1А, следует отметить, что в известном уровне техники распыления сопла расположены близко к интерьер топки. Следовательно, сопла подвергаются воздействию высоких температур. В связи с этим, сопла aresubject к лак отложений и засорения постоянно подверженных воздействию копоти и грязи и лакирование вызванных разложения топлива из-за его воздействия подогревом частей в результате чего лак депозит быть заложен распыляя nozzlesand те части, которые расположены в топку.

In contrast, utilizing applicant’s improved fuel burning head, the atomizing heads are located well inwardly of the end of the blast tube and are thus not subjected to the radiant and convective heat of the firebox. Since the parts then remainvirtually cool, there is little decomposition of the carbons in the fuel and hence there is little or substantially no varnishing to interfere with proper atomization of the fuel or operation of the atomizing parts. В противоположность этому, используя более совершенные голову сжигания топлива заявителя, распыляя главы расположены также внутренне состоянию на конец жаровой трубы и, таким образом, не подвергались лучистого и конвективного тепла из топки. Поскольку части, то remainvirtually прохладно, мало разложения из атомов углерода в топливе и, следовательно, мало или практически не лакировка вмешиваться в надлежащее распыление топлива или эксплуатации распыляя частей.

* * * * * * * * * *


Дек 10 2010

Горелка 4298338

Category: Всяко разно..,Патенты Babingtongizmaz @ 10:34 дп

Улучшение горелки, специально приспособленные для внутреннего использования и с возможностью записи видов топлива, таких как топливо и как с чрезвычайно высокой эффективностью и низким уровнем загрязненности выход состоит из пары форсунок пленума типа (26,26), каждая из которых имеет выпуклую поверхность , на котором топливо текла для распыления, форсунок (26,26 «), которые расположены в конце жаровой трубы (3), в свою очередь находится в доменной трубки (1), говорит, форсунок (26,26) дальнейшее быть расположены симметрично по отношению к оси как пламя трубки (3) и взрыва трубки (1) которой спрей выходе из форсунок сбрасываются в пламени трубку (3), чтобы создать устойчивый фронт пламени, которые могут быть легко воспламеняться от искры типа ЗУ (18). распылители снабжены одним или несколькими отверстиями (29 ‘), через которые распыляя газ передается для создания брызг, и порты доступа воздуха (12,12, 13) расположены вдоль жаровой трубы, чтобы обеспечить необходимые воздуха для завершения процесса сгорания.
Claim: Претензия: Having described a preferred mode of practicing the invention, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and changes can be made therein; which modification and changesfall within the purview of the inventive concept defined by the appended claims wherein what is claimed is: Описав предпочтительного способа осуществления изобретения, это будет очевидным для специалиста в данной области, что различные модификации и изменения могут быть внесены в нем; которые внесении изменений и changesfall в компетенцию изобретательский замысел определяются прилагаемой формулой изобретения котором утверждал, что является:

1. A liquid fuel burner comprising: 1 жидкого топлива горелки составе.:

a flame tube having an inlet end and an outlet end, жаровой трубы с конца входной и выходной конец,

an atomizing chamber communicating with said inlet end of said flame tube and enclosing fuel atomizing means for discharging atomized fuel into said flame tube through openings in a dividing wall separating said flame tube from said atomizingchamber, распыляя камеры общения с впускного отверстия конце сказал трубки пламени и ограждающих топлива распыляя средства для выполнения распыленного топлива в трубке сказал пламени через отверстия в разделительной стене, разделяющей сказал пламени трубку от atomizingchamber сказал,

said atomizing means comprising a plurality of hollow plenum chambers each having a smooth outer surface and each defining therein a small through aperture, a means for producing a flow of fuel in a thin film over each said through aperture and ameans for introducing air under pressure into each said plenum chamber to rupture said film at said aperture, сказал распыляя средства состоящий из множества полых камер пленума каждая из которых имеет гладкую наружную поверхность и каждый определяет в нем мало сквозное отверстие, средства для создания потока топлива в тонкой пленке над каждым сказал через диафрагму и ameans для введения воздуха под давлением в каждый сказал пленума камеру к разрыву сказал фильм на диафрагму сказал,

means for supporting said plenum chambers in said atomizing chamber in a manner to cause the plurality of directional streams of atomized fuel issuing therefrom to be directed through respective ones of said openings in said dividing wall intosaid flame tube in directions extending toward and along the central axis of said flame tube for combustion of substantially all said atomized fuel within said flame tube, средства для поддержки сказал пленума камер в указанном распыляя камеры таким образом, чтобы вызывать множество направленности потоков распыленного топлива выдачи них должны быть направлены через соответствующие квадраты указанного отверстия сказал перегородки intosaid трубки пламени в направлении расширения в сторону и вдоль центральной оси указанного жаровой трубы для сжигания практически все сказал распыленного топлива в трубке сказал пламени,

means for introducing air into said atomizing chamber to thereby cause low velocity air to issue through said openings in said dividing wall along with said streams of atomized fuel and said pressurized air issuing from each said plenum chamber, средства для введения воздуха в указанный распыляя камеры, чтобы тем самым вызвать низкую скорость воздушного потока к вопросу через указанные отверстия сказал разделительную стену вместе с сказал потоков распыленного топлива и сказал сжатого воздуха, выходящих из каждой сказал пленума камеры,

means for igniting the atomized fuel in said flame tube downstream of its said inlet end, средства для воспламенения распыленного топлива в трубке сказал пламени вниз по течению от ее конца входе сказал,

first means for introducing air into said flame tube adjacent its inlet end with a tangential component to produce in said flame tube a single tangential vortex to promote the admixing of air with the atomized fuel and to maintain the flamespaced from the flame tube’s inner surface adjacent its inlet end, Первое средство для введения воздуха в указанный пламенной смежных его входного конца с тангенциальной компоненты для производства в указанных пламенной одного тангенциального вихря содействовать подмешивания воздуха с распыленного топлива и поддержания flamespaced от внутренней поверхности жаровой трубы, прилегающей его входного конца,

and second means for introducing air into said flame tube at at least one location downstream of the location of air introduction by said first means and downstream of the point of ignition of the fuel-air mixture by said ignition means with avelocity and direction to impede the tangential vortex generated by said first means so as to permit the flame to expand to the flame tube wall and to permit substantially complete combustion within the confines of the flame tube. и второе средство для введения воздуха в трубке сказал пламени хотя бы в одном месте вниз по течению от места воздуха введение заявил первый средств и вниз по течению от точки воспламенения топливно-воздушной смеси сказал зажигания средств с avelocity и направление препятствовать тангенциального вихря порожденных сказал первое средство, чтобы при пламени расширять до стенки трубы пламя и позволить существенно полного сгорания в пределах пламени трубку.

2. The burner of claim 1 in which a foraminous radiation shield is supported adjacent to but spaced from the side of said dividing wall facing said flame tube. 2. Горелку по п. 1, в котором foraminous радиационная защита поддерживается прилегающих к но расположенные со стороны сказал разделительную стену перед сказал жаровой трубы.

3. The burner of claim 2 which further includes a spray discharge cone for each said plenum chamber, each said spray discharge cone being truncated with its larger end adjacent the through aperture of the respective plenum chamber and extendingthrough said respective opening in said dividing wall and said radiation shield. 3. Горелки претензии 2, который дополнительно включает в себя конус распыления разряда для каждого сказал пленума камеры, каждая сказал конуса распыления разряда усекается с большей конце смежных через отверстие соответствующей палаты пленума и extendingthrough сказал соответствующих открытия в указанных разделительной стены и сказал радиационной защиты.

4. The burner of claim 2 in which both said shield and said dividing wall define a central aperture for producing a flow of air from a source of pressurized air along the central axis of said flame tube. 4. Горелка по п. 2, в котором оба сказали, щит и сказал перегородки определить центральное отверстие для создания потока воздуха от источника сжатого воздуха вдоль центральной оси сказал жаровой трубы.

5. The burner of claim 4 which further includes a central tube extending from said air source through said apertures in said dividing wall and shield and into said inlet end of said flame tube. 5. Горелки претензии 4, которая дополнительно включает в себя центральную трубку, проходящей от источника воздуха через отверстия в сказал сказал разделительную стену и щит и сказал входе в конце сказал жаровой трубы.

6. The burner of claim 1 in which said first means comprises a plurality of louvers formed in said flame tube wall. 6. Горелку по п. 1, в котором сказал первое средство содержит множество жалюзи формируется в стену пламени сказала трубка.

7. The burner of claims 1 or 6 in which said second means comprises a plurality of apertures in said flame tube disposed substantially at the mid-length thereof. 7. Горелки претензий 1 или 6, в котором сказал Второй способ состоит из множества отверстий в пламени сказал трубки расположены существенно на середине ее длины.

8. The burner of claims 1 or 6 in which said second means comprises a plurality of apertures in said flame tube substantially at its outlet end. 8. Горелки претензий 1 или 6, в котором сказал Второй способ состоит из множества отверстий в трубке сказал пламени существенно на его выходном конце.

9. The burner of claims 1 or 2 in which said second means comprises a first plurality of apertures in said flame tube substantially at the mid-length thereof and a second plurality of apertures in said flame tube substantially at its said outletend. 9. Горелки претензий 1 или 2, в котором сказал Второй способ состоит из первого множества отверстий в трубке сказал пламени существенно на середине ее длины и второго множества отверстий в трубке сказал пламени существенно на ее сказал outletend.

10. The burner of claim 1 which further includes means for pressurizing said atomizing chamber with a pressure above atmospheric. 10. Горелки претензии 1, который также включает средства для давления сказал распыляя камеры с давлением выше атмосферного.

11. The burner of claim 1 which further includes air channel means for conveying air via said first and second means to the interior of said flame tube. 11. Горелки претензии 1, который также включает средства воздушного канала для подачи воздуха с помощью первого и второго средств интерьер сказал жаровой трубы.

12. The burner of claim 11 in which said air channel means includes a tube of larger diameter than, and surrounding, said flame tube to define an annular channel. 12. Горелки претензии 11, в котором сказал воздушный канал включает в себя средства трубки большего диаметра, чем, и окружающие, говорит, пламя трубки для определения кольцевого канала.

13. A liquid fuel burner comprising: 13 жидкость горелки составе.:

a flame tube having an inlet end and an outlet end, жаровой трубы с конца входной и выходной конец,

an atomizing chamber communicating with said inlet end of said flame tube and enclosing fuel atomizing means for discharging atomized fuel into said flame tube through openings in a dividing wall separating said flame tube from said atomizingchamber, распыляя камеры общения с впускного отверстия конце сказал трубки пламени и ограждающих топлива распыляя средства для выполнения распыленного топлива в трубке сказал пламени через отверстия в разделительной стене, разделяющей сказал пламени трубку от atomizingchamber сказал,

said atomizing means comprising a plurality of hollow plenum chambers each having a smooth outer surface and each defining therein a small through aperture, means for producing a flow of fuel in a thin film over each said through aperture and ameans for introducing air under pressure into each said plenum chamber to rupture said film at said aperture, сказал распыляя средства состоящий из множества полых камер пленума каждая из которых имеет гладкую наружную поверхность и каждый определяет в нем мало сквозное отверстие, средства для создания потока топлива в тонкой пленке над каждым сказал через диафрагму и ameans для введения воздуха под давлением в каждой сказал пленума камеру к разрыву сказал пленки при сказал диафрагмы,

means for supporting said plenum chambers in said atomizing chamber in a manner to cause the plurality of directional streams of atomized fuel issuing therefrom to be directed through respective ones of said openings in said dividing wall intosaid flame tube in directions extending toward and along the central axis of said flame tube, средства для поддержки сказал пленума камер в указанном распыляя камеры таким образом, чтобы вызывать множество направленности потоков распыленного топлива выдачи них должны быть направлены через соответствующие квадраты указанного отверстия сказал перегородки intosaid трубки пламени в направлении расширения в сторону и вдоль центральной оси указанного жаровой трубы,

means for pressurizing said atomizing chamber with above atmospheric pressure to thereby cause low velocity air to issue through said openings in said dividing wall along with said streams of atomized fuel, средства для давления сказал распыляя камеры с выше атмосферного давления, чтобы таким образом причиной низкой скорости воздушного потока к вопросу через указанные отверстия сказал разделительную стену вместе с сказал потоков распыленного топлива,

means for igniting the atomized fuel in said flame tube downstream of its said inlet end, средства для воспламенения распыленного топлива в трубке сказал пламени вниз по течению от ее конца входе сказал,

and means for introducing air into said flame tube at at least one location along its length for admixing with the atomized fuel. и средства для введения воздуха в трубке сказал пламени хотя бы в одном месте по длине для смешения с распыленного топлива.
Description: Описание: DESCRIPTION ОПИСАНИЕ

TECHNICAL FIELD Область техники

As is well recognized in the industry, there has been a need to develop and to provide a fuel burning system which is capable of burning a liquid fuel in a very efficient manner with little or no smoke, and with minimal pollution to theatmosphere. Как признается в промышленности, там было необходимо разработать и создать систему сжигания топлива, которая способна сжигания жидкого топлива в очень эффективной манере с мало или вообще не курить, и с минимальным загрязнением theatmosphere.

In the case of existing residential oil burners, the burner must operate with low smoke emissions to prevent sooting of the heat exchanger and the objectionable pollution of residential neighborhoods. The result is that large amounts of excessair must be introduced in the present residential combustion process to assure that the burner operates at acceptable smoke levels. В случае существующих жилых горелки, горелка должна работать с низким уровнем выбросов дыма, чтобы предотвратить сажеобразования из теплообменника и нежелательного загрязнения жилых районов. Результатом является то, что большое количество excessair должны быть введены в настоящее жилых процесса сгорания уверяют, что горелка работает на приемлемом уровне дыма.

It is well known that the performance of the high pressure oil burner that is used almost exclusively in residential heating applications today will vary dramatically from one furnace or boiler design to the next. This is because the highpressure nozzle does a poor job of atomizing the fuel. These nozzles produce a substantial number of large droplets which impinge upon the walls of the combustion chamber and burn slowly. The speed at which these particles finally vaporize and burndepends upon the size, shape, and residual heat within the furnace or boiler’s combustion chamber. It can be said then that the combustion chamber within the furnace or boiler serves as a receptacle to capture large droplets of fuel and as anafter-burning device to burn these large droplets of fuel. Indeed, if the existing high pressure oil burner were capable of atomizing fuel oil to a high degree, the heat exchanger could be coupled directly to the burner and there would be no need for ahot combustion chamber or firebox to complete the combustion process. Хорошо известно, что производительность горелки высокого давления масла, которое используется почти исключительно в жилых помещениях отопления сегодня будет значительно варьироваться от одной печи или конструкции котла к другому. Это происходит потому, высокого давления сопла делает плохую работу по распыления топлива . Эти насадки производят значительное количество крупных капель которая посягает на стенах камеры сгорания и записать медленно. скорость, с которой эти частицы в конце концов испаряются и burndepends от размера, формы и остаточного тепла в печи или камеры сгорания котла. Можно сказать то, что камеры сгорания в печи или котла служит сосудом для захвата крупных капель топлива и, как anafter-записывающего устройства, чтобы записать эти крупные капли топлива. Действительно, если существующий высокий горелки давления масла были способны распыления топлива с высокой степенью, теплообменник может быть соединен непосредственно в горелку и не было бы необходимости ahot камеры сгорания или топки для завершения процесса сгорания.

In many instances, the conventional oil burner may be 2-3 times larger than is necessary to provide adequate space heating. This is the case when the same burner is required to provide heat for hot water in addition to heat for home comfort. When outside temperatures are low, and hot water demands are high, a high pressure burner in this type of system must be able to satisfy both requirements. This maximum heat load is what normally determines the firing rate of the burner. However, whenthe demand for heat is low, as in the spring and fall months, and hot water demands are at a minimum, as would be the case at night, the burner will still operate at the same firing rate as it does when heating and hot water demands are high. The onlydifference is that when the heating requirements are low, the burner will stay on for a very short period of time. As is well known, this mode of operation is very inefficient. During the short «on» cycle, the burner cannot achieve smokeless operationand reasonable efficiency before the thermostat cuts it off. During the «off» cycle, the residual heat in the furnace is dissipated to the atmosphere and this contributes to increased heat loss. During the off cycle, there is also a loss of heat withinthe house as the warm air escapes through the furnace stack. From this description it can be appreciated that the most economical domestic oil burner system would be one in which the burner operates continuously with the ability to vary its output tosatisfy the fluctuating heat requirements within the household. In this way, there can be no inefficiencies associated with repeated startup and shutdown. A quick calculation will show that the added electrical cost for continuous burner operation isvery minimal compared with the fuel savings that can be realized. Во многих случаях обычные горелки масла может быть в 2-3 раза больше, чем необходимо обеспечить адекватное отопления. Это случай, когда же горелки требуется для обогрева горячей воды в дополнение к теплу для домашнего комфорта. Вне низких температурах, и горячая вода требования высокие, высокие давление в горелке в такого рода система должна быть в состоянии удовлетворить обоим требованиям. Это максимальная тепловая нагрузка является то, что обычно определяет скорость стрельбы горелки. Однако, whenthe спроса на тепло низким, как и в весенние и осенние месяцы, и горячей воды требует, как минимум, как было бы в случае ночью, горелка будет по-прежнему работают на той же скорости стрельбы, как это происходит, когда отопление и горячую воду требования высоки. onlydifference том, что при нагреве требования низкие, горелка будет остаться на очень короткий период времени. Как известно, этот режим работы очень неэффективно. За короткий «на» цикла, горелки не может достичь бездымного operationand разумной эффективности до термостат его. Во время «от» цикла, остаточное тепло в печи рассеивается в атмосферу, и это способствует увеличению потерь тепла. ходе вне цикла, есть и потери тепла дома withinthe как теплый побег воздуха через печь стека. Из этого описания можно понять, что наиболее экономичным отечественной системы горелки нефти будет тот, в котором горелка работает непрерывно с возможностью варьировать его выход tosatisfy колебания требования тепла в семье. В Таким образом, не может быть и неэффективности связанные с повторным запуск и завершение работы. быстрый расчет покажет, что добавил электрической цены для непрерывной работы горелки isvery минимальными по сравнению с экономии топлива, которые могут быть реализованы.

BACKGROUND ART Предшествующий уровень техники

An innovative approach to fuel burners is illustrated in US Pat. No. 3,425,058, issued Jan. 28, 1969, to Robert S. Babington. The burner therein disclosed represents an adaptation of the liquid atomization principles disclosed in US Pat. Nos. 3,421,699 and 3,421,692, issued Jan. 14, 1969, to the same named inventor and his co-inventors in developing the apparatus and method shown in these patents. Инновационный подход к горелки иллюстрируется в патенте США. Количество 3425058, выдан 28 января 1969, Роберт С. Бабингтон. Горелки в нем раскрываются представляет адаптация жидкости принципы атомизации описаны в патенте США. Пп 3421699 и 3421692, выдан 14 января 1969, к тому же именем изобретателя и его коллеги-изобретатели в развивающихся устройство и способ показан на эти патенты.

In brief, the principle involved in the aforementioned patents is that of preparing a liquid for spraying by causing it to spread out in a thin film over the exterior surface of a hollow plenum chamber which contains at least one orifice. Whengas is introduced into the interior of the plenum, it escapes through the aperture and thereby creates a very uniform spray of small liquid particles. Короче говоря, принцип, участвующих в вышеупомянутых патентах в том, что подготовки жидкости для распыления, вызывая ее распространения в тонкую пленку на внешней поверхности полой камеры пленуме, который содержит по крайней мере одно отверстие. Whengas вводится в интерьере пленума, она уходит через отверстие и тем самым создает очень равномерное распыление малых частиц жидкости.

By varying the number of apertures, the configuration of the apertures, the shape and characteristics of the surface, the velocity and amount of liquid supplied to the surface, and by controlling the gas pressure within the plenum, the quantityand quality of the resultant spray can be optimized to suit the particular burner application. Варьируя количество отверстий, конфигурация отверстий, форму и характеристики поверхности, скорость и количество жидкости поставляется на поверхность, и путем регулирования давления газа в пленуме, quantityand качество результирующего баллончик быть оптимизированы для конкретного приложения горелки.

It is this basic principle, described above, that was utilized in the development of the burner disclosed in said US Pat. No. 3,425,058. Именно это основной принцип, описанный выше, был использован в разработке горелки раскрыто в указанном патенте США. Количество 3425058.

In the above mentioned patent, the burner is so simple that it might even be called a fuel atomizing subsystem for a burner rather than a complete burner. Indeed, from this very simple burner or subassembly evolved the more sophisticated andcomplete burner described in the present invention. In the earlier said US Pat. No. 3,425,058, the burner is comprised of a simple atomizing chamber having a cover thereover, the cover being provided with a spray discharge port to discharge theatomized fuel in a generally vertical direction. Disposed within the atomizing chamber is a hollow plenum type atomizer that is in communication with an outside source of pressurized air. Liquid is introduced into the atomizing chamber so as to flowover the exterior surface of the atomizing plenum. Exesss fuel that is not sprayed off flows downwardly into a drain where it is recirculated via a pump means to the liquid supply line. The atomizing plenum is provided with a small aperture centrallylocated beneath the opening in the cover, and the air exiting therefrom creates a fine mist which is discharged upwardly and out of the atomizing chamber for combustion external to the system. Means comprising a series of regulatable apertures are alsoprovided in the atomizing chamber such that aspirated air can be drawn into said chamber or burner and mingled with the spray as it discharges from the opening in the top cover. В вышеупомянутых патент, горелки настолько прост, что он может даже назвать топлива распыляя подсистемы для горелки, а не полное горелки. Действительно, из этого очень простой горелки или блоку развивались более сложные andcomplete горелки описанные в настоящем изобретении . В ранее заявил, патент США. Количество 3425058, горелки состоит из простых распыляя камеры с крышкой в отношении того, покрытие предоставляется с портом спрей разряда к разряду theatomized топлива в целом вертикальном направлении. Увод в распыляя камеры представляет собой полый распылитель типа пленума, что в связи с внешнего источника сжатого воздуха. жидкость вводится в распыляя камеры, с тем чтобы обтекание внешней поверхности распыления пленума. Exesss топлива, который не распыляется с потоками вниз в сток, где это рециркуляции через насос средства жидкостной линии питания. распыляя Пленума осуществляется с малой апертурой centrallylocated под отверстием в крышке, и из него воздух выходит создает тумана которые сбрасываются вверх и из распыляя камеры для сгорания внешними по отношению к системе. Средства составе серии регу отверстия alsoprovided в распыляя камеры, что атмосферный воздух может быть обращено в указанную камеру или горелки и смешались с распылителем, как он выполняет из отверстия в верхней крышке.

From this very simple version of a fuel burner was derived more sophisticated equipment, such as that shown and discussed in an article in the Jan. 1976 issue of Popular Science entitled «Clog-Proof Super Spray Oil Burner». As noted in thearticle, one development that evolved was the use of two atomizing plenums arranged to discharge the atomized liquids towards each other to create a more stable flame and a good place to initiate ignition. Из этого очень простой вариант горелки было получено более сложное оборудование, например, что показано и обсуждается в статье в январе 1976 выпуск научно-популярных озаглавленный «сабо Доказательство Super Spray Oil Burner». Как отмечается в Статьяперепечатывается, один развития, которые развивались было использование двух распыляя пленумов организованы для выполнения распыленной жидкости друг к другу для создания более стабильного пламени и хорошее место для начала возгорания.

Other arrangements of opposed spray heads are also suggested in US patents by Babington. namely US Pat. No. 3,751,210 dated Aug. 1973, and US Pat. No. 3,864,326 dated Feb. 1975. Другие механизмы против главы спрей также предложил в патентах США по Бабингтон. Именно патент США. Количество 3751210 от августа 1973, и в патенте США. Количество 3864326 датированное февралем 1975 года.

All of the above noted developmental work based on the utilization of the «Babington» principle proved conclusively that the system was perfectly capable of use in a fuel burning system and that, if properly designed, such a system has thepotential of evolving into a commerical, practical, highly efficient fuel burner which can be used for domestic heating furnaces. Все выше отметил, опытно-конструкторских работ на основе использования «Бабингтон» принцип доказал, что система вполне способна использовать в топливе системы, и что, если правильно разработана, то такая система имеет thepotential развивающейся в коммерческих, практические, высокоэффективные горелки для сжигания топлива, которые могут быть использованы для внутренних печей нагрева.

DESCRIPTION OF THE INVENTION ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

The present invention deals with a novel fuel burner, particularly adapted for use in practically every type of domestic heating furnace and, in particular, as a retrofit burner for existing heating systems. Fuel oil can be burned close to themaximum theoretical efficiency and with smoke readings which are zero at the instant the burner is ignited and which remain at zero throughout the burner operation. Настоящая работа посвящена изобретения с горелки роман, особенно пригодны для использования практически в любой тип внутреннего печное отопление и, в частности, в модифицированной горелки для существующих систем отопления. Мазут может быть сожжен близко к themaximum теоретической эффективности и дымом чтениях которых равны нулю в момент горелка зажигается и которые остаются в нуле всей работы горелки.

In the present invention, the inefficiencies associated with many on-off burner cycles are eliminated. By simply controlling the liquid film thicknesses over the atomizing surfaces as will be described, the firing rate of the burner can bemodulated over a typical range of 5-1. This means that the same burner, without changing atomizers, can be modulated either manually or automaticaly to match the heating and/or hot water loads in the house. For example, during modestly cool spring andsummer evenings, the burner can be set to operate at a firing rate of 0.2 gal./hr. and during cold winter days when hot water is required, the same burner can be adjusted to consume fuel at a rate of 1.0 gal./hr. These adjustments can be made manuallyby simply adjusting the fuel flow rate over the atomizing plenums by means of a simple valve in the liquid combustion air delivered to the flame tube. In the most sophisticated version of the novel burner disclosed herein, these adjustments can be madeautomatically with suitable control techniques. Accordingly, an object of the present invention is to produce an oil burner whose firing rate can be simply modulated either manually or automatically to suit the heating demand. В настоящее изобретение, неэффективности, связанных со многими включения-выключения горелки циклов устранены. Просто контроля толщины пленки жидкости по поверхности распыления как будет описано, скорострельность из горелки может bemodulated более типичного диапазона 5-1 . Это означает, что же горелки, без изменения форсунок, можно модулировать вручную или автоматически в соответствии отопления и / или горячей воды нагрузки в доме. Например, во время скромно прохладными вечерами весной andsummer, горелки может быть настроен для работы при стрельбе размере 0,2 гал. / час. и в холодные зимние дни, когда горячей воды не требуется, то же горелка может быть скорректирована, чтобы потреблять топливо в размере 1,0 гал. / час. Эти поправки могут быть сделаны manuallyby просто регулировать Расход топлива по распыляя пленумов с помощью простой клапан в жидком воздухе горения доставлен в пламени трубку. В наиболее сложная версия романа горелки, описанные здесь, эти поправки могут быть madeautomatically с соответствующими методами контроля. Таким образом, объект настоящего изобретения является производство нефти горелки которого скорострельность может быть просто модулированной либо вручную, либо автоматически с учетом отопления спроса.

Another object of the invention is to produce a burner that performs with high efficiency regardless of the combustion chamber that it is placed into and therefore is ideally suited as a retrofit or replacement burner for existing furnaces. Другим объектом изобретения является создание горелки, которая выполняет с высокой эффективностью, независимо от камеры сгорания, что он находится в, и поэтому идеально подходит в качестве модернизации или замены горелки для существующих печей.

Another object of this invention is to produce an oil burner that will permit substantial reductions in energy costs when retrofitted into existing furnaces. Другой целью данного изобретения является производство нефти горелки, которые позволят существенное сокращение затрат на энергию, когда встроены в уже печей.

Still another object of this invention is to produce an oil burner with an exceptionally stable flame front. Еще одной целью данного изобретения является создание горелка с исключительно стабильной фронта пламени.

Still another object of the invention is to produce a burner that is capable of operating at low firing rates, as for example less than 0.5 gal./hr. without clogging problems. Еще одним объектом изобретения является создание горелки, что может работать по низким ставкам стрельбы, как, например, менее 0,5 галлон. / Час. Без засорения проблемы.

A further object of this invention is to produce an oil burner wherein combusion is essentially completed within the flame tube of the burner. Еще одной задачей настоящего изобретения является производство нефти горелки которой combusion по существу завершена в течение пламени трубку горелки.

Still another object of this invention is to produce an oil burner where combustion air is supplied in stages so as to control the burning rate and temperature and hence objectionably high nitrous oxide emissions. Еще одной целью данного изобретения является производство нефти горелки, где воздух для горения подается в этапах, чтобы контролировать скорость горения и температуры и, следовательно, objectionably высоких выбросов закиси азота.

The burner of this invention comprises a flame tube having an inlet end and outlet end; means for admitting air into the flame tube to cause said admitted air to flow in a direction along and parallel to the central axis of said tube; and aplurality of second means for producing a corresponding plurality of streams of atomized fuel which are angled toward said outlet end and also toward the flame tube central axis so as to intersect substantially at said central axis. Горелки данного изобретения состоит жаровой трубы с конца входного и выходного конца, средства для допуска воздуха в пламенной вызывать сказал признал воздуха в поток в направлении вдоль и параллельно центральной оси сказала трубка, и aplurality второго средства для получения соответствующей множество потоков распыленного топлива, которые расположены под углом к розетке сказал конца, а также к пламенной центральной оси, с тем чтобы существенно пересекается в сказал центральной оси.

BRIEFDESCRIPTION OF THE DRAWINGS BRIEFDESCRIPTION из рисунков

Reference is now made to the appended drawings and the detailed description which follows, showing two preferred modes of practicing the invention: Справочник теперь заставить чертежи и подробное описание которого следует, показаны два предпочтительных режимов практикующих изобретения:

FIGS. 1A and 1B are schematic views of a typical heating furnace or firebox and showing the utility of the present invention as compared to the usual prior art apparatus; . Фиг 1А и 1В схема вид типичного печное отопление или топки и показывая полезность изобретения по сравнению с обычно, перед аппаратом искусства;

FIG. 2 is a front end view of a fuel burner assembly as utilized in the firebox referred to in FIG. 1. Фиг. 2, вид спереди конце ТВС горелки используются в топку, упомянутых в фиг. 1.

FIG. 3 is a vertical section view taken along the line 3—3 of FIG. 2 and showing details of one of the fuel atomizing systems; . Рис. 3 представляет собой вертикальный разрез вдоль линии 3 — 3 на рис 2 и с указанием подробной информации одного из топлива распыляя системы.

FIG. 4 is a sectional plan view taken along the line 4—4 of FIG. 2 and showing details of one flame tube assembly; . Рис. 4 вид в разрезе плана, принятые по разделу 4 — 4 на рис 2 и показаны детали одной сборки трубки пламени;.

FIG. 5 is a sectional plan view showing details of another flame tube assembly in accordance with the present invention; . Фиг 5, вид в разрезе план с указанием подробной информации о другой сборке жаровой трубы в соответствии с настоящим изобретением;

FIG. 6 is still another sectional view of a fuel atomizing system in which an improved spray discharge horn is utilized. Фиг. 6 по-прежнему другой разрез топлива распыляя система, в которой улучшение рог разряда спрей используется.

BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Лучший вариант осуществления изобретения

Deferring descriptions of FIGS. 1A and 1B momentarily, consideration will first be given to FIGS. 2 and 4 which show one mode of carrying out the improved fuel burning assembly of the present invention. As shown in FIG. 4, an air tube 1,typically with an outside diameter of about 4″, which is essentially an elongated open ended pipe, supports concentrically therein a flame tube 3 which typically is about 3 to 33/4 inches in diameter on a plurality of annular rings 5 and 7. Theconcentric relationship between the air tube and the flame tube defines an annular air passage 4 therebetween. Annular ring 7 is solid so as to close off said annular air passage at the discharge end of the burner assembly for the purpose of directingsecondary combustion air as will be discussed later. Annular ring 5 helps to concentrically support flame tube 3 and also contains a series of circumferential holes 6. These holes create a slight pressure drop in the airflow passing through said airpassage 4, which in turn equalizes the flow of air through said passage. Hot or downstream end 9 of the flame tube is normally placed in the firebox of the furnace or the like. The other end 11 of flame tube 3 is relatively cool and connects to aforaminous fire wall 14, which is shown as being generally cone shaped, said wall being provided with a relatively large central aperture 16 passing through fire wall 14. Also affixed to said fire wall are two fuel atomizing systems 30 and 30′ which aredefined by cuplike atomizing chambers 15, 15′. Typically, the apertures in said foraminous fire wall are about 1/8″ in diameter or less, and the large central aperture 16 would be on the order of about 1/2″ to about 11/2″ diameter. Оставляя описание фиг. 1А и 1В на мгновение, рассмотрение сначала будет дано на фиг. 2 и 4, которые показывают один режим проведения улучшения горения топлива сборки данного изобретения. Как показано на фиг. 4, воздушной трубки 1, как правило, с внешним диаметром около 4 «, который является по существу удлиненные открытые трубы, поддерживает концентрически в нем пламя трубку 3, которая обычно составляет около 3 до 33 / 4 дюйма в диаметре на множество кольцевой кольца 5 и 7. Theconcentric отношения между трубкой воздуха и жаровой трубы определяет кольцевой проход воздуха 4 между ними. кольцевой кольцо 7 тверд, чтобы закрыть сказал кольцевой проход воздуха на выходном конце горелок для directingsecondary воздуха для горения, как будет обсуждаться позднее . кольцевой кольцо 5 помогает концентрически поддержания огня трубке 3, а также содержит ряд окружных отверстия 6. Эти отверстия создать небольшой перепад давления в потоке воздуха, проходящего через сказал airpassage 4, который в свою очередь выравнивает поток воздуха через сказал проход. Горячие или после окончания 9 из жаровой трубы, как правило, помещаются в топку котла или как. другом конце 11 из пламени трубку 3 относительно прохладно и подключается к aforaminous стену огня 14, в котором показано, как обычно конический, сказал стены, при условии с относительно большим центральным отверстием 16, проходящих через стены огня 14. Кроме того, проставленный на огонь сказал стены два топливных системах распыления 30 и 30 «, который aredefined по cuplike распыляя камеры 15, 15. Как правило, отверстий в foraminous сказал огня стены около 1 / 8 «в диаметре или меньше, а большие центральное отверстие 16 будет на порядок около 1 / 2» до 11 / 2 «диаметра.

Further upstream of the fuel atomizing systems and not shown are provisions for housing the burner motor, air compressor, air blower, fuel recirculating system, and electronic burner combustion controls. Далее вверх по течению от распыления топлива систем и не указаны положения на жилье горелки двигателя, воздушный компрессор, вентилятор, топливо рециркуляционные системы, и электронные системы управления сгорания горелки.

The hot end 9 of the flame tube 3 is provided with a pair of cutouts 13, 13′, the function of which will become apparent subsequently. Similarly, the flame tube is provided with a further pair of apertures 12,12′ located approximately midway ofits length. These apertures (12,12′) are disposed at 90.degree. relative to the cutouts 13,13’. As shown in FIG. 2, cutouts 13′ and 13 are located at the twelve o’clock and six o’clock position, while aperture 12′ and 12 are located at the threeo’clock and nine o’clock position. However, tube 3 may be rotated 90.degree. so as to reverse the relative positioning of cutouts 13’and 13 with respect to those of apertures 12′ and 12. Such reversal will serve only to cause the flame leaving theburner to bush out in the twelve o’clock and six o’clock position, rather than in the three o’clock and nine o’clock position as will be the case with the configuration shown in FIGS. 2 and 4. The function of these cutouts and apertures will bediscussed in more detail later. Горячего конца 9 из жаровой трубы 3 снабжена парой вырезами 13, 13, функции которого будут ясны позднее. Аналогичным образом, пламя трубка снабжена дальнейшего пару отверстий 12,12 ‘, расположенный приблизительно посередине ofits длины. Эти отверстия (12,12) располагаются на 90 °. сравнению с вырезами 13,13. Как показано на фиг. 2, вырезы 13 ‘и 13 находятся в 12:00 и шесть O «часы позиции, в то время как диафрагма 12 ‘и 12 находятся в threeo’clock и девять часов». Однако, трубки 3, могут быть повернуты 90 °. тем чтобы обратить вспять взаимного расположения вырезов 13’and 13 в отношении Для тех из отверстия 12 ‘и 12. Такое изменение будет служить только вызвать флейм оставив theburner Бушу в 12:00 и шесть часов «, а не в три часа ночи и 9:00 позиции как будет в случае с конфигурацией, показанной на фиг. 2 и 4. Функция этих вырезов и отверстий будет bediscussed более подробно позже.

Projecting into the flame tube through the central opening 16 of wall 14 and disposed midway between the sprays emanating from atomizing systems 30,30′ is a conventional spark ignitor 18 which includes a pair of discharge electrodes 19 and 21. The ignitor may be supported by a suitable bracket (not shown) and, of course, is energized from a source of high voltage electricity. In addition, if desired, the gap between electrodes 19 and 21 need not be located midway between the fuel atomizingsystems 30,30′ but instead can be located adjacent the spray plume from either atomizing system 30 and 30′. Проектирование в пламя трубки, через центральное отверстие 16 стенки 14 и расположен на полпути между спреи, вытекающих из системы распыления 30,30 «является обычной искры воспламенитель 18, который включает в себя пару электродов разряда 19 и 21. Воспламенитель может быть поддержано подходящего кронштейна (не показан) и, конечно, питается от источника высокого напряжения электричества. Кроме того, при желании, разрыв между электродами 19 и 21 не должны быть расположены на полпути между топлива atomizingsystems 30,30 «, но вместо может быть расположен рядом спрей шлейф либо распыляя системы 30 и 30.

As shown in FIGS. 3 and 4, the atomizing chambers 15 and 15′, respectively, may be provided with spray discharge horns 17 and 17′, the purpose of which will be discussed later. Как показано на фиг. 3 и 4, распыляя камеры 15 и 15, соответственно, могут быть предоставлены с распылением разряда рога 17 и 17 «, целью которого будет обсуждаться позже.

FIG. 3 shows that each atomizing chamber 15 is provided with a pair of conduits 23′ and 25′ which are, in essence, elbows having one end projecting into the chamber along a generally vertical plane passing immediately through the walls thereof. The uppermost conduit 23′ defines a fuel supply conduit whose lower end 36′ extends into atomizing chamber 15′ where it is disposed generally over the high point of atomizing plenum 26’. The upper end 37′ of conduit 25′ is flush with the lower interiorsurface of atomizing chamber 15. Фиг. 3 показывает, что каждый распыляя камеры 15 снабжен парой каналов 23 ‘и 25’, которые, в сущности, локти, один конец проектирование в камере вместе целом вертикальной плоскости, проходящей непосредственно через стены его. Верхнего канала 23 ‘определяет трубопровод подачи топлива, нижний конец 36’ простирается в распыляя камеры 15 ‘, где она расположена в целом более высокой точки распыляя пленума 26’. верхнем конце 37 ‘трубопровод 25′ на одном уровне с нижней interiorsurface из распыляя камеры 15.

Disposed directly below each fuel supply conduit 23′ and supported on the rear wall 31′ of atomizing chamber 15′ is atomizing plenum 26′ which is shown in FIG. 3 in the form of a hollow sphere but which may be in the form of any hollow plenumwith a smooth convex outer surface. Gas under pressure is supplied to atomizing plenum 26′ through conduit 27′, which extends through the rear wall 31′ of the atomizing chamber 15′. The atomizing plenum 26′ is provided with at least one small aperture29′, only one being shown in FIG. 3, which is located so as to discharge fuel spray particles directly toward and through discharge horn 17’. Увод непосредственно под каждого канала подачи топлива 23 ‘и поддерживается на задней стенке 31’ из распыляя камеры 15 ‘является распыление пленума 26 «, которая показана на фиг. 3 в виде полого шара, но которые могут быть в виде любой полых plenumwith гладкой выпуклой внешней поверхностью. газ под давлением подается на распыление пленума 26 ‘через трубопровод 27’, который проходит через заднюю стенку 31 ‘из распыляя камеры 15’. распыляя пленума 26 ‘предоставляется, по крайней мере одна маленькая aperture29, только один из них показан на фиг. 3, который расположен таким образом, чтобы разряд распыления частиц топлива непосредственно в сторону и через разряда рог 17 ‘.

As clearly shown in FIG. 3, the rear wall 31′ of the atomizing chamber 15′ is provided with a pair of apertures 33’ whose function will be described in detail hereinafter. Как четко показано на фиг. 3, задняя стенка 31 ‘из распыляя камеры 15’ снабжен парой отверстий 33 ‘, функция которого будет подробно описано далее.

Though not shown, it is to be understood that each inlet conduit 23′ is connected to a source of liquid fuel by means of a pump whereby the fuel may be pumped through these conduits and deposited on the convex surface of the plenum chamber 26’. Similarly, the drain or discharge conduit 25′ is connected to the fuel supply system so that the excess or run-off liquid which is not atomized by air escaping from orifice 29′ in atomizer 26′ can be returned to the fuel system not shown and recirculatedtherein. The description given above with specific reference to fuel atomizing system 30′ of FIG. 3 applies in identical fashion to fuel atomizing system 30 shown in FIG. 4. Хотя это и не показали, это следует понимать, что каждый входной канал 23 ‘связано с источником жидкого топлива с помощью насоса которой топливо может быть прокачивается через эти каналы и осаждаются на выпуклой поверхности пленума камере 26’. Аналогичным образом, утечка или сброс канала 25 ‘подключен к системе подачи топлива так, что избыток или стока жидкости, которая не распыленный воздушным побега из отверстия 29’ в распылитель 26 ‘могут быть возвращены в топливной системе не показано и recirculatedtherein. описание выше, с конкретной ссылкой на топливо распыляя системы 30 ‘на фиг. 3 применяется в идентичным образом, чтобы топливо распыляя система 30 показана на фиг. 4.

FIG. 3 also shows one means whereby spray discharge horn 17′ may be affixed to atomizing chamber 15′. Said horn 17′ is shown in its preferred form as a truncated cone with its small opening facing the flame tube. However, in certain burnervariations discharge horn 17′ may be a simple cylindrical section or even a truncated cone divering outwardly towards the flame tube. The size and shape of spray discharge horn 17 will depend upon the aerodynamic conditions surrounding atomizing chamber15′, as dictated by the upstream blower pressure and the downstream static and dynamic pressure within the flame tube. In any event, the spray discharge horns are designed to control the size of the liquid fuel spray particles and/or to prevent theflame within the flame tube from propagating upstream into the atomizing chamber. These features will be explained further in a subsequent discussion of FIG. 6 which shows an improved discharge horn configuration. In certain applications of the presentinvention where there is sufficient airflow and pressure available from the auxiliary compressor and combustion air blower, the upstream flame propagation may be prevented, and the liquid particle size optimized, without the need for spray dischrge horn17′. This is done by controlling the conditions within atomizing chamber 15′ and involves the interrelationship of variables such as the size and shape of atomizer 26′; the size and shape of discharge orifice 29′; the pressure supplied to the interiorof atomizer 26′ via tube 27′; the internal diameter of feed tube 23′; the spacing and relative fore and aft positioning of atomizer 26′ with respect to lower end 36 of feed tube 23′; the spacing between discharge orifice 29′ and the forward face 38′ ofatomizing chamber 15′; the quantity of fuel supplied through feed tube 23′; the size of blower inlet ports 33′, and the velocity and quantity of air entering atomizing chamber 15′ through blower inlet ports 33′. In cases where the spray discharge horns17 and 17′ are not required, they are simply removed with the result that the spray particles emanating from atomzers 26 and 26′ are discharged directly into flame tube 3 through openings 34 and 34′ in their respective atomizing chambers 15 and 5’. Фиг. 3 также показано одно из средств которого спрей разряда рог 17 ‘могут быть прикреплены к распыляя камеры 15’. Саид рог 17 ‘показана на ее предпочтительной формой в виде усеченного конуса с малым отверстием жаровой трубы. Однако, в некоторых burnervariations разряда рог 17 ‘может быть простой цилиндрической части или даже усеченного конуса divering внешне к пламени трубку. размер и форма спрея рог разряда 17 будет зависеть от аэродинамических условий окружающей распыляя chamber15 «, как это диктуется входного давления и воздуходувки вниз по течению статического и динамического давления внутри жаровой трубы. В любом случае, рога спрей разряда предназначены для контроля размера частиц жидкости брызги топлива и / или для предотвращения theflame в пламени трубку от распространяющихся вверх по течению в распыляя камеры. Эти Особенности будет объяснено далее в последующем обсуждении рис. 6, который показывает, улучшенной конфигурации рог разряда. В некоторых приложениях presentinvention, где есть достаточный поток воздуха и давление доступны вспомогательные компрессора и вентилятора воздуха для горения, вверх по течению распространения пламени может быть предотвратить, и жидких частиц по размерам оптимизированный, без необходимости для распыления dischrge horn17 и включает в себя взаимосвязь переменных, таких как размер и форма распылителя 26 ‘»Это делается путем контроля условий в распыляя камеры 15.’; размер и Форма разгрузочное отверстие 29 ‘; давлением подается в распылитель interiorof 26’ с помощью трубки 27 ‘; внутренний диаметр загрузочный бункер 23’; расстояния и относительной носу и на корме позиционирование распылителя 26 ‘по отношению к нижнему концу 36 кормов трубки 23 ‘; расстояние между разгрузочное отверстие 29’ и передней стороной 38 ‘ofatomizing камере 15’; количество топлива подается через загрузочный бункер, 23 ‘; размер вентилятора входе порта 33’, и скорости и количества воздуха, поступающего распыляя камеры 15 ‘через порты воздуходувки входе 33’. В тех случаях, когда брызги разряда horns17 и 17 «не являются обязательными, они просто удаляются, в результате чего распыления частиц, вытекающих из atomzers 26 и 26 ‘сбрасываются непосредственно в пламени трубку 3 через отверстия 34 и 34 ‘в своих распыляя камеры 15 и 5.

The following parameters represent some typical values for a burner with a variable firing rate from about 0.2 to about 0.6 gal./hr. A typical atomizer is a sphere or bullet shape between about 1/4″ to about 1″ outside diameter. Thecross-sectional area of the discharge orifice 29′ typically is about 0.0001 square inch to about 0.0003 square inch. The pressure supplied to the interior of atomizer 26′ via tube 27′ is typically about 2 psi to about 20 psi. The spacing 35′ betweendischarge orifice 29′ and the forward face 38′ of atomizing chamber 15′ can be from 0 to about 1″. The spacing between lower end 36′ of liquid feed tube 23′ and the upper most surface of atomizer 26′ is typically about 1/8″ to about 3/8″. The typicaldimensions for blower inlet ports 33′ are about 1/8″-3/8″ diameter. Typical internal diameters of feed tube 23′ are about 1/16″to about 1/4″. The length of spray discharge horn 17’ when present can be up to about 11/2″ and have an exit diameter betweenabout 3/8″ and 1». Следующие параметры представляют некоторые типичные значения для горелки с переменной скоростью стрельбы от 0,2 до 0,6 галлонов. / Час. Типичного распылителя является сферой или пуля форму примерно от 1 / 4 «до 1» наружного диаметра. Thecross- площадь сечения разгрузочное отверстие 29 ‘обычно составляет около 0,0001 квадратный дюйм до 0,0003 квадратный дюйм. давлением подается в интерьере распылителя 26’ с помощью трубки 27 ‘, как правило, около 2 фунтов на квадратный дюйм до 20 фунтов на квадратный дюйм. расстояние 35’ betweendischarge отверстия 29 ‘и передней стороной 38’ из распыляя камеры 15 ‘может быть от 0 до 1 «. Расстояние между нижним концом 36’ жидких подающей трубки 23 ‘и самой верхней поверхности распылителя 26’, как правило, около 1 / 8 «до 3 / 8». typicaldimensions для воздуходувки входе порта 33 ‘около 1 / 8 «-3 / 8» диаметр. Типичные внутренних диаметров загрузочный бункер 23’ около 1 / 16 «до 1 / 4». Длина струи разряда рог 17 ‘, когда настоящее время могут быть примерно до 11 / 2 «и betweenabout выхода диаметром 3 / 8» и 1 «.

FIG. 5 is a sectional plan view showing details of a fuel burning assembly which includes a number of features which are employed to minimize the problem of soot formation which can occur along fire wall 14 and on the inside walls of the flametube especially at the higher firing rates. Фиг. 5, вид в разрезе план с указанием сведений о сборке сжигания топлива, которая включает ряд особенностей, которые используются для минимизации проблемы образования сажи, которые могут возникнуть по огнем стены 14 и на внутренних стенах flametube особенно на высших стрельба ставки.

As shown in FIG. 5, the improved fuel burning assembly consists of a air tube 1 which is essentially an elongated open ended pipe. Disposed within air tube 1 is flame tube 3 which is maintained concentric with respect to the air tube so as todefine an annular air passage therebetween. Flame tube 3 is maintained concentric to air tube 1 by positioning against a circumferential shoulder 67 which can include set pins or screws (not shown). Other means can be used to maintain the flame tubeconcentrically within the air tube 1. The flame tube 3 is open at both ends; one end 9 thereof, which may be termed the hot end, faces toward the interior of the firebox of the furnace or the like. The other end which may be called the cool end, isattached to atomizing chamber 52 by means of a slip fit over the aforementioned shoulder 67. Further upstream of atomizing chamber 52 and not shown, provisions may be made to house the auxiliary burner equipment such as the drive motor, air atomizingcompressor, combustion air blower, fuel recirculation system and the electronic burner controls, if desired. Как показано на фиг. 5, улучшенной сборки горения топлива состоит из воздушной трубки 1, которая по существу удлиненные открытые трубы. Увод в воздушной трубки 1, жаровой трубы 3, который поддерживается концентрических по отношению к воздушной трубки так как todefine кольцевой ними проход воздуха. пламени трубку 3 поддерживается концентрических на воздушной трубки 1 на позиционирование в отношении окружной плечо 67, которые могут включать множество шпилек или винтов (не показан). Другие средства могут быть использованы для поддержания пламени tubeconcentrically в воздушной трубки 1. жаровой трубы 3 открытый с обоих концов;. одном конце его 9, который можно назвать горячего конца, лицом к интерьера из топки печи или, как другой конец, который можно назвать прохладной конца, чтобы isattached распыляя камеры 52 с помощью скольжения соответствовать по вышеупомянутым плечо 67. Далее вверх по течению от распыляя камеры 52 и не показали, может быть предусмотрено, чтобы дом вспомогательное оборудование горелки, таких как двигатель, воздух atomizingcompressor, воздуходувки воздуха в камеру сгорания, топливо рециркуляции системы и электронные системы управления горелкой, если это необходимо.

The open end 9 of the flame tube 3 is provided with a pair of cutouts 13,13′, the function of which will become apparent subsequently. Similarly the flame tube is provided with a further pair of apertures 12, 12′ located approximately midway ofits length. These apertures (12,12′) are disposed at 90.degree. relative to the cutouts 13,13’ but as mentioned previously, flame tube 3 may be rotated 90.degree. to alter the flame pattern leaving the burner. Открытый конец 9 из жаровой трубы 3 снабжена парой вырезами 13,13 ‘, функция которого станет ясно в дальнейшем. Аналогично пламени трубка снабжена дальнейшего пару отверстий 12, 12 «, расположенный примерно на полпути ofits длины. Эти отверстия (12,12) располагаются на 90 °. отношению к вырезами 13,13 «, но, как упоминалось ранее, жаровой трубы 3, могут быть повернуты 90 °. изменять пламени узор оставляя горелки.

In addition, the flame tube of FIG. 5 is provided with a plurality of centrifugal swirl shutters or louvers 50. One convenient configuraion employs 4 louvers, each being spaced about one-quarter of the circumference of the flame tube from theadjacent louvers. Other configurations and amounts of louvers can be employed if desired. The louvers are placed upstream from the apertures 12,12′ and preferably axially about midway between apertures 12,12′ and fire wall 57. The louvers provide fora curtain of swirling air along the flame tube wall. The swirling is confined as will be discussed hereinbelow in view of the interrelationship of the louvers with the apertures 12,12′ and the cutouts 13,13’. Typically the apertures 50, 12, 12′, 13 and13′ are about 0.2 -0.4 square inch in cross-sectional area for a typical burner with a variable firing rate of from about 0.2 to about 0.6 gal./hr. Кроме того, пламя трубки на фиг. 5 снабжен множеством центробежных ставнями или жалюзи водоворот 50. Одном удобном configuraion работают 4 жалюзи, каждый из которых расстоянии около одной четверти окружности трубы от пламени theadjacent жалюзи. Другие конфигурации и количества жалюзи могут быть использованы при желании. жалюзи помещаются вверх по течению от отверстия 12,12 «и, желательно, аксиально примерно на полпути между отверстиями 12,12 и защитную стену 57. жалюзи обеспечивают форумах занавес закрученного воздуха вдоль жаровой трубы стены. закрученного ограничивается, как будут обсуждаться здесь ниже в силу взаимосвязи жалюзи с отверстиями 12,12 и 13,13 вырезами. Обычно отверстий 50, 12, 12 ‘, 13 and13 «являются около 0,2 -0,4 квадратный дюйм в площадь поперечного сечения для типичных горелки с переменной скоростью стрельбы примерно от 0,2 до 0,6 галлонов. / час.

The cylindrical flame tube 3 is provided at it opposite end 11 with a pair of spray discharge horns 17 and 17′, opening into a common atomizing chamber 52. As was previously discussed, certain burner operating conditions would not require theuse of spray discharge horns 17 and 17’ and in such cases, a simple opening in said atomizing chamber 52 would be provided instead. Цилиндрической трубки пламени 3 закреплен на это противоположном конце 11 с парой спрей рога разряда 17 и 17, открытие в общей распыляя камеры 52. Как уже говорилось ранее, определенные условия эксплуатации горелки не потребует theuse брызг разряда рога 17 и 17 ‘и в таких случаях, простые открытия в указанных распыляя камеры 52 будет представлена вместо.

Spray discharge horns 17 and 17′ are supported upon a solid wall 51 which is shown as being generally straight and transverse to the flame tube. Also supported upon the solid wall 51 is an air blast tube 53 located within and concentricallyaround the central axis of the atomizing chamber 52. The air blast tube 53 passes through and is also supported by the back wall 54 of atomizing chamber 52. The air blast tube 53 can include a pair of apertures 56,56′(eg -typically having a diameterbetween 1/8′ to 1/2″) leading to the atomizing chamber 52. These apertures provide for a portion of the blower air entering the central air blast tube to be entrained into the atomizing chamber 52 where it commingles with the fuel spray and isdischarged into the flame tube through spray discharge horns 17 and 17′. Should apertures 56 and 56′ be insufficient to provide chamber 52 with the needed air to supply the aspiration needs of plenums 26 and 26′, or if it is desired to further raise thestatic pressure within common chamber 52, then blower air inlet ports 66 and 66′ similar or smaller cross-sectional area to 56, 56′ may be provided in wall 54. Consequently, by sizing blower air inlet ports 66 and 66′ in conjunction with apertures 56and 56′, chamber 52 may be operated at any desired pressure. The forward wall 51 of atomizing chamber 52 is provided with a relatively large central aperture 55 passing through the wall 51. This aperture 55 is the same size as the inside diameter ofair blast tube 53 which is about 1/4″ to about 11/2″ so that blower air can pass directly through air blast tube 53, and enter the flame tube via aperture 55 in wall 51. Spaced slightly downstream such as about 1/8″ to about 1/2» from the forward wall51 of the atomizing chamber and parallel thereto, is a foraminous or perforated fire wall 57 which is shown as being generally planar and containing apertures therein. The perforated fire wall 57 is provided with a relatively large central aperture 59passing through the wall 57. The large central opening 59 in the perforated fire wall 57 is preferably smaller than the inside diameter of the central blast tube and hence the opening 55 in wall 51. As a result, a small amount of air is forced outradially between the forward wall 51 of the atomizing chamber 52 and the perforated fire wall. This air bleeds through the perforated fire wall and into the flame tube to keep the fire within the flame tube from impinging on the fire wall.

Projecting through rear wall 54 and front wall 51 of the atomizing chamber and further extending into the flame tube through a pair of openings in fire wall 57 is a pair of electrodes 19 and 21. Said electrodes are encased in porcelain jackets68 and 69 to shield said electrodes from fuel spray as they pass through atomizing chamber 52. The spark gap 70 between electrodes 19 and 21 is located within the flame tube and on the outer periphery of the spray plume issuing from atomizer 26.

As shown in FIG. 5, the chamber 52 may be provided with discharge cones 17 and 17′ which dicharge atomized fuel inwardly into the flame tube 3.

Both of the atomizing plenum chambers 26,26′ are disposed within the same atomizing chamber 52. Plenum 26′ is supported on the rear wall 54 of chamber 52 and plenum 26 is interconnected via conduit 27′ from plenum 26′. Use of a common chamberassures that the static pressure surrounding atomizing plenum 26 is essentially the same as that surrounding plenum 26′. Plenums 26 and 26′ are supplied with air under pressure through conduits 27 and 27′ respectively. As shown in FIG. 5, the air issupplied to 27 and 27′ from the same source via conduits 60 and 61 respectively. Of course, separate sources of air can be employed if desired.

The liquid fuel supply system for the atomizing plenums is essentially the same as the fuel supply system referred to with respect to FIG. 3 except that both supply lines or conduits are in a common chamber. Also, in the embodiment of FIG. 5,there need only be one common drain located at the low point in atomizing chamber 52. Each atomizing plenum 26 and 26′ is provided with at least one small aperture 29 and 29′ as illustrated in FIG. 3 which is located so as to discharge air and fuelspray directly toward its associted discharge horn 17 and 17′.

As shown in FIG. 5, the rear wall 54 of the atomizing chamber 52 is provided with an aperture 61′ to admit air into the air blast tube 53.

A pair of fuel supply conduits 23 and 23′ are preferably connected to a source of liquid fuel by means of a pump, whereby the fuel may be pumped through these conduits and deposited on the convex surfaces of atomizing plenums 26 and 26’respectively. Similarly, the singular drain conduit 25′ is connected to the fuel supply system so that liquid which is not atomized within common atomizing chamber 52 can be returned to the fuel system not shown and recirculated back to fuel supplyconduits 23 and 23′.

Accordingly, the main difference between the configuration of FIG. 5 as compared to FIG. 4 are a single atomizing chamber instead of two such chambers; a generally planar forward wall or face instead of a generally cone shaped fire wall; aperforated fire wall spaced from the forward wall of the atomizing chamber; and the presence of centrifual swirl shutter or louvers. If desired, the burner of FIG. 4 can be modified by employing less than all of the modifications discussed hereinabovefor the embodiment of FIG. 5 by employing any one or any combination of two or more of the new features of the burner illustrated by FIG. 5.

Directing attention now particularly to FIGS. 3 and 4, the operation of the fuel atomizing and combustion system is as follows.

Liquid fuel is introduced into the system by the conduits 23,23′. The liquid fuel flows over atomizing plenums 26,26′ and a portion thereof is atomized by air under pressure which is introduced into each plenum through conduits 27 and 27′. Liquid which is not atomized flows to the bottom of the atomizing chambers 15, 15′ and is withdrawn therefrom by drain conduits 25,25′ for recirculation in the fuel supply system.

As described above, the atomization process utilizes the basic «Babington» principle disclosed in prior mentioned US Pats. Nos. 3,421,699 and 3,421,692.

Due to the discharge of air from the atomizing plenums through apertures 29 and 29′ there is created a low pressure region in the immediate vicinity of said apertures. This causes additional air to flow into atomizing chambers 15,15′ throughports 33, 33′ to commingle with the atomized fuel being discharged into flame tube 3. Additional combustion air is supplied through the aperture 16 in the foraminous fire wall 14, so as to flow axially along flame tube 3 to intersect with the fuelsprays emanating from atomizers 26 an 26′ so as to readily ignite when the igniter 18 is energized to cause a spark between electrodes 19 and 21.

In the preferred embodiments disclosed herein, the combustion air enters through the aperture 16. It is, however, within the scope of the invention to supply such combustion air by increasing the supply of air which enters the atomizing chambersthrough the ports 33 and 33′ in FIG. 4, or the ports 66,66′ in FIG. 5. This in turn will supply more air to flame tube 3 through discharge horns 17 and 17′. The two streams of additional air thus provided intersect substantially along the flame tubeaxis, and the resultant of these two intersecting airstreams tends to flow generally along the axis of the flame tube. Such an arrangement may be satisfactory in certain instances, particularly where the burner geometry may make it difficult to providefor the combustion air to be directed into the flame tube from one end thereof, or in instances where the burner is designed for a low firing rate in which event sufficient combustion air is obtained by such an alternative arrangement.

Additional combustion air passes along the annular passage 4 between flame tube 3 and blast tube 1 and is staged into the interior of the flame tube 3 through the staging ports 12,12′ and the cutouts 13,13′. FIG 4 also shows one means wherebyadditional combustion air may be provided at the juncture between the flame tube and the conical fire wall as, for instance, a multiplicity of ports 8.

The unique configuration of the flame tube within a blast tube provides a unique heat exchanger in which combustion air for staging purposes passed through the annular area between the flame tube and the blast tube. In traversing this route, thecombustion air picks up heat from the inner hot walls of the flame tube. This hot air, as it is delivered to the interior of the flame tube at the two aforementioned staging locations and through ports 8, if desired, helps to promote rapid vaporizationof the atomized fuel to complete the combustion process downstream in the flame tube. The staging of combustion air in this manner allows the temperature within the flame tube to be maintained at the desired level to keep nitrous oxide emissions to aminimum.

Still another advantage of the manner in which combustion air is staged is to produce a flame in which, when emitted from the burner, is short and bushy. This is achieved by introducing stated air in a nonsymmetrical manner which is contrary tothe fuel/air mixing technique used in conventional resisdential type oil burners. For example, at the first combustion air staging location, downstream from the spray impingement site, two air blasts 12,12′ may be introduced perpendicular to the longaxis of the blast tube, at three o’clock and nine o’clock locations. By subjecting the flame within the flame tube to a nonsymmetrical air blast of this type, the flame is caused to squirt out and fill the flame tube at the six o’clock and twelveo’clock positions Furthermore, the low static pressure within the air blasts at the three and nine o’clock positions causes the flame to wrap around the air blasts and thus produce a shorter and more compact flame which fills the entire flame tube.

In the second combustion air staging location, two air blasts are introduced at the lip of the blast tube but this time the air blasts are introduced at the twelve o’clock and six o’clock positions. The causes the flame to spread out in thethree o’clock and nine o’clock position as it leaves the burner blast tube and enters the combustion chamber. discharge

A short bushy flame of this type is ideal for a retrofit or replacement burner, because it is suited for use in any type of combustion chamber. This is in contrast to a long thin flame which would impinge upon the back side of many combustionchambers and cause erosion of the combustion liner. At the same time, the combustion air passing between the flame tube and the blast tube serves to keep the outer blast tube cool, thereby preventing heat erosion of the blast tube. In the case of thepresent invention, the atomization system is so efficient, and the subsequent fuel/air mixing and vaporization is likewise carried out in such a highly efficient manner, that the burner does not require a hot combustion chamber to achieve high combustionperformance.

The present burner design of FIG. 4 has been utilized in a wide variety of different combustion chambers and has always been able to achieve smokeless operation, and flue-gas CO.sub.2 levels between 14-141/2%, when operating at a firing ratewhich is close to that of the furnace rating. Even when the present burner is set to operate at firing rates well below the furnace rating (eg burner operating at 0.25 gal./hr. in a 1.0 gal./hr. furnace) CO.sub.2 levels with smokeless operation willnormally never fall below 13%.

The burner configuration illustrated in FIG. 5 is somewhat better in performance than that illustrated in FIG. 4. For instance, flue-gas CO.sub.2 levels of 15%, which are approximately the maximum level, have been achieved at zero smoke. Thisvalue is just below the theoretically obtainable when the precise amount of air is mixed with the hydrocarbon fuel. This is in contrast to the average conventional home oil burner that operates at CO.sub.2 levels of 8% even when the burner firing rateis matched to the furnace capacity.

These characteristics of total independence of furnace design and furnace temperature makes the present invention ideal as a replacement of retrofit burner. This non-dependence of furnace temperature also means that the present burner willachieve smokeless operation the instant ignition occurs and before the combustion chamber becomes hot. The typical conventional high pressure burner takes several minutes for the smoke level to drop to acceptable levels after ignition has occurred.

Another fact to be noted is that conventional high pressure nozzles have difficulty operating at firing rates below approximately 0.7 gal./hr. without encountering a high incidence of clogging. In the present burner, there is essentially nominimum firing rate that can be atained; a prototype burner has been operated at a firing rate of less than 0.1 gal./hr. This means that each individual atomizer is operating at less than 0.05 gal./hr. Further, it is not necessary, in the presentburner, that both atomizers be generating the same amount of fuel spray for the burner to operate efficiently. For example, one atomizer may have a firing rate of 0.06 gal./hr. while the other has a firing rate of 0.04 gal./hr. A burner of this typewill operate just as efficiently as one in which each atomizer is delivering a spray rate of 0.05 gal./hr. This low firing rate capability of the present invention is very important in light of the present energy crisis because homes in the future willbe built with better insulation and the trend is towards low firing burners that can provide highly efficient operation.

It should be noted that the perforations in the fire wall 14 are so numbered and sized that a very soft flow of air passes through this wall. This soft air flow tends to keep products of combustion from filtering or rolling back toward the fuelatomizing systems and the ignitor, thus inhibiting sooting of these elements.

The included angle between the fuel atomizing systems 30,30′ is shown in FIG. 4 as being approximately 90.degree.. This angle can be varied, however, and may be between 15.degree. and 150.degree., and preferably between 45.degree. and150.degree..

Turning now to FIGS. 1 and 1A, it will be noted that in the prior art the atomizing nozzles are located at the end of the blast tube. Consequently, the nozzle is subjected to high temperatures, and as such is subject to varnish depositions andclogging.

In contrast, utilizing applicant’s improved fuel burning system, the atomizing plenums are located well upstream from the end of the blast tube and as such are sheltered from the radiant and convective heat of the firebox and the associatedproblems of fuel cracking and varnishing.

Even though burners made in accordance with FIGS. 3 and 4 are very efficient and quite satisfactory as discussed hereinabove, the operation of such at the higher fuel rates can lead to some limited amount of sooting on conical fire wall 14 and onportions of the flame tube. The improved configuration illustrated by FIG. 5 eliminates all soot formation. Only the basic differences between the operation of the burner illustrated by FIG. 5 and that of the burner illustrated by FIG. 4 will bediscussed hereinbelow, it being understood that those aspects of the operation of the burner illustrated by FIG. 5 not discussed in any detail are similar to those of the burner of the type shown by FIG. 4.

The air blast tube 53 directs air along the central axis of the single atomizing chamber 52 and along the central axis of the flame tube 3. A portion of the blower air entering the air blast tube 53 is preferably entrained or forced into theatomizing chamber 52 via openings 56 and 56′ where it commingles with the fuel spray and is discharged into the flame tube 3 via spray discharge horns 17 and 17′. The atomizers may draw the air into the chamber 52 via apertures 56 and 56′ by the lowpressure area created at the orifices of said atomizing plenums, or under certain operation conditions pressurized air may also be forced into atomizing chamber 52 through apertures 56 and 56′. As stated earlier, common chamber 52 may also be fittedwith blower air pressurization ports 66 and 66′ so that common chamber 52 may be operated at still a more elevated static pressure if so desired. Such pressurization would more likely be employed at high firing rates and where it is desirous to mix asmuch air with the atomized spray as possible before discharging the mixture into the flame tube.

The use of one common atomizing chamber to contain the atomizing plenums instead of a plurality of atomizing chambers assures that the ambient pressure surrounding each atomizing plenum will be essentially the same. With a common atomizingchamber the local air velocity around each atomizer is also reduced because of the larger volume inside common chamber 52. Thus in chamber 52 it is further assured that high air velocities will not disturb the film of liquid flowing over atomizers 26and 26′. The configuration of FIG. 5 is therefore less sensitive than that shown in FIG. 4.

Since the large central opening in the perforated wall is smaller than the inside diameter of the central air blast tube 53, a small amount of air is directed or forced radially outwardly between the forward face of the atomizing chamber and theperforated fire wall. The perforations in the fire wall are so numbered and sized that a very soft flow of air passes through this wall. This air bleeds through the perforated fire wall and into the flame tube, thereby keeping or holding the flame offthe fire wall, and insulating the relatively cool surface of the front face of the atomizing chamber from the hot environment on the downstream side of the fire wall. Without the perforated fire wall the condition of relatively cool fuel on the insideof the atomizing chamber, and a hot fire on the downstream side of the atomizing chamber would predispose the forward wall of the atomizing chamber to soot buildup on the flame tube side. In addition, the use of generally straight walls instead of thegenerally cone shaped fire wall of FIG. 4 minimizes the tendency for soot buildup since in the configuration of FIG. 4, the number of corners involved makes it difficult to provide sufficient air mixing to all of the corners.

The use of a substantially planar faced fire wall removes the restriction on the minimum spray angle as stated for the sprays in FIG. 4. The use of the planar face fire wall permits the minimum included angle where sprays meet to be reducedsubstantially. The preferred minimum included angle is about 5.degree.. Excellent results have been achieved with an angle of about 27.degree..

The centrifugal swirl shutters or louvers 50 promote rapid mixing of combustion air and fuel spray to prevent soot buildup on the flame tube 3. The air which passes into the flame tube through the centrifugal swirl shutters provides a curtain ofswirling air along the flame tube wall. This insulates the flame tube wall from direct flame impingement and prevents hot spots and flame erosion problems. The curtain of swirling air is heaviest in the upstream vicinity of the flame tube where itenters through the louvers. When the swirling air encounters the transverse air blasts about midway along the flame tube from apertures 12,12′, and again at the discharge lip of the flame tube from cutouts 13,13′, the swirling motion is substantiallydestroyed. This is important to assure that the swirling air is mixed with the vaporized and burning fuel before it exits flame tube 3.

It was discussed hereinabove with respect to FIG. 3 that the spray discharge horn 17′ served two purposes. Horn 17′ was designed to control the mass median diameter of the spray entering flame tube 3 and also to prevent the flame within flametube 3 from propagating upstream and into atomizing chamber 15. The spray particle size can be optimized by adjusting the geometry of horn 17′ with respect to its length, exit diameter and conical angle. Said horn can be sized such that the sprayissuing forth from orifice 29′ is discharged into flame tube 3 unrestricted by horn 17′, or said horn may be designed to restrict a portion of the spray emanating from 29′. In this latter case, the inner walls of said horn serve to skim off the largerspray particles on the outer periphery of the spray plume. These captured fuel particles simply flow back into atomizing chamber 15 along the inclined inner walls of said spray discharge horn 17′. This technique works well when the skimming required isminimal, and when the velocity of the commingled air and fuel particles passing through said horn is low. However, when it is desired to restrict a substantial amount of the spray to further reduce particle size, or when velocities within discharge horn17′ are high, the discharge horn assembly shown in FIG. 6 is more useful. This high velocity discharge horn assembly 20 is comprised of an inner shroud 17′ and an outer shroud 22. As shown in FIG. 6 the downstream ends of these shrouds are preferablyin the same plane. However, in some cases, depending upon the static pressure, combustion air velocity, and local eddies within flame tube 3, outer shroud 22 may be somewhat longer or shorter than inner shroud 17′ to promote better drainback and/or toeliminate soot buildup between said shrouds or around the entire configuration 20′.

In operation the high velocity discharge horn assembly 20 shown in FIG. 6 skims off a portion of the fuel spray originating from orifice 29′.

The relatively high velocity of the spray passing through inner shroud 17′ causes impinging fuel to run along the inner walls of shroud 17′ towards the flame tube. This raw fuel is prevented from spilling over into the flame tube by means of theouter shroud 22. Said raw fuel upon reaching the discharge lip of the inner shroud 17′ runs back between said inner shroud and said outer shroud 22, mostly along the outer surface of the inner shroud 17, and back towards the forward wall 28 of theatomizing chamber 15. This excess or run-off fuel then drains back into chamber 15 via small drain tube 72. During burner operation, drain tube 72 which has an ID of approximately 1/16-1/8″ becomes filled with fuel and acts as a trap to prevent theback flow of combustion products into the atomizing chamber.

The other purpose of high velocity discharge horn assembly 20 is to prevent burn back in the atomizing chamber. Essentially the assembly acts as an ejector which is sized such that the fuel/air velocity exiting from said inner shroud 17′ is atleast as great as the flame speed of the fuel burning within flame tube 3. This means that the flame within the flame tube cannot propagate upstream and into atomizing chamber 15′.

In cases where the velocity of commingled liquid spray and air exiting from discharge horn assembly 20′ is very high so as to cause flame instability or a fluctuating flame front within the flame tube 3, then flame holder 71 may be provided. Said flame holder is in the form of a simple ring or washer having a large central opening 63, said opening being sized slightly larger than that of the spray plume diameter at that point. This allows the fuel spray to pass unimpeded through saidopening 63 without wetting the walls of said flame holder 71. The turbulence and subsequent low static pressure that is created around flame holder 71 when the spray passes through it, causes the flame to seat or attach itself to the downstream face offlame holder 71. In FIG. 6 said flame holder 71 is supported from outer shroud 22 by two small rod like appendages 62. It is desirable that these rods 62 be small in cross-section so that flame holder 71 takes on the appearance of being suspended inspace approximately 1/8-11/2″ downstream of the exit of inner shroud 17′. The exact location of flame holder 71 will depend upon the relative velocity between the flame speed and the fuel/air mixture leaving shroud 17’.

* * * * * * * * * *


Дек 10 2010

Горелка 4507076

Category: Всяко разно..,Патенты Babingtongizmaz @ 10:24 дп

Улучшение устройство и способ для сжигания жидкого топлива или распыления жидких раскрыты для использования в топливных горелок и форсунок типа, который включает полый шарик распылителя (20) с гладкими, желательно выпуклой внешней поверхности (22), сужается к малой апертурой (14), через которые под высоким давлением воздуха или другого газа вынуждены распылять жидкость, как она течет в тонкую пленку на внешней поверхности лампы. Такие луковицы распылителя расположены в пределах распыляя камеры (12), через которую поток воздуха или другие газа направлена выпускное отверстие (16,16) в соответствие с апертурой (24) из распылителя лампочки. Для защиты тонкой пленки жидкости, протекающей по внешней поверхности лампы, лампа заключен в щит ( 54-64), которая также позволяет распылителя лампа быть расположены ближе к выпускное отверстие (16,16 «), так что фронт пламени (F) расположен в жаровой трубы (48), а не в выпускное отверстие.
Claim: Претензия: Having described my invention in sufficient detail to enable those skilled in the art to make and use it, I claim: Описав мое изобретение достаточно подробно, чтобы позволить специалистам в данной области, чтобы сделать и использовать его, я утверждаю:

1. Apparatus for atomizing a liquid, comprising: 1 аппарат для распыления жидкости, включая.:

an atomizing chamber having a wall with a first opening; распыляя камеры, имеющие стены с первого вскрытия;

a first source of liquid; Первый источник жидкости;

a second source of pressurized gas; Второй источник сжатого газа;

a third source of pressurized gas at a pressure lower than that of said second source; Третий источник сжатого газа при давлении ниже, чем сказал второй источник;

at least one enclosed plenum having a smooth, convex exterior surface with an aperture opening from said at least one plenum through said surface, said plenum being positioned in said chamber with said aperture facing said first opening; по крайней мере один закрытый пленум с гладкой выпуклой внешней поверхности проема от указанного по крайней мере одно пленум по этой поверхности, говорит, пленум, который позиционируется в указанной камеры с отверстием, направленным сказал заявил первый открытия;

first means, comprising a feed tube extending into said chamber, for directing a flow of liquid from said first source, through said feed tube and onto said exterior surface, whereby a thin film of liquid is formed on said surface and at saidaperture; Первое средство, включая загрузочный бункер расширения в камере сказал, для направления потока жидкости от первого источника, через указанный канал трубку и сказал на внешней поверхности, в которой тонкая пленка жидкости формируется на этой поверхности и в saidaperture;

second means for directing a flow of pressurized gas from said second source into said at least one plenum and through said aperture to atomize liquid flowing over said aperture and form a jet of gas and liquid droplets, said jet therebyproducing a zone of reduced pressure downstream of said aperture; Второй способ для направления потока сжатого газа из указанного второго источника в указанное по меньшей мере один пленум и через отверстие сказал чтобы распылить жидкость течет по заявил диафрагмы и формы струи газа и жидких капель, сказал струи therebyproducing зоны пониженного давления вниз по течению от сказал диафрагмы;

third means for directing a flow of gas from said third source into said atomizing chamber; and shield means within said atomizing chamber and at least partially surrounding said at least one plenum for protecting said thin film from ambient gascurrents in said atomizing chamber, said feed tube extending through said shield means, said shield means being spaced from said exterior surface for permitting free flow of said thin film over said surface and said shield means comprising a secondopening downstream of and axially aligned with said aperture and said first opening, through which second opening gas and atomized liquid can flow, said second opening of said shield means being spaced from said aperture at a distance for facilitatingflow of gas from said third source to be entrained in said jet of gas and liquid formed at said aperture. Третий способ для направления потока газа из сказал третий источник в указанный распыляя камеры, и щит средств, находящихся сказал распыляя камеры и по крайней мере частично окружающих сказал по крайней мере одно пленум для защиты сказал тонкой пленки от температуры окружающей среды в gascurrents сказал распыляя камеры, сказал загрузочный бункер , проходящий через щит средств, сказал щита означает быть на расстоянии от внешней поверхности сказал за выдачу разрешений свободный поток сказал тонкой пленкой по поверхности сказал и сказал щит средств составе secondopening вниз по течению и аксиально вдоль сказал диафрагмы и сказал первое открытие, благодаря которому второе отверстие газа и распыленного жидкого может течь, что второй открытия сказал щита означает быть на расстоянии от диафрагмы сказал на расстояние facilitatingflow газа из третьего источника сказал, чтобы быть вовлеченным в указанном струи газа и жидкости образуется при сказал диафрагмы.

2. Apparatus according to claim 1, wherein said shield means comprises a fourth opening through which liquid not atomized flows from the space between said shield means and said exterior surface. 2. Устройство по п. 1, отличающийся тем, что щит средство содержит четвертый отверстие, через которое жидкость не вытекает из распыленного пространство между щитом сказал средств и сказал внешней поверхности.

3. Apparatus according to claim 1, wherein said first opening converges through said wall from a larger diameter closer to said shield means to a smaller diameter further from said shield means; and said shield means converges from a largerdiameter spaced from said second opening to a smaller diameter at said second opening, whereby an annular passage is defined between said first opening and said shield means through which a portion of said flow of through which a portion of said flow ofgas from said third source must pass. 3. Устройство по п. 1, отличающийся тем, что первое открытие сходится через указанный стену из большего диаметра ближе к заявил щит средства меньшего диаметра дальше от щита сказал средств; и сказал щит средств сходится с largerdiameter расстоянии от указанного второго открытия меньшего диаметра, на что второй открытие, согласно которому кольцевой проход определяется между указанными первого открытия и сказал щит, через который часть сказал поток, через который часть указанного потока от OFGAS сказал третий источник должен пройти.

4. Apparatus according to claim 3, wherein said first opening and said shield means each comprise a conical surface between their respective larger and smaller diameters. 4. Аппарат по п. 3, отличающийся тем, что первое открытие и сказал щита означает, что каждый включают коническую поверхность между их больших и малых диаметров.

5. Apparatus according to claim 4, wherein said larger diameter of said shield means is equal to said smaller diameter of said discharge opening. 5. Устройство по п. 4, отличающийся тем, что больший диаметр сказал щит средств равна сказал меньший диаметр сказал опорожнения.

6. Apparatus according to claim 4, wherein the conical surfaces of said shield means and said discharge opening are parallel. 6. Аппарат по п. 4, где конических поверхностей сказал щит средств и сказал опорожнения параллельны.

7. Apparatus according to claim 1, wherein said shield means converges from a larger diameter spaced from said second opening to a smaller diameter at said second opening, whereby an annular passage is defined between said discharge opening andsaid shield means through which a portion of said flow of gas from said third source must pass. 7. Устройство по п. 1, отличающийся тем, что щит средств сходится с большего диаметра на расстоянии от указанного второго открытия меньшего диаметра, на что второй открытие, согласно которому кольцевой проход определяется между указанными опорожнения andsaid щит, через который часть указанного потока газа из сказал третий источник должен пройти.

8. Apparatus according to claim 2, wherein said third means for directing comprises a conduit extending through said wall of said atomizing chamber to a point within said chamber and first deflection means operatively associated with saidconduit for deflecting a first portion of said flow from said third source into said atomizing chamber while a second portion passes through said conduit. 8. Аппарат по п. 2, отличающийся тем, что третье средство для направления включает в себя трубопровод, проходящий через стену сказал распыляя камеры до точки, в камере и сказал первое отклонение средства, связанные с оперативно saidconduit для отклонения первой части сказал поток от сказал третий Источник в указанный распыляя камеры в то время как вторая часть проходит через трубопровод сказал.

9. Apparatus according to claim 8, further comprising second deflector means for deflecting said first portion of said flow away from contact with said liquid not atomized. 9. Аппарат по п. 8, дополнительно содержащий второй дефлектор средства для отклонения сказал первая часть говорит потока от контакта с жидкостью, не сказал распыленного.

10. Apparatus according to claim 1, wherein there are two enclosed plenums each having an aperture from which a conical spray issues along an axis, the axes of said sprays being convergent. 10. Аппарат по п. 1, в которой Есть два закрытых пленумах каждая из которых имеет отверстие, из которого конической вопросы спрей вдоль оси, оси сказал спреи время сходится.

11. Apparatus according to claim 2, further comprising: 11. Устройство по п. 2, дополнительно включающий:

conduit means extending from said shield means for conveying liquid not atomized from the space between said shield means and said exterior surface to a location outside said atomizing chamber without contacting said flow of pressurized gas fromsaid third source in said atomizing chamber. трубопровод средств, проходящей от щита средства для транспортировки жидкого не распыленного из пространства между указанными щит средств и сказал внешней поверхности месте за пределами сказал распыляя камеры без контактирования поток сжатого газа fromsaid Третий источник в указанном распыляя камеры.

12. Apparatus according to claim 11, wherein said first opening converges through said wall from a larger diameter closer to said shield means to a smaller diameter further from said shield means; and said shield means converges from a largerdiameter spaced from said second opening to a smaller diameter at said second opening, whereby an annular passage is defined between said first opening and said shield means through which a portion of said flow of gas from said third source must pass. 12 устройства в соответствии с п. 11, отличающийся тем, что первое открытие сходится через указанный стену из большего диаметра ближе к заявил щит средства меньшего диаметра дальше от щита сказал средств;. И сказал щит средств сходится с largerdiameter расстоянии от указанного второго открытия меньшего диаметра, на что второй открытие, согласно которому кольцевой проход определяется между указанными первого открытия и сказал щит, через который часть указанного потока газа из сказал третий источник должен пройти.

13. Apparatus according to claim 12, wherein said first opening and said shield means each comprise a conical surface between their respective larger and smaller diameters. 13. Устройство по п. 12, отличающийся тем, что первое открытие и сказал щита означает, что каждый включают коническую поверхность между их больших и малых диаметров.

14. Apparatus according to claim 11, wherein said shield means converges from a larger diameter spaced from said second opening to a smaller diameter at said second opening, whereby an annular passage is defined between said first opening andsaid shield means through which a portion of said flow of gas from said third source must pass. 14. Устройство по п. 11, отличающийся тем, что щит средств сходится с большего диаметра на расстоянии от указанного второго открытия меньшего диаметра, на что второй открытие, согласно которому кольцевой проход определяется между заявил первый открытия andsaid щит, через который часть указанного потока газа из сказал третий источник должен пройти.

15. Apparatus according to claim 11, wherein said third means for directing comprises a conduit extending through said wall of said atomizing chamber to a point within said chamber and first deflection means operatively associated with saidconduit for deflecting a first portion of said flow from said third source into said atomizing chamber while a second portion passes through said conduit. 15. Устройство по п. 11, отличающийся тем, что третье средство для направления включает в себя трубопровод, проходящий через стену сказал распыляя камеры до точки, в камере и сказал первое отклонение средства, связанные с оперативно saidconduit для отклонения первой части сказал поток от сказал третий Источник в указанный распыляя камеры в то время как вторая часть проходит через трубопровод сказал.

16. Apparatus according to claim 11, wherein there are two enclosed plenums each having an aperture from which a conical spray issues along an axis, the axes of said sprays being convergent. 16. Устройство по п. 11, в которой Есть два закрытых пленумах каждая из которых имеет отверстие, из которого конической вопросы спрей вдоль оси, оси сказал спреи время сходится.

17. Apparatus according to claim 1, wherein said first means for directing a flow of liquid comprises a downwardly extending tube having a discharge opening above said at least one enclosed plenum and within said shield means. 17. Устройство по п. 1, отличающийся тем, что первое средство для направления потока жидкости включает вниз расширение трубки, имеющие разряд открытия выше говорит по крайней мере одной замкнутой пленуме и в щит сказал средств.

18. An improved apparatus for burning liquid fuel, comprising: 18. Улучшенный аппарат для сжигания жидкого топлива, включающий:

an atomizing chamber having a wall with a first opening; распыляя камеры, имеющие стены с первого вскрытия;

a first source of liquid fuel; Первый источник жидкого топлива;

a second source of pressurized air; Второй источник сжатого воздуха;

a third source of pressurized air at a pressure lower than that of said second source; Третий источник сжатого воздуха при давлении ниже, чем сказал второй источник;

at least one enclosed plenum having a smooth, convex exterior surface with an aperture opening from said at least one plenum through said surface, said plenum being positioned in said chamber with said aperture facing said first opening; по крайней мере один закрытый пленум с гладкой выпуклой внешней поверхности проема от указанного по крайней мере одно пленум по этой поверхности, говорит, пленум, который позиционируется в указанной камеры с отверстием, направленным сказал заявил первый открытия;

first means, comprising a feed tube extending into said chamber, for directing a flow of fuel from said first source onto said exterior surface, whereby a thin film of fuel is formed on said surface and at said aperture; Первое средство, включая загрузочный бункер расширения в камере сказал, для направления потока топлива от первого источника на внешней поверхности сказал, когда тонкая пленка топлива формируется на этой поверхности и при этой диафрагмы;

second means for directing a flow of pressurized air from said second source into said plenum and through said aperture to atomize fuel flowing over said aperture and form a jet of air and fuel droplets, said jet thereby producing a zone ofreduced pressure downstream of said aperture; Второй способ для направления потока сжатого воздуха от указанного второго источника в пленуме сказал и сказал через отверстие для того чтобы распылить топливо течет по заявил диафрагмы и формы струи воздуха и капель топлива, сказал струи таким образом производя зоны ofreduced давление после сказал диафрагмы;

third means for directing a flow of gas from said third source into said atomizing chamber; Третий способ для направления потока газа из сказал третий источник в указанный распыляя камеры;

shield means within said atomizing chamber and at least partially surrounding said at least one enclosed plenum for protecting said thin film from ambient air currents in said atomizing chamber, said feed tube extending through said shield means,said shield means being spaced from said exterior surface for permitting free flow of said thin film over said surface and said shield means comprising a second opening downstream of said axially aligned with said aperture and said first opening, throughwhich air and atomized fuel can flow, said second opening of said shield means being spaced from said aperture at a distance for facilitating flow of air from said third source to be entrained in said jet of air and fuel formed at said aperture; Щит средств, находящихся сказал распыляя камеры и по крайней мере частично окружающих сказал по крайней мере одной замкнутой пленума для защиты сказал тонкая пленка из окружающего токи воздуха в указанном распыляя камеры, сказал загрузочный бункер, проходящий через щит средств, сказал щита означает быть на расстоянии от сказал внешней поверхности для разрешений свободный поток сказал тонкой пленки на поверхности сказал и сказал щит средств составе второе отверстие вниз по течению сказал аксиально вдоль сказал диафрагмы и сказал первое открытие, воздух throughwhich и распыленного топлива может течь, что второй открытия сказал щита означает расстоянии от указанного диафрагмы на расстояние для облегчения потока воздуха из сказал третий источник, чтобы быть вовлеченным в указанном струи воздуха и топлива образуется при сказал диафрагмы;

and и

means for igniting said atomized fuel. средства для зажигания сказал распыленного топлива.

19. Apparatus according to claim 18, wherein said shield means comprises a fourth opening through which fuel not atomized flows from the space between said shield means and said exterior surface. 19. Аппарат по п. 18, отличающийся тем, что щит средство содержит четвертый отверстие, через которое топлива не распыленных потоков из пространства между указанными щит средств и сказал внешней поверхности.

20. Apparatus according to claim 18, wherein said first opening converges through said wall from a larger diameter closer to said shield means to a smaller diameter further from said shield means; and said shield means converges from a largerdiameter spaced from said second opening to a smaller diameter at said second opening, whereby an annular passage is defined between said first opening and said shield means through which a portion of said flow of air from said third source must pass. 20. Аппарат по п. 18, отличающийся тем, что первое открытие сходится через указанный стену из большего диаметра ближе к заявил щит средства меньшего диаметра дальше от указанных средств щит и сказал щит средств сходится с largerdiameter расстоянии от указанного второго открытия меньшего диаметра, на что второй открытие, согласно которому кольцевой проход определяется между указанными первого открытия и сказал щит, через который часть указанного потока воздуха из сказал третий источник должен пройти.

21. Apparatus according to claim 20, wherein said first opening and said shield means each comprise a conical surface between their respective larger and smaller diameters. 21. Аппарат по п. 20, отличающийся тем, что первое открытие и сказал щита означает, что каждый включают коническую поверхность между их больших и малых диаметров.

22. Apparatus according to claim 21, wherein said larger diameter of said shield means is equal to said smaller diameter of said discharge opening. 22. Аппарат по п. 21, отличающийся тем, что больший диаметр сказал щит средств равна сказал меньший диаметр сказал опорожнения.

23. Apparatus according to claim 18, wherein said first means for directing a flow of fuel comprises a downwardly extending tube having a discharge opening above said at least one enclosed plenum and within said shield means. 23. Аппарат по п. 18, отличающийся тем, что первое средство для направления потока топлива включает в себя вниз расширение трубки, имеющие разряд открытия выше говорит по крайней мере одной замкнутой пленуме и в щит сказал средств.

24. Apparatus according to claim 18, wherein said shield means converges from a larger diameter spaced from said second opening to a smaller diameter at said second opening, whereby an annular passage is defined between said first opening andsaid shield means through which a portion of said flow of air from said third source must pass. 24. Аппарат по п. 18, отличающийся тем, что щит средств сходится с большего диаметра на расстоянии от указанного второго открытия меньшего диаметра, на что второй открытие, согласно которому кольцевой проход определяется между заявил первый открытия andsaid щит, через который часть указанного поток воздуха из сказал третий источник должен пройти.

25. Apparatus according to claim 19, wherein said third means for directing comprises a conduit extending through said wall of said atomizing chamber to a point within said chamber and first deflection means operatively associated with saidconduit for deflecting a first portion of said flow from said third source into said atomizing chamber while a second portion passes through said conduit. 25. Аппарат по п. 19, отличающийся тем, что третье средство для направления включает в себя трубопровод, проходящий через стену сказал распыляя камеры до точки, в камере и сказал первое отклонение средства, связанные с оперативно saidconduit для отклонения первой части сказал поток от сказал третий Источник в указанный распыляя камеры в то время как вторая часть проходит через трубопровод сказал.

26. Apparatus according to claim 25, further comprising second deflector means for deflecting said first portion of said flow away from contact with said liquid not atomized. 26. Аппарат по п.25, дополнительно содержащий второй дефлектор средства для отклонения сказал первая часть говорит потока от контакта с жидкостью, не сказал распыленного.

27. Apparatus according to claim 18, wherein there are two enclosed plenums each having an aperture from which a conical spray issues along an axis, the axes of said sprays being convergent. 27. Устройство по п.18, отличающийся Есть два закрытых пленумах каждая из которых имеет отверстие, из которого конической вопросы спрей вдоль оси, оси сказал спреи время сходится.

28. Apparatus according to claim 18, further comprising: 28. Аппарат по п.18, дополнительно включающий:

conduit means extending from said shield means for conveying fuel not atomized from the space between said shield means and said exterior surface to a location outside said atomizing chamber without contacting said flow of pressurized air fromsaid third source in said atomizing chamber. трубопровод средств, проходящей от щита средства для транспортировки топлива не распыленного из пространства между указанными щит средств и сказал внешней поверхности месте за пределами сказал распыляя камеры без контактирования потока сжатого воздуха fromsaid Третий источник в указанном распыляя камеры.

29. Apparatus according to claim 28, wherein said first opening converges through said wall from a larger diameter closer to said shield means to a smaller diameter further from said shield means; and said shield means converges from a largerdiameter spaced from said second opening to a smaller diameter at said second opening, whereby an annular passage is defined between said first opening and said shield means through which a portion of said flow of air from said third source must pass. 29 Аппарат по п. 28, отличающийся тем, что первое открытие сходится через указанный стену из большего диаметра ближе к заявил щит средства меньшего диаметра дальше от щита сказал средств;. И сказал щит средств сходится с largerdiameter расстоянии от указанного второго открытия меньшего диаметра, на что второй открытие, согласно которому кольцевой проход определяется между указанными первого открытия и сказал щит, через который часть указанного потока воздуха из сказал третий источник должен пройти.

30. Apparatus according to claim 29, wherein said first opening and said shield means each comprise a conical surface between their respective large and smaller diameters. 30. Аппарат по п. 29, отличающийся тем, что первое открытие и сказал щита означает, что каждый включают коническую поверхность между их больших и малых диаметров.

31. Apparatus according to claim 28, wherein said shield means converges from a larger diameter spaced from said second opening to a smaller diameter at said second opening, whereby an annular passage is defined between said first opening andsaid shield means through which a portion of said flow of air from said third source must pass. 31. Аппарат по п. 28, отличающийся тем, что щит средств сходится с большего диаметра на расстоянии от указанного второго открытия меньшего диаметра, на что второй открытие, согласно которому кольцевой проход определяется между заявил первый открытия andsaid щит, через который часть указанного поток воздуха из сказал третий источник должен пройти.

32. Apparatus according to claim 28, wherein said third means for directing comprises a conduit extending through said wall of said atomizing chamber to a point within said chamber and first deflection means operatively associated with saidconduit for deflecting a first portion of said flow from said third source into said atomizing chamber while a second portion passes through said conduit. 32. Аппарат по п. 28, отличающийся тем, что третье средство для направления включает в себя трубопровод, проходящий через стену сказал распыляя камеры до точки, в камере и сказал первое отклонение средства, связанные с оперативно saidconduit для отклонения первой части сказал поток от сказал третий Источник в указанный распыляя камеры в то время как вторая часть проходит через трубопровод сказал.

33. Apparatus according to claim 28, wherein there are two enclosed plenums each having an aperture from which a conical spray issues along an axis, the axes of said sprays being convergent. 33. Аппарат по п. 28, в которой Есть два закрытых пленумах каждая из которых имеет отверстие, из которого конической вопросы спрей вдоль оси, оси сказал спреи время сходится.

34. Apparatus according to claim 18, wherein said first means for directing a flow of fuel comprises a downwardly extending tube having a discharge opening above said at least one enclosed plenum and within said shield means. 34. Аппарат по п. 18, отличающийся тем, что первое средство для направления потока топлива включает в себя вниз расширение трубки, имеющие разряд открытия выше говорит по крайней мере одной замкнутой пленуме и в щит сказал средств.

35. An improved method of atomizing a liquid, comprising the steps of: 35 улучшенный метод распыления жидкости, включая шаги.:

providing an atomizing chamber having a wall with a first opening; предоставление распыляя камеры, имеющие стены с первого открытия;

providing a first source of liquid to be atomized; предоставления первым источником жидкости для распыления;

providing a second source of pressurized gas; предоставление второго источника сжатого газа;

providing a third source of pressurized gas at a pressure lower than that of said first source; предоставления третьим источником сжатого газа при давлении ниже, чем сказал первый источник;

providing within said chamber at least one enclosed plenum having a smooth, convex exterior surface with an aperture opening from said at least one plenum through said surface and facing said first opening; обеспечение в пределах сказал камере по крайней мере один закрытый пленум с гладкой выпуклой внешней поверхности проема от указанного по крайней мере одно пленум по этой поверхности и облицовочные сказал первый открытия;

directing a flow of liquid from said first source, through a feed tube extending into said chamber and onto said exterior surface, whereby a thin film of liquid is formed on said surface and at said aperture; направление потока жидкости от первого источника, через загрузочный бункер расширения в камере и сказал на внешней поверхности сказал, когда тонкая пленка жидкости формируется на этой поверхности и при этой диафрагмы;

directing a flow of pressurized gas from said second source into said plenum and through said aperture to atomize liquid flowing over said aperture and form a jet of gas and liquid droplets, said jet thereby producing a zone of reduced pressuredownstream of said aperture; направление потока сжатого газа из указанного второго источника в пленуме сказал и сказал через отверстие для распыления жидкости, протекающей через сказал диафрагмы и формы струи газа и жидких капель, сказал струи таким образом производя зона пониженной pressuredownstream указанных диафрагмы;

directing a flow of gas from said third source into said atomizing chamber; направление потока газа из сказал третий источник в указанный распыляя камеры;

providing at least a partial shield around the exterior of said at least one plenum and within said atomizing chamber to protect said thin film from ambient gas currents in said atomizing chamber, said feed tube extending through said shield,while permitting free flow of said film over said surface, and providing said shield with a second opening through which atomized liquid and gas can flow; and предоставление по крайней мере частичный щит вокруг внешность говорит по крайней мере одного пленума и в рамках сказал распыляя камеры для защиты сказал тонкая пленка из окружающего газа в токов сказал распыляя камеры, сказал загрузочный бункер, проходящий через щит, при этом возможность свободного потока сказал пленку этой поверхности, а также предоставление сказал щит с второе отверстие, через которое распыленной жидкости и газа может протекать и

spacing said second opening of said shield means at a distance from said aperture chosen for facilitating flow of gas from said third source to be entrained in said jet of gas and liquid formed at said aperture. расстояние сказал второй открытия сказал щит средства на расстоянии от диафрагмы сказал выбрали для облегчения потока газа из сказал третий источник для вовлеченного в указанном струи газа и жидкости образуется при сказал диафрагмы.

36. A method according to claim 35, further comprising the step of removing liquid not atomized from the space between said shield and said exterior surface. 36. Способ по п. 35, дополнительно включающий этап удаления жидкости не распыленного из пространства между указанными щит и сказал внешней поверхности.

37. A method according to claim 35 further comprising the step of removing liquid not atomized from the space between said shield and said exterior surface without permitting said liquid not atomized to contact said flow of pressurized gas fromsaid third source in said atomizing chamber. 37. Способ по п. 35 дополнительно содержит этап удаления жидкости не распыленного из пространства между указанными щит и сказал внешней поверхности, не допуская сказал жидкость не распыленный связаться сказал поток сжатого газа fromsaid Третий источник в указанном распыляя камеры.

38. A method according to claim 36, further comprising the step of deflecting said flow of pressurized gas from said third space away from contact with said liquid not atomized. 38. Способ по п. 36, предполагает следующие действия отклоняющих сказал поток сжатого газа из указанного третье пространство от контакта с жидкостью, не сказал распыленного.

39. A method according to claim 35, wherein two of said enclosed plenums are provided, further comprising the step of directing the sprays from said plenums along convergent paths. 39. Способ по п. 35, в которых два указанных закрытых камерах предусмотрены, предполагает следующие действия направлять спреи от указанного пленумов по сходящимся пути.

40. An improved method for burning a liquid fuel, comprising the steps of: 40 усовершенствованного метода для сжигания жидкого топлива, включая шаги.:

providing an atomizing chamber having a wall with a first opening; предоставление распыляя камеры, имеющие стены с первого открытия;

providing a first source of fuel to be atomized; предоставления первым источником топлива, распыленного;

providing a second source of pressurized air; предоставление второго источника сжатого воздуха;

providing a third source of pressurized air at a pressure lower than that of said first source; предоставление Третий источник сжатого воздуха при давлении ниже, чем сказал первый источник;

providing within said chamber at least one enclosed plenum having a smooth, convex exterior surface with at least one aperture opening from said at least one plenum through said surface and facing said first opening; обеспечение в пределах сказал камере по крайней мере один закрытый пленум с гладкой выпуклой внешней поверхностью, по крайней мере один из проема сказал по крайней мере одно пленум по этой поверхности и облицовочные заявил первый открытия;

directing a flow of fuel from said first source, through a feed tube extending into said chamber and onto said exterior surface, whereby a thin film of fuel is formed on said surface and at said aperture; направление потока топлива из говорит первый источник, через загрузочный бункер расширения в камере и сказал на внешней поверхности сказал, когда тонкая пленка топлива формируется на этой поверхности и при этой диафрагмы;

directing a flow of pressurized air from said second source into said plenum and through said aperture to atomize fuel flowing over said aperture and form a jet of air and liquid droplets, said jet thereby producing a zone of reduced pressuredownstream of said aperture; направлять поток воздуха под давлением из указанного второго источника в пленуме сказал и сказал через отверстие для того чтобы распылить топливо течет по заявил диафрагмы и формы струи воздуха и капельки жидкости, сказал струи таким образом производя зона пониженной pressuredownstream указанных диафрагмы;

directing a flow of air from said third source into said atomizing chamber; направление потока воздуха от сказал третий источник в указанный распыляя камеры;

providing at least a partial shield around the exterior of said at least one plenum and within said atomizing chamber to protect said thin film from ambient air currents in said atomizing chamber, said feed tube extending through said shield,while permitting free flow of said film over said surface, and providing said shield with a second opening through which atomized fuel and air can flow; предоставление по крайней мере частичный щит вокруг внешность говорит по крайней мере одного пленума и в рамках сказал распыляя камеры для защиты сказал тонкая пленка из окружающего потоков воздуха в указанном распыляя камеры, сказал загрузочный бункер, проходящий через щит, при этом возможность свободного потока сказал пленку этой поверхности, а также предоставление сказал щит с второе отверстие, через которое распыленного топлива и воздуха может течь;

spacing said second opening of said shield means at a distance from said aperture chosen for facilitating flow of air from said third source to be entrained in said jet of air and fuel formed at said aperture; расстояние сказал второй открытия сказал щит средства на расстоянии от диафрагмы сказал выбрали для облегчения потока воздуха из сказал третий источник для вовлеченного в указанном струи воздуха и топлива образуется при сказал диафрагмы;

and и

igniting said atomized fuel. зажигания сказал распыленного топлива.

41. A method according to claim 40, further comprising the step of removing fuel not atomized from the space between said shield and said exterior surface. 41. Способ по п. 40, дополнительно включающий этап удаления топлива не распыленного из пространства между указанными щит и сказал внешней поверхности.

42. A method according to claim 40, further comprising the step of deflecting said flow of pressurized gas from said third source away from contact with said liquid not atomized. 42. Способ по п. 40, предполагает следующие действия отклоняющих сказал потока сжатого газа из сказал третий источник от контакта с жидкостью, не сказал распыленного.

43. A method according to claim 40, further comprising the step of removing fuel not atomized from the space between said shield and said exterior surface without permitting said fuel not atomized to contact said flow of pressurized air fromsaid third source in said atomizing chamber. 43. Способ по п. 40, дополнительно включающий этап удаления топлива не распыленного из пространства между указанными щит и сказал внешней поверхности, не допуская сказал топлива не распыленный связаться сказал потока сжатого воздуха fromsaid Третий источник в указанном распыляя камеры.

44. A method according to claim 40, further comprising the step of: 44 Способ по п. 40, дополнительно включающий этап.:

terminating said igniting step and said flow of air through said at least one plenum while continuing said flow of air through said atomizing chamber and said flow of fuel onto said exterior surface, whereby said plenum, shield, fuel andatomizing chamber are cooled and the potential for burn-back into said atomizing chamber is reduced following termination of combustion. прекращения сказал зажигания шаг и сказал: поток воздуха через говорит по крайней мере одного пленума, продолжая сказал поток воздуха через сказал распыляя камеры и сказал поток топлива на внешней поверхности сказал, когда сказал пленума, щит, топлива andatomizing камеры охлаждения и потенциал для выгорания обратно в сказал распыляя камеры уменьшается после прекращения горения.

45. A method according to claim 40, wherein two of said enclosed plenums are provided, further comprising the step of directing the sprays from said plenums along convergent paths. 45. Способ по п. 40, в которых два указанных закрытых камерах предусмотрены, предполагает следующие действия направлять спреи от указанного пленумов по сходящимся пути.

46. Apparatus according to claim 1, wherein said second opening of said shield means is essentially at said zone of reduced pressure. 46. Устройство по п. 1, отличающийся тем, что второе открытие сказал щита означает, по существу в указанной зоне пониженного давления.

47. Apparatus according to claim 18, wherein said second opening of said shield means is essentially at said zone of reduced pressure. 47. Аппарат по п. 18, отличающийся тем, что второе открытие сказал щита означает, по существу в указанной зоне пониженного давления.

48. A method according to claim 35, wherein said second opening of said shield means is essentially at said zone of reduced pressure. 48. Способ по п. 35, отличающийся тем, что второе открытие сказал щита означает, по существу в указанной зоне пониженного давления.

49. A method according to claim 41, wherein said second opening of said shield means is essentially at said zone of reduced pressure. 49. Способ по п. 41, отличающийся тем, что второе открытие сказал щита означает, по существу в указанной зоне пониженного давления.
Description: Описание: CROSS-REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS Перекрестная ссылка на СВЯЗАННЫЕ ПРИМЕНЕНИЯ

The present application is related to three other applications filed concurrently and entitled Improved Liquid Delivery Apparatus and Method for Liquid Fuel Burners and Liquid Atomizers, Ser. No. 476,453; and Flow Control Module and Method forLiquid Fuel Burners and Liquid Atomizers, Ser. Nos. 476,292 and 476,455. Настоящая заявка является, связанные с трех других заявок, поданных одновременно и имеют право Улучшение доставки жидких устройство и способ для жидкого топлива Горелки и жидких форсунок, Ser Количество 476453;.. И управление потоком модуля и метод forLiquid горелки и жидких форсунок, Ser пп 476292 и 476455.

TECHNICAL FIELD Область техники

The present invention concerns liquid fuel burners and liquid atomizers and methods of operating such burners and atomizers. The apparatus and method of the invention are particularly related to liquid fuel burners and liquid atomizers of thetype which incorporate an atomizer bulb having a smooth, convex exterior surface tapering toward an aperture. A flow of air or other gas is directed through the aperture to atomize the fuel or other liquid as it flows in a thin film over the exteriorsurface of the atomizer bulb. Настоящее изобретение относится к жидкости горелки и жидких форсунок и методы эксплуатации таких горелок и форсунок. Аппарат и метод изобретения особенно связанных с жидкостью горелки и жидких форсунок thetype которые включают распылителя шарик с гладкой выпуклой внешней поверхностью сужающийся к диафрагме. потоком газа воздуха или других направляется через отверстие для того чтобы распылить топливо или другие жидкости, как она течет в тонкой пленке над exteriorsurface из распылителя лампочки.

BACKGROUND ART Предшествующий уровень техники

In January 1969, US Pat. Nos. 3,421,692; 3,421,699 and 3,425,058 issued to Robert S. Babington, the present applicant, and his co-inventors. These patents disclose a type of liquid atomization apparatus which is particularly useful inliquid fuel burners. The principle involved in the apparatus, now frequently referred to as the «Babington principle,» is that of preparing a liquid for atomization by causing it to spread out in a free-flowing thin film over the exterior surface of aplenum having an exterior wall which defines an atomizer bulb and contains at least one aperture. When gas is introduced into the plenum, it escapes through the aperture and thereby creates a very uniform spray of small liquid particles. By varying thenumber of apertures, the configuration of the apertures, the shape and characteristic of the surface, the velocity and amount of liquid supplied to the surface, and by controlling the gas pressure within the plenum, the quantity and quality of theresultant spray can be adjusted as desired for a particular burner application. Various arrangements of such atomization apparatus have been disclosed in other US patents issued to the present applicant, namely US Pat. Nos. 3,751,210; 3,864,326;4,155,700; and 4,298,338. The disclosures of the patents mentioned in this paragraph are specifically incorporated by reference into this application. В январе 1969 года, патентах США № № 3421692;… 3421699 и 3425058 выдан Роберт С. Бабингтон, настоящее заявителя, и его коллеги-изобретатели Эти патенты раскрывать тип жидкости аппарат атомизации что особенно полезно inliquid горелки принцип участие в аппарат, сейчас часто называют «принципом Бабингтон,» является то, что подготовки жидкости для распыления, вызывая ее распространения в сыпучих тонкой пленкой по наружной поверхности aplenum с внешней стены, которая определяет лампа распылителя и содержит по крайней мере одно отверстие. Когда газ вводится в пленуме, она уходит через отверстие и тем самым создает очень равномерное распыление малых частиц жидкости. Варьируя thenumber отверстий, конфигурация проемов, форма и характерные поверхности, скорость и количество жидкости подается на поверхность, и путем регулирования давления газа в пленуме, количество и качество theresultant спрей может быть скорректирована в соответствии с пожеланиями для конкретного приложения горелки. Различные механизмы такой аппарат атомизации есть были раскрыты в других патентов США, выданных настоящее заявителя, а именно патентах США № № 3751210;. 3864326; 4155700; 4298338 и раскрытия патентов, упомянутых в этом пункте также включены ссылки в этом приложении..

FIG. 1 of this application illustrates a liquid fuel atomizing apparatus of the general type disclosed in the previously mentioned patents, which operates in accordance with the Babington principle. An enclosed housing 10, typically cylindricalin configuration, defines an atomizing chamber 12 having a front or dividing wall 14 through which passes a conical discharge opening or discharge cone 16. Housing 10 also includes a back wall 18 from which is supported an atomizer bulb 20 comprising anenveloping exterior wall 22 which defines an internal plenum (not illustrated) and tapers toward a frontal aperture 24. In a typical prior art application in which atomizer bulb 20 comprises a spherical tip of approximately 12.7 mm (0.500 inch)diameter, aperture 24 was spaced approximately 6.35 mm (0.250 inch) from the front exit face of discharge cone 16. In such an example, the inlet diameter of cone 16 was approximately 20.83 mm (0.820 inch) and the outlet diameter was approximately 14.73mm (0.580 inch). Фиг. 1 настоящего приложения иллюстрирует распыления жидкого топлива аппарата общего типа раскрыты в ранее упомянутых патентов, которая действует в соответствии с принципом Бабингтон. Закрытый корпус 10, как правило, cylindricalin конфигурации, определяет распыляя камеры 12 с передней или разделительные стенки 14, через которую проходит коническая открытия разряд или разряд конуса 16. корпус 10 также включает заднюю стенку 18 из которых поддерживается распылителя лампа 20 включающий anenveloping внешней стены 22, которая определяет внутреннюю пленума (не показан) и сужается к фронтальной диафрагмы 24. В типичных предварительной заявке искусства, в котором распылителя лампа 20 содержит сферическим наконечником около 12,7 мм (0,500 дюйма), диафрагма 24 был расстоянии около 6,35 мм (0,250 дюйма) от передней грани выхода из разряда конуса 16. В таких, например, входной диаметр конуса 16 была примерно 20,83 мм (0,820 дюйма) и розетки диаметром около 14.73mm (0,580 дюйма).

A source 26 of high pressure air is connected to the plenum defined by exterior wall 22 by means of a conduit 28 so that in operation a flow of air is caused to pass through aperture 24. Positioned above atomizer bulb 20 is a liquid fuel feedtube 30 which in the past has had a circular cross-section but may also have other cross-sections without departing from the scope of the present invention. Liquid fuel drawn from a sump 32 through a conduit 34 by a pump 36 is caused to flow through afurther conduit 38 into feed tube 30. From there, the fuel flows over atomizer bulb 20 and forms a film of liquid which completely covers the surface of bulb 20. Of the fuel flowing over the surface of the atomizer bulb, that portion which is notatomized flows from the lower side of bulb 20 as a stream 40 which is directed back to sump 32 through conduit 42, as illustrated. As air flows through aperture 24, the film of liquid continuously forming at the aperture is continuously broken into tinydroplets of liquid which move away in the form of a fine, essentially conical spray 44 of atomized fuel. Источник 26 высокого давления воздуха связано с пленума определяется внешней стены 22 посредством трубопровода 28 так, что в операции поток воздуха стали проводить через отверстие 24. Расположен выше распылителя лампа 20 является жидким топливом feedtube 30 которая в прошлом была круглого сечения, но может иметь и другие сечения не выходя из сферы действия данного изобретения. жидкого топлива обращается с картером с 32 по 34 канала с помощью насоса 36 причиненный потока через afurther 38 канал в загрузочный бункер 30. Оттуда, топливо течет по распылителя шарик 20 и формы пленки жидкости, которая полностью покрывает поверхность шарика 20. топлива течет по поверхности распылителя шарик, что часть, которая notatomized потоков из нижней части лампы 20, поток 40, который направлен обратно в поддон с 32 по трубопроводу 42, как показано на рисунке. Как воздух проходит через отверстие 24, пленка жидкости непрерывно образуется при диафрагмы постоянно разбивается на tinydroplets жидкости, движение далеко в виде штрафа, по существу конической спрей 44 из распыленного топлива.

In such prior art systems, spray 44 includes some stray or satellite droplets which diverge from the conical flow path illustrated. As a result, the conical wall of discharge cone 16 tends to become wetted and a small amount of liquid fuel flowsbackward into atomizing chamber 12 and also returns to sump 32 via conduit 42. To complete the schematic illustration of such a prior art fuel burner, FIG. 1 also shows an ignition control 45 and an igniter 46, the latter being located at the outerperiphery of spray 44 at a downstream location in order to ignite the fuel in a manner described more completely in the previously-mentioned patents. Ignition of the fuel thus occurs within a flame tube 48, a greatly shortened version of which is shownin FIG. 1. В таких известными системами, спрей 44 включает в себя несколько бродячих или спутникового капельки, которые расходятся с конической пути потока показано на рисунке. В результате, конические стены разряда конус 16 имеет тенденцию к увлажнению и небольшое количество жидкого топлива flowsbackward в распыляя камеры 12 , а также возвращается в картер 32 по трубопроводу 42. Для завершения схематическое изображение такого предварительного горелки искусства, фиг. 1 также показывает, контроля зажигания 45 и воспламенитель 46, причем последний находится в outerperiphery брызг 44 на вниз по течению место для того, чтобы воспламенить топливо, как описано более полно в ранее упомянутых патентов. воспламенения топлива при этом происходит в жаровой трубы 48, значительно сокращенная версия которой shownin фиг. 1.

In order to minimize the possibility that combustion might occur within atomizing chamber 12, a condition known as «burn-back,» it is known to provide a flow of air at a pressure slightly greater than atmospheric into chamber 12, past atomizerbulb 20 and through discharge cone 16 along with spray 44. A pair of openings 50 may be used to provide this flow of air usually from a blower that operates at substantially less pressure than high pressure source 26 which supplies air to atomizer 20. In such a prior art apparatus, the flame front F, that is, the point at which a flame is first visible, sometimes has been observed at a point within discharge cone 16, as illustrated. В целях сведения к минимуму возможность того, что горение может произойти в течение распыляя камеры 12, состояние, известное как «Burn-обратно», он, как известно, обеспечивает поток воздуха на давление немного выше атмосферного в камере 12, мимо atomizerbulb 20 и через разряда конус 16 вместе с спрей 44. пары отверстий 50 может быть использована для обеспечения этого потока воздуха обычно составляет от вентилятора, который работает на существенно меньшее давление, чем высокие источника давления 26, который подает воздух для распылителя 20. В таких аппаратов до искусства , F фронта пламени, то есть точка, в которой пламя первым видимым, иногда наблюдается в точке, в разряд конус 16, как показано на рисунке.

While this type of prior art liquid fuel burner has been shown to be a practical and efficient burner for domestic and industrial use, some problems, or what have been perceived as problems, have continued to exist. Concern has arisen on thepart of some that under particularly adverse conditions, burn-back into atomizing chamber 12 might yet occur. For example, if the pressure and hence the flow of air through atomizer bulb 20 were to decrease in conjunction with insufficient ventilationof chamber 12, flame front F might actually move within atomizing chamber 12, a condition which might lead to burn-back during operation or just after shutdown. A sudden reduction or total cessation of the flow of air flow through conduits 50 as mightbe experienced if the blower inlet were accidentally closed, might also result in a burn-back situation. Since a portion of the fuel used in these burners is continuously recirculated, burn-back might cause the temperature of the fuel to increase tolevels above the flash point. Also, pressure surges in flame tube 48, caused for example by downdrafts in the chimney of a domestic furnace, have been suggested as a possible cause of burn-back into atomizing chamber 12, especially if such a downdraftwere to occur at the same time as the aforementioned irregularities. Хотя этот тип техники жидкого топлива горелки было показано, что практичный и эффективный горелкой для бытового и промышленного назначения, некоторые проблемы, или то, что воспринимается как проблемы, по-прежнему существует. Концерн возник на thepart некоторых, что при Особенно неблагоприятные условия, записать-обратно в распыляя камеры 12 может еще произойти. Например, если давление и, следовательно, поток воздуха через распылитель лампа 20 были уменьшить в связи с недостаточным камеры ventilationof 12, F фронта пламени может на самом деле перемещаются в пределах распыляя камеры 12, состояние, которое может привести к выгорания назад во время операции или сразу же после завершения работы. внезапного сокращения или полного прекращения потока воздуха через каналы 50, как mightbe опытным, если вентилятор входе было случайно закрыто, может также привести к выгорания назад ситуация. Поскольку часть топлива, используемого в этих горелки постоянно рециркуляции, записать-обратно может привести к температуре топлива для увеличения tolevels выше температуры вспышки. Кроме того, скачков давления в жаровой трубы 48, вызванного, например, нисходящих движений в трубу внутренних печи, были предложены в качестве возможной причины выгорания обратно в распыляя камеры 12, особенно если такие downdraftwere происходят в то же время, как вышеупомянутые нарушения.

The flow of pressurized air through conduits 50 into atomizing chamber 12 has been recognized for some time as a means for combatting these potential causes of burn-back. The flow through the atomizing chamber helps to reduce the temperature ofthe fuel, satisfies the entrainment needs of the high velocity jet of air issuing from aperture 24, promotes mixing of fuel and air and also tends to promote a more controllable location for flame front F. These entrainment needs arise because the jet ofair and liquid produces a zone of reduced pressure just outside aperture 24. Without the flow of air through conduits 50, part of which is entrained at the zone of reduced pressure, air or combustion products would be drawn backward from flame tube 48into atomizing chamber 12 to the zone of reduced pressure, thereby interfering with the formation of spray 44 and increasing the likelihood of burnback. However, as the velocity of air flowing over atomizer bulb 20 increases in such prior art burners,ripples and other flow irregularities can occur in the film flowing over the atomizer bulb, which can result in undesirable carry-over of raw fuel into flame tube 48, or irregular atomizing producing large droplets, or both. It is also thought that somefuel may be torn from stream 40 and carried into flame tube 48 when the airflow through the atomizing chamber is too high. In an effort to control the velocity of the air passing over the tip of atomizer bulb 20, the tip of the bulb has been spaced asmuch as 6.35 mm (0.250 inch) from the exit face of discharge cone 16, as indicated previously. However, care has been taken not to move the tip of the bulb so far from the discharge cone that flame front F moves into the atomizing chamber, or excessivefuel impinges on the walls of cone 16. Поток воздуха под давлением через каналы 50 в распыляя камеры 12 было признано в течение некоторого времени в качестве средства для борьбы с этим потенциальные причины выгорания назад. Потоком через распыляя камеры помогает снизить температуру топлива ofthe, удовлетворяет потребности увлечения высокая скорость струи воздуха выходящей из диафрагмы 24, способствует смешивания топлива и воздуха, а также стремится содействовать более управляемой место для фронта пламени F. Эти увлечения потребности возникают из-за ofair струи жидкости и производит зоны пониженного давления в непосредственной близости диафрагмы 24. Без поток воздуха через каналы 50, частью которого является вовлеченного в зону пониженного давления, воздух или продукты сгорания будет составлен в обратном направлении от пламени трубку 48into распыляя камеры от 12 до зоны пониженного давления, тем самым вмешиваясь в образование брызг 44 и увеличивая вероятность burnback. Однако, как скорость воздуха, проходящего через распылитель лампа 20 увеличивается в такое предварительное горелки искусства, рябь и другие нарушения потока может произойти в фильме течет по распылителя лампы, что может привести к нежелательным перенос сырья топлива в жаровой трубы 48, или нерегулярное распыление производить крупные капли, или обоих. Считается также, что somefuel могут быть оторваны от потока 40 и переходит в жаровой трубы 48, когда поток воздуха через распыляя камеры является слишком высокой. В целях контроля скорости воздуха, проходящего через кончик распылителя шарик 20, кончик площадка была расположенных asmuch как 6,35 мм (0,250 дюйма) от выходной грани разряда конус 16, как указано ранее. Однако, внимание было уделено не двигаться кончик шарик так далеко от разряда конуса, что фронт пламени F движется в распыляя камеры, или excessivefuel посягает на стенках конуса 16.

So that such prior art liquid fuel burners and liquid atomizers can have the widest possible range of applications, another continuing problem has been to provide the maximum possible variation in the volumetric flow rate of the atomized fuel orother liquid in spray 44 between the lowest and highest flow rates required. For example, flow rates as low as 0.3785 liter (0.1 gallon) per hour may be required for some applications and as high as 3.785 liters (1.0 gallon) per hour may be required forothers. Так что такие техники жидкости горелок и форсунок жидкости может иметь как можно более широкого спектра приложений, другая продолжает проблема в том, чтобы обеспечить максимально возможное изменение объемной скорости потока распыленной жидкости orother топлива в спрей 44 между низкими и самыми высокими расходов требуется. Например, расход как низко как 0,3785 литра (0,1 галлона) в час, которые могут потребоваться для некоторых приложений и как можно выше 3,785 литра (1,0 галлона) в час, может потребоваться forothers.

Once the particular geometry for a given prior art atomizer apparatus has been selected, however, changes in the flow rate of the atomized liquid in spray 44 must be made primarily by adjusting the flow rate of liquid onto the atomizer bulb. Forthe lowest rates desired, the liquid film thickness at the aperture preferably would be the thinnest achievable while still maintaining a continuous film over the exterior surface of the atomizer bulb. On the other hand, to provide higher flow rates ofthe atomized liquid, it is necessary to increase the thickness of the film at the aperture without increasing it so much that undesirably large liquid droplets are formed. После частности геометрии для данного аппарата до распылителя искусства был выбран, однако, изменения в скорости потока распыленной жидкости в спрей 44 должно быть сделано в первую очередь путем изменения скорости потока жидкости на распылитель лампочки. Forthe низкие показатели желаемого, толщины пленки жидкости на диафрагму желательно было бы тонкий достижимо при сохранении сплошной пленки на внешней поверхности распылителя лампа. С другой стороны, обеспечить более высокие скорости потока распыленной жидкости ofthe, необходимо увеличить толщину Фильм на диафрагму, не увеличивая его так много, что нежелательно больших капель жидкости образуются.

In prior art atomizers of the type shown in FIG. 1, a single liquid feed tube has been positioned above each atomizer bulb at a distance of approximately 3.175 to 9.25 mm (0.125 to 0.375 inch) so that a variable flow rate of atomized fuel fromabout 0.757 to 2.271 liters (0.2 to about 0.6 gallon) per hour has been achievable. In such a case, approximately 0.56 to 0.7 cu.m./m (20 to 25 cfm) is needed for combustion air in flame tube 48. About 10% of this amount is aspirated by the jet pumpaction of the atomizer bulb. Due to the presence of a relatively high velocity of air over the surface of atomizer bulb 20, which could be as high as 9.14 to 10.67 m/sec (30 to 35 ft/sec), the achievement of significantly thinner or thicker films on theatomizing bulb has been difficult without undesirable ripples in the film. Various applications have remained, however, in which atomized liquid flow rates above and below the range previously mentioned have been desired but have not been reliablyachievable. В предыдущих форсунок искусство типа изображенной на рис. 1, одной жидкости подающей трубки был расположен над каждым распылителя лампа на расстоянии около 3,175 до 9,25 мм (0,125 дюйма на 0,375), так что переменная скорость потока распыленного топлива fromabout 0,757 до 2,271 литров (0,2 до 0,6 галлонов) в час была достижима. В таком случае, примерно от 0,56 до 0,7 куб / м (20 до 25 CFM) необходимо для горения воздуха в жаровой трубы 48. Около 10 % от этой суммы атмосферный струей pumpaction из распылителя лампочки. В связи с наличием относительно высокой скорости воздуха над поверхностью распылителя шарик 20, который может быть как 9,14 к 10,67 м / с (30 до 35 м / с), достижение значительно тоньше или толще пленки на theatomizing шарик было трудно без нежелательных рябь в фильме. Различные приложения остались, однако, в котором распыленного скоростях потока выше и ниже диапазона упоминалось ранее были нежелательны, но не reliablyachievable.

DISCLOSURE OF THE INVENTION Раскрытие изобретения

A primary object of the present invention is to provide an improved liquid fuel burner and liquid atomizer and an improved method of operating such a burner or atomizer which minimize any tendency for burn-back from the flame tube into theatomizing chamber. Основной целью настоящего изобретения является создание улучшенной жидкости горелки и жидких распылитель и усовершенствованный метод эксплуатации таких горелки или распылителя которые свести к минимуму любые тенденции выгорания назад от пламени трубку в theatomizing камеры.

Another object of the present invention is to provide such a liquid fuel burner, liquid atomizer and method in which a substantial increase is achieved in the ratio between the maximum and minimum flow rates of atomized fuel or other liquid. Другой задачей настоящего изобретения является создание такой жидкости горелку топлива, жидкого распылитель и способ, в котором значительное увеличение достигается в соотношение между максимальной и минимальной ставки поток распыленного топлива или другие жидкости.

Still another object of the present invention is to provide such a liquid fuel burner, liquid atomizer and method in which the generation of stray or satellite droplets of liquid is minimized, in order to avoid carbonization and varnishing ofburner parts. Еще одной задачей настоящего изобретения является создание такой жидкости горелку топлива, жидкого распылитель и способ, в котором поколения бродячих или спутникового капель жидкости сводится к минимуму, чтобы избежать обугливания и лакирования частей ofburner.

A still further object of the invention is to provide such a liquid fuel burner and method in which carry-over of raw fuel into the flame tube is minimized, whereby the efficiency of the burner and method is improved. Еще одним объектом изобретения является создание такой жидкости горелки и способ, в котором перенос сырья топлива в жаровой трубы сведено к минимуму, при котором эффективность горелки и метод улучшения.

Yet another object of the invention is to provide such a liquid fuel burner and method in which the liquid film flowing over the atomizer bulb and the return stream flowing from the bottom of the bulb are rendered less sensitive to the flow ofair through the atomizing chamber, than in prior art devices and methods. Еще одним объектом изобретения является создание такой жидкости горелки и способ, в котором пленка жидкости течет по распылителя колба и возвращения поток, текущий из нижней части лампы оказываются менее чувствительными к потоку ofair через распыляя камеры, по сравнению с предыдущими устройствами искусства и методы.

Another object of the invention is to provide such a liquid fuel burner and method in which the temperature of the liquid fuel flowing over the atomizer bulb is significantly reduced during operation. Другим объектом изобретения является создание такой жидкости горелки и способ, в котором температура жидкого топлива течет по распылителя лампы значительно сокращается время работы.

These objects of the invention are given only by way of example. Thus, other desirable objectives and advantages inherently achieved by the disclosed invention may occur or become apparent to those skilled in the art. Nonetheless, the scope ofthe invention is to be limited only by the appended claims. Эти объекты изобретения приведены только для примера. Таким образом, другие желательные цели и преимущества своей сути достигнутых раскрытого изобретения могут иметь место или очевидны для специалиста в данной области. Тем не менее, изобретение сферы ofthe должно быть ограничено только формулы изобретения.

An improved liquid fuel burner or atomizer according to the present invention comprises a first source of liquid fuel or other liquid, a second source of pressurized air or other gas and at least one enclosed plenum having a smooth, exteriorsurface with an aperture opening from the plenum through the surface. Means are provided for directing a flow of liquid from the first source onto the exterior surface, whereby a thin film of liquid is formed on the surface and at the aperture. Meansalso are provided for directing a flow of pressurized gas from the second source into the at least one enclosed plenum and through the aperture to atomize liquid flowing over the aperture and form a spray of tiny droplets. Finally, a shield means isprovided which at least partially surrounds the at least one enclosed plenum for protecting the thin film from ambient gas currents and radiant heat, the shield being spaced from the exterior surface to permit free flow of the thin film over the surface. The shield means comprises a first opening aligned with the aperture through which atomized liquid and gas can flow. Those skilled in the art will appreciate that the previously described structure can be used for atomizing various types of liquids inaddition to liquid fuels. Where liquid fuels are involved, however, the invention also includes a means for igniting the atomized fuel. In burners of this type, the sprays from two enclosed plenums may be used, in which case the axes of the sprayspreferably converge. Улучшение жидкого топлива горелки или распылителя в соответствии с настоящим изобретением включает первым источником жидкого топлива или других жидких, второй источник сжатого воздуха или другого газа и хотя бы один закрытый пленум с гладкой, exteriorsurface с проема от пленума через поверхность. Средства предоставляются для направления потока жидкости из первого источника на внешней поверхности, в которой тонкая пленка жидкости образуется на поверхности и в диафрагме. Meansalso предоставляются для направления потока сжатого газа Второй источник в по крайней мере одной замкнутой пленума и через отверстие для распыления жидкости, протекающей через диафрагму и форму распыления мелких капель. Наконец, щит средств isprovided которых по крайней мере частично окружает по крайней мере один закрытый пленум для защиты тонкой пленки из окружающего газа токов и теплового излучения, щит будучи на расстоянии от внешней поверхности разрешить свободный поток тонкой пленкой по поверхности. щит средств включает в себя первое открытие в соответствие с отверстие, через которое распыленной жидкости и газа может протекать. Специалистам В поймут, что описанные выше структуры могут быть использованы для распыления различных типов Inaddition жидкостей в жидкое топливо. Где жидкого топлива участвуют, однако, изобретение также включает в себя средства для воспламенения распыленного топлива. В горелках данного типа, брызги из двух закрытых камерах могут быть использованы, и в этом случае осей sprayspreferably сходятся.

Since only a portion of the liquid flowing over the exterior surface of the enclosed plenum is actually atomized, the shield means also comprises an opening through which liquid not atomized can flow from the space between the shield means andthe exterior surface. The plenum and shield means are enclosed within an atomizing chamber. Means for directing a further flow of pressurized air through the atomization chamber are provided, along with a discharge opening in one wall of the atomizingchamber at a location aligned with the opening in the shield means and the atomizer aperture, to permit flow of atomized liquid and air from the atomizing chamber. Means are provided for minimizing contact between the liquid not atomized and the airrushing through the atomizing chamber. The means for igniting is located outside the atomizing chamber. The discharge opening of the atomizing chamber preferably is spaced from the atomizer aperture such that the flame front of the burning fuel remainson the opposite side of the discharge opening from the atomizing chamber. Поскольку лишь часть жидкости, протекающей по внешней поверхности закрытом пленуме на самом деле распыленный, щит означает также включает в себя отверстие, через которое жидкость не может распыленного потока из пространства между щитом средств andthe внешней поверхности. Пленума и щит средств заключены в распыляя камеры. Средства для направления дальнейшего потока сжатого воздуха через распылительную камеру предоставляются вместе с выпускное отверстие в одной из стен atomizingchamber на месте одном уровне с отверстием в щит средств и распылитель диафрагмы, разрешать поток распыленной жидкости и воздуха из распыляя камеры. Средства предоставляются для сведения к минимуму контакты между жидкость не распыленный и airrushing через распыляя камеры. средств для зажигания находится за пределами распыляя камеры. разряда открытие распыляя камеры предпочтительно на расстоянии от распылителя диафрагмы, что фронт пламени горения топлива remainson противоположной стороне выпускное отверстие из распыляя камеры.

In accordance with the method according to the invention, a first source of liquid fuel or other liquid to be atomized and a second source of pressurized air or other gas are provided. An enclosed plenum is provided having a smooth exteriorsurface with at least one atomizer aperture opening from the plenum through this surface. A flow of liquid is directed from the first source onto the exterior surface, whereby a thin film is formed on this surface and at the aperture. A flow ofpressurized gas is directed from the second source into the plenum and through the aperture to atomize that portion of the liquid flowing over the aperture. Simultaneously, at least a partial shield is provided around the plenum to protect the thin filmfrom ambient gas currents and radiant heat, while permitting free flow of the film over the surface, the shield being provided with an opening through which atomized liquid and gas can flow. Any liquid not atomized at the aperture is removed from thespace between the shield and the exterior surface. Preferably, the plenum is enclosed within an atomizing chamber through which a further flow of pressurized gas is directed during operation. When conbustion of the atomized fuel is to be terminated,the flow of air through the plenum is stopped while the flow of air through the atomizing chamber and the flow of fuel onto the exterior surface are continued, whereby the plenum, shield, fuel and atomizing chamber are cooled and the potential forburn-back into the atomizing chamber is reduced, following termination of combustion. В соответствии с методом, в соответствии с изобретением, первым источником жидкого топлива или другие жидкости для распыления и второго источника сжатого воздуха или другого газа предусмотрены. Закрытом пленуме осуществляется с гладкой exteriorsurface по крайней мере одна форсунка диафрагмы Открытие от пленума через эту поверхность. поток жидкости, направленный от первого источника на внешней поверхности, в которой тонкая пленка на этой поверхности и в диафрагме. ofpressurized поток газа направлен от второго источника в пленуме и через отверстие для того чтобы распылить, что часть жидкости, протекающей через отверстие. Одновременно, по крайней мере частичный щит предоставляется вокруг пленума, чтобы защитить тонкую filmfrom окружающей токи газа и теплового излучения, при этом возможность свободного движения пленки на поверхности , щит предоставляется с отверстие, через которое распыленной жидкости и газа может протекать. Любая жидкость не распыленный при отверстие удаляется из thespace между экраном и внешней поверхности. Предпочтительно, пленум заключен в распыляя камеры, через которые далее поток сжатого газа направлен во время работы. Когда conbustion из распыленного топлива должна быть прекращена, поток воздуха через пленум остановлен в то время как поток воздуха через распыляя камеры и поток топлива на внешней поверхности продолжаются, которой пленума, щит, топлива и распыляя камеры охлаждаются и потенциальных forburn-обратно в распыляя камеры уменьшается, после прекращения горения.

BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWING Краткое описание чертежей

FIG. 1 shows a schematic elevation view, partially in section, of a prior art liquid fuel burner which operates in accordance with the Babington principle. Фиг. 1 показывает схематическое изображение моря, частично в разделе, из уровня техники жидкого топлива горелки, которая действует в соответствии с принципом Бабингтон.

FIG. 2 shows a schematic elevation view, partially in section, of a liquid fuel burner of the basic type illustrated in FIG. 1, which has been improved to operate in accordance with the method of the present invention and to incorporate theapparatus of the present invention. Фиг. 2 показан схематический вид моря, частично в разделе, жидкого топлива из горелки основного типа на фиг. 1, которая была улучшена, чтобы действовать в соответствии с методом изобретения и включить theapparatus настоящего изобретения.

FIG. 3 shows a fragmentary plan view, partially in section, of a liquid fuel burner according to the present invention which incorporates two liquid fuel atomizers which operate in accordance with the method and incorporate the apparatus of thepresent invention. Фиг. 3 показана фрагментарный вид плана, частично в разделе, жидкого топлива горелки в соответствии с настоящим изобретением, которое включает в себя две жидкие топлива форсунками, которые действуют в соответствии с методом и включить аппарат thepresent изобретения.

FIG. 4 shows a partially broken away frontal view, as seen from the flame tube, of a liquid fuel burner according to the invention. Фиг. 4 показаны частично оторвался фронтальный вид, как видно из жаровой трубы, из жидкого топлива горелки в соответствии с изобретением.

FIG. 5 shows a horizontal section taken on line 5—5 of FIG. 4. . Рис. 5 показывает, горизонтальный участок, принятых в строке 5 — 5 из фиг 4..

FIG. 6 shows a vertical section taken on line 6—6 of FIG. 5. . Фиг 6 показано вертикальное сечение, принятых на линии 6 — 6 из фиг 5..

FIG. 7 shows a vertical section taken on line 7—7 of FIG. 4. . Фиг 7 показан вертикальный разрез, принятых в строке 7 — 7 из фиг 4..

BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Лучший вариант осуществления изобретения

The following is a detailed description of several preferred embodiments of the invention, reference being made to the drawings in which like reference numerals identify like elements of structure in each of the Figures. Ниже приводится подробное описание несколько предпочтительных вариантов изобретения, ссылки тому, чтобы чертежи, на которых, как ссылки цифр определить как элементы структуры в каждой из фигур.

As previously discussed, FIG. 1 illustrates a prior art liquid fuel burner apparatus which operates in accordance with the Babington principle. In FIG. 2, such an apparatus has been modified in accordance with the present invention. In oneembodiment, aperture 24 is positioned axially a distance of about 3.81 to 4.57 mm (0.150 to 0.180 inch) from the exit face 52 of discharge cone 16, rather than 6.35 mm (0.250 inch) as in the prior art system. As a result of this positioning, flame frontF moves forward into flame tube 48, as illustrated, which advantageously reduces the potential for burn-back. In general, it is desirable to keep the axial spacing between exit face 52 and aperture 24 to a minimum in order to eliminate wetting of theopening in face 52, such as the surface of discharge cone 16, and thereby reducing the potential for carbonization at that location. With this design it is also possible to eliminate cone 16 entirely so that there is simply a circular opening in wall 14instead of a conical opening as shown in FIG. 2. Such closer positioning also allows a smaller exit area in wall 14 or in cone 16 than in the prior art system, for air passing through atomizing chamber 12 and into flame tube 48 via either of the typesof openings in wall 14 as just described. Как уже говорилось ранее, на фиг. 1 иллюстрирует техники жидкости аппарат горелки, которая действует в соответствии с принципом Бабингтон. На фиг. 2, такой аппарат был изменен в соответствии с настоящим изобретением. В oneembodiment, диафрагма 24 расположена аксиально расстоянии около 3,81 до 4,57 мм (0,150 до 0,180 дюйма) от выходной грани 52 из разряда конус 16, а не 6,35 мм (0,250 дюйма), как в системе до искусства. В результате этого позиционирования, пламя frontF движется вперед в жаровой трубы 48, как показано на рисунке, что выгодно уменьшает вероятность выгорания назад. В общем, желательно, чтобы сохранить осевое расстояние между выходной грани 52 и диафрагмы 24 до минимальной с целью устранения смачивания theopening в лице 52, таких как поверхности сливной конус 16, и тем самым снижая потенциал для коксования в этом месте. Благодаря такой конструкции можно также по ликвидации конус 16 совсем так, что просто круглое отверстие в стене 14instead из конической открытия, как показано на фиг. 2. Такие ближе позиционирования также позволяет меньше зона выхода в стене 14 или в конус 16, чем в предыдущем художественной системы, для воздуха, проходящего через распыляя камеры 12 и в пламени трубки 48 с помощью любой из typesof отверстия в стене 14, как только описано.

To minimize the tendency of the faster flowing air to tear fuel away from the surface of atomizer bulb 20, an enclosing shield 54, according to the invention, is positioned around bulb 20 to protect the thin film of fuel from the effects of therushing air. The shield also provides protection from radiant heat from flame tube 48, which tends to cause the maximum fuel temperature to drop approximately 20.degree. F. in the embodiment shown in FIGS. 2 and 3 when the atomizing chamber isadequately ventilated. The tip of bulb 20 is spherical and has a center on the axis of the bulb at point B. Shield 54 comprises a cylindrical section 56 extending forward to a vertical plane positioned about 1.52 mm (0.060 inch) behind point B, theaxial intersection of this plane with the axis of bulb 20 being designated S. Cylindrical section 56 extends rearwardly about 4.83 mm (0.190 inch) from point S to a plane where both shield 54 and atomizing bulb 20 are closed by a back wall 58. Cylindrical section 56 merges into a spherical portion 60 having its center at S with a radius of about 11.43 mm (0.450 inch). Spherical portion 60 merges into a conical section 62 having its apex positioned at about 11.43 mm (0.450 inch) axiallyforward of point S and preferably having a cone angle of about 65.degree.. A cone angle in the range of 50.degree. to 80.degree. is also acceptable or conical portion 62 may be eliminated completely in favor of simply continuing the arc of sphericalportion 60 to its opening 64 in the tip of shield 54. Section 62 terminates at a preferably circular frontal aperture 64. The exterior surface of conical section 62 and the surface of discharge cone 16 thus define an annular conical orifice throughwhich a portion of the air passing through atomizing chamber 12 must flow to reach flame tube 48. In a typical application where atomizer bulb 20 has a tip with a spherical diameter of about 12.7 mm (0.500 inch), the diameter of the outlet opening ofdischarge cone 16 is increased from about 14.73 to about 17.27 mm (0.580 to 0.680) inch and the diameter of the inlet opening of discharge cone 16 is increased from 20.83 to 29.2 mm (0.820 to 1.150 inch). The larger diameter of conical section 62preferably is equal to the diameter of the outlet opening of discharge cone 16. Conical section 62 and the walls of discharge cone 16 may be parallel, if desired. Preferably, the maximum flow velocity is achieved at exit face 52. Preferably, wall 14is about 3.3 mm (0.130 inch) in thickness and the cone angle of discharge cone 16 is approximately 60.degree.. When a simple opening in wall 14 is utilized instead of cone 16, wall 14 would simply be in the form of a sheet metal fire wall separatingatomizing chamber 12 from flame tube 48. Чтобы свести к минимуму тенденцию быстрее потока воздуха рвать топлива от поверхности распылителя шарик 20, вмещающих щит 54, в соответствии с изобретением, расположен вокруг лампы от 20 до защиты тонкой пленки топлива из последствий therushing воздуха. Щит также обеспечивает защиту от теплового излучения от пламени трубки 48, которая имеет тенденцию вызывать Максимальная температура топлива падение около 20 °. Ф. в варианте, показанном на фиг. 2 и 3, когда распыляя камеры isadequately вентилируемые. кончик луковица 20 является сферической и центром на оси шарик в точке В. Щит 54 состоит из цилиндрической части 56 в направлении вперед в вертикальной плоскости, положение о 1,52 мм (0,060 дюйма) за точку B, theaxial пересечения этой плоскости с оси лампы 20 будучи назначенным С. Цилиндрический статьи 56 распространяется rearwardly около 4,83 мм (0,190 дюйма) с точки S на плоскость, где как щит 54 и распыляя лампа 20 закрыты задней стенки 58. Цилиндрический раздел 56 сливается в сферической части 60 с центром в S с радиусом около 11,43 мм (0,450 дюйма). сферической части 60 сливается в конической части 62 с его вершины расположены примерно в 11,43 мм (0,450 дюйма) axiallyforward из точки S и, желательно, с углом раствора о 65.degree .. угол конуса в диапазоне 50.degree. 80.degree в. также приемлемо или конической части 62 могут быть устранены полностью в пользу того, чтобы просто продолжает дуги sphericalportion 60 до его открытия 64 отзыв щита 54. Статья 62 обрывается на предпочтительно круговой фронтальной диафрагмы 64. внешней поверхности конической части 62 и поверхности сливной конус 16 таким образом, определить кольцевой конической throughwhich отверстия часть воздуха, проходящего через распыляя камеры 12, должна потока для достижения жаровой трубы 48. В типичном приложении, где распылителя лампа 20 имеет наконечник со сферической диаметром около 12,7 мм (0,500 дюйма), диаметр выходного отверстия ofdischarge конус 16, увеличилось с 14,73 до 17,27 мм (0,580 до 0,680 ) дюйма и диаметром входного отверстия разряда конус 16, увеличилась с 20,83 до 29,2 мм (0,820 до 1,150 дюйма). больший диаметр конической части 62preferably равно диаметр выходного отверстия разряда конуса 16. конической части 62 и стены разряда конус 16 может быть параллельными, если это необходимо. Предпочтительно, максимальная скорость потока достигается при выходе лица 52. Предпочтительно, стены 14is около 3,3 мм (0,130 дюйма) в толщину и углом раствора конуса разряда 16 около 60 ° .. Когда простые открытия в стенке 14 используется вместо конуса 16, стены 14 будет просто быть в форме огня листового металла стены separatingatomizing камеры 12 с пламенной трубой 48.

In accordance with the invention, the flow of air through atomizing chamber 12 may be increased to about 50% additional from that which could be tolerated in FIG. 1 without rippling the film of fuel passing over atomizer 22. This increased flowof air helps to cool the fuel in operation but the exit velocity through the opening in wall 14 should not be so high as to unnecessarily compress the angle of conical spray 44, which preferably has an apex angle of approximately 30.degree. at aperture24. The increased flow of air also reduces the potential for burn-back. However, if conical section 62 is too close to discharge cone 16, the shield has a tendency to discolor or varnish due to the higher temperatures induced by closer proximity tocombustion in flame tube 48. In addition, excessively high flow of air may actually rip or suck droplets of raw fuel from the surface of bulb 20 and from stream 40 and carry such droplets through the frontal aperture 64 of shield 54 and on into flametube 48, where their presence reduces the efficiency of combustion. On the other hand, if conical section 62 is too far from discharge cone 16, the air flow velocity through the annular conical orifice drops off quickly. As a result, there isinsufficient cooling of conical surface 62, and the flame front may move too close to exit face 52. Both of these conditions may contribute to an undesirable overheating of conical section 62 and the possibility of varnish build-up. В соответствии с изобретением, поток воздуха через распыляя камеры 12 может быть увеличена до 50% дополнительной от того, что может быть терпимо на фиг. 1 без ряби фильм топлива переходя распылителя 22. Это увеличило воздуха flowof помогает прохладный топлива в эксплуатацию, но скорость выхода через отверстие в стене 14 не должна быть настолько высокой, чтобы излишне сжать угла конической спрей 44, которые предпочтительно имеет угол при вершине около 30.degree. на aperture24. увеличился поток воздуха также снижает вероятность выгорания назад. Однако, если конической части 62 находится слишком близко к разряда конус 16, щит имеет тенденцию к потере цвета или лак из-за более высоких температурах индуцированных ближе tocombustion в жаровой трубы 48. Кроме того, чрезмерно высокий поток воздуха может фактически сорвать или сосать капель сырого топлива с поверхности шарика 20 и из потока 40 и носить такую капельками через фронтальные апертурой 64 щит 54 и на в flametube 48, где их присутствие снижает эффективность сгорания . С другой стороны, если конической части 62 слишком далеко от разряда конус 16, скорость потока воздуха через кольцевые конические отверстия падает быстро. В результате, там isinsufficient охлаждения конической поверхности 62, а фронт пламени может двигаться слишком Закрыть, чтобы выйти лицо 52. Оба эти условия могут способствовать нежелательным перегрева конической части 62 и возможность лак наращивания.

Frontal aperture 64 is axially aligned with discharge cone 16 and aperture 24. In the illustrated example, aperture 64 has a diameter of about 6.6 mm (0.260 inch) and its plane is positioned approximately 2.03 mm (0.080 inch) in front ofaperture 24. With frontal aperture 64 thus positioned, the zone of reduced pressure produced by the jet of air and liquid leaving aperture 24 occurs essentially at aperture 64. As a result, shield 54 is close enough to bulb 20 so that it facilitates,rather than impedes, flow into the zone of reduced pressure by a portion of the air passing through the atomizing chamber. This portion of air is entrained into spray 44 issuing from aperture 24. Because the zone of reduced pressure occurs essentiallyat aperture 64, substantially no air is drawn back through aperture 64 to satisy the entrainment needs of the jet. The diameter of aperture 64 should be large enough to pass conical spray 44 without wetting the periphery of aperture 64; however, ifaperture 64 is too large, rippling of the film of fuel on atomizing bulb 20 will result and some of return stream 40 actually may be sucked out of shield 54, particularly when there is a large volume of air passing through atomizing chamber 12. Фронтальная апертурой 64 аксиально вдоль разряда конуса 16 и диафрагмы 24. В иллюстрируется, например, отверстие 64 имеет диаметр около 6,6 мм (0,260 дюйма) и его самолет находится примерно 2,03 мм (0,080 дюйма) в передней ofaperture 24. С фронтальное отверстие 64 позиционируется таким образом, зона пониженного давления производится струей воздуха и жидкости оставляя отверстие 24 происходит в основном на диафрагму 64. В результате, щит 54 является достаточно близко, чтобы лампа 20 так, что она способствует, а не препятствует, поток в зону пониженного давления на часть воздуха, проходящего через распыляя камеры. Эта часть воздуха увлекается в распылитель 44 выходящие из диафрагмы 24. Поскольку зона пониженного давления происходит essentiallyat диафрагмы 64, по существу, не воздух втягивается обратно через апертурой 64 до satisy увлечения потребностей струи диаметром диафрагмы 64 должно быть достаточно большим, чтобы пройти конической спрей 44 без смачивания периферии диафрагмы 64;. Однако, ifaperture 64 является слишком большим, рябь фильм топлива на распыляя шарик 20 будет результат, и некоторые из возвращения потока 40 на самом деле может быть высосана из щита 54, особенно, когда есть большой объем воздуха, проходящего через распыляя камеры 12.

At the upper side of shield 54 is provided an opening through which feed tube 30 extends. In the embodiment of FIGS. 2 and 3, tube 30 preferably has an outside diameter of about 3.18 mm (0.125 inch) and an inside diameter of about 2.36 mm (0.093inch), the tube preferably being flattened at its discharge end to an oval shape transverse to the spray axis, the oval opening having a minor axis length of about 1.4 mm (0.055 inch), as discussed in the copending application Ser. No. 476,453, entitledImproved Liquid Delivery Apparatus and Method for Liquid Fuel Burners and Liquid Atomizers. The center line of tube 30 preferably extends vertically to a location about 2.92 mm (0.115 inch) behind aperture 24. Feed tube 30 is provided with ahorizontally extending discharge opening having its rearmost edge 66 positioned about 2.16 mm (0.085 inch) vertically from the upper surface of atomizing bulb 20, in order to prevent the incoming stream of fuel from attaching to the interior surface ofshield 54. Return stream 40 preferably leaves the interior of shield 54 via a return conduit 68 which passes through back wall 58 and back wall 18 to join return conduit 42 near pump 32. However, stream 40 also may flow from shield 54 into chamber 12at back plate 58 or down along back wall 18 into sump 32 via conduit 42. In case any fuel should happen to strike the surface of discharge cone 16, it tends to flow back into atomizing chamber 12 and to return to sump 32 via conduit 42. However, sincea liquid fuel atomizer of the type illustrated in FIG. 2 produces very few stray or satellite droplets of fuel, very little liquid flows back into atomizing chamber 12 and the chamber remains essentially dry, thus further reducing the potential forburn-back. В верхней части щита 54 предусмотрено отверстие, через которое загрузочный бункер 30 расширяется. В варианте фиг. 2 и 3, труба 30 предпочтительно имеет наружный диаметр около 3,18 мм (0,125 дюйма) и внутренним диаметром около 2,36 мм (0.093inch), труба предпочтительно уплощенная на ее разряда конец овальной формы поперечных к оси спрей, овальное отверстие, имеющих незначительные длина оси около 1,4 мм (0,055 дюйма), как описано в приложении находящийся одновременно на рассмотрении Ser. Количество 476453, entitledImproved Жидкие Доставка устройство и способ для жидкого топлива Горелки и жидких форсунок. осевой линии трубы 30 предпочтительно распространяется вертикально на место около 2,92 мм (0,115 дюйма) за диафрагмы 24. Загрузочный бункер 30 снабжен ahorizontally расширения разряда открытия, имеющие крайнее края 66 расположены около 2,16 мм (0,085 дюйма) по вертикали от верхней поверхности распыления шарик 20, в целях предотвращения входящего потока топлива от прикрепляться к внутренней поверхности ofshield 54. Возвращение поток 40 предпочтительно листья интерьер Щит 54 через обратный трубопровод 68, который проходит через заднюю стенку 58 и задней стенки от 18 до присоединиться возвращения канала 42 вблизи насоса 32. Тем не менее, поток 40 также может вытекать из щита 54 в камеру 12at задней панели 58 или вниз по задней стенке 18 в отстойник 32 через канал 42. В случае любого топлива должно происходить на забастовку поверхности сливной конус 16, она стремится поступать обратно в распыляя камеры 12 и вернуться в картер 32 через канал 42. Однако, sincea жидкого топлива из распылителя типа изображенной на фиг. 2 производит очень мало бродячих или спутникового капель топлива, очень мало потоков жидкости обратно в распыляя камеры 12 и камера остается практически сухим, что еще больше снижает вероятность forburn-обратно.

FIG. 3 shows a fragmentary plan view, partially in section, of a prototype embodiment having a pair of atomizer bulbs 20. Front wall 14 has the form of a segment of a sphere with a radius of approximately 69.85 mm (2.75 inch). Two dischargecones 16, set at approximately a 17.degree. angle from the axial centerline of the device are positioned on either side of a central air aperture 70 through which a flow of combustion air passes from atomizing chamber 12 into flame tube 48, indicated inphantom. To further reduce heating of the interior of atomizing chamber 12, wall 14 preferably is hollow in construction, having a front wall 72 and a rear wall 74, as illustrated. However, a single solid wall 14 also may be used to simplifymanufacture. Фиг. 3 показана фрагментарный вид плана, частично в разделе, прототипа воплощение имеющие пару луковиц распылителя 20. Передняя стенка 14 имеет форму сегмента сферы с радиусом примерно 69,85 мм (2,75 дюйма). Две dischargecones 16, установлен на уровне примерно 17.degree. углом от осевой осевой устройства расположены по обе стороны от центрального отверстия воздуха 70, через которую поток воздуха для горения переходит из распыляя камеры 12 в жаровой трубы 48, указанные inphantom. Для дальнейшего уменьшения нагрева внутренних дел распыляя камеры 12, стены 14 предпочтительно полая в строительстве, с передней стенки 72 и задней стенки 74, как показано на рисунке. Однако, один сплошной стеной 14 также может быть использован для simplifymanufacture.

Back wall 18 is provided with a centrally located air inlet aperture 76 at least partially surrounded by an annular manifold 78 through which air is directed to the internal plenums of atomizer bulbs 20. Manifold 78 comprises an annularbackplate 80 and an annular front plate 82 having a forwardly facing arcuate indentation 84 formed therein. Indentation 84 and backplate 80 thus cooperate to define an annular flow passage 86 therebetween through which air flows to the interior ofatomizer bulbs 20. A suitable inlet fitting 88 is provided through back wall 18 to flow passage 86, the fitting being shown rotated upwardly 90.degree. into the plane of view of FIG. 3. That is, in the actual embodiment, fitting 88 is positionedsymmetrically relative to the two atomizer bulbs, preferably at the bottom of the housing. As shown in FIG. 2, a valve 90 is provided in conduit 28 for the purpose of controlling the flow of air to the interior of each atomizer bulb. Finally, aninwardly converging conical lip 92 is provided surrounding aperture 76 for the purpose of directing air toward aperture 70 in operation. As will be discussed later and as shown in FIG. 7 for example, a hollow cylindrical conduit 71 may be used tointerconnect rear aperature 76 and central air aperture 70. This arrangement allows the airflow through aperture 70 to be controlled independent of the air which enters atomizing chamber 12. Задняя стенка 18 предоставляется с расположенным в центре отверстие воздухозаборника 76 по крайней мере частично окруженный кольцевой коллектор 78, через которые воздух направляется на внутренний пленумов распылителя луковицы 20. Многообразии 78 включает в себя annularbackplate 80 и кольцевой передней панелью с 82 передн сталкиваются дугообразная отступ 84 образуются в нем. Отступы 84 и 80 цветах Таким образом сотрудничать, чтобы определить кольцевой проточной 86 между ними, через которые воздух поступает в интерьере луковицы ofatomizer 20. подходящих входного патрубка 88 осуществляется через заднюю стенку 18 до проточной 86, установки показывается поворачивается вверх 90 °. в плоскости зрения на фиг. 3. То есть, в самом варианте установки 88 является positionedsymmetrically относительно две луковицы распылителя, желательно в нижней части корпуса. Как показано в фиг. 2, 90 клапана, приводится в трубопровод 28 для целей контроля потока воздуха, чтобы внутри каждого распылителя лампочки. Наконец, aninwardly сходящихся конических губы 92, при условии окружающих отверстие 76 для целей направления воздуха в сторону диафрагмы 70 в эксплуатацию. Как будет обсуждаться позже, и, как показано на фиг. 7 Например, полые цилиндрические канала 71 может быть использован tointerconnect задней aperature 76 и центральное отверстие воздуха 70. Этот механизм позволяет поток воздуха через отверстие 70 до контролируется независимо от воздух, который входит распыляя камеры 12.

Although the position of igniter 46 is not shown in FIG. 3, those skilled in the art will appreciate that the igniter may be positioned at any convenient location to initiate combustion of the two conical sprays 44. In actual practice, igniter46 extends through wall 14 at a position above aperture 70, as illustrated in FIG. 4. Хотя положение воспламенитель 46 на фиг. 3, специалистам в области понятно, что воспламенитель может быть установлен в любом удобном месте, чтобы начать сжигание двумя коническими спреи 44. На практике, igniter46 проходит через стенки 14 на позицию выше диафрагмы 70, как показано на фиг. 4.

FIGS. 4 to 7 show a preferred embodiment of a liquid fuel burner in accordance with the invention, which is configured to replace high pressure spray burners now commonly used in domestic furnaces and similar applications. Similar elements ofstructure have been given the same reference numerals used in FIGS. 1-3. Discharge cones 16 have been replaced by simple circular openings 16′ in front wall 14, which itself comprises a rearwardly projecting segment of a sphere formed at the base of ametal cup 94. An intermediate, radially projecting flange 96 on cup 94 engages flame tube 48, as shown in phantom. A rear, radially projecting flange 98 on cup 94 engages an O-ring seal 102 positioned on a peripherally extending flange 104 of a castand drilled essentially circular, manifold plate 106 which comprises rear wall 18 of atomizing chamber 12. Фиг. 4 по 7 показать предпочтительным вариантом жидкости горелки в соответствии с изобретением, которое настроено на замену высокого давления распыления горелки настоящее время широко используется во внутреннем печей и аналогичных приложений. Аналогичные ofstructure элементы были даны же позициями использовать на фиг. 1-3. разряда конусов 16 были заменены на простые круглые отверстия 16 ‘в передней стенки 14, который в свою очередь состоит rearwardly проектирование сегмента сферы формируется на базе AMETAL чашки 94. промежуточных, радиально проектирование фланец 96 на кубок 94 занимается жаровой трубы 48, как показано на призрак. задние, радиально проектирование фланец 98 на 94 Кубка занимается уплотнительным кольцом 102 позиционируется на периферически расширения фланца 104 от castand пробурено существенно круговой, многообразие пластины 106, который включает в себя заднее стены 18 из распыляя камеры 12.

In this embodiment, aperture 24 is positioned axially a distance of about 4.1 to about 4.3 mm (0.161 to 0.169 inch) from the exit face 52 of opening 16’, rather than 6.35 mm (0.250 inch) as in the prior art system. As a result of thispositioning, flame front F moves forward into flame tube 48, further reducing the potential for burn-back. В этом варианте, диафрагма 24 расположена аксиально расстоянии около 4,1 до 4,3 мм (0,161 до 0,169 дюйма) от выходной грани 52 из открытия 16 ‘, а не 6,35 мм (0,250 дюйма), как в системе до искусства. Как В результате thispositioning, F фронт пламени движется вперед в жаровой трубы 48, дальнейшее сокращение потенциала для записи-назад.

In the embodiment of FIGS. 4 to 7, the tip of bulb 20 is spherical and has a center on the axis of the bulb at point B. Shield 54 comprises a cylindrical section 56 extending forward to a vertical plane positioned about 10.5 mm (0.415 inch) infront of point B, the axial intersection of this plane with the axis of bulb 20 being designated S. Cylindrical section 56 extends rearwardly about 10.2 mm (0.400 inch) from point S to a location where both shield 54 and atomizer bulb 20 are attached toan annular mounting piece 108 supported by manifold plate 106 and provided with a central air conduit 110 communicating with the interior of atomizer bulb 20. Cylindrical section 56 merges into a conical section 62 having its apex positioned about 6.4mm (0.250 inch) axially forward of point S and preferably having a cone angle of about 65.degree.. A cone angle in the range of 50.degree. to 80.degree. is also acceptable. The exterior surface of conical section 62 and opening 16′ define an annularorifice through which a portion of the air passing through atomizing chamber 12 must flow to reach flame tube 48. In a typical application where atomizer bulb 20 has a tip with a spherical diameter of about 12.7 mm (0.500 inch), the diameter of opening16′ is in the range of about 11.8 to about 12.0 mm (0.46 to 0.47 inch). The larger diameter of conical section 62 preferably is about two times larger than the diameter of opening 16’ and the diameter of frontal aperture 64 preferably is in the range ofabout 5.2 to about 5.4 mm (0.205 to 0.213 inch). В варианте, на фиг. 4 до 7, кончик шарик 20, сферические и центром на оси шарик в точке В. Щит 54 состоит из цилиндрической части 56 в направлении вперед в вертикальной плоскости расположены около 10,5 мм (0,415 дюйм) Infront из точки В, осевые пересечения этой плоскости с осью лампа 20 будучи назначенным С. Цилиндрический статьи 56 распространяется rearwardly около 10,2 мм (0,400 дюйма) с точки S в место, где как щит 54 и распылитель шарик 20, прилагается Тоан кольцевой крепежный элемент 108 поддерживает многообразие пластины 106 и с центральным трубопровод воздуха 110 общении с интерьером распылителя шарик 20. Цилиндрический раздел 56 сливается в конической части 62 с его вершины расположены около 6,4 мм (0,250 дюйма) аксиально вперед из точки S и, желательно, с углом раствора около 65.degree .. угол конуса в диапазоне 50.degree. 80.degree в. также приемлемо. внешней поверхности конической части 62 и открытия 16 ‘определить annularorifice , через который часть воздуха, проходящего через распыляя камеры 12, должна потока для достижения жаровой трубы 48. В типичном приложении, где распылителя лампа 20 имеет наконечник со сферической диаметром около 12,7 мм (0,500 дюйма), диаметр opening16 ‘является в диапазоне от 11,8 до 12,0 мм (0,46 до 0,47 дюйма). больший диаметр конической части 62 предпочтительно примерно в два раза больше, чем диаметр открытия 16 ‘и диаметром фронтальной апертурой 64 предпочтительно находится в диапазоне ofabout 5,2 до 5,4 мм (0,205 до 0,213 дюйма).

The flow of air through atomizing chamber 12 can be increased up to 50% more in the embodiment of FIGS. 4 to 7, compared to 0.56 to 0.7 cu/m (20 to 25 cfm) for the prior art apparatus of FIG. 1. As in the embodiment of FIGS. 2 and 3, theincreased flow of air helps to cool the fuel in operation but should not be so high as to unnecessarily compress the angle of conical spray 44, which preferably has an apex angle of approximately 30.degree. at aperture 24. The increased flow of airalso reduces the potential for burn-back. If conical section 62 is too close to opening 16′, the shield has a tendency to discolor or varnish due to the higher temperatures induced by closer proximity to combustion in flame tube 48. In addition,excessively high flow of air may actually rip or suck droplets of raw fuel from the surface of bulb 20 and from stream 40 and carry such droplets through the frontal aperture 64 of shield 54 and on into flame tube 48, where their presence reduces theefficiency of combustion. On the other hand, if conical section 62 is too far from opening 16’, the air flow velocity through the annular orifice drops off quickly. As a result, there is insufficient cooling of conical surface 62, and the flame frontmay move too close to exit face 52. Both of these conditions may contribute to an undesirable overheating of conical section 62 and the possibility of varnish build-up. Поток воздуха через распыляя камеры 12 может быть увеличена до 50% в варианте на фиг. 4 до 7, по сравнению с 0,56 до 0,7 куб / м (20 до 25 CFM) для предварительного аппарата искусство фиг. 1. Как и в варианте фиг. 2 и 3, theincreased поток воздуха способствует охлаждению топлива в эксплуатацию, но не должна быть настолько высокой, чтобы излишне сжать угла конической спрей 44, которые предпочтительно имеет угол при вершине около 30.degree . в отверстие 24. увеличился поток airalso снижает вероятность выгорания назад. Если конической части 62 находится слишком близко к открытию 16 ‘, щит имеет тенденцию к потере цвета или лак из-за более высоких температурах индуцированных ближе к горению в жаровой трубы 48. Кроме того, чрезмерно высокие поток воздуха может фактически сорвать или сосать капель сырого топлива с поверхности шарика 20 и из потока 40 и носить такую капельками через фронтальные диафрагмы 64 щит 54 и на пламя трубки 48 , где их присутствие снижает theefficiency сгорания. С другой стороны, если конической части 62 находится слишком далеко от открытия 16 ‘, скорость потока воздуха через кольцевые отверстия падает быстро. В результате, существует недостаточное охлаждение конической поверхности 62 , и пламя frontmay двигаться слишком близко к выходу лицо 52. Оба эти условия могут способствовать нежелательного перегрева конической части 62 и возможность лак наращивания.

In the embodiment of FIGS. 4 to 7, the plane of frontal aperature 64 is positioned approximately 1.65 to 1.85 mm (0.065 to 0.073 inch) in front of aperture 24. Once again, the diameter of aperture 64 should be large enough to pass conical spray44 without wetting the periphery of aperture 64; however, if aperture 64 is too large, rippling of the film of fuel on atomizing bulb 20 will result and some of return stream 40 actually may be sucked out of shield 54, particularly when there is a largevolume of air passing through atomizing chamber 12. В варианте, на фиг. 4 до 7, плоскости фронтальной aperature 64 расположен примерно 1,65 до 1,85 мм (0,065 дюйма на 0,073) перед диафрагмой 24. Еще раз, диаметр отверстия 64 должна быть достаточно большой, чтобы пройти конической spray44 без смачивания периферии диафрагмы 64; однако, если диафрагма 64 слишком велик, рябь фильм топлива на распыляя лампа 20 будет результат, и некоторые из возвращения потока 40 на самом деле может быть высосана из щита 54, особенно, когда есть largevolume воздуха, проходящего через распыляя камеры 12.

In the embodiment of FIGS. 4 to 7, feed tube 30 preferably has an outside diameter of about 2.92 mm (0.125 inch) and an inside diameter of about 2.36 mm (0.093 inch), the discharge end 31 of the feed tube being flattened in the manner previouslydescribed. The center line of tube 30 preferably extends at an angle of about 100.degree. to the horizontal, to a location where its leading edge is about 5.3 to about 5.8 mm (0.21 to 0.23 inch) behind aperture 24. As in the case of the embodiment ofFIGS. 2 and 3, positioning frontal aperture 64 in this way ensures that the zone of reduced pressure produced by the jet of liquid and air leaving aperture 24 will occur essentially at aperture 64 so that air is not drawn into the shield to satisfy theentrainment needs of the jet. The discharge opening of feed tube 30 is parallel to surface 22 of bulb 20, at a spacing of about 0.58 to about 0.74 mm (0.023 to 0.029 inch) from the upper surface of bulb 20. Return stream 40 leaves the interior ofshield 54 via a notch 69 in the underside of shield 54, from which it flows down back wall 18 to return conduit 42 shown in FIG. 7 but not in FIG. 6. In case any fuel should happen to strike the entrance face of opening 16’, it tends to flow back intoatomizing chamber 12 and to return to sump 32 via conduit 42. В варианте, на фиг. 4 до 7, загрузочный бункер 30 предпочтительно имеет наружный диаметр около 2,92 мм (0,125 дюйма) и внутренним диаметром около 2,36 мм (0,093 дюйма), разряд конце 31 из загрузочный бункер быть переведены в плоский образом previouslydescribed. осевой линии трубы 30 предпочтительно распространяется под углом около 100.degree. отношению к горизонтали, в место, где его переднего края составляет около 5,3 до около 5,8 мм (0,21 до 0,23 дюйма) за диафрагмы 24. Как В случае воплощения ofFIGS. 2 и 3, позиционирование фронтальной апертурой 64 таким образом гарантирует, что зоны пониженного давления производится струей жидкости и воздуха, выходящего апертурой 24 будет происходить главным образом на диафрагму 64 так, что воздух не обращается в Щит для удовлетворения потребностей theentrainment струи. разряда открытие загрузочный бункер 30, параллельно поверхности 22 шарика 20, на расстояние около 0,58 до 0,74 мм (0,023 до 0,029 дюйма) от верхней поверхности шарика 20. Вернуться поток 40 листьев интерьера ofshield 54 по 69 в паз нижней щит 54, из которых стекает задней стенки от 18 до возвращения канал 42 показаны на фиг. 7, но не на фиг. 6. В случае какой-либо топлива должно произойти, чтобы удара входной грани открытия 16 ‘, он имеет тенденцию течь обратно intoatomizing камеры 12 и возвращаться в картер 32 по трубопроводу 42.

As shown in FIGS. 4 and 5, a pair of atomizing bulbs 20 are provided in this embodiment in which front wall 14 also has the form of a segment of a sphere with a radius of approximately 69.85 mm (2.75 inches). Two discharge openings 16′, each setat approximately a 17.degree. angle from the axial centerline of the device, are positioned on either side of a central air aperture 70 through which a flow of air passes from atomizing chamber 12 into flame tube 48. Aperture 70 is defined by a centralair tube 71 which is secured at its forward end to front wall 14. At its rearward end, tube 71 comprises a radially extending air deflection flange 73, which radially deflects a portion of the air entering chamber 12 through inlet aperture 76 inmanifold plate 106. Tube 71 preferably is from about 23.6 to about 24.0 mm (0.929 to 0.945 inch) in length and flange 73 is spaced from about 4.2 to about 4.4 mm (0.165 to 0.173 inch) from back wall 18. The deflected portion of the air leaves chamber12 through openings 16’. To minimize the tendency of the deflected air to entrain fuel from the stream flowing to conduit 42, an arcuate, axially extending deflection abutment 75 is provided on back wall 18 below inlet aperture 76 and deflection flange73, as seen in FIGS. 4, 5 and 7. Как показано на фиг. 4 и 5, пара луковиц распыляя 20 представлены в этом варианте, в котором передняя стенка 14 также имеет форму сегмента сферы с радиусом примерно 69,85 мм (2,75 дюйма). Два отверстия разряда 16 ‘, каждый setat примерно 17.degree. углом от осевой осевой устройства, расположены по обе стороны от центрального отверстия воздуха 70, через которую поток воздуха проходит от распыляя камеры 12 в жаровой трубы 48. Диафрагма 70, определяется centralair трубки 71 которого обеспечивается на ее переднем конце к передней стенке 14. На своем заднем конце, труба 71 включает в себя радиальном направлении фланца воздуха отклонения 73, в котором радиально отклоняет часть воздуха, поступающего камеры 12 через входной апертурой 76 inmanifold пластины 106. пробки 71 предпочтительно составляет примерно от 23,6 до 24,0 мм (0,929 дюйма до 0,945) в длину и фланец 73, расположенных примерно от 4,2 до около 4,4 мм (0,165 до 0,173 дюйма) от задней стенки 18. отклоняются часть воздух выходит через отверстия chamber12 16 ‘. Чтобы свести к минимуму тенденцию отклоняться воздуха увлекают топлива из поток, текущий в трубопровод 42, дугообразные, осевом направлении отклонения абатмент 75 осуществляется на задней стенке 18 ниже входной апертурой 76 и отклонения flange73, как видно на фиг. 4, 5 и 7.

Manifold plate 106 comprises cast and drilled passages which define conduit 38 leading to feed tubes 30; and conduits 28, leading to atomizing bulbs 20. To facilitate modular installation and removal of the burner shown in FIGS. 4 to 7, manifoldplate 106 comprises bosses on its rear face from which stubs of conduits 28, 38 and 42 extend, as shown in FIGS. 5 and 7. The associated support structure, illustrated fragmentarily in FIG. 7, may comprise matching bosses having appropriate seals forreceiving such conduit stubs. As shown in FIGS. 4 and 7, igniter 46 is supported by front wall 14 and manifold plate 106 so that it can be easily inserted and removed. However, the igniter may be positioned at any convenient location to initiatecombustion of the two conical sprays 44. Многообразие пластины 106 состоит из литого и пробурено отрывки, которые определяют 38 ведущих канала кормить трубы 30; и трубопроводов 28, что привело к распыляя луковицы 20 Для облегчения модульные установки и удаления горелки показаны на фиг 4 до 7, manifoldplate 106 включает в себя боссы на.. его задней стенке, из которых заглушки трубопроводов 28, 38 и 42 распространяются, как показано на фиг. 5 и 7. соответствующая опорная структура, иллюстрированные фрагментарно на фиг. 7, может включать соответствующие боссы, имеющие соответствующие уплотнения forreceiving такие заглушки канала. Как показано на фиг. 4 и 7, воспламенитель 46 поддерживается передней стенки 14 и многообразие пластины 106 так, что она может быть легко вставлен и удалена. Однако, воспламенитель может быть установлен в любом удобном месте, чтобы initiatecombustion из двух конических спреи 44.

In operation of the liquid fuel burner or liquid atomizer according to the present invention, a flow of liquid is directed through feed tubes 30 and over atomizer bulb 20 until a thin, continuous and free-flowing film of liquid has beenestablished over the entire surface of the bulb. This normally takes only a second or two, after which air flows through conduit 28 and aperture 76 to reach the interiors of atomizing bulbs 20 and atomizing chamber 12 respectively. Conical sprays 44 ofatomized fuel are thus established and combustion commences upon actuation of igniter 46. When combustion is no longer desired, valve 90 is closed and igniter 46 is deactivated while flow of fuel through feed tubes 30 and air through atomizing chamber12 are continued. These continued flows of fuel and air tend to reduce the temperature of the components located within the atomizing chamber, thereby further reducing the potential for burn-back into the atomizing chamber and varnish buildup. При работе горелки жидкого топлива или жидкие распылителя в соответствии с настоящим изобретением, поток жидкости направляется через корма труб 30 и более распылителя лампа 20 до тонкой, непрерывной и сыпучих пленки жидкости beenestablished по всей поверхности шарик. Обычно это занимает всего секунду или две, после чего поток воздуха через трубопровод 28 и диафрагмы 76 по достичь интерьеров распыляя луковицы 20 и распыляя камеры 12, соответственно. Коническая спреи 44 ofatomized топлива, таким образом, создан и горения начинается с момента срабатывания воспламенитель 46. При горении больше не желанный, клапан 90 закрывается и воспламенитель 46 отключается а поток топлива через корма труб 30 и воздух через распыляя chamber12 продолжается. Эти продолжал потоков топлива и воздуха, как правило, уменьшить температуру компонентов расположен в распыляя камеры, тем самым еще более снижает вероятность выгорания обратно в распыляя камеры и лака накопления.

A liquid fuel atomizer constructed in accordance with the illustrated embodiments will produce a variable atomization rate from about 0.5678 to 3.785 liters per hour (0.15 to 1.0 gallons per hour) based on fuel feed rates of about 11.36 to 30.28liters per hour (3 to 8 gallons per hour) through the two feed tubes. Liquid fuel atomizers configured and operated in accordance with the present invention have been found to exhibit this improved behavior when the cross-sectional area of the dischargeaperture 24 is about 10.97.times.10.sup.-4 to 12.26.times.10.sup.-4 sq.cm (1.7.times.10.sup.-4 to 1.9.times.10.sup.-4 square inches); the pressure applied to the interior of atomizer bulb 20 is in the range of about 1.02 to 1.6 bar (15 to 23.5 psi); thetotal flow rate of air through both atomizing bulbs is in the range of about 0.0056 to 0.007 cu.meter per minute (0.2 to 0.25 cfm) and the liquid fuels have a viscosity range of 2.0 to 10.0 centistokes. Жидкого топлива форсунка построены в соответствии с иллюстрируется вариантами будет производить переменная скорость распыления примерно от 0,5678 до 3,785 литров в час (0,15 до 1,0 литров в час) на основе подачи топлива ставки около 11,36 до 30.28liters в час (3 до 8 галлонов в час) через две трубки подачи. жидкого топлива форсунками настроен и эксплуатируется в соответствии с настоящим изобретением, были найдены в выставке это улучшение поведения, когда площадь поперечного сечения из dischargeaperture 24 составляет около 10.97.times.10.sup. -4 до 12.26.times.10.sup.-4 sq.cm (1.7.times.10.sup.-4 до 1.9.times.10.sup.-4 квадратных дюймов); давление на интерьер распылителя луковица 20 находится в диапазоне от около 1,02 до 1,6 бар (15 до 23,5 фунтов на квадратный дюйм); thetotal скорость потока воздуха через обе распыляя луковиц находится в диапазоне около 0,0056 до 0,007 cu.meter в минуту (0,2 до 0,25 CFM) и жидкого топлива имеют диапазон вязкости от 2,0 до 10,0 сСт.

INDUSTRIAL APPLICABILITY Промышленная применимость

While the present invention has been disclosed as particularly suited for use in liquid fuel burners and liquid atomizers, those skilled in the art will recognize that its teachings also may be followed for other applications of the Babingtonprinciple where it is desired to obtain improved control over the flow characteristics of the atomized liquid. Хотя настоящее изобретение было раскрыто как особенно подходит для использования в жидких горелки и жидких форсунок, специалистам в данной области будет признать, что его учение также может последовать для других приложений Babingtonprinciple, когда необходимо получить улучшенный контроль над реологические свойства распыленной жидкости.

* * * * * * * * * *


Следующая страница →