EP0268432B1 - Buse de pulvérisation - Google Patents

Buse de pulvérisation Download PDF

Info

Publication number
EP0268432B1
EP0268432B1 EP87310020A EP87310020A EP0268432B1 EP 0268432 B1 EP0268432 B1 EP 0268432B1 EP 87310020 A EP87310020 A EP 87310020A EP 87310020 A EP87310020 A EP 87310020A EP 0268432 B1 EP0268432 B1 EP 0268432B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cylindrical sleeve
deflector core
deflector
mixing zone
atomizing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
EP87310020A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP0268432A2 (fr
EP0268432A3 (en
Inventor
Adam J. Bennett
Charles E. Capes
John D. Hazlett
Kevin A. Jonasson
William L. Thayer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National Research Council of Canada
Original Assignee
National Research Council of Canada
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by National Research Council of Canada filed Critical National Research Council of Canada
Publication of EP0268432A2 publication Critical patent/EP0268432A2/fr
Publication of EP0268432A3 publication Critical patent/EP0268432A3/en
Application granted granted Critical
Publication of EP0268432B1 publication Critical patent/EP0268432B1/fr
Expired legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D1/00—Burners for combustion of pulverulent fuel
    • F23D1/005—Burners for combustion of pulverulent fuel burning a mixture of pulverulent fuel delivered as a slurry, i.e. comprising a carrying liquid
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/40—Static mixers
    • B01F25/46—Homogenising or emulsifying nozzles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/02—Spray pistols; Apparatus for discharge
    • B05B7/04—Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge
    • B05B7/0416—Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge with arrangements for mixing one gas and one liquid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D2211/00—Thermal dilatation prevention or compensation

Definitions

  • This invention relates to an atomizing nozzle assembly.
  • the core is mounted in a flared socket of a deflector core holder and inner and outer sleeves feed, say, atomizing air to the deflector core surface and, say, a coal liquid mixture fuel inwardly around the nozzle rim so that the fuel is held by the air as a film against the nozzle rim inner surface and then atomized as it emerges from the nozzle rim.
  • an atomizing nozzle assembly comprising:
  • the adjustment means is capable of adjusting the width of the mixing zone to an L to W range ratio which is within the range of about. 5:1 to about 10:1, preferably 7:1 to 8:1, where L is the length of the mixing zone in the direction of flow therethrough and W is the width of the mixing zone.
  • the face forming the chamfered extremity of the deflector core, and a downstream side face of the nozzle rim are symmetrically inclined, at any circumferential position, with respect to a centerline extending along the mixing zone at that circumferential position, at an included angle ( ⁇ °) in the ratio with respect to the angle ( ⁇ °), at which the atomizing fluid is directed towards the outwardly diverging surface of the deflector core of about 130° : 50° to about 100° : 80°.
  • the adjustment means may comprise a shaft for rotating the deflector core and extending rearwardly therefrom along the inner cylindrical sleeve, a gland slidably mounting a rear end portion of the shaft, which extends therethrough, in the inner cylindrical sleeve, means for rotating the rear end of the shaft.
  • a heat exchange may be provided around the outer cylindrical sleeve and mounted therearound at a front end by the said mounting means, and a differential thermal expansion accommodating gland slidably mounting a rear end portion of the heat exchange casing on the outer cylindrical sleeve.
  • an atomizing nozzle assembly comprising:
  • the deflector core 1 has a bore 76 in which a spigot 78 of the cap 32 is located, and the head of the bolt 34 is countersunk in the cap 32 to be flush therewith.
  • the nozzle rim 8 is located in a retaining ring 80 which is welded in a locating sleeve 82.
  • the locating sleeve 82 whose inner surface 84 forms a part of the boundary of the liquid passage 56, is secured in the stepped, annular recessed portion 52 by the threaded collar 58.
  • the deflector core holder 20 has a recess 86 in which the shaft 64 is secured by means of a pin 88.
  • the collar 50 of the inner sleeve 36 is located in a recess 90 in the outer sleeve 48 and has annular rings 92 and 94 locating the tubes 68 and 72 respectively which are welded in position.
  • the outer sleeve 48 has a step 96 locating an outer, cylindrical casing 98 which is welded to the outer sleeve 48.
  • the casing 98 supports and seals the upstream rear end portion of the tube 72 in a relatively slidable manner by means of a packing gland 100, and forms a heat exchange casing with a heat exchange fluid inlet 102 and outlet 104.
  • the heat exchange fluid may be coolant water, for cooling the nozzle assembly, or steam for heating the liquid-to-be-atomized (e.g. a coal slurry fuel) for lowering its viscosity, and the packing gland 100 accommodates differential thermal expansion between the tube 72 and the casing 98.
  • the tube 72 is sealed around a rear end portion of the tube 68 in a relatively slidable manner by the differential thermal expansion accommodating gland 106, which is a packing gland, and has an inlet 108 for liquid-to-be-atomized.
  • the differential thermal expansion accommodating gland 106 which is a packing gland, and has an inlet 108 for liquid-to-be-atomized.
  • the tube 68 is sealed in a slidable manner around a rear end portion of the shaft 64 by a gland 110 and has an atomizing fluid inlet 112.
  • FIG. 1 and 2 The apparatus shown in Figures 1 and 2 was primarily designed for use in tests as a liquid mixture fuel atomizer and will be described, in operation, atomizing a de-ashed, pulverized coal liquid mixture fuel using the atomizing air of a conventional oil burner assembly (not shown) where secondary, combustion air is swirled around the atomized fuel.
  • atomizing air is fed along the bore of the tube 64, through the ports, such as port 70, to the fluid passage 46 from which it is directed as a jet in an unobstructed manner through the mixing zone 16 along the surface 6 of the deflector core 1.
  • the pulverized coal liquid mixture fuel is fed along the bore of the tube 72 through the ports, such as port 74, to the liquid passage 56 from which it is directed along the mixing zone 16.
  • the jet of air from the fluid passage 46, flowing along the surface 6 of the deflector core 1 causes the pulverized coal liquid mixture to initially be held as a hollow cone-shaped film against the flared inner surface 14 of the nozzle rim 8 so that there is negligible contact between the fuel and the deflector core.
  • the cone-shaped film of fuel travels along the mixing zone 16 it is thoroughly mixed with the air and emerges from the mixing zone 16 as an atomized jet.
  • the width W ( Figure 2) of the mixing zone 16 can be adjusted while the nozzle assembly is in use by means of the barrel 66 and the screw threaded engagement between the deflector core holder 20 and the inner cylindrical sleeve 36.
  • the nozzle rim 8 had a minimum inside diameter of 2.25 inches (57.15 mm) and a maximum inside diameter in the downstream direction of 2.539 inches (64.49 mm).
  • the deflector core 1 had a maximum diameter of 2.460 inches (62.48 mm) at the outlet of the mixing zone 16.
  • the mixing zone 16 had a nominal width (W) of .035 inches and the length/width (L/W, Figure 2) ratio was varied between 7 and 12.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nozzles For Spraying Of Liquid Fuel (AREA)
  • Nozzles (AREA)
  • Spray-Type Burners (AREA)

Claims (6)

  1. Un ensemble de buse de pulvérisation comprenant :
    a) un noyau déflecteur, en forme de tronc de cône, en matière céramique résistante à l'usure, ledit déflecteur comportant une surface divergente vers l'extérieur menant, dans une direction d'aval pour le liquide à pulvériser, vers une extrémité chanfreinée, une partie extérieure de la surface divergente du noyau déflecteur constituant un surface à effet déflecteur vers l'extérieur pour un jet de fluide de pulvérisation qui s'écoule, en fonctionnement, sans obstruction sur toute sa longueur,
    b) un rebord de buse en matière céramique résistante à l'usure, le rebord comportant une saillie en forme de coin orientée vers l'intérieur, le côté aval de la saillie en forme de coin comportant une surface intérieure évasée vers l'extérieur qui est sensiblement parallèle et coextensive à une partie aval de la surface divergente vers l'extérieur du noyau déflecteur pour former avec elle une zone de mélange conduisant à une sortie d'orifice de buse de pulvérisation afin que, en fonctionnement, un liquide à pulvériser soit maintenu contre les surfaces limitant la zone de mélange jusqu'à ce qu'il soit mélangé de façon sensiblement complète, et qu'il soit pulvérisé lorsqu'il émerge de la sortie d'orifice,
    c) un support de noyau déflecteur comprenant une extrémité amont filetée et une partie de douille évasée à une extrémité aval, la partie de douille évasée comportant une extrémité extérieure de forme cylindrique, une partie amont du noyau déflecteur étant en ajustement étroit avec la douille évasée et en alignement avec elle, la partie de douille évasée constituant, en fonctionnement, une surface extérieure lisse destinée à guider un fluide de pulvérisation en direction et le long de la surface à effet déflecteur de la partie extérieure du noyau déflecteur en saillie depuis la partie de douille évasée,
    d) un moyen de fixation fixant le noyau déflecteur dans la partie de douille évasée,
    e) un manchon cylindrique intérieur comportant une partie d'extrémité amont intérieure filetée qui est au voisinage proche de la zone de mélange et est en engagement fileté d'une manière réglable avec la partie d'extrémité amont filetée du support de noyau déflecteur, le manchon cylindrique intérieur comportant une partie d'extrémité aval à alésage plus grand et se terminant à une extrémité aval comportant des chanfreins intérieur et extérieur, la partie d'extrémité aval entourant la partie de douille évasée pour former un passage de fluide autour de l'extrémité de forme cylindrique du support de noyau déflecteur afin de laisser passer le long d'elle-même, en fonctionnement, un courant sensiblement constant de fluide de pulvérisation vers un orifice de fluide de pulvérisation formé entre le chanfrein intérieur et la surface à effet déflecteur extérieure de la douille évasée de façon que, en fonctionnement, un jet du fluide de pulvérisation sorte de l'orifice de fluide de pulvérisation et soit dirigé le long de la partie extérieure de la surface, à effet déflecteur vers l'extérieur, du noyau déflecteur,
    f) un collet amont formant un moyen de montage sur l'extrémité avant du manchon cylindrique intérieur,
    g) un manchon cylindrique extérieur assemblé de façon étanche sur le collet amont sur l'extrémité avant du manchon intérieur et fixé en opposition à un mouvement relatif vis-à-vis de celui-ci, et comportant à l'extrémité aval une partie annulaire évidée à degrés dans laquelle est monté le rebord de buse qui fait saillie radialement vers l'intérieur à partir de celle-ci, une partie du manchon extérieur étant d'un diamètre d'alésage relativement plus grand que le diamètre extérieur du manchon intérieur et formant autour de lui un passage de liquide sans obstruction afin de transporter, en fonctionnement, du liquide à pulvériser vers le côté amont de la saillie en forme de coin du rebord de buse et autour de cette saillie vers l'intérieur,
    h) un moyen de fixation du rebord de buse dans la partie annulaire évidée à degrés,
    i) un moyen d'ajustement lié au support de noyau déflecteur permettant d'ajuster l'engagement fileté entre le support de noyau déflecteur et le manchon cylindrique intérieur afin d'ajuster de cette manière la largeur (W) de la zone de mélange,
    j) un moyen pour amener au passage de fluide un fluide de pulvérisation,
    k) un moyen pour amener au passage de liquide à pulvériser un liquide à pulvériser, et
    l) un presse-étoupe permettant une dilatation thermique différentielle, assemblant à coulissement une partie intermédiaire du manchon cylindrique intérieur dans une partie d'extrémité arrière du manchon cylindrique extérieur.
  2. Un ensemble de buse selon la revendication 1, dans lequel le moyen d'ajustement peut ajuster la largeur de la zone de mélange selon un rapport de L à W qui est compris dans la plage d'environ 5:1 à environ 10:1 où L est la longueur de la zone de mélange dans la direction du flux qui la traverse et W est la largeur de la zone de mélange.
  3. Un ensemble de buse selon la revendication 2, dans lequel le rapport de L à W est compris dans la plage d'environ 7:1 à environ 8:1.
  4. Un ensemble de buse selon la revendication 1, dans lequel la face formant l'extrémité chanfreinée du noyau déflecteur, et une face du rebord de buse sur le côté aval, sont inclinées de façon symétrique, à toutes les positions circonférentielles, par rapport à un axe s'étendant le long de la zone de mélange à cette position circonférentielle selon un angle inclus (α°) dont le rapport est d'environ 130° : 50° à environ 100° : 80° avec l'angle (0°) selon lequel le fluide de pulvérisation est dirigé vers la surface, divergente vers l'extérieur, du noyau déflecteur.
  5. Un ensemble de buse selon la revendication 1, dans lequel le moyen d'ajustement comprend un arbre destiné à faire tourner le noyau déflecteur et s'étendant vers l'arrière à partir de celui-ci le long du manchon cylindrique intérieur, un presse-étoupe sur lequel est monté à glissement une partie d'extrémité arrière de l'arbre qui le traverse, dans le manchon cylindrique intérieur, un moyen pour faire tourner l'extrémité arrière de l'arbre.
  6. Un ensemble de buse selon la revendication 1, comprenant en outre autour du manchon cylindrique extérieur une enveloppe d'échange thermique montée autour de lui à une extrémité avant dudit moyen de montage, et un presse-étoupe permettant une dilatation thermique différentielle assemblant à coulissement une partie d'extrémité arrière de l'enveloppe d'échange thermique sur une partie d'extrémité arrière du manchon cylindrique extérieur.
EP87310020A 1986-11-13 1987-11-12 Buse de pulvérisation Expired EP0268432B1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CA000522934A CA1277585C (fr) 1986-11-13 1986-11-13 Buse de pulverisation
CA522934 1986-11-13

Publications (3)

Publication Number Publication Date
EP0268432A2 EP0268432A2 (fr) 1988-05-25
EP0268432A3 EP0268432A3 (en) 1990-01-31
EP0268432B1 true EP0268432B1 (fr) 1992-08-05

Family

ID=4134342

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP87310020A Expired EP0268432B1 (fr) 1986-11-13 1987-11-12 Buse de pulvérisation

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP0268432B1 (fr)
JP (1) JPS6488019A (fr)
CA (1) CA1277585C (fr)
DE (1) DE3780916T2 (fr)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101363626B (zh) 2007-08-06 2015-05-20 国际壳牌研究有限公司 制造燃烧器前脸的方法
CN101363624B (zh) 2007-08-06 2011-05-25 国际壳牌研究有限公司 燃烧器
CN101363622B (zh) * 2007-08-06 2012-01-11 国际壳牌研究有限公司 燃烧器
US8070483B2 (en) 2007-11-28 2011-12-06 Shell Oil Company Burner with atomizer
JP5525989B2 (ja) * 2010-10-05 2014-06-18 ダイニチ工業株式会社 気化装置
CN113522550B (zh) * 2021-08-12 2024-05-31 南京市蓝业科技有限公司 一种水煤浆生产用雾化喷头

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0128805A3 (fr) * 1983-06-03 1986-02-19 Forney Engineering Company Atomiseur pour deux fluides
CA1209182A (fr) * 1984-01-04 1986-08-05 Charles E. Capes Tuyere d'atomisation resistant a l'usure
DD249612A3 (de) * 1985-05-14 1987-09-16 Stroemungsmasch Veb Fluessigkeitsbrenner mit dampfdruckzerstaeubung

Also Published As

Publication number Publication date
DE3780916D1 (de) 1992-09-10
DE3780916T2 (de) 1993-03-25
CA1277585C (fr) 1990-12-11
JPH0325690B2 (fr) 1991-04-08
EP0268432A2 (fr) 1988-05-25
EP0268432A3 (en) 1990-01-31
JPS6488019A (en) 1989-04-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4728036A (en) Atomizing nozzle assembly
US4698014A (en) Method and apparatus for the low-wear atomization of liquid highly viscous and/or suspended fuel intended for combustion or gasification in burner flames
US5431559A (en) Oxygen-fuel burner with staged oxygen supply
US5782626A (en) Airblast atomizer nozzle
US4592506A (en) Wear resistant atomizing nozzle assembly
CA1280352C (fr) Methode et dispositif de combustion de carburants liquides ou solides atomises
US4457241A (en) Method of burning pulverized coal
DE2641685A1 (de) Niederdruck-brennstoff-injektionszerstaeubersystem
US5188296A (en) Pulp dispersion lance
CA2026857A1 (fr) Mode de fonctionnement d'un bruleur, et bruleurs pour four cylindrique tournant
US4728285A (en) Device for the combustion of fluid combustible materials
US6793487B2 (en) Binary burner with Venturi tube fuel atomization and Venturi jets for the atomization of liquid fuel
JPH01130015A (ja) ガスタービンエンジン用燃料ノズル組立体
US6866504B2 (en) Burner with high-efficiency atomization
US4644878A (en) Slurry burner for mixture of carbonaceous material and water
US4785746A (en) Carbonaceous slurry combustor
EP0268432B1 (fr) Buse de pulvérisation
CA2049748A1 (fr) Tete de bruleur
CN111515041A (zh) 一种气化剂与水混合雾化喷嘴及其雾化方法
US4374637A (en) Burner construction
FI71414C (fi) Atomiseringsfoerfarande och -anordning
US4604052A (en) Dual-water mixture fuel burner
US6360677B1 (en) Injector for a burner and corresponding injection system
SU1144627A3 (ru) Топочное устройство дл энергетического котла с р дом растопочных форсунок и способ его работы
US5433601A (en) Deposit-free burner

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): DE FR GB IT SE

PUAL Search report despatched

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009013

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A3

Designated state(s): DE FR GB IT SE

17P Request for examination filed

Effective date: 19900515

17Q First examination report despatched

Effective date: 19911031

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): DE FR GB IT SE

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SE

Free format text: THE PATENT HAS BEEN ANNULLED BY A DECISION OF A NATIONAL AUTHORITY

Effective date: 19920805

REF Corresponds to:

Ref document number: 3780916

Country of ref document: DE

Date of ref document: 19920910

ITF It: translation for a ep patent filed
ET Fr: translation filed
PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed
REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: IF02

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Payment date: 20021113

Year of fee payment: 16

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 20021114

Year of fee payment: 16

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Payment date: 20021126

Year of fee payment: 16

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20031112

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20040602

GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee

Effective date: 20031112

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20040730

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: ST

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES;WARNING: LAPSES OF ITALIAN PATENTS WITH EFFECTIVE DATE BEFORE 2007 MAY HAVE OCCURRED AT ANY TIME BEFORE 2007. THE CORRECT EFFECTIVE DATE MAY BE DIFFERENT FROM THE ONE RECORDED.

Effective date: 20051112