ПАРОГЕНЕРАТОР Российский патент 2019 года по МПК F22B1/26 

Описание патента на изобретение RU2700706C1

Изобретение относится к энергетическим установкам, производящим пар высоких параметров, получаемый за счет энергии, выделяемой при сгорании водорода или природного газа (ПГ) в кислороде.

Известен парогенератор, содержащий запальное устройство с электросвечой, смесительную головку с магистралями подвода окислителя и горючего, камеру смешения с отверстиями, при этом камера сгорания с каналами тракта охлаждения выполнена выпуклой формы с центром вращения образующей вокруг оси камеры сгорания и состоит из двух частей, жестко и герметично соединенных между собой, с уступом, выполненным на внутренней стенке первой части, в котором имеются отверстия под углом к продольной оси камеры сгорания, соединенные с трактом охлаждения, (патент РФ на изобретение №2263017, Заявка: 2016119848 от 23.05.2016, МПК: F22B 1/00, F22B 37/00 - прототип).

Парогенератор работает следующим образом. Основной расход компонентов топлива поступает в смесительную головку по магистралям окислителя и горючего, и затем из форсунок в камеру сгорания, где происходит их воспламенение от запального факела. Одновременно с подачей основного расхода компонентов топлива, начинает поступать вода по магистрали в каналы тракта охлаждения первой части камеры сгорания. При этом компоненты топлива, вытекая из форсунок, образуют линии тока продуктов сгорания, которые плавно касаются внутренней стенки первой части камеры сгорания в районе смесительной головки. В наиболее напряженной, в тепловом отношении, зоне вода поступает из отверстий колец завесы, соединенных с трактом охлаждения первой части камеры сгорания, и надежно прижимается продуктами сгорания к внутренней стенке второй части камеры сгорания, осуществляя ее защиту.

Основными недостатками является сложность конструкции, обусловленная необходимостью выполнения отверстий подачи воды в районе сварного шва, трудности с охлаждением второй части камеры, вызванные тем, что в тракт охлаждения будет поступать вода, уже нагретая до предельных температур в первой части, что может привести к ее закипанию в тракте охлаждения с последующим образованием несплошностей потока воды в каналах тракта охлаждения из-за наличия пара и значительного ухудшения условий второй части камеры, невозможность регулирования расхода пара из-за строго определенного расхода воды для охлаждения камеры, изменение которого в любую сторону может привести к ухудшению условий охлаждения камеры с последующим прогаром ее стенок.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков и создание парогенератора с возможностью изменения расхода получаемого пара.

Решение указанной задачи достигается тем, что, предложенный парогенератор, согласно изобретению, содержит корпус с камерой сгорания, смесительную головку с полостями подвода компонентов топлива, пояса подачи компонентов топлива, соединенные с соответствующими полостями компонентов топлива при помощи каналов, при этом пояса подачи компонентов топлива выполнены в виде нескольких коаксиально установленных обечаек, расположенных друг по отношению к другу с кольцевыми зазорами, причем на поверхностях оболочек выполнены ребра, высота которых соответствует величине кольцевого зазора между соответствующими оболочками, и образующие замкнутые кольцевые полости, открывающиеся в камеру сгорания, причем кольцевые полости компонентов топлива равномерно чередуются между собой, при этом в центральной части головки, между поясами подачи компонентов, установлен пояс подачи парообразующей жидкости, полость которого открывается в полость камеры сгорания, при этом на торцах обечаек со стороны входа установлены торцевые профилированные днища, скрепленные между собой и с корпусом, и образующие последовательно расположенные торцевые кольцевые полости, причем в указанных днищах и полостях выполнены изолированные каналы, соединяющие упомянутые торцевые полости подачи компонентов топлива через одну между собой, причем угловое положение каналов в предыдущей полости отлично от углового положения аналогичных каналов в последующей полости, а диаметр упомянутых каналов уменьшается от периферии к центру смесительной головки, при этом указанные кольцевые полости компонентов топлива соединены с соответствующими полостями подвода компонентов через упомянутые торцевые полости, образованные профилированными днищами.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 показан продольный разрез парогенератора, на фиг. 2 - показан продольный разрез смесительной головки предложенного парогенератора.

Парогенератор содержит корпус 1 с камерой сгорания 2, смесительную головку 3 с полостями подвода компонентов. Пояса подачи компонентов топлива 4 и 5 выполнены в виде нескольких коаксиально установленных обечаек 6, расположенных друг по отношению к другу с кольцевыми зазорами 7. Кольцевые полости компонентов топлива 4 и 5 равномерно чередуются между собой. В центральной части смесительной головки 3, между поясами подачи компонентов топлива 4 и 5, установлен пояс подачи парообразующей жидкости 8, полость которого открывается в полость камеры сгорания 2. На торцах обечаек 6, со стороны входа установлены торцевые профилированные днища 9, скрепленные между собой и с корпусом, и образующие последовательно расположенные торцевые кольцевые полости. В указанных днищах и полостях выполнены изолированные каналы 10 и 11, соединяющие упомянутые торцевые полости подачи компонентов топлива через одну между собой. Указанные кольцевые полости компонентов топлива соединены с соответствующими полостями подвода компонентов через упомянутые торцевые полости, образованные профилированными днищами. На поверхностях оболочек выполнены ребра 12, высота которых соответствует величине кольцевого зазора между соответствующими оболочками.

Предложенный парогенератор работает следующим образом.

Компоненты топлива подаются в соответствующие полости смесительной головки 3, и далее, через кольцевые зазоры 7, образованные поясами 4 и 5, в камеру сгорания 2. В камере сгорания компоненты топлива воспламеняются и образуют высокотемпературную газовую смесь. Через пояс подачи парообразующей жидкости 8 в высокотемпературную газовую смесь подается парообразующая жидкость. Под действием высоких температур газовой смеси, парообразующая жидкость испаряется с образованием пара. Образовавшаяся парогазовая смесь поступает к выходу из корпуса 1 и направляется дальше для дальнейшего использования. За счет того, что парообразующая жидкость подается в смесительную головку 3, ее расход не влияет на охлаждение камеры сгорания, что позволяет изменять расход парообразующей жидкости в широких пределах.

Использование предложенного технического решения позволит создать парогенератор с надежным охлаждением и возможностью изменения расхода пара.

Похожие патенты RU2700706C1

название год авторы номер документа
ПАРОГЕНЕРАТОР 2018
  • Черниченко Владимир Викторович
RU2699897C1
ПАРОГЕНЕРАТОР 2018
  • Черниченко Владимир Викторович
RU2715344C1
ПАРОГЕНЕРАТОР 2018
  • Черниченко Владимир Викторович
RU2700702C1
ПАРОГЕНЕРАТОР 2018
  • Черниченко Владимир Викторович
RU2699896C1
ПАРОГЕНЕРАТОР 2018
  • Черниченко Владимир Викторович
RU2712336C1
ПАРОГЕНЕРАТОР 2018
  • Черниченко Владимир Викторович
RU2699895C1
ПАРОГЕНЕРАТОР 2018
  • Черниченко Владимир Викторович
RU2699914C1
СМЕСИТЕЛЬНАЯ ГОЛОВКА КАМЕРЫ ЖИДКОСТНОГО РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ 2018
  • Черниченко Владимир Викторович
RU2698171C1
ПАРОГЕНЕРАТОР 2018
  • Чернышов Валерий Александрович
RU2705925C1
СМЕСИТЕЛЬНАЯ ГОЛОВКА КАМЕРЫ ЖИДКОСТНОГО РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ 2018
  • Черниченко Владимир Викторович
RU2699898C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 700 706 C1

Реферат патента 2019 года ПАРОГЕНЕРАТОР

Использование: для производства пара. Сущность изобретения заключается в том, что парогенератор содержит корпус с камерой сгорания, смесительную головку с полостями подвода компонентов топлива, пояса подачи компонентов топлива, соединенные с соответствующими полостями компонентов топлива при помощи каналов, при этом пояса подачи компонентов топлива выполнены в виде нескольких коаксиально установленных обечаек, расположенных друг по отношению к другу с кольцевыми зазорами, причем на поверхностях оболочек выполнены ребра, высота которых соответствует величине кольцевого зазора между соответствующими оболочками, и образующие замкнутые кольцевые полости, открывающиеся в камеру сгорания, причем кольцевые полости компонентов топлива равномерно чередуются между собой, при этом в центральной части головки, между поясами подачи компонентов, установлен пояс подачи парообразующей жидкости, полость которого открывается в полость камеры сгорания, при этом на торцах обечаек со стороны входа установлены торцевые профилированные днища, скрепленные между собой и с корпусом и образующие последовательно расположенные торцевые кольцевые полости, причем в указанных днищах и полостях выполнены изолированные каналы, соединяющие упомянутые торцевые полости подачи компонентов топлива через одну между собой, причем угловое положение каналов в предыдущей полости отлично от углового положения аналогичных каналов в последующей полости, а диаметр упомянутых каналов уменьшается от периферии к центру смесительной головки, при этом указанные кольцевые полости компонентов топлива соединены с соответствующими полостями подвода компонентов через упомянутые торцевые полости, образованные профилированными днищами. Технический результат: обеспечение возможности расхода парообразующей жидкости в широких пределах. 2 ил.

Формула изобретения RU 2 700 706 C1

Парогенератор, характеризующийся тем, что содержит корпус с камерой сгорания, смесительную головку с полостями подвода компонентов топлива, пояса подачи компонентов топлива, соединенные с соответствующими полостями компонентов топлива при помощи каналов, при этом пояса подачи компонентов топлива выполнены в виде нескольких коаксиально установленных обечаек, расположенных друг по отношению к другу с кольцевыми зазорами, причем на поверхностях оболочек выполнены ребра, высота которых соответствует величине кольцевого зазора между соответствующими оболочками, и образующие замкнутые кольцевые полости, открывающиеся в камеру сгорания, причем кольцевые полости компонентов топлива равномерно чередуются между собой, при этом в центральной части головки, между поясами подачи компонентов, установлен пояс подачи парообразующей жидкости, полость которого открывается в полость камеры сгорания, при этом на торцах обечаек со стороны входа установлены торцевые профилированные днища, скрепленные между собой и с корпусом и образующие последовательно расположенные торцевые кольцевые полости, причем в указанных днищах и полостях выполнены изолированные каналы, соединяющие упомянутые торцевые полости подачи компонентов топлива через одну между собой, причем угловое положение каналов в предыдущей полости отлично от углового положения аналогичных каналов в последующей полости, а диаметр упомянутых каналов уменьшается от периферии к центру смесительной головки, при этом указанные кольцевые полости компонентов топлива соединены с соответствующими полостями подвода компонентов через упомянутые торцевые полости, образованные профилированными днищами.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2019 года RU2700706C1

ПАРОГЕНЕРАТОР 2016
  • Космачева Валентина Петровна
  • Кафарена Павел Викторович
  • Хрисанфов Сергей Петрович
RU2623017C1
ПАРОГЕНЕРАТОР 2016
  • Хрисанфов Сергей Петрович
  • Кафарена Павел Викторович
RU2614311C1
ПАРОГЕНЕРАТОР (ВАРИАНТЫ) 2010
  • Коровин Геннадий Константинович
  • Лозино-Лозинская Ирина Глебовна
  • Осколков Николай Владимирович
  • Воробьев Борис Александрович
  • Шигин Роман Леонидович
RU2431079C1
ПАРОГЕНЕРАТОР 2005
  • Грязнов Александр Никифорович
  • Малышенко Станислав Петрович
RU2309325C1
ВОДОРОДНЫЙ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ ПАРОГЕНЕРАТОР С КОМБИНИРОВАННЫМ ИСПАРИТЕЛЬНЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ КАМЕРЫ СМЕШЕНИЯ 2007
  • Грязнов Александр Никифорович
  • Малышенко Станислав Петрович
RU2358190C1

RU 2 700 706 C1

Авторы

Черниченко Владимир Викторович

Даты

2019-09-19Публикация

2018-12-06Подача