Устройство автоматического регулирования процессом горения Советский патент 1986 года по МПК F23N5/24 

t

Изобретение относится к области регулирования процессов горения и может быть использовано в энергетических установках для борьбы с возникшими при их работе в камере сгорания высоко- и низкочастот- ,ными акустическими колебаниями (высоко- и низкочастотной неустойчивостью).

Цель изобретения - повышение эффективности регулирования.

На чертеже представлена схема устройства автоматического регулирования.

Устройство автоматического регулирования процессом горения содержит датчики 1 амплитуды колебания давления, установленные на камере 2 сгорания, и излучатель колебаний, выполненный в виде центробежной регулируемой форсунки 3. Центробежная регулируемая форсунка 3 содержит выполненный из электропроводного материала корпус 4 камеры закручивания топлива. Внутри корпуса по его оси расположен электроизолированный от корпуса 4 и подкл очен- ный вместе с ним к источнику 5 тока подпружиненный стержень 6. Последний выполнен из ферромагнитного материала с острым наконечником.7, обращенным к срезу 8 центробежной регулируемой форсунки. На корпусе 4 камеры закручивания топлива установлен диэлектрический корпус 9 с индуктивной катушкой 10. Стержень 6 расположен внутри индуктивной катушки 10. Управление индуктивной катушкой 10 осуществляется от управляющего органа П. Датчики I, регистрирующие характеристики высоко- и низкочастотных колебаний при их возникновении в камере сгорания во время работы энергетической установки, соединены через анализатор 12 и фазовый инвертор 13 с компаратором 14, Компаратор 14 параллельно соединен с источником 5 тока и управ ляющим органом 1 индуктивной катуш ки 10.

Устройство работает следующим образом При разбрызгивании центробежной регулируемой форсункой топлива в камере закручивания формируется равномерное вихревое движение жидкого топлива с осевой, радиальной и тангенциальной составляю- одими скорости, определяющими его угол распЫла и расход. Кольцевая щель, образо- вавщаяся между наконечником 7 стержня 6 и срезом 8 центробежной регулируемой форсунки 3, которая также определяет расход р аспыливаемого топлива, регулируется напряжением, приложенным к индуктивной катущке 10 от управляющего органа П. При воспламенении топлива в камере 2 сгорания и последующей работе энергетической установки в ней могут возникнуть высоко- и низкочастотные koлeбaния, характеристики которых (амплитуда, частота и фаза) регистрируются датчиками I. Анализатором 12, который может быть выполнен, н;зпример, на основе анализатора амплитуд- но-часготных характеристик, из всего спект

2

ра частот, возникши х в камере 2 сгорания колебаний, выделяется несколько мод наиболее интенсивных колебаний, среди которых могут оказаться моды высокой и низкой частоты. Фазовый инвертор 13 преобразует выделенные колебания, сдвигая их фазу на 180°. Компаратор 14 определяет, к какому виду колебаний (высоко- или низкочастотным) относятся преобразованные колебание и в зависимости от этого переключает их

10 воздействие на управляющий орган 11 или источник 5 тока.

Для подавления низкочастотных колебаний достаточно изменять массовый расход топлива через форсунку 3 в противофазе к возникшим колебаниям. Этого добиваются

5 тем, что зарегистрированное и преобразованное низкочастотное колебание передается компаратором II на управляющий орган 11, который обеспечивает электрический сигнал определенной амплитуды с той же фазой

2Q и частотой, как у преобразованного колебания. Воздействие от управляющего органа 11 передается на индуктивную катушку 10, составляющую вместе со стержнем-б элект- . ромагнитный регулятор расхода топлива. Электромагнитный регулятор расхода нач.и25 нает работать в режиме изменения массового расхода в противофазе к возникшим в камере 2 сгорания низкочастотным колебаниям, обеспечивая акустические колебания определенной амплитуды, частоты и фазы. Ди- кремент затухания генерируемых в камере 2

30 сгорания акустических колебаний зависит от отношения амплитуд генерируемых излучателем и камерой 2 сгорания колебаний. Если зарегистрированное и преобразованное колебание относится к высокочастотным колебаниям, то им модулируется

приложенное к стержню 6 и к корпусу 4 камеры закручивания от источника 5 тока электрическое поле. Изменение электрического поля приводит к изменению радиальной и осевой составляющих скорости вихре40 вого движения жидкости, что в свою очередь приводит к изменению угла распыла форсунки 3 (а значит, и к перемещению сформированной центробежной регулируемой форсункой зоны горения) с частотой возникших высокочастотных колебаний.

45

Снабжение устройства автоматического регулирования процессом горения компаратором, управляюш,им органом и источником тока, а также выполнение излучателя колебаний в виде центробежной регулируемой

форсунки, состоящей из цилиндрического электропроводного корпуса камеры закручивания топлива и диэлектрического корпуса с индуктивной катушкой, внутри которых установлен стержень из ферромагнитного

., материала с острым наконечником, обращенным к срезу форсунки, позволяет повысить эффективность регулирования процесса горения за счет подавления сразу нескольких мод акустических колебаний различной час1229522.

3

тоты, одновременное появление которых; безопасность работы энергетической уста возможно при-работе энергетической уста-новки, поскольку в случае непрекращаюновки. Кроме Tofo, устройство становитсящегося развития по амплитуде акустических

в одинаковой степени эффективно как в борь-колебаний в камере сгорания, несмотря на

бе с низкочастотнымн, так,н с высокочастот-оказываемое воздействие, устройство позиыми акустическими колебаниями.воляет прекратить распыл компонента закрыУстройство отличается простотой конст-:тием клапана, тем самым предупредив разрукции и позволяет обеспечить высокуюрушение энергетической установки.