Камера сгорания Советский патент 1986 года по МПК F23D14/48 

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано, в частности в скоростных горелках. Известна камера сгорания, содержащая огнеупорный туннель с суженной входной частью, расширенной центральной частью, в которой на выходе помещена сопловая вставка, образующая суживающее выходное сопло. Эта вставка выполнена симметричной, она соединяется с корпусом туннеля огнеупорным связующим по цилиндрическому поясу и радиальным торцам. , В процессе работы такой камеры сгорания под действием высокой температуры, а также теплосмен может нарушиться соединение вставки с корпусом, В результате этого под действием избыточного давления в камере сгорания и вибраций теплового агрегата вставка может всплывать в огнеупорном туннеле и выпадать из него. Известна также камера сгорания, содержащая огнеупорный цилиндрический туннель, в выходном участке которого установлена цилиндрическая вставка с плоскими основаниями и сопловым отверстием, размещенньш по оси туннеля при этом ось вставки наклонена вверх |Под углом к этой оси, I Недостаток данной камеры сгорания ненадежность. Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности. Указанная цель достигается тем, что в камере сгорания, содержащей ог неупорный цилиндрический туннель, в выходном участке которого установлена цилиндрическая вставка с ПЛОСКРСМИ основаниями и сопловым отверстием,размещенным по оси туннеля, при этом ось вставки наклонена вверх под углом к этой ОСИ;, основания цилиндрической вставки выполнены перпендикулярными оси туннеля, точка пересечения которой с- осью вставки расположена внутр туннеля, На фиг,1 представлена камера сгорания, продольньш разрез; на фиг,2 то же, разрез А-А на фиг,1; на фиг,3 сопловая вставка, продольный разрез; на фиг,4 эпюра распределения сил и давлений, действующих на вставку. Камера сгорания содержит огнеупор ный цилиндрический туннель 1, в выходном участке которого установлена цилиндрическая вставка 2 с плоскими основаниями 3 и 4 и сопловьм отверстием 5, размещенным по оси d туннеля 1, при этом ось S вставки 2 наклонена вверх под углом к этой оси а .Основания 3 и А цилиндрической вставки 2 выполнены перпендикулярным11 оси а туннеля 1, точка с пересечения которой с осью S вставки 2 расположена внутри туннеля 1, Во время работы горелки в камере сгорания создается избыточное давление „ Если нарушается соединение между туннелем 1 и сопловой вставкой 2, то на нее действует распределение давления и силы, показанные на фиг,4, где Р, - давление в камере сгорания; Рр - давление в рабочем пространстве теплового агрегата. Из-за симметрии контура сопловой вставки 2 эпюра давления, действующего на нее создает опрокидывающий момент М А , здесь Р - равнодействующая сил давления; А - плечо действия сил F. Кроме того, на вставку 2 действует осевая сила РОД , направленная вдоль главной оси а камеры сгорания. Эту силу можно разложить на Р , действующую вдоль наклонной оси вставки, и нормальную составляющую силы Рр , прижимающую вставку 2 к туннелю 1, Б результате действия опрокидывающего мом€;нта М вставка 2, всплывая в туннеле 1, будет заклиниваться в его отверстии,, поворачиваясь по часовой стрешке. Кроме того, выдвижению вставки 2 из туннеля 1 также будет препятствовать прижимающая сила , а также тот факт, что в процес|се вьщвиженр-ш вставка 2 должна подни° маться вверх, преодолевая дополнительно к силе трешгя силу тяжести. Максимальную угЛа поворота вставки (i/fno, roжнo определить из геометрического условия пересечения нижней образующей вставки с на ружным ее торцом в точке Р . При приемлемых соотношениях D/d 1,4-1,5; dc/d 0,45-0,55 и 1/dc 1,2-1,3 максимальное значение угла сх: 27-30 , где D большая ось эллиптического торца вставки; d - диаметр туннеля; dc - диаметр выходного сечения сопла; 1 - длина сопловой вставки. При выборе угла доворота.оси вставки 2 ci следует учитывать cлeдyю0J;иe факторы. Чем меньше угол , тем меньше опрокидываюшрГЙ момент и подъем вставки 2 при выдвижении и тем мень31ше ее устойчивость, С другой стороны чем больше угол о; , тем больше устойчивость вставки. Однако при этом должна увеличиваться толщина туннеля 1 для сохранения приемлемых величин размером L, и L, не допуская растрескивание туннеля; в наиболее тонки его местах. Также при увеличении угла ti возрастает концентрация напряже ний в заостренном месте G туннеля. Кроме того, при увеличении угла оС возрастают трудности в формовании косой вставки 2. Можно считать приемлемым диапазон значений, угла .ci от 5 до 15° .Повернутая ось вставки 2 может быть смещена вверх относительно оси туннеля на величину h/D 6(1-d/D):2, где h - смещение оси вставки. Однако при таком значении h/D толщина стенки вставки 2 в нижней ее части будет фавна нулю. Поэтому эта величина может считаться теоретически предельной. Практически отношение ,4T 92 1,5, с учетом этого предельное значение смещения составляет ,15. Однако, чтобы иметь приемлемую минимальную толщину стенки нижней части вставки, которая не должна быть меньше 2025 мм, следует ограничить h/D 0,1. За счет асимметрии сопловой вставки 2, полученной при смещении ее оси вверх, создается дополнительный опрокидывающий момент, действующий на нее от распределения давления при работе горелки. Поэтому, если одновременно повернуть и сместить ось вставки, можно получить тот же результат при меньших углах поворота и смещениях, указанных выше. Изобретение позволяет повысить ксплуатационную надежность за счет ого, что основания цилиндрической ставки выполнены перпендикулярными си туннеля, точка пересечения котоой с осью вставки-расположена внутри уннеля.

КАМЕРА СГОРАНИЯ, содержащая огнеупорный цилиндрический туннель, в выходном участке которого установлена цилиндрическая вставка с плоскими основаниями и сопловым отверстием, размещенным по оси тунйеля, при этом ось вставки наклонена вверх под углом к этой оси, отличающаяся тем, что, с целью повьшения эксплуатационной надежности, основания цилиндрической вставки выполнены перпендикулярными оси туннеля, точка пересечения которой с осью вставки расположена внутри туннеля. (Л to о 4 СО 1С