Устройство для контроля горения в теплоэнергетической установке Советский патент 1988 года по МПК G01L23/22 

СЛ

СА: сп

О5 00

Изобретение относится к технике контроля горения в тепловых машинах, а именно к устройствам для визуального или автоматизированного контроля горения топливовоздушной смеси в камерах сгорания транспортных тепло- . энергетических установок.

Цель изобретения - повышение надежности и эффективности работы устройства за счет газодинамической разгрузки световодов и увеличения ЗА счет этого допустимых механических нагрузок на устройство.

На чертеже изображено предлагаемое устройство, продольный разрез.

Устройство состоит из входного узла 1, корпусных втулок 2 и 3, переходных втулок 4-6 и выходного узла 7, соединенных между собой посредством резьбы. Входной узел 1 имеет канал 8, с помощью которого устройство соединяется с внутренним объемом камеры сгорания двигателя (не показано), когда посредством фланца 9 с отверстиями 10 устройство крепится на камере сгорания. В-гильзах 11 и 12 закрепленных гайками 13 и 14 плотно установлены световоды 15 и 16, выполненные в виде цилиндрических стержней из кварцевого стекла, а в теплоизоляционной проставке 17 установлен с зазором фотоприемник 18, закрепленный в выходном узле пружинным кольцом 19. В разгрузочных камерах 20-22 установлены переходные кольца 23-25 с перепускными отверстиями 26-28. Собирающие линзы 29-31 установлены- По внутреннему диаметру переходных колец.

,

Перепускные каналы 32 и 33 снабжены жиклерами 34 и 35,.а в выходном узле выполнены перепускные каналы 36.

Перепускные каналы 32 и 33 с жиклерами 34 и 35 соединяют разгрузочные камеры 20-22 между собой, а перепускные каналы 36 соединяют разгрузочную камеру 22 с атмосферой. Давление в разгрузочной камере 22 практически равно давлению окружающей среды (атмосферному) .

Эффективная площадь жиклеров 34 и 35 выбирается в зависимости от объемов разгрузочных к амер 20-22 и параметров, характеризующих режим работы двигателя таким образом, чтобы обеспечивался одинаковый перепад давлений (лр Р/2) на световодах 15 и 16 При выполнении устройства с числом

13668922

корпусных втулок больше двух макси- , мальньй перепад давлений на каждом

световоде равен

АР P/i

где i - число корпусных втулок (число световодов),

р - максимальное давление в камере сгорания.

Площади жиклеров 34 и 35 определяют, решая систему уравнений, описывающих процесс последовательного перетекания продуктов сгорания из камеры сгорания в разгрузочные камеры 20-22 и из камеры 22 в атмосферу. Для циклического режима истечения продуктов сгорания площади жиклеров равны

ViT5-5n;:)

F

ss

5

m

m-p- дТл 35

/K

)

кг±- vbil-,

k-H k-1

1 TR

0

5

Т p G 0

5

где 1 F,, и f-iF, - эффективные площади жиклеров;

максимальная температура продуктов сгорания;

максимальное давление продуктов сгорания; расход продуктов сгорания через последний жиклер 35;

объем разгрузочной камеры 21 (после жиклера 34);

частота вращения коленчатого вала двигателя,

газовая постоянная продуктов сгорания; показатель адиабаты расширения продуктов сгорания;

I ) газодинамические функции относительных

скоростей Aj выходе из жиклеров 34 и 35.

Для случая неизменного давления в 5 камере сгорания () формулы принимают вид

п

R

к

0

m.p:q(A3;J

в

. m- р q( Д

i5

Следовательно

R

Ъ5

(5) 2 q(/l

3

При выполнении устройства с числом корпусных втулок больше двух фор мулы принимают вид

Gj..T

-pd- -)ча)

m

F(

(1- iji)

.aikl

(Gj -H H. ui

G.qO.Hl-iji)

1-J P(1 -4-) V . ,n 2 1-

RT

)

где fJ

F. j

- эффективная площадь noНадежность работы устройства обеспечивается за счет последовательного

следнего жиклера в устрой- 25 расположения световодов и их газодир

10

3668924 ,

.дуктов сгорания, в результате чего температура рабочего тела и продуктов сгорания периодически изменяется. Лучистый тепловой поток продуктов сгорания направляют с помощью собирающих линз 29-31, установленных в переходных кольцах 23-25 с перепускными каналами 26-28, на фотоприемник 18, установленный в выходном узле 7 в теплоизоляционной проставке 17 и закрепленный пружинньм кольцом 19. Полученный сигнал с фотоприемника выводят на регистрирующий прибор и анализируют. По величине и характеру сигнала, снимаемого с фотоприемника 18, контролируют процесс горения в камере сгорания.

Устройство позволяет осуществлять визуальный контроль процесса горения, для чего демонтируют пружинное кольцо 19 и удаляют фотоприемник 18.

Надежность работы устройства обеспечивается за счет последовательного

15

20

Изобретение позволяет повысить надежность и эффективность работы устр-ва. Перепускные каналы 32 и 33 с жиклерами 34, 35 соединяют разгрузочные камеры 20, 2-1 и 22 между собой. Перепускные каналы 36 выходного узла соединяют камеру 22 с атмосферой.Происходит перетекание продуктов сгорания из камеры сгорания в разгрузочные полости по перепускным каналам. Происходит газодинамическая разгрузка от максимального перепада давления последовательно расположенных световодов 15 и 16. 1 ил.

G;

стве с числом жиклеров равным,

расход продуктов сгорания через последний жиклер;

-эффективная площадь i-ro жиклера в устройстве, считая от входного узла

-объем разгрузочной камеры после i-ro жиклера.

Дпя случая неизменного давления в камере сгорания () формулы принимают вид

Gj

V,

V

J-t

ЛГ;

m

р-(1

iil j

-)q(Ap

,,.,,(,-ijl-)(--i---.{J }-Устройство работает следующим образом.

Входным узлом 1 устройство устанавливают на двигателе, закрепляя при помощи фланца 9 с отверстиями 10 в результате чего посредством канала 8 устройство соединяется с внутренним объемом камеры сгоранияi

При работе двигателя в объеме камеры сгорания периодически повторяются процессы впуска, сжатия рабочего тела сгорания топливовоздущ- ной смеси, расширения и выпуска проBKIifflll Заказ 6831/42- Тираж 847

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

30

намическои разгрузки от максимального перепада давлений путем перетекания продуктов сгорания из камеры сгорания в разгрузочные полости по перепускным каналам с жиклерами.

35

40

Формула изобретения

Устройство для контроля горения в теплоэнергетической установке, имеющей камеру сгорания, содержащее входной и выходной узлы, размещенные между ними корпусные втулки, соединенные между собой при помощи переходных втулок, причем в корпусных втулках размещены световоды, в переходных втулках - собирающие линзы, входной узел снабжен каналом для связи с камерой сгорания, в выходном уз ле размещен фотоприемник, а переходные и корпусные втулки образуют разгрузочные камеры, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и эффективности работы, корпусные втулки снабжены каналами, в которых установлены жиклеры, причем каналы с жиклерами соединяют между собой разгрузочные камеры, одна из которых расположена в выходном

55 узле, снабженном каналом, соединяющим разгрузочную камеру с атмосферой

50

Подписное