Устройство пульсирующего горения Советский патент 1989 года по МПК F23C11/04 

Фил.1

10

25

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для сжигания газообразного топлива в различных отраслях промышленности.

Целью изобретения является повышение надежности.

На фиг. 1 изображено устройство пульсирующего горения, общий ввд; на фиг. 2 - воздушный пульсатор, общий

вид.

Устройство пульсирующего горения содержит корпус 1 с патрубком 2 для подвода воздуха, газовый коллектор 3 с патрубком 4 для подвода газа и газо-15 выпускными отверстиями 5, горелочную плиту 6, горелочный туннель 7 с вы- ходньм соплом 8, воздухораспределитель 9 с отсекающим экраном 10, установленным на входном торце.воздухо- 20 распределителя 9 соосно с ним, воздушный пульсатор 11, на торце которого установлен запальник 12с конусным отверстием 13, камеру 14 воспламенения, соединенную с полостью воздухораспределителя 9 посредством отверстий 15, выполненных под углом 45-90 к оси, и камеру 16 смешения.

Входной участок воздухораспределителя 9 выполнен в виде удлиненной JQ трубы, частично перекрывающей патрубок 2. Воздухораспределитель 9 цент- .рируетс я в горелочном туннеле 7 с по- . мощью двух кольцевьк выступов 17, между которыми распололс : на кольцевая выточка 18. В кольпевых выступах 17 выполнены отверстия 19-21, предназначенные для подачи воздуха на охлаждение внутренней стенки горелоч- ного туннеля 7, а также внутренней и внешней поверхностей отсекающего экра- на 10.

Воздушный пульсатор 11 содержит корпус 22 с патрубком 23 и запорно- регулирующим клапаном 24 для подачи сжатого воздуха, поршень 25, образующий единый узел с изолятором 26 и стержнем 27, пружину 28 и регулирующую гайку 29 с отверстиями 30 для подачи сжатого воздуха к поршню 25,

35

40

вышает площадь сечения патрубк а 23. Стержень 27 расположен в конусном отверстии 13 запальника 12 с минимальным радиальным зазором 1,5-2,0мм, и в крайнем левом положении поршня 25 выступает внутрь камеры 14 воспламенения на 10-15 мм. .

Устройство пульсирующего горения работает следующим образом.

Вначале производят розжиг устройства в режиме стационарного горения, Для этого через патрубок 2 подают воздух в количестве 15-20% номинального расхода. К стержню 31 и корпусу 1 подключают через прерыватель источник высокого напряжения (не показаны), а затем через патрубок 4 подают газ в коллектор 3. Выходя из отверстий 5, газ поступает в камеру 16 смешения, где, смешиваясь с воздухом, образует горючую газовоздушную смесь. Часть газовоздушной смеси через отверстия 15 подается в камеру 14 воспламенения, в которой воспламеняется от искры, возникающей вследствие электрического разряда в минимальном зазоре между стержнем 27 и корпусом запальника 12. От высокотемпературного факела запальника 12 воспламеняется основная часть газовоздушной смеси, поступающей непосредственно в полость горелочного туннеля 7.

Воздух, поступающий в устройство через патрубок 2, воздухораспределителем 9 разделяется на два потока: основной, идущий в камеру 16 смешения на образование газовоздушной смеси, и вторичный, который, проходя последовательно через кольцевой зазор между корпусом 1 и воздухораспределителем 9 и отверстия , поступает в кольцевую выточку 18. Затем через отверстия 20 воздух подается на охлаждение внутренней стенки туннеля 7 и наружной поверхности отсекающего экрана 10, а через отверстия 21 - на охлаждение внутренней поверхности последнего.

Постепенным повьштением расходов

дачи cmaiuiu . ... --,

неподвижный стержень 31, изолирован- 50 газа и воздуха выводят устройство на

ный от корпуса 22 посредством втулки 32 из диэлектрика, и трубку 33, напрессованную на стержень 31 и обеспечивающую электрический контакт пономинальный режим стационарного горе ния, для которого характерным является постоянная, не изменяющаяся во времени, скорость истечения струи

ПеНИЪсии1ДУЮ JJiCI4 i i rt4C; -A -i-i.x . -

следнего со стержнем 27. Б стенке- кор-55 продуктов сгорания из сопла 8.

... гТл,оч-1л Ti t TV - тт о гг ггг г1т г Т па на

пуса 22 под углом 45-90° к оси выполнен по окружности ряд отверстий 34, суммарная площадь сечения которых преПосле выхода устройства на устано вившийся режим работы источник высокого напряжения отключают, а к стерж

0

25

15 20 JQ-

35

40

вышает площадь сечения патрубк а 23. Стержень 27 расположен в конусном отверстии 13 запальника 12 с минимальным радиальным зазором 1,5-2,0мм, и в крайнем левом положении поршня 25 выступает внутрь камеры 14 воспламенения на 10-15 мм. .

Устройство пульсирующего горения работает следующим образом.

Вначале производят розжиг устройства в режиме стационарного горения, Для этого через патрубок 2 подают воздух в количестве 15-20% номинального расхода. К стержню 31 и корпусу 1 подключают через прерыватель источник высокого напряжения (не показаны), а затем через патрубок 4 подают газ в коллектор 3. Выходя из отверстий 5, газ поступает в камеру 16 смешения, где, смешиваясь с воздухом, образует горючую газовоздушную смесь. Часть газовоздушной смеси через отверстия 15 подается в камеру 14 воспламенения, в которой воспламеняется от искры, возникающей вследствие электрического разряда в минимальном зазоре между стержнем 27 и корпусом запальника 12. От высокотемпературного факела запальника 12 воспламеняется основная часть газовоздушной смеси, поступающей непосредственно в полость горелочного туннеля 7.

Воздух, поступающий в устройство через патрубок 2, воздухораспределителем 9 разделяется на два потока: основной, идущий в камеру 16 смешения на образование газовоздушной смеси, и вторичный, который, проходя последовательно через кольцевой зазор между корпусом 1 и воздухораспределителем 9 и отверстия , поступает в кольцевую выточку 18. Затем через отверстия 20 воздух подается на охлаждение внутренней стенки туннеля 7 и наружной поверхности отсекающего экрана 10, а через отверстия 21 - на охлаждение внутренней поверхности последнего.

Постепенным повьштением расходов

газа и воздуха выводят устройство на

номинальный режим стационарного горения, для которого характерным является постоянная, не изменяющаяся во времени, скорость истечения струи

-

продуктов сгорания из сопла 8.

гТл,оч-1л Ti t TV - тт о гг ггг г1т г Т па на

После выхода устройства на установившийся режим работы источник высокого напряжения отключают, а к стерж3 . . ,4 ню 31 и корпусу 1 подключают прибор контроля пламени.

Для перевода устройства в режим пульсирующего горения резким открытием запорно-регулирующего клапана 24 в пульсатор 11 через патрубок 23 подают сжатый воздух, который, проходя через отверстия 30 в регулирующей гайке 29, воздействует на поршень 25 Под действием силы давления сжатого воздуха поршень 25 передвигается в сторону запальника 12, сжимает пружину 28 и открывает отверстия 34, через которые сжатый воздух поступает в ка- меру 16 смешения, в результате чего увеличивается объем газовоздушной смеси и, как следствие, резко возрастает количество продуктов сгорания в горелочном туннеле 7, Это приводит к скачкообразному повьшению скорости струи на вьтходе из устройства.

Так как суммарная площадь сечения отверстий 34 превьшает площадь сечения патрубка 23, то после выхлопа воздуха из пульсатора 11 в последнем происходит резкое снижение давления, ri результате чего поршень 25 под действием силы упругости пружины 28 возвращается в исходное положение и перекрывает отверстия 34. При этом прекращается подача воздуха из пульсатора 11 в камеру 16 смешения, что приводит к уменьшению объема продуктов сгорания в горелочном туннеле 7,

5

5 о

D

0

30

вследствие чего резко снижается скорость струи на выходе.

На этом завершается цикл работы, в результате которого на струю продуктов сгорания, истекающую из сопла 8 с постоянной скоростью, накладывается дополнительный положительный импульс движения.

После перекрытия отверстий 34 поршнем 25 давление в пульсаторе 11 вновь начинает возрастать за счет поступления сжатого воздуха через патрубок 23, что приводит к перемещению поршня 25 в сторону запальника 12. Цикл повторяется.

Формула изобретения

Устройство пульсирующего горения, содержащее корпус с воздушным патрубком и газовым коллектором, подключенными к камере смешения, а также камеру воспламенения с запальником и воздушный пульсатор, отличающее- с я тем, что, с целые повьш1ения надежности, воздушный пульсатор выполнен в виде цилиндра со своим воздушным патрубком и подпружиненным поршнем, установленного по оси камеры смешения, подключенного к ней посредством отверстий, выполненных в боковых стенках цилиндра в зоне пере-- мещения поршня.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для сжигания газообразного топлива. Изобретение позволяет повысить надежность работы. Розжиг устройства производится в режиме стационарного горения. Для этого через патрубок 2 подают воздух в количестве 15-20% номинального расхода, а через патрубок 4 и коллектор 3 - газ. Воздух и газ смешиваются, в камере 16 смешения. Часть смеси поступает в камеру 14 воспламенения, . где поджигается от электрического разряда между стержнем 27 и корпусом запальника 12 и воспламеняет основную часть смеси в полости горелочного туннеля 7. Затем устройство выводится на номинальный расход воздуха и газа. Для перевода устройства в режим пульсирующего горения резким открытием запорно-регулирующего клапана 24 в пульсатор 11 подают сжатый воздух, который, передвинув поршень 25, через отверстия 34 поступает в камеру 16 смешения, увеличивая объем смеси, что приводит к скачкообразному повышению скорости струи на выходе из устройства. После выхлопа воздуха в пульсаторе 11 резко снижается давление и поршень 25 под воздействием пружины 28 перекрывает отверстие 34, после чего цикл повторяется. 2 ил. (Л

33 30

L

.i..A y -X X/X/X

/XjCT а I y//f/////, //f

,.

I

21 27 2930 28 26 25

y -X X/X/X

XjCT а I y//f///

,.

fy//77 7j,/.f,f,f f f f

E oc sдгy C x 9999sгsaййd yxкx

Фиг. 2