ГЕНЕРАТОР ПЛАЗМЫ Советский патент 1994 года по МПК H05H1/24 

Изобретение относится к области энергомашиностроения и может быть использовано для получения плазмы в магнитогидродинамических генераторах.

Известен генератор плазмы по а. с. N 1126165, кл. Н 02 N 3/00, Н 06 Н 1/24, СССР, 1982 г. , содержащий установленную в корпусе жаровую трубу с подводом окислителя, на боковой поверхности которой расположены патрубки для подвода горючего и ионизирующей присадки. Основной недостаток - низкая эффективность сжигания топлива.

Наиболее близким техническим решением является генератор плазмы по а. с. N (заявка N 4727356/06, решение о выдаче а. с. 27.02.90 г. ), содержащий цилиндрический корпус, коллектор ионизирующей присадки с форсунками, а также топливный коллектор, подключенный к цилиндрическим топливным распределителям, расположенным параллельно в плоскости, перпендикуляpной оси корпуса, и имеющим газораздающие отверстия вдоль образующих. Основной недостаток устройства - низкая эффективность сжигания топлива на переменных режимах.

Цель изобретения - повышение качества сжигания топлива.

Указанная цель достигается за счет того, что генератор плазмы, содержащий цилиндрический корпус, коллектор ионизирующей присадки с форсунками, а также топливный коллектор, подключенный к цилиндрическим топливным распределителям, расположенным параллельно в плоскости, перпендикулярной оси корпуса, и имеющим газораздающие отверстия вдоль образующих, причем на топливных распределителях дополнительно размещены насадки, чередующиеся с газораздающими отверстиями и образующие для двух соседних распределителей встречнонаправленные пары с газораздающими отверстиями, при этом оси насадков и отверстий каждой пары совпадают и лежат в плоскости осей топливных распределителей, а высота насадков равна 0,35-0,45 от высоты проточной части в зоне расположения газораздающих отверстий.

Исследования, проведенные в [1-5] показали, что при поперечной подаче струй определяющим является конвективный массоперенос, а качество смешения определяется глубиной проникновения струй по нормали к линиям тока. При изменении режима работы меняется глубина проникновения струй и, как следствие, качество смешения. Для того, чтобы сохранить неизменным значение качества смешения, следует стабилизировать глубину проникновения струй при изменении режима работы. В предлагаемом решении стабилизация осуществляется за счет соударения струй, а для того, чтобы стабилизация осуществлялась в оптимальной точке, т. е. при максимальном значении качества смешения, отверстия должны быть снабжены насадками, установленными в одном из каждых двух встречно расположенных отверстий и направленных внутрь проточной части, а высота насадки составляет 0,35-0,45 от высоты проточной части в сечении расположения отверстий (более подробно см. , например, [1,5] ).

Анализ научно-технической и патентной литературы показал, что отсутствуют известные технические решения, в которых имеются признаки, сходные с признаками, отличающими заявленное решение от прототипа. Данное техническое решение обладает существенными отличиями. На фиг. 1 - приведен продольный разрез, на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - элемент В фиг. 2.

Генератор плазмы содержит корпус 1, коллектор ионизирующей присадки 2 с форсунками 3, топливный коллектор 4 с распределителями 5, на боковой поверхности которых выполнены отверстия 6 и насадки 7. Насадки установлены в одном из каждых двух встречно расположенных отверстий и направлены внутрь проточной части, а высота насадки составляет 0,35-0,45 от высоты проточной части в сечении расположения отверстий. Как показано выше такое решение позволяет стабилизировать глубину проникновения струй в оптимальной точке и, как следствие, повысить плотность плазмы в диффузионном процессе. Генератор плазмы работает следующим образом. Окислитель движется вдоль оси корпуса 1. Горючее из коллектора 4 поступает в распределитель 5 и оттуда через отверстия 6 и насадки 7 в поток окислителя, где эффективно смешивается, воспламеняется и выгорает по длине. В поток высокотемпературных продуктов сгорания из коллектора 2 через форсунки 3 подается присадка, которая в этих условиях ионизируется, обеспечивая необходимую плотность плазмы.

Исследования, проведенные в лаборатории "Гидрогазодинамика и горение" в широком диапазоне изменения геометрических и режимных параметров = 0-0,70; = 1,0-2,65; = 0,195-1,5; = 0,01-0,1; = 0-0,60 показали, что максимальное значение качества смешения реализуется при = = 0,35-0,45. Здесь
= ; = ; = ; d = ; = , где G - массовый расход;
ρ - плотность;
t - шаг;
d - диаметр;
А - характерный размер потока;
b - высота насадки, погруженная в проточную часть. (56) Авторское свидетельство СССР N 1660568, кл. H 05 H 1/24, 1989.

Использование: для получения плазмы в магнитогидродинамических генераторах. Сущность изобретения: в окислитель, движущийся в корпусе, из коллектора через распределители, газораздающие отверстия и насадки подается газообразное топливо. После перемешивания и воспламенения в поток высокотемпературных продуктов сгорания из коллектора через форсунки подается присадка для обеспечения необходимой плотности плазмы. Расположение газораздающих отверстий и насадков для соседних распределителей в виде встречнонаправленных пар, а также выполнение насадков высотой, равной 0,35 - 0,45 от высоты проточной части в зоне расположения газораздающего отверстия, позволяет интенсифицировать процесс смесеобразования, что обеспечивает повышение качества сжигания. 3 ил.

ГЕНЕРАТОР ПЛАЗМЫ, содержащий цилиндрический корпус, коллектор ионизирующей присадки с форсунками, а также топливный коллектор, подключенный к цилиндрическим топливным распределителям, расположенным параллельно в плоскости, перпендикулярной оси корпуса, и имеющим газораздающие отверстия вдоль образующих, отличающийся тем, что, с целью повышения качества сжигания, на топливных распределителях дополнительно размещены насадки, чередующиеся с газораздающими отверстиями и образующие для двух соседних распределителей встречно направленные пары с газораздающими отверстиями, при этом оси насадок и отверстий каждой пары совпадают, и лежат в плоскости осей топливных распределителей, а высота насадков равна 0,35 - 0,45 высоты проточной части в зоне расположения газораздающего отверстия.