Камера пульсирующего горения Советский патент 1977 года по МПК F23C3/02 

Изобретение относится к технике сжигания топлив в пульсационном режиме и может быть использовано в камерах пульсирующего , применяемых, например, для отопления ларогенераторов, акустической очистки поверхностей нагрева от .наружных загрязнений, в сушильных и других тепловых устройствах или как термоакустический генератор для интенсификации различных технологических процессов.

Известны камеры пульсирующего горения (КПГ) с резонансной трубой, содержащие расположенные на передней стенке камеры аэродинамические клапаны и топливоподводящие трубопроводы 1.

Недостатком таких камер является то, что частота пульсаций их постоянна для каждой камеры и зависит от длины ее резонансной трубы.

Известны также камеры пульсирующего горения, резонансная труба которых выполнена телескопической, что позволяет регулировать частоту пульсации камер в определенном диапазоне 2.

Однако их частотный диапазон работы ограничен с одной стороны (при увеличении резонансной трубы) габаритами технологического оборудования и увеличенным аэродинамическим сопротивлением, с другой-требованиями устойчивости пульсационного режима:

существует минимальная длина резонансно трубы (около5 калибров), ниже которой не возможно поддержание устойчивых колеба НИИ в камере.

Кроме того, эксперименты показывают, что длина аэро-динамических клапанов связана пропорциональной зависимостью с длиной резонансной трубы и (При значительном изменении длины последней может наступить срыв

пульсационного режима горения.

Известно также, что с изменением нагрузки характеристики факела меняются, так например, при прочих равных условиях (постоянства коэффициентов избытка воздуха, распыла топлива, подогрева воздуха и т. д.) в случае повышения расхода топлива факел удлиняется, что ведет к необходимости увеличения объема, .в котором сжигается топливо, а этого известная камера не обеспечивает.

Отличие во времени подготовительных к сжиганию процессов и реакционных характеристик топлив не позволяют в одной конкретной КПГ оптимально сл игать топлива различных видов, например газ и жидкое топливо, без

значительных конструктивных переделок камеры сгорания. КПГ для сжигания мазута, при прочих равных условиях, необходимо выполнять длиннее, чем для газа, что обусловлено дополнительным процессом распыла и

испарения жидкого топлива.

Цель изобретения - обеспечение возможности сжигания в камере различных по реакционным способностям топлив .и расширение частотного диапазона работы.

Это достигается тем, что передняя стенка камеры установлена с возможностью осевого перемещения, например, с помощью регулировочных винтов.

На чертеже представлена камера пульсирующего горения в продольном разрезе.

Камера пульсирующего горения содержит собственно камеру 1 горения, резонансную трубу 2, соединенные коническим переходом 3. Камера 1 и резонансная труба 2 могут иметь наружное охлаждение или быть футерованными (на чертеже не показано). Передняя стенка 4 камеры 1 установлена с возможностью перемещения вдоль оси камеры. Это позволяет изменять объем камеры. На стенке 4 расположены аэродинамические клапаны 5 и форсунка 6 для подачи распыла жидкого топлива. Стенка 4 выполнена полой, на ее стороне, обращенной внутрь камеры, имеются отверстия (или сопла) 7, а снаружи к стенке подведен трубопровод 8 для подачи в полость стенки газообразного топлива. Стенка 4 прикрепляется к торцу камеры 1 с помощью регулировочных винтов. Для зажигания топливо-воздушной смеси в камере установлен запальник (не показан на чертеже).

Работает камера следующим образом.

Передняя стенка 4 устанавливается в положение, оптимальное для устойчивости вывода КПГ в пульсационный режим и фиксируется регулировочными винтами 9. Затем включают запальник и в камеру 1 плавно подают топливо через форсунку 6 или сопла 7. Регулируя расход топлива и воздуха, режим горения переводят в пульсационный (воздух для горения поступает через аэродинамические клапаны 5). Через некоторое время, необходимое для прогрева, изменением расхода

топлива корректируя соответственно нагрузку,

а устойчивость - положением стенки 4, КНГ

выводят на необходимую тепловую мощность.

Изменением положения стенки 4 изменяют

объем камеры 1, а следовательно, емкость всей КПГ как колебательной системы, что приводит к соответствующему изменению частоты пульсаций горения: увеличение емкости КПГ пропорционально уменьшает частоту

пульсаций .и наоборот.

Частотный диапазон колебаний газового потока при устойчивом пульсационном режиме горения определяется длиной камеры горения.

Таким образом, предлагаемая камера пульсирующего горения позволяет эффективно сжигать топливо любого вида без изменения ее конструкции и расширить частотный диапазон регулирования работы.

Формула изобретения

Камера пульсирующего горения с резонансной трубой, содержащая расположенные на

передней стенке камеры аэродинамические клапаны и топливоподводящие трубопроводы, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения сжигания в камере различных по реакционным способностям топлив и расширения

частотного диапазона работы, передняя стенка камеры установлена с возможностью осевого перемещения, например, с помощью регулировочных винтов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Кацнельсон Б. Д. и др. «Исследование сжигания жидкого топлива в пульсирующем потоке. Сб. «Высокофорсированные огневые

процессы под ред. Надл арова М. А., «Энергия, М-Л, 1967, с. 266-267, рис. 2.

2.Авт. св. NS 348821, кл. F 23С .3/02, 1972.

й

/.

г

TL Г