Камера сгорания

 

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

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (504 F 23D 14 48

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н двторСкоьМ СвидкткльСтву (54) (57) КАМЕРА СГОРАНИЯ, содержащая огнеупорный цилиндрический туннель, в выходном участке которого установлена цилиндрическая вставка с плоскими основаниями и сопловым отверстием, размещенным по оси туннеля, при этом ось вставки наклонена вверх под углом к этой оси, отличающаяся тем, что, с целью повьппения эксплуатационной надежности, основания цилиндрической вставки выполнены перпендикулярными оси туннеля, точка пересечения которой с осью вставки расположена внутри туннеля.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАЕМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3561812/24-06 (22) 09 ° 03.83 (46) 15.11.86. Бюл. №- 42 (71) .Всесоюзный научно-исследовательский институт использования газа в народном хозяйстве и подземного хранения нефти, нефтепродуктов и сжиженных газов (72) К,Н.Звягинцев, Л.M.Íoâèêoâ, Е,А.Синицын, А.А.Фалин и Е.С.Щепнова (53) 662.951.2 (088.8) (56) Патент Англии ¹ 2069683, кл. Г 23 D 13/12, опублик. 1981.

Арсеев А.В. Сжигание природного газа, М.: Металлургиздат, 1963, с. 207.

„„SU„„1270492 А 1

1270492

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано, в частности в скоростных горелках.

Известна камера сгорания, содержащая î-неупорный туннель с суженной входной частью, расширенной центральной частью, в которой на выходе помещена сопловая вставка, образующая суживающее выходное сопло. Эта вставка выполнена симме ричной, 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, размещенным по оси туннеля, при этом ось вставки наклонена вверх ,под углом к этой оси, Недостаток данной камеры сгорания— ненадежность.

Цель изобретения — повышение эксплуатационной надежности.

Указанная цель достигается тем, что в камере сгорания, содержащей огнеупорный цилиндрический туннель, в выходном участке которого устатновлена цилиндрическая вставка с плоскими 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 внутри туннеля, На фиг.1 представлена камера сгорания„ продольный разрез; на фиг.2 то же, разрез А-А на фиг.1; на фиг,3сопловая вставка, продольный разрез; на фиг.4 — эпюра распределения сил и давлений, действующих на вставку.

Камера сгорания содержит огнеупорный цилиндрический туннель 1, в выходном участке которого установлена цилиндрическая вставка 2 с плоскими основаниями 3 и 4 и сопловым отверс10

ЗО

40 тием 5, размещеннь.t1 по оси ct туннеля 1, при этом ось о вставки 2 наклонена вверх под углом к этой оси п,Основания 3 и 4 цилиндрической вставки

2 выполнены перпендикулярными оси G туннеля 1, точка C пересечения которой с осью 8 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;

à — давление в рабочем пространстве

P теплового агрегата. Из-за симметрии контура сопловой в"тавки 2 эпюра давления, действующего на нее, создает опрокидывающий мом.нт М здесь à — равнодействующая сил давления; — плечо действия сил Р . Кроме того, на вставку 2 действует осевая сила Ра, направленная вдоль главной оси а камеры с:."орания. Эту силу можно разложить на сюту, действующую вдоль наклонной оси вставки, и нормальную составляющую силы Г„, прижимающую вставку 2 к туннетпо 1.

В результате действия опрокидывающего момента М вставка 2, "всплывая" в туннеле 1, будет заклиниваться в его отверстии,, поворачиваясь по часовой стрелке, Кроме того, выдвижению вставки 2 из туннеля 1 также будет препятствовать прижимающая сила а также тот фс,кт, что в процес се выдвижения вставка 2 должна подни. маться вверх, преодолевая дополнительно к силе трения силу тяжести.

Максимальную величину угла поворота вставки 4.» Д моzоно определить из геометрического условия пересечения нижнеи образующей вставки с на" ружным ее торцом в точке, При приемлемых соотношениях D d = 1, 4-1, 5;

dc/d = О, 45-0, 55 и 1/dc = i, 2-1,3 максимальное значение угла М

= 27-30, гце D — большая ось эллиптического торца вставки, d — диаметр туннеля; dc — диаметр выходного сечения соттла; 1 — длина сопловой вставки, При выборе угла поворота оси вставки 2 М следует учитывать следующие факторы. Чем меньше уголь, тем меньше опрокидывающий момент и подъем вставки 2 при выдвиткении и тем мень1270492 ше ее устойчивость, С другой стороны, чем больше угол, 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 тонких его местах. Также при увеличении угла возрастает концентрация напряжений в заостренном месте G туннеля. 10

Кроме того, при увеличении угла возрастают трудности в формовании косой вставки 2. Можно считать приемлемым диапазон значений, угла М от о 1

5 до 15. 15

Повернутая ось вставки 2 может быть смещена вверх относительно оси туннеля на величину h/D (1-d/D):2, где h — - смещение оси вставки. Однако при таком значении h/D толщина стен- 2в .ки вставки 2 в нижней ее части будет равна нулю. Поэтому эта величина может считаться теоретически предель1 ной. Практически отношение D/d 1,4т

1,5, с учетом этого предельное значение смещения составляет h/D 0,15. Однако, чтобы иметь приемлемую минимальную толщину стенки нижней части вставки, которая не должна быть меньше 2025 мм, следует ограничить h/Р = 0,1.

За счет асимметрии сопловой вставки 2 полученной при смещении ее

9 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 эксплуатационную надежность за счет того, что основания цилиндрической вставки выполнены перпендикулярными оси туннеля, точка пересечения которой с осью вставки. расположена внутри гуннеля.

1270492

Составитель М.Вацуро

Техред А.Кравчук Корректор B.Ñèíèöêàÿ

Редактор А.Долинич

Заказ 6224/37 Тираж 514 Подписи о е

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, %-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие,, r. Ужгород, ул. Проектная, 4