Теплогенератор
Изобретение относится к теплоэнергетике , а именно к топливным нагревателям (ТН) преимущественно погружного типа, содержащим полый нагревательный элемент (НЭ) тупиковой конструкции, к открытому концу которого присоединен газогенератор (ГГ). Изобретение позволяет повысить эффективность , экономичность и надежность работы ТН. расширить диапазон регулирования и упростить систему регулирования. С этой целью в НЭ 1 выполнены рассредоточенные по его поверхности отверстия 14 для выпуска высокотемпературных газов, истекающих во внутреннюю полость 3 НЭ 1 из сопла 2 ГГ 3. Продольные оси отверстия 14 наклонены к продольной оси НЭ 1 под различными углами и расположены веерообразно . Система регулирования ТН содержит кольцевой коллектор 10. расположенный в полости 9 НЭ 1 аксиально оси сопла 2, линию 11 подвода в коллектор 10 ежа того воздуха и установленный в этой линии регулятор расхода 13. В коллекторе 10 выпопнены отверстия 12 для выпуска воздуха в истекающий из сопла 2 газовый поток. При работе процесс горения в ГГ поддерживают на оптимальном по полноте сгорания топлива режиме, а работу ТН регулируют путем изменения расхода воздуха, подводимого в полость 3 НЭ 1 по линии 11 и смешиваемого с продуктами сгорания, истекающими из ГГ. Перепады давлений на сопле 2 ГГ 3 и на отверстиях 14 НЭ 1 выдерживают равными или больше критических перепадов. 1 ил. ел с
СОЮЗ СОВ ТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РГСПУБЛИК
ГОСУДАРСТ8ЕННЫИ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Фном дидусь (21) 4480998/06 (22) 05.09.88 (46) 07.01.92, Бюл, (Ф 1 (71) Харьковский авиационный институт им.
Н.E.Æóêðâñêîão (72) С.Н.Акулов, Н. П, Бут, В.В. Кулалаев и
С.Н.Пел ых (53) 66.047.134 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
М 935675, кл. F 23 О 14/02, 1979.
Авторское свидетельство СССР
М 1513356, кл. F 26 В 23/02, 1988. (54) TEllËOÃÅ Н Е РАТОР (57) Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к топливным нагревателям (ТН) преимущественно погружного типа, содержащим полый нагревательный элемент (НЭ) тупиковой конструкции, к открытому концу которого присоединен газогенератор (ГГ). Изобретение позволяет повысить эффективность, экономичность и надежность работы ТН, расширить диапазон регулирования и упростить систему регулирования.,, SU ÄÄ 1703934 А1
С этой целью в Н3 1 выполнены рассредоточенные по его поверхности отверстия 14 для выпуска высокотемпературных газов, истекающих во внутреннюю полость 3 113 из сопла 2 ГГ 3. Продольные оси отверстия
14 наклонены к продольной оси НЭ 1 под различными углами и расположены веерообразно. Система регулирования TH ссдержит кольцевой коллектор 10, расположенный в полости 9 НЭ 1 аксиально оси сопла
2, линию 11 подвода в коллектор 1О сжа ого воздуха и установленный в этой линии регулятор расхода 13. В коллекторе 10 выполнены отверстия 12 для выпуска воздуха в истекающий из сопла 2 газовый поток. При работе процесс горения в ГГ поддержикают на оптимальном по полноте сгорания топлива режиме, а работу ТН регулируют путем изменения расхода воздуха, подводимого в полость 3 НЭ 1 по линии 11 и смешиваемого с продуктами сгорания, истекающими из ГГ.
Перепады давлений на сопле 2 ГГ 3 и на отверстиях 14 НЭ 1 выдерживают равными или больше критических перепадов. 1 ил.
170,"034
Изобретение относится теплоэнергетике, а именно к теппогенераторам дпя нагрева и сушки различных материалов.
Известные нагреватели отличаются низкой экономичностью использования тепла продуктов сгорания, В тепло енераторе, содержащем воздухоподводящий корпус с осевым вентилятором и спрямпяющим лопаточным аппаратом, последовательно размещенные в корпусе топливовоздушный смеситель с топливным патрубком, камеру сгорания и камеру разбавления, отмечается низкая эксплуатационная надежность и повышенные массогабаритные характеристики.
Наиболее близкий к предлагаемому теплогенератор содержит камеру сгорания с топпивоподающим узлом и камеру разбавления с выходным сопловым насадком, расположенную внутри воздухоподводящего короба и сообщенную с последним отверстиями в боковых стенках, а также патрубки для подачи воздуха в камеру сгорания и воздухоподводящий короб. Регулирование работы теплогенератора осуществляется только путем изменения расхода топлива в узком диапазоне, обеспечивающем коэффициент избытка окислителя а к =1, Расширение диапазона регулирования приводит к снижению экономичности работы теплогенератора. Конструкция камеры разбавления не обеспечивает полное смешение продуктов сгорания с вторичным воздухом. Возможно неполное сгорание топлива, особенно на режимах, отличных от
СЬк 1.
Целью изобретения является повышение экономичности работы теплогенератора и расширение диапазона его регулирования.
Укаэанная цель достигается тем, что в теплогенераторе, содержащем камеру сгорания с топливоподающим узлом и камеру разбавления с выходным сопловым насадкам, расположенную внутри воздухоподводящего короба и сообщенную с последним отверстиями в боковых стенках, а также патрубки для подачи воздуха в камеру сгорания и воздухоподводящий короб, патрубки для подачи воздуха снабжены регуляторами расхода, на выходе иэ камеры сгорания дополнительно установлено сверхзвуковое сопло, а выходной сопловой насадок камеры разбавления выполнен в виде полусферической заглушки с радиальными отверстиями, Расширение диапазона регулирования теплогенератора без снижения экономичности его работы обеспечивается тем, что патрубки подачи воздуха снебжены регуля5
1 торами расхода. Камера сгорания рабогает на оптимальном режиме по полноте cropaiivn топлива. Дпя этого в камере сгорания псддерживаетс» критическое и сверхкритиеское давление пугем дополнительно востановленного сверхзвукового соила.
Истекающая сверхзвуковая струя продуктов сгорания позволяет интенсифицировать процессы смешения, а установка полусферической заглушки на камеру разбавления приводит к окончательному догоранию топлива и выравниванию параметров теплоносителя, На чертеже представлена схема теплогенератора.
Теплогенератор представляет собой нагревательный элемент 1 с полусферической заглушкой, прикрепленной к соплу 2 газогенератора 3, Для подачи в камеру 4 сгорания топливных компонентов к газогенератору подведены топливная магистраль 5 и воздушная магистраль 6, B магистралях 5 и 6 установлены дроссельные регуляторы 7 и 8 соответственно для настройки и выдерживания заданного режима работы газогенератора 3. Полусферическая заглушка 1 и сопла 3 ограничивают камеру 9 разбавления, в которой размещен кольцевой коллектор 10, обхватывающий соппо l и расположенный аксиапьно оси сопла. К коллектору 10 присоединен трубопровод 11, другим .концом присоединенный к воздушной магистрали 6 перед дроссельным регулятором 8. В коллекторе 10 выполнены равномерно по окружности отверстия 12, направленные к продольной оси коллектора. B трубопровод 11 вмонтирован регуп руемый дроссель 13. В нагревательном элементе 1 выполнены выпускные радиальные отверстия 14.
Теплогенератор работает следующим образом.
При работе теплогенератора газогенератор 3 настраивают на оптимальный режим, используя для этого дроссельные регуляторы 7 и 8, и затем расход топлива и воздуха в камеру 4 сгорания не изменяют.
Температуру струй, истекающих из камеры
9 разбавления, регулируют с помощью дросселя 13, изменяя расход воздуха во внутреннюю полость камеры 9 разбавления. При увеличении расхода воздуха температура смеси продуктов сгорания с воздухом уменьшается. Подаваемый в коллектор 10 воздух охлаждает конструкцию сопловой части газогенератора 3, затем истекает через отверстия 12 в полость камеры 9 разбавления и перемешивается с истекающими из сопла 2 продуктами сгорания. Часть воздуха подается непосредственно в струю продук1703!1 34
Составитель С,Акулов
Редактор В.Петраш Техред M,Moðråíòàë Корректор М.Максимишинец
Заказ 53 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 тов сгорания для создания некоторого избытка кислорода и догорания не сгоревшеi о в камере сгорания топлива. Существует некоторый минимальный расход воздуха в полость нагревательного элемента, доста- 5 точный для надежного охлаждения сопла и догорания не сгоревшего в камере сгорания топлива. Температура смеси продуктов сгорания с воздухом имеет при этом наибольшее значение. 10
Истекающие иэ отверстий 14 соплового насадка высокотемпературные газы на правляют на нагреваемый объект. Высокая интенсивность нагревания обьекта обеспе- 15 чивается за счет обтекания его высокотемпературными газами с большой скоростью.
При внешнем нагревании тепло передается обьекту также радиационным путем. Для нагрева жидкости нагреватель погружается 20 в жидкость; перемешивание высокотемпературных газов с жидкостью способствует интенсивной теплоотдаче, а создаваемая направленным потоком газовых струй циркуляция жидкости в ванне — равномерному 25 нагреву жидкости. Часть тепла передается нагреваемой жидкости через стенки нагревательного элемента теплопроводностью.
Преимущества предлагаемого теплогенератора перед известным выражаются в 30 повышенной экономичности и надежности работы и расширении диапазона его регулирования. Последнее позволяет расширить область применения теплогенератора в различных технологических процессах.
Конструктивное выполнение и редлагаемого тепло(енератора позволяет подводимый в коллектор камеры разбавления воздух эффективно использовать для охлаждения наиболее теплонапряженной сопловой части камеры сгорания.
Работа камеры сгорания на оптимальном режиме при высокой полноте сгорания обеспечивает повышение срока службы и надежности работы теплогенератора в результате уменьшения нагарообразования в камере сгорания и полости нагревательного элемента и в результате повышенной устойчивости процесса горения, Формула изобретения
Теплогенератор, содержащий камеру сгорания с топливоподающим узлом и камеру разбавления с выходным сопловым насадком, расположенную внутри воздухоподводящего короба и сообщенную с последним отверстием в боковых стенках, а также патрубкидля подачи воздуха в камеру сгорания и воэдухоподводящий короб. о тл и ч а ю щи и с я тем, что, с целью повышения экономичности, патрубки для подачи воздуха снабжены регуляторами расхода, на выходе из камеры сгорания дополнительно установлено сверхзвуковое сопло, а выходной сопловой насадок камеры разбавления выполнен в виде полусферической заглушки с радиальными отверстиями.
