Воспламенитель камеры сгорания

 

Изобретение позволяет обеспечить самовоспламенение топливовоздушной смеси. Это достигается тем, что сжатый воздух поступает в сопло 2 и в виде сильно закрученного потока вытекает в камеру 3 энергетического разделения. Вихрь имеет незначительную радиальную протяженность и перемещается вдоль ее оси к фронтовому устройству 5, теряя закрутку. При этом начинает увеличиваться осевой градиент давления и часть воздуха в виде вихревого жгута начинает течь в обратную сторону по оси камеры 3. В результате энергоразделения приосевые массы воздуха охлаж: даются и вытекают из отверстия диафрагмы 4, а периферийные разогреваются и покидают дополнительную камеру энергетического разделения через кольцевой канал фронтового устройства 5, попадают на лопаточный завихритель 6, получают дополнительную закрутку и вытекают в сопло 7 в виде закрученного потока и далее проникают в камеру 8 энергоразделения основного энергоразделителя в виде жгута, имеющего двойную закрутку. 2 з. п. ф-лы, 2 ил. Й (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU,„,1710802 (51)5 F 02 С 7 26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4797416/06 (22) 02.01.90 (46) 07.02.92. Бюл. № 5 (71) Рыбинский авиационный технологический институт (72) Ш. А. Пиралишвили, А. Н. Софронов, В. В. Михайлов и Г. В. Пауль (53) 621.434 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1251627, кл. F 02 С 7/26, 1987. (54) ВОСПЛАМЕ НИТЕЛЬ КАМЕРЫ С ГОРА НИЯ (57) Изобретение позволяет обеспечить самовоспламенение топливовоздушной смеси.

Это достигается тем, что сжатый воздух поступает в сопло 2 и в виде сильно закрученного потока вытекает в камеру 3 энергетического разделения. Вихрь имеет незначи2 тельную радиальную протяженность и перемещается вдоль ее оси к фронтовому устройству 5, теряя закрутку. При этом начинает увеличиваться осевой градиент давления и часть воздуха в виде вихревого жгута начинает течь в обратную сторону по оси камеры 3. В результате энергоразделения приосевые массы воздуха охлаждаются и вытекают из отверстия диафрагмы 4, а периферийные разогреваются и покидают дополнительную камеру энергетического разделения через кольцевои канал фронтового устройства 5, попадают на лопаточный завихритель 6, получают дополнительную закрутку и вытекают в сопло 7 в виде закрученного потока и далее проникают в камеру 8 энергоразделения основного энергоразделителя в виде жгута, имеющего двойную закрутку. 2 з. п. ф-лы, 2 ил.

1710802

Изобретение относится к классу горелочных устройств и может найти применение в авиационной промышленности, энергетике и т. д.

Известны конструкции, реализующие электроискровой способ зажигания топливовоздушной смеси, представляющие из себя электрическую свечу.

Недостатком конструкции является то, что энергия свечи, необходимая для воспламенения топливовоздушной смеси, завиаит от многих факторов, при некоторых значениях этих факторов энергия искры должна увеличиваться в несколько раз, Наиболее близким к предлагаемому является воспламенитель, конструкция которого включает в себя камеру энергетического разделения, к одному из концов примыкает завихритель сжатого воздуха с сопломдиафрагмой, а к другому крышка со свечой зажигания и центробежной топливной форсункой, внутри воспламенителя имеется перфорированная камера.

Недостатком известной конструкции является, наличие искрового зажигания, что ведет к необходимости иметь источник питания, высоковольтный генератор, провода.

Цель изобретения — обеспечение самовоспламенения топливовоздушной смеси.

Поставленная цель достигается тем, что воспламенитель камеры сгорания, содержащий корпус камеры энергоразделения, с входным тангенциальным соплом и выходным патрубком, снабжен дополнительной камерой энергетического разделения с фронтовым устройством в выходной части и выходным соплом, подключенным к входному тангенциальному соплу основной:камеры энергетического разделения.

На фиг. 1 изображена конструктивная схема воспламенителя; на фиг. 2 — график зависимости эффектбв подогрева от радиуса камеры энергоразделения.

Воспламенитель камеры сгорания содержит два энергоразделителя для реализации двухступенчатого подогрева подаваемых масс воздуха. Первый энергоразделитель имеет штуцер 1 подвода сжатого воздуха, г сопло-завихритель 2, установленное тангенциально к внутренней поверхности камеры 3 энергетического разделения для придания закрутки потоку сжатого воздуха, которая со стороны завихрителя 2 закрыта диафрагмой 4 с центральным отверстием; а с противоположной стороны расположено фронтовое устройство 5, представляющее из себя две концеитрично установленные втулки, I с образованием кольцевого канала, причем внутренний и наружный диаметры канала составляют от диаметра камеры 3 энерго. разделения соответственно 0,7 —:0,75 и 0,8 —:

0,9. Внутри кольцевого канала размещен лопаточный завихритель 6, канал пере.х >лит в сопло 7, подключенное тангенциально внутренней поверхности основной каме4 ры 8 энергетического разделения, которая со стороны, примыкающей к соплу 7, имеет диафрагму 9 с центральным отверстием, а с противоположной — перфорированную камеру 10 для стабилизации фронта пламени и топливную форсунку.

Воспламеииталь работает следующим образом;

Сжатый воздух из компрессора с температурой выше 600 К через штуцер 1 попадает !О в сопло 2 и в виде сильно закрученного потока вытекает в камеру 3 энергетического разделения. Вихрь имеет незначительную радиальную протяженность и перемещается вдоль ее оси к фронтовому устройству,5, 16 теряя закрутку, начинает увеличиваться осевой градиент давления и часть воздуха в виде вихревого жгута начинает течь в обратную сторону по оси камеры 3. В результате энергоразделения приосевые массы п воздуха охлаждаются и вытекают из отверстия диафрагмы 4, а периферийные разогреваются и покидают анергоразделитель, через кольцевой канал фронтового устройства 5 попадают на лопаточный завихритель 6, получают дополнительную закрутку и выте 5 кают в сопло 7 .в виде закрученного потока и далее проникают в камеру 8 энергоразделения основного энергоразделителя в виде жгута, имеющего двойную закрутку: вокруг своей оси и вокруг оси симметрии камеры 8, что благоприятно влияет на эффект энергоразделения и начинает движение вдоль камеры 8 к перфорированной камере 10, при этом, повышая свою температуру, через отверстия попадает внутрь перфорированной камеры, куда через форсунку 11 впрыскивается топливо.

Так как температура сжатого воздуха в перфорированной камере запального кон- тура воспламенителя повышается более чем на ООЯ по сравнению с температурой сжатого воздуха, подаваемого на вход в завих40 ритель первого контура воспламенителя, топливо начинает интенсивно испаряться, внутри перфорированной камеры создается гомогенная топливовоздушная смесь, качественно подготовленная к горению, проис45 ходит воспламенение смеси. В приосевой области формируется огненный шнур, перемещающийся под действием осевого градиента давления в направлении отверстия диафрагмы 9. В зависимости от относительной длины камеры энергетического разде-.

50 ления и коэффициента избытка воздуха сгорание может происходить полностью внутри горелки или частичное ее догорание осуществляется вне ее объема. Таким образом, из отверстия диафрагмы 9 истекает вихревой огненный жгут — вынужденный вихрь, вра55 щающийся как квазитвердое тело с постоянной угловой скорстью co=const.

Таким образом, применение предлагаемого воспламенителя позволяет организовать воспламенение тоцливовоздушной сме1 710802

Формула изобретения

0,0

02 о

f,30

140 9»

f,35

Фиг. 2

Составитель А. Софронов

Техред А. Кравчук Корректор И. Эрдейн

Тираж Подписное

Редактор Н. Тупица

Заказ 323

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР

1! 3035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 си без применения посторонних источников возгорания.!

1. Воспламенитель камеры сгорания, содержащий корпус камеры энергетического разделения, выполненный с входным тангенциальным соплом и выходным патрубком, отличающийся тем, что, с целью обеспечения самовоспламенения топливовоздушной смеси, он снабжен дополнительной камерой энергетического разделейия с фронтовым устройством в выходной части и выходным соплом, подключенным к входному танген6 циальному соплу основной камеры энергетического разделения.

2. Воспламенитель по п. I, отличающийся тем, что фронтовое устройство выполнено в виде концентрично установленных с образованием кольцевого канала наружной и внутренней втулок, причем внутренний и на. ружный диаметры канала составляют от диаметра дополнительной камеры эйергетического разделейия соответственно 0,7 —:0,75

10 и 08 †;09.

3. Воспламенитель по п. 2, отличающийся тем, что дополнительная камера энергетического разделения снабжена лопаточным завихрителем, установленным в кольцевом