Устройство для импульсного сжигания горючей смеси
Изобретение относится к области энергетики , в частности к сжиганию газовых и газодисперсных систем, преимущественно к генераторам высокотемпературных и скоростных потоков продуктов сгорания и может быть использовано для обработки материалов и нанесения покрытий. Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности. Устройство для импульсного сжигания горючей смеси содержит камеру в виде ствола, систему подачи газов, кольцевую камеру зажигания с воспламенителем горючей смеси, расположенную вокруг ствола и соединенную с его рабочей полостью отверстиями, при этом воспламенитель и отверстия, соединяющие камеру зажигания с рабочей полостью, расположены друг от друга на расстоянии ЗЬ I 80 b по оси, проходящей через центры поперечных сечений камеры зажигания , где b - минимальный размер поперечного сечения камеры зажигания, причем в указанной камере установлена .поперечная перегородка, вблизи которой с одной стороны расположен воспламенитель , а с другой - отверстия, соединяющие камеру зажигания с рабочей полостью ствола . 1 з.п. ф-лы, 4 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (м)з F 23 С 11/04, В 05 В 7/20
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4825492/06 (22) 19.03,90 (46) 29.02.92, Бюл. ¹ 8 (71) Луганский машиностроительный институт (72) Ю.А.Харламов (53) 662.951.2 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
N 548177, кл, В 05 В 7/20, 1974, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИМПУЛЬСНОГО
СЖИГАНИЯ ГОРЮЧЕЙ СМЕСИ (57) Изобретение относится к области энергетики, в частности к сжиганию газовых и газодисперсных систем, преимущественно к генераторам высокотемпературных и скоростных потоков продуктов сгорания и может быть использовано для обработки материалов и нанесения покрытий. Цель изобретения — повышение эксплуатационной надежности, Устройство для импульсИзобретение относится к области энергетики, а именно к технике сжигания газовых и газодисперсных систем, преимущественно к генераторам высокотемпературных и скоростных струй продуктов сгорания, может использоваться для обработки материалов и нанесения покрытий.
Известны устройства для импульсного сжигания горючей смеси, имеющие цилиндрическую форму, закрытый и открытый торцы, отверстия для присоединения к системе подачи газов и воспламенителя горючей смеси. Эти камеры обычно работают в детонационном режиме сгорания и позволяют генерировать высокоскоростные и температурные потоки газов. Недостатком этих камер является значительная длина преддетонационного участка, так как восп,, ЯЛ,, 171б253 А1 ного сжигания горючей смеси содержит камеру в виде ствола, систему подачи газов, кольцевую камеру зажигания с воспламенителем горючей смеси, расположенную вокруг ствола и соединенную с его рабочей полостью отверстиями, при этом воспламенитель и отверстия, соединяющие камеру зажигания с рабочей полостью, расположены друг от друга на расстоянии
ЗЬ t 80 Ь по оси, проходящей через центры поперечных сечений камеры зажигания, где Ь вЂ” минимальный размер поперечного сечения камеры зажигания, причем в указанной камере установлена поперечная перегородка, вблизи которой с одной стороны расположен воспламенитель, а с другой — отверстия, соединяющие камеру зажигания с рабочей полостью ствола. 1 з,п. ф-л ы, 4 ил. ламенение горючей смеси в стволе осуществляется от точечного источника, Это затрудняет, а в некоторых случаях делает невозможным использование в качестве горючих газов, газов-заменителей ацетилена, Известна также камера сгорания, принятая в качестве прототипа настоящего изобретения. Она содержит ствол с открытым выходным торцом, систему подачи газов, камеру зажигания, охватывающую ствол и соединенную с его рабочей полостью отверстиями, воспламенител ь горючей смеси и блок управления. 13 этой импульсной камере сгорания ускорение перехода горения детонация осуществляется эа счет реализации воспламенения горючей смеси в стволе от нескольких факелов, вырываю1716253 щихся из калиброванных отверстий, соеди- значениями и обусловлен выбор соотношеняющих камеру зажигания ания с рабочей поло- ния размеров камеры зажигания в предластью ствола. гаемом устройстве, При таком конструктивном исполнении ры сгорания является н в ляется невозможность фор- 5 в камере зажигания формируется два потомирования факелов ния факелов иэ всех отверстий ка ускоряющегося пламени, переходящие в одновременно, так как они находятся на детонацию. Детонационные волны, формиразличных расстояниях от воспламенителя рующиеся в камере зажигания, возбуждают горючей смеси. Поджиг горючей смеси в детонацию в рабочей полости ствола на бостволевданномслучаеосуществляетсядву- 10 лее коротком участке ствола, чем при фамя потоками пламени, распространяющи- кельном воспламенении. мися по кольцевой полости камеры от В кольцевой камере зажигания может воспламенителя горючей смеси последова- быть установлена поперечная перегородка, тельно начиная с отверстий, расположен- вблизи которой с одной стороны располоных ближе к воспламенителю горючей 15 женвоспламенитель,асдругой-отверстия, смеси. И к тому моменту, когда эти два по- соединяющие камеру зажигания с рабочей тока пламени сталкиваются и образуют зону полостью ствола. с повышенными энергетическими характе- В этом варианте конструкции достигаристиками, в части ствола, примыкающей к ется минимальный диаметр кольцевой какамере зажигания, уже будут находиться 20 меры зажигания,атем самымминимизация продукты сгорания части горючей смеси, габаритных размеровустройства.
Это снижает надежность поджига горючей На фиг.1 показано устройство для имсмеси в стволе и ведет к увеличению пред- пульсного сжигания горючей смеси; на детонационного расстояния. фиг.2 — разрез А-А на фиг.1„на фиг.3.—
Целью изобретения является повыше- 25 устройство с камерой зажигания с поперечние эксплуатационной надежности работы ной перегородкой; на фиг.4 — разрез Б-Б на устройства для импульсного сжигания ro- фиг.3. рючей смеси за счет интенсификации про- Устройство для импульсного сжигания цесса возбуждения детонации в стволе. горючей смеси, показанное на фиг.1, содерДля достижения этой цели в устройстве, 30 жит ствол 1 с открытым выходным торцом, cîäåрж о ержащем рабочую камеру в виде ствола систему 2 подачи газов, кольцевую камеру 3
1 с открытым выходным торцом, систему под- зажигания, расположенную вокруг ствола ачи газов, кольцевую камеру зажигания с вблизи его закрытого торца и соединенную воспламенителем горючей смеси, располо- с рабочей полостью ствола 1 отверстиями 4, женную вокруг ствола и соединенную с его 35 воспламенитель 5 горючей смеси, вмонтиабочей полостью отверстиями и блок уп- рованный в камеру 3 зажигания, и блок 6.
Р равления, воспламенитель и отверстия, со- управления, Воспламенитель 5 и от ер5 в единяющие камеру зажигания с рабочей стия 4 расположены друг от друга на располостью ствола,.расположены друг от дру- стоянии 3Ь «! 80 Ь по оси, проходящей га на расстоянии! по оси, проходящей через 40 через центры поперечных сечений камеры центра поперечных сечений камеры зажига- зажигания 3, где Ь вЂ” минимальный размер поперечного сечения камеры 3. Блок 6 упЗЬ «1 80 Ь, равления связан.с системой 2 подачи газов где Ь вЂ” минимальный размер поперечного и воспламенителем 5, а система 2 подачи сечения камеры зажигания. 45 газов с камерой 3 зажигания, Выбор данного соотношения размеров Устройство для импульсного сжигания обусловлен условиями возникновения дето- горючей смеси работает следующим обранации при ускорении горения в трубах и зом. характерными значениями преддетонаци- Система 2 подачи газов по команде блоонного расстояния (от точки зажигания до 50 ка 6 управления заполняет камеру 3 зажигаместа возникновения детонации). Величи- ния и ствол 1 горючей смесью газов. По на преддетонационного расстояния за- команде блока 6 управления воспламенивисит от состава, температуры, давления тель 5 инициирует горение горючей смеси горючей смеси газов, диаметра или иного в камере 3 зажигания. Горение распростхарактерного размера поперечного сече- 55 раняется по кольцевой камере 3 зажигания ния канала и других условий. в двух направлениях от воспламенителя 5
По данным физических исследований горючей смеси, и s ней формируются две величина преддетонационного расстояния детонационные волны, которые затем сталобычно находится в пределах от 2-4 диамет- киваются у отверстий 4, соединяющих камеров до 80 диаметров трубы, Характерными ру 3 зажигания с рабочей полостью ствола.
1716253
В месте столкновения этих волн формируется зона с повышенными энергетическйми характеристиками, от которой происходит возбуждение детонации в рабочей полости ствола. 5
Устройство для импульсного сжигакия горючей смеси. изображенное нз фиг.2,-содержит ствол 1 с открытым выходным торцам, систему 2 подачи газов, кольцевую. камеру.3зажигания,,соединенную с рз- 10 бочей полостью ствола 1 и отверстием 4, воспламенитель 5 горючей смеси, вмонтированный в камеру 3 зажигания. и блок 6 управления. В камере 3 зажигания установлена поперечная перегородка 7. С одной 15 стороны перегородки 7 расположен воспламенитель 5, с другой — отверстие 4, соединяющее камеру 3 зажигания с рабочей. полостью ствола 1..
Воспламенитель 5 и отверстие 4 рзс- 20 положены друг от друга на расстоянии
ЗЬ 3 80 Ь по оси, проходящей через центры поперечных сечений камеры 3 ззжигания, где Ь =-:минимальный размер поперечного сечения камеры. Блок 6 уп- 25 рзвления связан с восплзменителем 5 и системой 2 подачи газов, а последняя — с камерой 3 зажигания.
Устройство для сжигания горючей смеси работает следующим образом.. 30
Система 2 подачи ra3oa по команде блока 6 управления: заполняет камеру 3 зажигания и ствол 1.;. горючей смесью газов. tlo команде блока: 6 упрзвления восплзмейитель 5 инициирует горение горючей смеси в 35 камере 3 зажигания. Горение распространяется по кольцевой камере.3 зажигания. формируется -детонационная волна, которая затем через отверстия 4 возбуждает детонацию в рабочей полости ствола.. 40
Предлагаемое техническое решение по сравнению с прототипом имеет следующие преимущества.
Возбуждение детонации в рабочей полости ствола от детонационных волн, пред- . варительно сформированных в камере зажигания, позволяет уменьшить длину преддетонационного участка ствола. Это позволяет повысить стабильность перехода горения в детонацию, использовать стволы меньшей длины, а затем и объема (экономия горючей смеси при этом составляет
5...10ф). Кроме того, обеспечивается возможность использования горючих, газов менее склонных к детонации, чем ацетилен, которые в то же время являются более дешевыми и менее дефицитными. При детонационно-газовом напылении себестоимость покрытий в этом случае будет значительно снижена.
Формула изобретения
1. Устройство для импульсного сжигания горючей смеси, содержащее рабочую камеру в виде ствола с открытым. выходным торцом, систему подачи газов, кольцевую камеру зажигания с воспламенителем. горючей смеси, расположенную вокруг стаола и соединенную с его рабочей полостью отверстиями, и блок управления, о т л и ч эю щ е е с я тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности, воспламенитель и отверстия, соединяющие камеру зажигания с рабочей полостью ствола, расположены друг от друга на расстоянии ЗЬ 1 80 Ь по оси; проходящей через центры поперечных сечений камеры зажигания, где Ь вЂ” минимальный размер поперечного сечения камеры зажигания.
2.Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что в кольцевой камере зажигания установлена поперечная перегородка, вблизи которой с одной стороны расположен воспламенитель, а с другой отверстия, соединяющие кзмеру зажигания с рабочей полостью ствола.
1716253
Фиг. Ф
Составитель Ю. Харламов
Техред M.Moðãeíòàë Корректор H. Ревская
Редактор Н. Коляда
Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101
Заказ 600 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
