Газоструйный акустический излучатель-воспламенитель

 

Использование: для воспламенения топлива в различных тепловых машинах. Сущность изобретения: излучатель содержит соосное сопло и проточный резонатор со сверхзвуковой приемной частью, обращенной к соплу, сверхзвуковой выпускной частью и каналом, соединяющим выпускную и приемную часть резонатора, внутри которого вдоль оси размещена трубка с отверстиями и буртиками на выходном торце, причем он снабжен кольцевой полостью, размещенной в стыке канала и выпускной части резонатора напротив отверстий трубки. Кроме того, канал излучателя, соединяющий выпускную и приемную часть резонатора, может быть выполнен с лысками на трубке. 1 э.п.ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к акустической теплотехнике, в частности к газовым горелкам, в которых для интенсификации смесеобразования использована энергия акустических колебаний, и может быть применено для воспламенения топлива в различных тепловых машинах, а также в других процессах тепло- и массообмена. Известны газоструйные излучатели звука гартмановского типа [1] которые состоят из сопла со штуцером для подвода газа и цилиндрического резонатора. Концевой держатель или стержень расположен по оси сопла и резонатора и позволяет перемещать их друг относительно друга. Данные излучатели являются наиболее простыми для получения ультразвуковых колебаний высокой интенсивности за счет энергии газовой струи, натекающей на преграду-резонатор, однако широкому их внедрению препятствует низкий к.п.д. не превышающий в большинстве случае 10 Известны излучатели, например N 1568340, B 06 B 1/20, содержащие соосное сопло и проточный резонатор с приемной и выпускной частью, соединенной каналом, внутри которого размещена вдоль оси сопла и канала трубка с отверстиями напротив стыка канала и выпускной части резонатора для подачи второго компонента.

В излучателе за счет подачи второго компонента обеспечивается дополнительное торможение потока газа в проточном канале, что способствует созданию более мощного акустического импульса при прохождении скачка уплотнения через внутренний звуковой канал в выпускной части резонатора.

Известный излучатель не обеспечивает максимально возможного повышения к. п.д. и нагрева рабочего тела в выпускной части резонатора, т.к. для увеличения генерируемой излучателем акустической энергии не используется кинетическая энергия струи газа, истекающего из отверстий трубки.

Основной задачей изобретения является повышение к.п.д. излучателя и температуры нагрева рабочих тел за счет создания дополнительного акустического излучения.

Задача решается тем, что газоструйный акустический излучатель-воспламенитель, содержащий соосное сопло и проточный резонатор со сверхзвуковой приемной частью, обращенной к соплу, сверхзвуковой выпускной частью и каналом, соединяющим выпускную и приемную часть резонатора, внутри которого вдоль оси размещена трубка с отверстиями и буртиком на выходном торце, дополнительно снабжен кольцевой полостью, размещенной в стыке канала и выпускной части резонатора напротив отверстий трубки. Кроме того, канал излучателя, соединяющий выпускную и приемную часть резонатора, может быть выполнен в виде лысок на трубке, чтобы упростить крепление резонатора относительно сопла.

По сравнению с прототипом предлагаемое решение имеет новые признаки и поэтому обладает новизной. Применение в выпускной проточной части резонатора кольцевой полости для дополнительного генерирования акустических колебаний неизвестно, поэтому можно предполагать, что предлагаемое решение обладает существенными отличиями.

На чертеже изображен предложенный излучатель (фиг.1) и его сечение (фиг. 2).

Излучатель состоит из сопла 1, сверхзвуковой приемной части 2, выпускной части 3 резонатора, канала 4, соединяющего приемную часть с выпускной, трубки 5 с центральным каналом и отверстиями 6 для подачи рабочих тел в сверхзвуковую выпускную часть резонатора. Торец трубки выполнен с буртом 7, обеспечивающим подпор и направленность при истечении рабочего тела из отверстий 6 в резонансную кольцевую полость 8 перед выпускной частью 3 резонатора 9. Канал 4 образован лысками на трубке 5 (фиг.2).

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Сжатый газ под избыточным давлением подается в сопло 1. Истекающий со звуковой или сверхзвуковой скоростью поток газа ударяет в сверхзвуковую приемную часть 2 резонатора и генерирует периодические слабые ударные волны. Образовавшиеся ударные волны проходят через внутренний проточный канал 4 и выпускную часть 3 ударно воздействуя на заторможенную часть потока газа на выходе канала 4 между буртом 7 и выпускной частью 3 резонатора 9. Бурт 7 трубки 5 способствует торможению потока газа (обеспечивает необходимый подпор) и генерации мощный акустических импульсов при взаимодействии ударных волн с заторможенным потоком газа. Часть потока газа, поданного через трубку 5, вытекает из отверстий 6 и тормозится поверхностью кольцевой полости 8, в результате чего генерируются интенсивные акустические колебания подобные тем, которые возникают в дисковых излучателях с плоскими веерными струями [2] В результате на газ или смесь газов в выпускной части 3 резонатора 9 воздействует дополнительное акустическое излучение, что повышает к.п.д. устройства и увеличивает нагрев используемых рабочих тел до температуры воспламенения. Одновременно из приемной части 2 резонатора 9 возникающие скачки уплотнения выбрасываются и распространяются в окружающей среде, что также способствует нагреву используемых рабочих тел.

Основным техническим преимуществом предполагаемого технического решения является высокий акустический к.п.д. по сравнению с излучателями Гартмана.

Формула изобретения

1. Газоструйный акустический излучатель-воспламенитель, содержащий сопло и проточный резонатор со сверхзвуковой приемной частью, обращенной к соплу, сверхзвуковой выпускной частью и каналом, соединяющим выпускную и приемную части резонатора, внутри которого вдоль оси размещена трубка с отверстиями и буртиком на выходном торце, отличающийся тем, что в резонаторе выполнена кольцевая полость, размещенная в стыке канала и выпускной части резонатора напротив отверстий.

2. Излучатель по п.1, отличающийся тем, что канал, соединяющий выпускную и приемную части резонатора, выполнен с лысками.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2