Каталитический воспламенитель

 

Каталитический воспламенитель для поджигания топлива в потоке, преимущественно в камере сгорания воздушно-реактивного двигателя, содержит корпус воспламенителя с расположенными по его оси топливной форсункой и каталитическим реактором, включающим корпус, одно или несколько входных отверстий, катализатор, выходное сопло и конический стабилизатор. Между корпусом каталитического реактора и корпусом воспламенителя выполнена кольцевая щель для подвода топливовоздушной смеси к кромке конического стабилизатора. Катализатор выполнен в форме продольно гофрированной сетки из платиносодержащего материала, изолированной от корпуса реактора керамической втулкой. Выходное сопло каталитического реактора выполнено в виде равномерно перфорированной отверстиями перегородки с шагом между отверстиями не более половины шага продольного гофра на катализаторе. Изобретение увеличивает поджигающую способность факела. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано в камерах сгорания воздушно-реактивных двигателей для воспламенения топлива в потоке.

Известен каталитический воспламенитель для поджигания топлива в потоке воздуха, содержащий каталитический реактор, включающий корпус с размещенным в нем катализатором, снабженный коническим стабилизатором, входным отверстием и выходным соплом. Подача топлива в известном устройстве осуществляется через форсунку, расположенную на определенном расстоянии от каталитического реактора. Катализатор выполнен из свернутой в рулон сетки, изготовленной из платины или ее сплавов (см. патент США №3355885, кл. 60-39.82, 1965). Известны и другие аналогичные технические решения (см. патенты США №3156094, кл. 60-39.82, 3196614, кл. 60-39.82, ФРГ №1526856, 46 g, 3/10).

Недостатком известных технических решений является малая мощность факела на выходе из каталитического реактора, ограниченная массой катализатора из платины. Увеличение мощности факела требует увеличения массы каталитического материала - платины.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является увеличение поджигающей способности факела.

Поставленная задача решается за счет того, что в каталитическом воспламенителе для поджигания топлива в потоке, преимущественно в камере сгорания воздушно-реактивного двигателя, содержащем корпус воспламенителя с расположенными по его оси топливной форсункой и каталитическим реактором, включающим корпус, одно или несколько входных отверстий, катализатор, выходное сопло и конический стабилизатор, согласно изобретению между корпусом каталитического реактора и корпусом воспламенителя выполнена кольцевая щель для подвода топливовоздушной смеси к кромке конического стабилизатора, а катализатор выполнен в форме продольно гофрированной сетки из платиносодержащего материала, изолированной от корпуса каталитического реактора керамической втулкой. Поступающая через кольцевую щель топливовоздушная смесь воспламеняется от первичного очага пламени, выходящего из каталитического реактора, и тем самым увеличивает поджигающую мощность воспламенителя.

Поставленная задача решается также за счет того, что выходное сопло каталитического реактора выполнено в виде равномерно перфорированной отверстиями перегородки с шагом между отверстиями не более половины шага продольного гофра каталитической сетки.

На фиг.1 представлен общий вид предлагаемого каталитического воспламенителя; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

Каталитический воспламенитель содержит корпус воспламенителя 1 с расположенной по его оси топливной форсункой 2 и каталитическим реактором 3, включающим корпус 4, катализатор 9, перегородку с входными отверстиями 5 и выходное сопло 6. Корпус реактора 4 снабжен коническим стабилизатором 7. Между корпусом реактора 4 и корпусом воспламенителя 1 выполнена кольцевая щель 8 для подвода топливовоздушной смеси к кромкам стабилизатора 7. Катализатор 9 выполнен в форме продольно гофрированной сетки из платиносодержащего материала и изолирован от корпуса реактора 4 керамической втулкой 10. Выходное сопло 6 каталитического реактора 3 выполнено в виде равномерно перфорированной отверстиями 11 перегородки с шагом 1 между отверстиями 11 не более половины шага продольного гофра h на каталитической сетке 9. Перегородка 5 снабжена втулкой 12 для фиксации катализатора 9.

При подаче топлива через форсунку 2 в поток газа, поступающего на вход каталитического пускового устройства, внутри корпуса воспламенителя 1 образуется топливовоздушная смесь, часть которой через отверстия в перегородке 5 поступает к катализатору 9, на поверхности которого возникает химическая реакция окисления топлива, что приводит к появлению на выходе из сопла 6 первичного очага горения. Оставшаяся часть топливовоздушной смеси через кольцевую щель 8 поступает к кромке стабилизатора 7 и воспламеняется от первичного очага горения, создавая более мощный вторичный очаг горения. Выполнение катализатора 9 в виде продольно гофрированной сетки из платиносодержащего материала, заключенной между керамическими втулками 10 и 12, позволяет сохранять форму катализатора 9, а применение выходного сопла 6 в виде равномерно перфорированной отверстиями 11 перегородки с шагом между отверстиями 1 не более половины шага продольного гофра h каталитической сетки препятствует выползанию сетки 9 через сопло 6 под действием скоростного напора.

Изобретение позволяет создать мощный и надежный поджигающий факел при ограниченном расходе катализатора из платиносодержащего материала.

Формула изобретения

1. Каталитический воспламенитель для поджигания топлива в потоке, преимущественно в камере сгорания воздушно-реактивного двигателя, содержащий корпус воспламенителя с расположенными по его оси топливной форсункой и каталитическим реактором, включающим корпус, одно или несколько входных отверстий, катализатор, выходное сопло и конический стабилизатор, отличающийся тем, что между корпусом каталитического реактора и корпусом воспламенителя выполнена кольцевая щель для подвода топливовоздушной смеси к кромке конического стабилизатора, а катализатор выполнен в форме продольно гофрированной сетки из платиносодержащего материала, изолированной от корпуса каталитического реактора керамической втулкой.

2. Каталитический воспламенитель по п.1, отличающийся тем, что выходное сопло каталитического реактора выполнено в виде равномерно перфорированной отверстиями перегородки с шагом между отверстиями не более половины шага продольного гофра каталитической сетки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к горелке, в частности для газовой турбины, при которой для стабилизации основной горелки предусмотрена каталитическая опорная горелка

Изобретение относится к горелке, в частности для газовой турбины, с каталитической камерой сгорания

Изобретение относится к газовой турбине для сжигания горючего газа

Изобретение относится к воздушно-реактивным двигателям, в частности к способам воспламенения топлива в камерах сгорания прямоточных схем при сверхзвуковых скоростях потока воздуха и температурах потока, меньших температуры самовоспламенения топлива

Изобретение относится к энергетике. Способ контроля степени забивания пусковых форсунок газотурбинного двигателя, содержащего камеру сгорания, в которую открыта по меньшей мере одна питаемая топливом пусковая форсунка, при этом указанные пусковые форсунки выполнены с возможностью инициации горения в указанной камере посредством воспламенения топлива, и турбину, приводимую во вращение газообразными продуктами горения топлива в камере. При этом способ содержит этапы, на которых во время фазы запуска газотурбинного двигателя измеряют (1100) температуру отработанных газов на выходе из турбины и на основании изменения по времени измеряемой температуры определяют (1200) степень забивания пусковых форсунок. Также представлены система контроля степени забивания, выполненная с возможностью осуществления способа контроля согласно изобретению, а также газотурбинный двигатель и летательный аппарат, содержащие такую систему. Изобретение позволяет обеспечить возможность обнаружения забивания пусковых форсунок с возможностью прогнозирования и упреждения момента, в который степень забивания пусковых форсунок достигнет уровня, при котором невозможно запустить двигатель. 4 н. и 8 з.п. ф-лы, 7 ил.
Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано на различных видах транспорта и в отопительных системах жилых помещений и обогрева человека в экстремальных условиях

Изобретение относится к газотурбинным установкам и может быть использовано в отраслях народного хозяйства, преимущественно для использования на экологически чистых энергетических и газоперекачивающих предприятиях

Изобретение относится к газотуроинным энергетическим установкам и транспортным двигателям наземного, морского и воздушного назначения

Газотурбинный двигатель, работающий на обедненной топливной смеси, содержит компрессор, каталитическую камеру сгорания, турбину, регенеративный теплообменник, горелку и клапан. Компрессор предназначен для сжатия рабочего газа для создания сжатого газа, при этом рабочий газ имеет концентрацию горючего компонента, которая меньше его предела воспламеняемости. Каталитическая камера сгорания предназначена для сжигания сжатого газа посредством каталитической реакции с помощью катализатора, размещенного в ней, для образования газообразных продуктов сгорания. Турбина выполнена с возможностью приведения ее в действие посредством газообразных продуктов сгорания, подаваемых из каталитической камеры сгорания. Регенеративный теплообменник предназначен для нагрева сжатого газа, подаваемого из компрессора в каталитическую камеру сгорания, посредством отработавшего газа, подаваемого из турбины по каналу для отработавшего газа в регенеративный теплообменник. Горелка предназначена для сжигания газа, отбираемого из компрессора, вместе с топливом для образования нагревающего газа и подачи нагревающего газа в канал для отработавшего газа. Клапан предназначен для регулирования количества отбираемого газа, подлежащего подаче в горелку. Изобретение позволяет не допускать снижения выходной мощности или потери давления в системе выпуска, что обеспечивает получение газовой турбины малого размера. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх