SU1716253A1 - Fuel mixture pulse combustion device - Google Patents

Fuel mixture pulse combustion device Download PDF

Info

Publication number
SU1716253A1
SU1716253A1 SU904825492A SU4825492A SU1716253A1 SU 1716253 A1 SU1716253 A1 SU 1716253A1 SU 904825492 A SU904825492 A SU 904825492A SU 4825492 A SU4825492 A SU 4825492A SU 1716253 A1 SU1716253 A1 SU 1716253A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
ignition chamber
barrel
igniter
chamber
combustible mixture
Prior art date
Application number
SU904825492A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Александрович Харламов
Original Assignee
Луганский Машиностроительный Институт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Луганский Машиностроительный Институт filed Critical Луганский Машиностроительный Институт
Priority to SU904825492A priority Critical patent/SU1716253A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1716253A1 publication Critical patent/SU1716253A1/en

Links

Abstract

Изобретение относитс  к области энергетики , в частности к сжиганию газовых и газодисперсных систем, преимущественно к генераторам высокотемпературных и скоростных потоков продуктов сгорани  и может быть использовано дл  обработки материалов и нанесени  покрытий. Цель изобретени  - повышение эксплуатационной надежности. Устройство дл  импульсного сжигани  горючей смеси содержит камеру в виде ствола, систему подачи газов, кольцевую камеру зажигани  с воспламенителем горючей смеси, расположенную вокруг ствола и соединенную с его рабочей полостью отверсти ми, при этом воспламенитель и отверсти , соедин ющие камеру зажигани  с рабочей полостью, расположены друг от друга на рассто нии ЗЬ I 80 b по оси, проход щей через центры поперечных сечений камеры зажигани , где b - минимальный размер поперечного сечени  камеры зажигани , причем в указанной камере установлена .поперечна  перегородка, вблизи которой с одной стороны расположен воспламенитель , а с другой - отверсти , соедин ющие камеру зажигани  с рабочей полостью ствола . 1 з.п. ф-лы, 4 ил.The invention relates to the field of energy, in particular to the combustion of gas and gas-dispersed systems, mainly to the generators of high-temperature and high-speed flows of combustion products and can be used for processing materials and coating. The purpose of the invention is to increase operational reliability. A device for pulsed combustion of a combustible mixture contains a chamber in the form of a barrel, a gas supply system, an annular ignition chamber with an igniter of the combustible mixture located around the barrel and connected to its working cavity by holes, the igniter and the holes connecting the ignition chamber to the working cavity, are spaced from each other at a distance of 3 'I 80 b along the axis passing through the centers of the cross sections of the ignition chamber, where b is the minimum cross section of the ignition chamber, and in this chamber A transverse partition is installed, near which there is an igniter on one side and openings on the other side connecting the ignition chamber with the working cavity of the barrel. 1 hp f-ly, 4 ill.

Description

Изобретение относитс  к области энергетики , а именно к технике сжигани  газовых и газодисперсных систем, преимущественно к генераторам высокотемпературных и скоростных струй продуктов сгорани , может использоватьс  дл  обработки материалов и нанесени  покрытий.The invention relates to the field of energy, namely to the technique of burning gas and gas-dispersed systems, mainly to generators of high-temperature and high-speed jets of combustion products, can be used for processing materials and coating.

Известны устройства дл  импульсного сжигани  горючей смеси, имеющие цилиндрическую форму, закрытый и открытый торцы, отверсти  дл  присоединени  к системе подачи газов и воспламенител  горючей смеси. Эти камеры обычно работают в детонационном режиме сгорани  и позво- л ют генерировать высокоскоростные и температурные потоки газов. Недостатком этих камер  вл етс  значительна  длина преддетонационного участка, так как воспламенение горючей смеси в стволе осуществл етс  от точечного источника. Это затрудн ет, а в некоторых случа х делает невозможным использование в качестве горючих газов, газов-заменителей ацетилена .Apparatus for pulsed combustion of a combustible mixture, having a cylindrical shape, closed and open ends, openings for connection to a gas supply system and an igniter of a combustible mixture, are known. These chambers usually operate in the detonation mode of combustion and allow to generate high-speed and temperature gas flows. The disadvantage of these chambers is the considerable length of the pre-detonation site, since the ignition of the combustible mixture in the barrel occurs from a point source. This makes it difficult, and in some cases makes it impossible to use acetylene as a substitute gas for combustible gases.

Известна также камера сгорани , прин та  в качестве прототипа насто щего изобретени . Она содержит ствол с открытым выходным торцом, систему подачи газов, камеру зажигани , охватывающую ствол и соединенную с его рабочей полостью отверсти ми, воспламенитель горючей смеси и блок управлени . В этой импульсной камере сгорани  ускорение перехода горени  детонаци  осуществл етс  за счет реализации воспламенени  горючей смеси в стволе от нескольких факелов, вырываюОA combustion chamber, adopted as the prototype of the present invention, is also known. It contains a barrel with an open output end, a gas supply system, an ignition chamber, covering the barrel and connected to its working cavity by openings, a combustible mixture igniter and a control unit. In this pulsed combustion chamber, the acceleration of the transition of the detonation is accomplished by realizing the ignition of the combustible mixture in the barrel from several torches, pulling out

э елer ate

0000

щихс  из калиброванных отверстий, соедин ющих камеру зажигани  с рабочей полостью ствола.Calibration holes connecting the ignition chamber with the working cavity of the barrel.

Недостатком данной импульсной камеры сгорани   вл етс  невозможность формировани  факелов из всех отверстий одновременно, так как они наход тс  на различных рассто ни х от воспламенител  горючей смеси. Поджиг горючей смеси в стволе в данном случае осуществл етс  двум  потоками пламени, распростран ющимис  по кольцевой полости камеры от воспламенител  горючей смеси последовательно начина  с отверстий, расположенных ближе к воспламенителю горючей смеси. И к тому моменту, когда эти два потока пламени сталкиваютс  и образуют зону с повышенными энергетическими характеристиками , в части ствола, примыкающей к камере зажигани , уже будут находитьс  продукты сгорани  части горючей смеси, Это снижает надежность поджига горючей смеси в стволе и ведет к увеличению пред- детонационного рассто ни .The disadvantage of this impulse combustion chamber is the impossibility of the formation of flares from all openings simultaneously, since they are at different distances from the igniter of the combustible mixture. Ignition of the combustible mixture in the barrel in this case is carried out by two streams of flame propagating through the annular cavity of the chamber from the igniter of the combustible mixture sequentially starting from the holes located closer to the igniter of the combustible mixture. And by the time when these two streams of flame collide and form a zone with enhanced energy characteristics, in the part of the barrel adjacent to the ignition chamber, there will already be combustion products of part of the combustible mixture. This reduces the reliability of ignition of the combustible mixture in the trunk. - detonation distance.

Целью изобретени   вл етс  повышение эксплуатационной надежности работы устройства дл  импульсного сжигани  горючей смеси за счет интенсификации процесса возбуждени  детонации в стволе.The aim of the invention is to improve the operational reliability of the device for pulsed combustion of the combustible mixture due to the intensification of the process of initiating detonation in the barrel.

Дл  достижени  этой цели в устройстве, содержащем рабочую камеру, в виде ствола с открытым выходным торцом, систему подачи газов, кольцевую камеру зажигани  с воспламенителем горючей смеси, расположенную вокруг ствола и соединенную с его рабочей полостью отверсти ми и блок управлени , воспламенитель и отверсти , соедин ющие камеру зажигани  с рабочей полостью ствола, расположены друг от друга на рассто нии I по оси, проход щей через центра поперечных сечений камеры зажигани :To achieve this goal, in a device containing a working chamber in the form of a barrel with an open output end, a gas supply system, an annular ignition chamber with an igniter of a combustible mixture located around the barrel and connected to its working cavity by the holes and the control unit, the igniter and holes, connecting the ignition chamber with the working cavity of the barrel are spaced from each other at a distance I along the axis passing through the center of the cross sections of the ignition chamber:

3b l 80Ь,3b l 80b,

где b - минимальный размер поперечного сечени  камеры зажигани .where b is the minimum cross-sectional size of the ignition chamber.

Выбор данного соотношени  размеров обусловлен услови ми возникновени  детонации при ускорении горени  в трубах и характерными значени ми преддетонаци- онного рассто ни  (от точки зажигани  до места возникновени  детонации). Величина преддетонационного рассто ни  зависит от состава, температуры, давлени  горючей смеси газов, диаметра или иного характерного размера поперечного сечени  канала и других условий.The choice of this ratio of sizes is determined by the conditions for the occurrence of detonation during burning acceleration in pipes and the characteristic values of the detonation distance (from the ignition point to the place of the detonation origin). The magnitude of the pre-detonation distance depends on the composition, temperature, pressure of the combustible gas mixture, diameter or other characteristic size of the channel cross-section, and other conditions.

По данным физических исследований величина преддетонационного рассто ни  обычно находитс  в пределах от 2-4 диаметров до 80 диаметров трубы. ХарактернымиAccording to physical studies, the pre-detonation distance is usually in the range of 2-4 diameters to 80 pipe diameters. Characteristic

значени ми и обусловлен выбор соотношени  размеров камеры зажигани  в предлагаемом устройстве.the values determine the ratio of the dimensions of the ignition chamber in the proposed device.

При таком конструктивном исполненииWith this design

в камере зажигани  формируетс  два потока ускор ющегос  пламени, переход щие в детонацию. Детонационные волны, формирующиес  в камере зажигани , возбуждают детонацию в рабочей полости ствола на бо0 лее коротком участке ствола, чем при факельном воспламенении.In the ignition chamber, two streams of accelerating flame are formed, passing into detonation. Detonation waves that form in the ignition chamber excite detonation in the working cavity of the barrel in a shorter part of the barrel than during flare ignition.

В кольцевой камере зажигани  может быть установлена поперечна  перегородка, вблизи которой с одной стороны располо5 жен воспламенитель, ас другой-отверсти , соедин ющие камеру зажигани  с рабочей полостью ствола.In the annular ignition chamber, a transverse partition can be installed, near which there is an igniter on one side, and another aperture connecting the ignition chamber with the working cavity of the barrel.

В зтом варианте конструкции достигаетс  минимальный диаметр кольцевой ка0 меры зажигани , а тем самым минимизаци  габаритных размеров устройства.In this embodiment, the minimum diameter of the annular ignition gauge is achieved, thereby minimizing the overall dimensions of the device.

На фиг.1 показано устройство дл  импульсного сжигани  горючей смеси; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З. 5 устройство с камерой зажигани  с поперечной перегородкой; на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.З.Fig. 1 shows a device for pulsed combustion of a combustible mixture; figure 2 - section aa in figure 1; on fig.Z. 5 a device with an ignition chamber with a transverse partition; figure 4 - section bb in fig.Z.

Устройство дл  импульсного сжигани  горючей смеси, показанное на фиг.1, содер0 жит ствол 1 с открытым выходным-торцом, систему 2 подачи газов, кольцевую камеру 3 зажигани , расположенную вокруг ствола 1 вблизи его закрытого торца и соединенную с рабочей полостью ствола 1 отверсти ми 4,The device for pulsed combustion of the combustible mixture shown in Fig. 1 contains the barrel 1 with an open-end, a gas supply system 2, an annular ignition chamber 3 located around the barrel 1 near its closed end and connected to the working cavity of the barrel 1 with holes four,

5 воспламенитель 5 горючей смеси, вмонтированный в камеру 3 зажигани , и блок 6 . управлени . Воспламенитель 5 и отверсти  4 расположены друг от друга на рассто нии Зь I 80 b по оси, проход щей5 igniter 5 combustible mixture, mounted in the ignition chamber 3, and block 6. management The igniter 5 and the aperture 4 are spaced from each other at a distance of I I 80 b along the axis passing

0 через центры поперечных сечений камеры зажигани  3, где b - минимальный размер поперечного сечени  камеры 3, Блок б управлени  св зан с системой 2 подачи газов и воспламенителем 5, а система 2 подачи0 through the centers of the cross sections of the ignition chamber 3, where b is the minimum cross section of the chamber 3, the control block B is connected to the gas supply system 2 and the igniter 5, and the feed system 2

5 газов с камерой 3 зажигани .5 gases with chamber 3 ignition.

Устройство дл  импульсного сжигани  горючей смеси работает следующим образом .A device for pulsed combustion of a combustible mixture works as follows.

Система 2 подачи газов по команде бло0 ка 6 управлени  заполн ет камеру 3 зажигани  и ствол 1 горючей смесью газов. По команде блока 6 управлени  воспламенитель 5 инициирует горение горючей смеси в камере 3 зажигани . Горение распрост5 ран етс  по кольцевой камере 3 зажигани  в двух направлени х от воспламенител  5 горючей смеси, и в ней формируютс  две детонационные волны, которые затем сталкиваютс  у отверстий 4, соедин ющих камеру 3 зажигани  с рабочей полостью ствола.The gas supply system 2 at the command of the control unit 6 fills the ignition chamber 3 and the barrel 1 with a combustible gas mixture. At the command of the control unit 6, the igniter 5 initiates the burning of the combustible mixture in the ignition chamber 3. Combustion propagates through the annular ignition chamber 3 in two directions from the igniter 5 of the combustible mixture, and two detonation waves are formed in it, which then collide at the openings 4 connecting the ignition chamber 3 with the working cavity of the barrel.

В месте столкновени  этих волн формируетс  зона с повышенными энергетическими характеристиками, от которой происходит возбуждение детонации в рабочей полости ствола.In the place of the collision of these waves, a zone with enhanced energy characteristics is formed, from which detonation is excited in the working cavity of the trunk.

Устройство дл  импульсного сжигани  горючей смеси, изображенное на фиг.2, содержит ствол 1 с открытым выходным торцом , систему 2 подачи газов, кольцевую камеру 3 зажигани , соединенную с ра- бочей полостью ствола 1 и отверстием 4, воспламенитель 5 горючей смеси, вмонтированный в камеру 3 зажигани , и блок 6 управлени . В камере 3 зажигани  установлена поперечна  перегородка 7. С одной стороны перегородки 7 расположен воспламенитель 5, с другой - отверстие 4, соедин ющее камеру 3 зажигани  с рабочей полостью ствола 1.,.The device for pulsed combustion of the combustible mixture, shown in Fig. 2, comprises a barrel 1 with an open output end, a gas supply system 2, an annular ignition chamber 3 connected to the working cavity of the barrel 1 and an aperture 4, a combustible igniter 5 mounted into ignition chamber 3, and control unit 6. In the ignition chamber 3, a transverse partition 7 is installed. On one side of the partition 7 there is an igniter 5, on the other side an opening 4 connecting the ignition chamber 3 with the working cavity of the barrel 1.,.

Воспламенитель 5 и отверстие 4 рас- положены друг от друга на рассто нии 3 b I 80 b по оси, проход щей через центры поперечных сечений камеры 3 зажигани , где b -минимальный размер поперечного сечени  камеры. Блок 6 уп- равленй  св зан с воспламенителем 5 и системой 2 подачи газов, а последн   - с камерой 3 зажигани .The igniter 5 and the orifice 4 are spaced from each other at a distance of 3 b I 80 b along the axis passing through the centers of the cross sections of the ignition chamber 3, where b is the minimum cross section of the chamber. The control unit 6 is connected with the igniter 5 and the gas supply system 2, and the latter with the ignition chamber 3.

Устройство дл  сжигани  горючей смеси работает следующим образом.A device for burning a combustible mixture works as follows.

Система 2 подачи газов по команде блока б управлени  заполн ет камеру 3 зажигани  и ствол 1. j-орючей смесью газов, ho Команде блока J6 управлени  воспламенитель 5 инициирует горение горючей смеси в камере 3 зажигани . Горение распростран етс  по кольцевой камере 3 зажигани , формируетс  детонационна  волна, котора  затем через отверсти  4 возбуждает детонацию в рабочей полости ствола.The gas supply system 2, at the command of the control block b, fills the ignition chamber 3 and the barrel 1. With a j-gas mixture, ho The command of the control block J6 igniter 5 initiates the combustion of the combustible mixture in the ignition chamber 3. Combustion propagates through the annular ignition chamber 3, a detonation wave is formed, which then, through the openings 4, initiates detonation in the working cavity of the barrel.

Предлагаемое техническое решение по сравнению с прототипом имеет следующие преимущества.The proposed solution in comparison with the prototype has the following advantages.

Возбуждение детонации а рабочей полости ствола от детонационных волн, пред-, варительно сформированных в камере зажигани , позвол ет уменьшить длину преддетонационного участка ствола. Это позвол ет повысить стабильность перехода горени  в детонацию, использовать стволы меньшей длины, а затем и объема (экономи  горючей смеси при этом составл ет 5...10%). Кроме того, обеспечиваетс  возможность использовани  горючих газов менее склонных к детонаций, чем ацетилен, которые в то же врем   вл ютс  более дешевыми и менее дефицитными; При детона- ционно-газовом напылении себестоимость покрытий в этом случае будет значительно снижена.The initiation of detonation in the working cavity of the barrel from detonation waves, which are preliminarily formed in the ignition chamber, makes it possible to reduce the length of the pre-detonation section of the barrel. This makes it possible to increase the stability of the transition to detonation, to use trunks of shorter length and then volume (saving the combustible mixture in this case is 5 ... 10%). In addition, it is possible to use combustible gases less prone to detonation than acetylene, which at the same time are cheaper and less scarce; With detonation gas spraying, the cost of coatings in this case will be significantly reduced.

Claims (2)

Формула изобретени  1. Устройство дл  импульсного сжигани  горючей смеси, содержащее рабочую камеру в виде ствола с открытым выходным торцом, систему подачи газов, кольцевую камеру зажигани  с воспламенителем горючей смеси, расположенную вокруг ствола и соединенную с его рабочей полостью отверсти ми, и блок управлени , от л и ч а- ю щ е е с   тем, что, с целью повышени  эксплуатационной надежности, воспламенитель и отверсти , соедин ющие камеру зажигани  с рабочей полостью ствола, расположены друг от друга на рассто нии ЗЬ 1 80 b по оси, проход щей через центры поперечных сечений камеры зажигани , где b - минимальный размер поперечного сечени  камеры зажигани .Claim 1. A device for pulsed combustion of a combustible mixture comprising a working chamber in the form of a barrel with an open end face, a gas supply system, an annular ignition chamber with an igniter of the combustible mixture located around the barrel and connected to its working cavity, and a control unit, from l and ya e so that, in order to increase operational reliability, the igniter and the holes connecting the ignition chamber with the working cavity of the barrel, are located from each other at an axis distance of 80 od through the center of the cross sections of the ignition chamber where b - the minimal dimension of the cross section of the ignition chamber. 2.Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е- с   тем, что в кольцевой камере зажигани  установлена поперечна  перегородка, вблизи которой с одной стороны расположен воспламенитель, а с другой отверсти , соедин ющие камеру зажигани  с рабочей полостью ствола.2. The device according to claim 1, in which there is a transverse partition in the annular ignition chamber, near which there is an igniter on one side and an opening on the other side connecting the ignition chamber with the working trunk cavity.
SU904825492A 1990-03-19 1990-03-19 Fuel mixture pulse combustion device SU1716253A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904825492A SU1716253A1 (en) 1990-03-19 1990-03-19 Fuel mixture pulse combustion device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904825492A SU1716253A1 (en) 1990-03-19 1990-03-19 Fuel mixture pulse combustion device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1716253A1 true SU1716253A1 (en) 1992-02-28

Family

ID=21514336

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU904825492A SU1716253A1 (en) 1990-03-19 1990-03-19 Fuel mixture pulse combustion device

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1716253A1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8136624B2 (en) 2006-04-17 2012-03-20 Soundblast Technologies Llc System and method for ignition of a gaseous or dispersed fuel-oxidant mixture
US8172034B2 (en) 2006-04-17 2012-05-08 Soundblast Technologies Llc System and method for generating and directing very loud sounds
US8302730B2 (en) 2006-04-17 2012-11-06 Soundblast Technologies, Llc System and method for generating and controlling conducted acoustic waves for geophysical exploration
US8905186B2 (en) 2006-04-17 2014-12-09 Soundblast Technologies, Llc System for coupling an overpressure wave to a target media
US9581704B2 (en) 2015-01-22 2017-02-28 Soundblast Technologies, Llc System and method for accelerating a mass using a pressure produced by a detonation

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 548177, кл. В 05 В 7/20, 1974. *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8136624B2 (en) 2006-04-17 2012-03-20 Soundblast Technologies Llc System and method for ignition of a gaseous or dispersed fuel-oxidant mixture
US8172034B2 (en) 2006-04-17 2012-05-08 Soundblast Technologies Llc System and method for generating and directing very loud sounds
US8292022B2 (en) 2006-04-17 2012-10-23 Soundblast Technologies Llc System and method for generating and controlling conducted acoustic waves for geophysical exploration
US8302730B2 (en) 2006-04-17 2012-11-06 Soundblast Technologies, Llc System and method for generating and controlling conducted acoustic waves for geophysical exploration
US8905186B2 (en) 2006-04-17 2014-12-09 Soundblast Technologies, Llc System for coupling an overpressure wave to a target media
US9581704B2 (en) 2015-01-22 2017-02-28 Soundblast Technologies, Llc System and method for accelerating a mass using a pressure produced by a detonation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100544841C (en) Be used to produce the method and apparatus of gas pulses
US2417445A (en) Combustion chamber
CN100549399C (en) A kind of high-frequency pulse pinking engine and controlling method thereof
US3674409A (en) Burners having a pulsating mode of operation
SU1716253A1 (en) Fuel mixture pulse combustion device
GB2323662A (en) Pulse combustor and boiler for same
EP0256711A2 (en) Pulse jet combustor
US3263418A (en) Detonation reaction engine
RU2672244C1 (en) Method for initiating detonation in pipe with combustible mixture and device for its implementation
US4175380A (en) Low noise gas turbine
RU2084675C1 (en) Chamber for puls detonation engine
CN108757220A (en) A kind of pulse detonation combustion engine of rear end igniting
US20050058957A1 (en) Method and apparatus using jets to initiate detonations
SU1502901A2 (en) Pulse burning device
SU1151764A1 (en) Pulsing combustion device
SU1657883A1 (en) Gas dynamical igniter
RU2285142C2 (en) Method of operation and design of detonation power plant
SU1255818A1 (en) Gas-dynamic igniter
CN107653429B (en) Accumulative pressure high frequency detonation-gun
CN113374597B (en) Self-excited detonation engine
RU2175743C2 (en) Method and device for gas-dynamic ignition
CN113864085B (en) Multi-pipe continuous working detonation engine
RU2057996C1 (en) Gas-dynamic igniter
SU1333791A1 (en) Exhaust system for i.c.engine
RU2062953C1 (en) Gas dynamic heater