RU2064132C1

RU2064132C1 - Gas-jet acoustic radiator-igniter

Info

Publication number: RU2064132C1
Application number: RU92011173A
Authority: RU
Inventors: И.Н. Лебедев
Original assignee: Научно-исследовательский институт машиностроения
Priority date: 1992-12-09
Filing date: 1992-12-09
Publication date: 1996-07-20

Abstract

FIELD: fuel ignition in various thermal machines. SUBSTANCE: radiator has coaxial nozzle and flow resonator with supersonic intake part facing the nozzle, supersonic outlet part, and channel connecting outlet and intake parts of resonator accommodating perforated tube with flanges at outlet end arranged along resonator axis; it has annular cavity located at joint between channel and outlet part of resonator against tube holes. In addition, radiator channel interconnecting outlet and intake parts of resonator may be provided with flats on tube. EFFECT: facilitated fuel ignition. 2 cl, 2 dwg

Description

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. The invention relates to acoustic heat engineering, in particular to gas burners in which the energy of acoustic vibrations is used to intensify mixture formation and can be used to ignite fuel in various heat engines, as well as in other heat and mass transfer processes. Known gas-jet emitters of sound Hartmann type [1] which consist of a nozzle with a fitting for supplying gas and a cylindrical resonator. The end holder or rod is located along the axis of the nozzle and the resonator and allows you to move them relative to each other. These emitters are the simplest to obtain high-intensity ultrasonic vibrations due to the energy of the gas stream flowing onto the resonator barrier, but their wide penetration is hindered by low efficiency not exceeding in most cases 10 Known emitters, for example N 1568340, B 06 B 1/20, containing a coaxial nozzle and a flow resonator with a receiving and discharging part connected by a channel, inside of which a tube with holes is placed along the axis of the nozzle and the channel opposite the channel junction and the outlet of the resonator for supplying the second component.

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. In the emitter, due to the supply of the second component, additional braking of the gas flow in the flow channel is provided, which contributes to the creation of a more powerful acoustic pulse when the shock wave passes through the internal sound channel in the outlet part of the resonator.

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. The known emitter does not provide the maximum possible increase in efficiency. and heating the working fluid in the outlet part of the resonator, because To increase the acoustic energy generated by the emitter, the kinetic energy of the gas jet flowing out of the tube openings is not used.

Основной задачей изобретения является повышение к.п.д. излучателя и температуры нагрева рабочих тел за счет создания дополнительного акустического излучения. The main objective of the invention is to increase the efficiency emitter and heating temperature of the working fluid due to the creation of additional acoustic radiation.

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. The problem is solved in that a gas-jet acoustic igniter-igniter containing a coaxial nozzle and a flow resonator with a supersonic receiving part facing the nozzle, a supersonic exhaust part and a channel connecting the exhaust and receiving part of the resonator, inside of which along the axis there is a tube with holes and a shoulder on the output end is further provided with an annular cavity located at the junction of the channel and the outlet of the resonator opposite the tube openings. In addition, the emitter channel connecting the outlet and receiver of the resonator can be made in the form of flats on the tube to simplify the mounting of the resonator relative to the nozzle.

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. Compared with the prototype, the proposed solution has new features and therefore has novelty. The use of an annular cavity in the outlet flow path of the resonator for additional generation of acoustic vibrations is unknown, therefore, it can be assumed that the proposed solution has significant differences.

На чертеже изображен предложенный излучатель (фиг.1) и его сечение (фиг. 2). The drawing shows the proposed emitter (figure 1) and its cross section (Fig. 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). The emitter consists of a nozzle 1, a supersonic receiving part 2, an outlet part 3 of the resonator, a channel 4 connecting the receiving part to an outlet, a tube 5 with a central channel and openings 6 for supplying working fluids to the supersonic outlet part of the resonator. The end of the tube is made with a collar 7, which provides support and focus when the working fluid flows from the holes 6 into the resonant annular cavity 8 in front of the exhaust part 3 of the resonator 9. Channel 4 is formed by flats on the tube 5 (figure 2).

Предлагаемое устройство работает следующим образом. The proposed device operates as follows.

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. Compressed gas under excess pressure is supplied to the nozzle 1. The gas stream flowing out at a sound or supersonic speed hits the supersonic receiving part 2 of the resonator and generates periodic weak shock waves. The resulting shock waves pass through the internal flow channel 4 and the exhaust part 3 shock impact on the inhibited part of the gas flow at the outlet of the channel 4 between the shoulder 7 and the exhaust part 3 of the resonator 9. The bur 7 of the tube 5 helps to slow down the gas flow (provides the necessary pressure) and generates powerful acoustic pulses during the interaction of shock waves with a blocked flow of gas. A part of the gas flow supplied through the tube 5 flows out of the holes 6 and is hindered by the surface of the annular cavity 8, as a result of which intense acoustic vibrations are generated similar to those that occur in disk emitters with flat fan jets [2] As a result of the gas or gas mixture in the exhaust part 3 of the resonator 9 is affected by additional acoustic radiation, which increases the efficiency devices and increases the heating of the working fluid to the ignition temperature. Simultaneously, from the receiving part 2 of the resonator 9, the resulting shock waves are ejected and propagated in the environment, which also contributes to the heating of the working fluids used.

Основным техническим преимуществом предполагаемого технического решения является высокий акустический к.п.д. по сравнению с излучателями Гартмана. The main technical advantage of the proposed technical solution is the high acoustic efficiency compared to Hartmann emitters.

Claims

1. Gas-jet acoustic igniter emitter containing a nozzle and a flow resonator with a supersonic receiving part facing the nozzle, a supersonic exhaust part and a channel connecting the exhaust and receiving parts of the resonator, inside of which a tube with holes and a shoulder at the output end the fact that the cavity has an annular cavity located at the junction of the channel and the outlet of the resonator opposite the holes.

2. The emitter according to claim 1, characterized in that the channel connecting the exhaust and receiving parts of the resonator is made with flats.