RU2064133C1

RU2064133C1 - Combustion chamber

Info

Publication number: RU2064133C1
Application number: RU92011217A
Authority: RU
Inventors: Владимир Викторович Комиссаров; Михаил Яковлевич Беньковский
Original assignee: Владимир Викторович Комиссаров; Михаил Яковлевич Беньковский
Priority date: 1992-12-11
Filing date: 1992-12-11
Publication date: 1996-07-20

Abstract

FIELD: heat-power engineering; combustion chambers of rocket engines. SUBSTANCE: combustion chamber consists of housing with prechamber located perpendicularly relative to axis of housing. Mounted in end of housing is gas-liquid injector whose chamber is connected with prechamber where electric spark plug is located. To enhanced power characteristics of combustion chamber, ratio of diameter of injector chamber to diameter of its nozzle ranges between 1.6 and 2.0. EFFECT: extended range of stable operation at varying ratio of components. 1 dwg

Description

Изобретение относится преимущественно к области авиации и энергетики, в частности, к камерам сгорания, являющимся генераторами инертного газа. The invention relates primarily to the field of aviation and energy, in particular, to combustion chambers, which are inert gas generators.

Известны камеры сгорания энергетических установок, содержащие жаровую трубу с винтовой нарезкой, на торцевой стенке которой расположена горелка в виде втулки с центральным каналом, имеющим по меньшей мере два цилиндрических участка [1]
Недостатком таких камер сгорания являются, во-первых, смешение компонентов топлива в полости, непосредственно соединенной с камерой сгорания, что приводит к необходимости точного поддержания секундных расходов компонентов топлива и их соотношения, во-вторых, необходимость подогревать часть воздуха, используемого на подготовку топливовоздушной смеси, в-третьих, подвод топливовоздушной смеси к воспламенительной свече осуществляется из зоны, контактирующей с зоной горения, что приводит к срыву горения при изменении режима работы камеры сгорания.Known combustion chambers of power plants containing a flame tube with a screw thread, on the end wall of which there is a burner in the form of a sleeve with a central channel having at least two cylindrical sections [1]
The disadvantage of such combustion chambers is, firstly, the mixing of fuel components in a cavity directly connected to the combustion chamber, which leads to the need to accurately maintain the second consumption of fuel components and their ratio, and secondly, the need to heat part of the air used to prepare the air-fuel mixture thirdly, the supply of the air-fuel mixture to the ignition plug is carried out from the zone in contact with the combustion zone, which leads to a breakdown of combustion when changing the operating mode of the chamber combustion.

Изобретение направлено на расширение диапазона устойчивой работы камеры сгорания при изменении соотношения компонентов топлива (коэффициента избытка окислителя) α от 0,6 до 3,0 и возможность регулировать суммарный расход топлива до n=4. The invention is aimed at expanding the range of stable operation of the combustion chamber when changing the ratio of fuel components (excess coefficient of oxidizing agent) α from 0.6 to 3.0 and the ability to adjust the total fuel consumption to n = 4.

Для решения поставленной задачи камера сгорания снабжена газожидкостной форсункой с внутренним смещением компонентов топлива, имеющей топливопроводы для перепуска подготовленной топливной смеси в предкамеру с установленной в ней электросвечой зажигания. При этом отношение диаметра внутренней полости форсунки d_впф к диаметру сопла форсунки d_сф от 1,6 до 2,0 и отношение расхода топлива к площади внутренней полости форсунки от 0,28 до 1,4 г/с мм².To solve this problem, the combustion chamber is equipped with a gas-liquid nozzle with an internal displacement of the fuel components having fuel lines for transferring the prepared fuel mixture to the prechamber with the electric spark plug installed in it. The ratio of the diameter of the inner cavity of the nozzle d _dpf to the diameter of the nozzle nozzle d _{sf is} from 1.6 to 2.0 and the ratio of fuel consumption to the area of the inner cavity of the nozzle is from 0.28 to 1.4 g / s mm ² .

На чертеже схематически показан продольный разрез предложенной камеры сгорания. The drawing schematically shows a longitudinal section of the proposed combustion chamber.

В торцевой стенке сгорания 1 установлена газожидкостная форсунка 2 с внутренним смешением компонентов топлива (в нашем случае бензина и воздуха), подводимых тангенциально. От форсунки 2 отходит топливопровод 3 для перепуска части качественной топливной смеси в предкамеру 4, расположенную перпендикулярно боковой стенке камеры сгорания 1 и соединенную с ее полостью, при этом в предкамере 4 установлены электросвеча зажигания 5. A gas-liquid nozzle 2 is installed in the end wall of combustion 1 with an internal mixture of fuel components (in our case, gasoline and air) supplied tangentially. A fuel line 3 departs from the nozzle 2 for bypassing a part of the high-quality fuel mixture to the pre-chamber 4 located perpendicular to the side wall of the combustion chamber 1 and connected to its cavity, while an electric candle ignition 5 is installed in the pre-chamber 4.

При работе камеры сгорания 1 воздух и бензин тангенциально поступают во внутреннюю полость форсунки 2, где в образующемся вихре интенсивно перемешиваются. Основная часть образовавшейся топливной смеси через имеющее вид конического уступа сопло форсунки 2 поступает в камеру сгорания 1. Наличие конического уступа обеспечивает превышение давления в полости форсунки 2 над давлением в полости камеры сгорания 1, что предотвращает воспламенение в полости форсунки 2. Часть топливной смеси по топливопроводу 3 поступает в предкамеру 4 с расположенной внутри запальной электросвечой 5, где и воспламеняется. Образующийся факел, играя роль дежурного факела, обеспечивает воспламенение топливной смеси, поступившей в камеру сгорания 1 через сопло форсунки 2, во всем диапазоне изменения коэффициента избытка окислителя и 4-х кратного изменения расхода топлива. During operation of the combustion chamber 1, air and gasoline tangentially enter the internal cavity of the nozzle 2, where they are intensively mixed in the resulting vortex. The main part of the resulting fuel mixture through the nozzle 2 having the form of a conical ledge enters the combustion chamber 1. The presence of a conical ledge ensures that the pressure in the nozzle 2 cavity exceeds the pressure in the cavity of the combustion chamber 1, which prevents ignition in the nozzle cavity 2. Part of the fuel mixture through the fuel line 3 enters the pre-chamber 4 with an internal glow plug 5 located inside, where it ignites. The resulting torch, playing the role of the on-duty torch, provides ignition of the fuel mixture entering the combustion chamber 1 through the nozzle of the nozzle 2, over the entire range of changes in the coefficient of excess oxidizer and a 4-fold change in fuel consumption.

Проходное сечение топливопровода 3 подбирается таким, чтобы обеспечить нормальные условия функционирования электросвечей 5. По экспериментальным данным, например для свечей типа СПН-4-3, этот расход топлива составляет от 4 до 15 г/с. При уменьшении этого расхода происходит выгорание конструкции свечи, при увеличении срыв пламени. The through section of the fuel pipe 3 is selected so as to ensure normal conditions for the functioning of the electric candles 5. According to experimental data, for example for SPN-4-3 candles, this fuel consumption is from 4 to 15 g / s. With a decrease in this consumption, the design of the candle burns out, with an increase in the stall of the flame.

Использование перепуска топливной смеси из форсунки в предкамеру позволяет существенно расширить диапазон устойчивой работы камеры. Using the bypass of the fuel mixture from the nozzle to the pre-chamber allows you to significantly expand the range of stable operation of the chamber.

Источники информации
1. А.с. СССР N 663974, кл. F 23 1/02, 1979.Information sources
1. A.S. USSR N 663974, class F 23 1/02, 1979.

Claims

A combustion chamber comprising a housing with a pre-chamber with a spark plug mounted on it and a two-component nozzle with internal mixture of components, characterized in that the cavity of the two-component nozzle is connected by a line to the cavity of the pre-chambers, while the nozzle itself is made with a ratio d _f / d _with 1, 6-2.0, where d _f is the diameter of the nozzle cavity, and d _{with the} nozzle nozzle diameter.