RU2084767C1 - Запальное устройство - Google Patents
Запальное устройство Download PDFInfo
- Publication number
- RU2084767C1 RU2084767C1 RU94028142A RU94028142A RU2084767C1 RU 2084767 C1 RU2084767 C1 RU 2084767C1 RU 94028142 A RU94028142 A RU 94028142A RU 94028142 A RU94028142 A RU 94028142A RU 2084767 C1 RU2084767 C1 RU 2084767C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- spark plug
- electrode
- oxidizer
- ignition
- channels
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Abstract
Использование: в области энергетики и относится к устройствам для запуска установок, работающих на энергии сжигаемых высококалорийных несамовоспламеняющихся топлив. Сущность: рубашка охлаждения выполнена в виде каналов 13, образованных продольными ребрами 12 и наклоненных на выходе к продольной оси под углом равным 37o...52o, центральный электрод 4 свечи 3 зажигания расположен в магистрали 5 горючего, на внутренней поверхности коллектора 7 окислителя выполнены радиальные выступы 10, в которых установлены струйные форсунки 11 окислителя, направленные к электроду 4 свечи 3 зажигания. 4 ил.
Description
Изобретение относится к области силовых установок, работающих на энергии сжигаемых несамовоспламеняющихся высококалорийных топлив, преимущественно кислородно-водородного, в частности, для запуска парогенераторов, газотурбинных установок, жидкостных реактивных двигателей, мартеновских печей и т. п.
Из патентной и технической литературы известны габаритные электрозапальные устройства смеси газов для создания факела, обеспечивающего воспламенение основных расходов топлива, содержащие охлаждаемую форкамеру с кольцевыми коллекторами магистралей подачи горючего и окислителя, аксиально которым установлен центральный электрод свечи зажигания (см. например, С.Д. Розенберг "Система зажигания." Acta Astronautica, серия 10, N 1, рис. 2, январь 1983). Корпус форкамеры имеет тракт внешнего охлаждения с продольными ребрами, образующими каналы, по которым подается основной расход горючего. На выходе форкамеры эти каналы наклонены к ее оси, образуя коническую поверхность.
Известные устройства характеризуются продолжительным сроком службы и предназначены для многократного использования в газогенераторах и камерах сгорания при запуске, например, кислородно-водородных жидкостных ракетных двигателях основной двигательной установки транспортного космического корабля "Спейс Шатл", США.
Техническим решением изобретения является устранение отмеченных недостатков, т.е. повышение функциональной надежности и безотказности запуска запального устройства.
Техническое решение достигается тем, что в известном запальном устройстве, в охлаждаемом корпусе которого посредством продольных ребер образованы каналы, наклоненные на выходе к оси, а на входе смонтирован кольцевой коллектор окислителя, в магистрали горючего помещен центральный электрод свечи зажигания, к которому направлены струйные форсунки окислителя, согласно изобретению, внутри кольцевого коллектора выполнены радиальные выступы, в которых размещены струйные форсунки окислителя, а каналы охлаждения на выходе из форкамеры наклонены под углом в диапазоне от 37o до 52o.
На радиальных выступах коллектора по минимальному искровому зазору локализируется разряд свечи зажигания в местах, где газодинамикой струйных форсунок обеспечивается благоприятное для зажигания смеси газов соотношение водорода к кислороду (1:5), причем, для воспламенения достаточно одиночного разряда с энергией в 2 мДж против 10 мДж в прототипе.
Диапазон угла наклона продольных каналов горючего к оси устройства на выходе форкамеры оптимизирован по максимально возможному равномерному заполнению объема камеры сгорания запальным факелом для всего практически известного разнообразия конструктивных и технологических особенностей выполнения и функционирования запальных устройств. При этом в 2,5-3 раза сократилась протяженность высокотемпературной зоны факела.
Экспериментально установлено, что при наклоне каналов на угол более 52o возрастает к периферии камеры сгорания градиент температуры и у стенок длина высокотемпературных потоков превышает длину запального факела прототипа, а при угле наклона каналов менее 37o формируется остронаправленный протяженный центральный факел горячих газов внутри потока горючего.
Отличительные признаки устройства в отдельности необходимы, а в совокупности достаточны для достижения изобретением существенно нового технического результата: повышения надежности запуска запального устройства, причем, вихревой характер принудительного струйного перемешивания компонентов на выходе из запального устройства обеспечивает снижение тепловой и динамической нагрузок на элементы конструкции силовой установки, что повышает срок службы изделий.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где изображены: на фиг. 1 - общий вид устройства, на фиг. 2 вид по стрелке А на фиг. 1, на фиг. 3 - разрез по Б-Б на фиг. 1, на фиг. 4 профиль температур запального факела в камере сгорания (а профиль температур при оптимальном угле выходного корпуса форкамеры, б профиль температур при угле больше оптимального, в профиль температур при угле меньше оптимального, Tср заданная средняя температура факела).
Запальное устройство содержит головку 1 инициирования и форкамеру 2. В головке 1 укреплена свеча 3 зажигания, центральный электрод 4 которой размещен в осевом канале 5, сообщающимся посредством штуцера 6 с магистралью подачи водорода (горючего) и через центральное отверстие кольцевого коллектора 7 с форкамерой 2. Успокоительная полость 8 головки 1 сообщается через штуцер 9 с магистралью подачи кислорода (окислителя). Внутренняя поверхность коллектора 7, его центральное отверстие, снабжена радиальными выступами 10 (фиг. 2), в которых выполнены струйные форсунки 11, направленные к электроду 4. Коллектор 7 закреплен в корпусе форкамеры 2, который выполнен с двойной стенкой, причем, на внутренней стенке имеются продольные ребра 12, образующие каналы 13 (фиг. 3) тракта охлаждения, сообщающиеся посредством штуцера 14 с магистралью подачи горючего. Каналы 13 на выходе форкамеры 2 наклонены к ее оси под углом в диапазоне 37o.52o, образуя коническое выходное сопло 15.
Работает устройство следующим образом.
Водород подается в форкамеру 2 через штуцер 6 с расходом 1 г/сек, а в охлаждающие каналы 13 через штуцер 14 с расходом 19 г/сек. Кислород от магистрали через штуцер 9 с расходом 20 г/сек подается в полость 8, а затем распределяется коллектором 7 в форкамеру 2 и через форсунки 11 (5 г/сек) к электроду 4.
Электрический разряд между электродом 4 свечи 3 и коллектором 7 локализуется по минимальному искровому зазору выступов 10, где обеспечено оптимальное соотношение водорода и кислорода для воспламенения. При электрическом разряде водород ионизируется и воспламеняется в среде кислорода образуется факел, который при избытке кислорода, поступающего от коллектора 7, смешивается с водородом на выходе форкамеры 2. Дискретные струи подогретого водорода коническим соплом 15 направляются под углом к факелу горячего окислительного газа, активно перемешиваясь и сгорая. При этом формируется устойчивый факел с практически равномерным распределением температур в поперечном сечении для воспламенения основных расходов компонентов в камере сгорания силовой установки (фиг. 4а).
Предложенная компактная конструкция гарантированно обеспечивает формирование запального факела несамовоспламеняющихся топлив, имеет, сравнительно с известным уровнем техники, пониженные энергоемкость и массу.
После успешных опытных испытаний образца по изобретению, согласно договорам поставок, в 1994 году будут промышленно выпускаться запальные устройства по утвержденной технической документации для комплектования силовых установок, работающих на сжигании кислородно-водородного топлива.
Claims (1)
- Запальное устройство, содержащее корпус, рубашку охлаждения, кольцевой коллектор окислителя, расположенный на входе, магистраль горючего, центральный электрод свечи зажигания, отличающееся тем, что рубашка охлаждения выполнена в виде каналов, образованных продольными ребрами и наклоненных на выходе к продольной оси под углом, равным 37 52o, центральный электрод свечи зажигания расположен в магистрали горючего, на внутренней поверхности коллектора окислителя выполнены радиальные выступы, в которых установлены струйные форсунки окислителя, направленные к электроду свечи зажигания.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94028142A RU2084767C1 (ru) | 1994-07-25 | 1994-07-25 | Запальное устройство |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94028142A RU2084767C1 (ru) | 1994-07-25 | 1994-07-25 | Запальное устройство |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU94028142A RU94028142A (ru) | 1996-05-27 |
RU2084767C1 true RU2084767C1 (ru) | 1997-07-20 |
Family
ID=20158975
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU94028142A RU2084767C1 (ru) | 1994-07-25 | 1994-07-25 | Запальное устройство |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2084767C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2579295C1 (ru) * | 2015-03-23 | 2016-04-10 | Открытое акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" | Жидкостный ракетный двигатель |
RU2643282C2 (ru) * | 2015-03-17 | 2018-01-31 | Николай Михайлович Пикулев | Ракетный двигатель |
RU2778416C2 (ru) * | 2020-03-17 | 2022-08-18 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева" | Воспламенительное устройство для ракетных двигателей малой тяги на несамовоспламеняющихся газообразном (жидком) горючем и газообразном окислителе |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2553583C1 (ru) * | 2014-07-02 | 2015-06-20 | Открытое акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" | Камера сгорания жрд с электроплазменным зажиганием |
-
1994
- 1994-07-25 RU RU94028142A patent/RU2084767C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Розенберг С.Д. Система зажигания. Acta Austronautica. Серия 10, N 1, 1983, р. 2. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2643282C2 (ru) * | 2015-03-17 | 2018-01-31 | Николай Михайлович Пикулев | Ракетный двигатель |
RU2579295C1 (ru) * | 2015-03-23 | 2016-04-10 | Открытое акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" | Жидкостный ракетный двигатель |
RU2778416C2 (ru) * | 2020-03-17 | 2022-08-18 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева" | Воспламенительное устройство для ракетных двигателей малой тяги на несамовоспламеняющихся газообразном (жидком) горючем и газообразном окислителе |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU94028142A (ru) | 1996-05-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4112676A (en) | Hybrid combustor with staged injection of pre-mixed fuel | |
US4787208A (en) | Low-nox, rich-lean combustor | |
US7914280B2 (en) | Combustion method and apparatus | |
US6735949B1 (en) | Gas turbine engine combustor can with trapped vortex cavity | |
JP3145123B2 (ja) | 内燃ガス発生装置 | |
EP0356092A1 (en) | Gas turbine combustor | |
EP0432153A1 (en) | DEVICE AND METHOD FOR PRODUCING A HIGHLIGHT GIVING FLAME. | |
RU2386846C2 (ru) | Ракетный двигатель малой тяги | |
JP4916311B2 (ja) | ガスタービン・エンジンの燃焼を安定させるパイロット燃焼装置 | |
JP2007508515A (ja) | 燃料の燃焼方法と装置 | |
RU2084767C1 (ru) | Запальное устройство | |
JP6148133B2 (ja) | ガスタービン燃焼器及びガスタービンシステム | |
RU2724069C1 (ru) | Ракетный двигатель малой тяги на несамовоспламеняющихся жидком горючем и газообразном окислителе | |
US4047880A (en) | Fluids distributor for energized-fluid systems | |
GB2116308A (en) | Improved Low-NOx, rich-lean combustor | |
RU2079684C1 (ru) | Парогенератор | |
RU2374560C1 (ru) | Запальное устройство | |
KR100708805B1 (ko) | 연소기 점화용 가스토치 점화기 | |
RU2145039C1 (ru) | Способ подачи горючего в камеру теплового двигателя и устройство для его реализации | |
RU2381417C1 (ru) | Горелка и способ работы горелки (варианты) | |
RU2414649C2 (ru) | Камера сгорания газотурбинного двигателя | |
US4063872A (en) | Universal burner | |
CN114001375B (zh) | 一种带预燃燃烧室的旋转爆震燃烧室 | |
KR101041466B1 (ko) | 다수 연료혼합장치가 구비된 가스터빈 저공해 연소기 | |
RU2684765C1 (ru) | Способ стабилизации процесса горения в камере сгорания ЖРД и устройство для его осуществления |