RU2145039C1 - Method and device for fuel feed to thermal engine chamber - Google Patents

Method and device for fuel feed to thermal engine chamber Download PDF

Info

Publication number
RU2145039C1
RU2145039C1 RU99105296A RU99105296A RU2145039C1 RU 2145039 C1 RU2145039 C1 RU 2145039C1 RU 99105296 A RU99105296 A RU 99105296A RU 99105296 A RU99105296 A RU 99105296A RU 2145039 C1 RU2145039 C1 RU 2145039C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fuel
channel
cooling
chamber
duct
Prior art date
Application number
RU99105296A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Г.К. Коровин
И.Г. Лозино-Лозинская
Н.В. Осколков
Д.В. Гаврилов
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Исследовательский центр им.М.В.Келдыша"
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 Федеральное государственное унитарное предприятие "Исследовательский центр им.М.В.Келдыша" filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Исследовательский центр им.М.В.Келдыша"
Priority to RU99105296A priority Critical patent/RU2145039C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2145039C1 publication Critical patent/RU2145039C1/en

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/30Technologies for a more efficient combustion or heat usage

Landscapes

  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)

Abstract

FIELD: cooling of the mixing head of the thermal engine combustion chamber. SUBSTANCE: the method consists in fuel feed to the duct at an angle to its axis. First fuel is fed to the cooling circuit of the thermal engine chamber, and then it is successively fed to the cooling jackets of the funnel, duct cylindrical part, manifold and fuel pipe-line, and further to the accumulator-heat exchanger, where it is heated and in a gaseous state through the inner cavities of the pipe-line, manifold and through the holes in the funnel walls is fed first to the duct, and then to the engine chamber. The device has a casing with a duct with radial holes in the walls for fuel feed, and the duct cylindrical part changes into a taper funnel connected to the engine chamber. Holes for fuel feed to the duct are made perpendicularly to the funnel generating lines, the duct cylindrical part section and the funnel are embraced by the fuel manifold with the pipe-line, which is connected to the heat exchanger. The engine cooling circuit and the cooling jackets of the funnel, cylindrical part of the oxidizer duct, manifold and fuel pipe-line are successively connected to one another and to the heat exchanger. EFFECT: enhanced efficiency of cooling of the thermal engine head both in operation without after-burning when one fuel is fed, and in operation with after-burning, when two fuel components are fed. 3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к двигателестроению, в частности, может быть использовано для подачи в смесительное устройство теплового двигателя газообразного горючего, нагретого до температуры, превышающей пределы жаростойкости применяемых конструкционных материалов, например, нержавеющей стали и никелевых сплавов. The invention relates to engine building, in particular, can be used to supply gaseous fuel heated to a temperature above the heat resistance limits of the applied structural materials, for example, stainless steel and nickel alloys, to the mixing device of a heat engine.

Известны камеры сгорания ЖРД, работоспособность внутренних стенок которых при воздействии высоких температур обеспечивается с помощью наружного и (или) внутреннего охлаждения. Аналогичным способом может осуществляться охлаждение сопла и огневого днища смесительной головки [1]. Организация специального охлаждения смесительных элементов и внутренних полостей смесительных головок ЖРД ранее не применялась, т.к. температура компонентов топлива при работе ЖРД даже по схеме с дожиганием генераторного газа обычно составляет не более 800oC, что не превышает предела жаропрочности применяемых конструкционных материалов.Known combustion chamber rocket engines, the operability of the inner walls of which when exposed to high temperatures is provided using external and (or) internal cooling. In a similar way, the nozzle and the firing bottom of the mixing head can be cooled [1]. The organization of special cooling of the mixing elements and the internal cavities of the mixing heads of the rocket engine was not previously used, because the temperature of the fuel components during LRE operation, even according to the scheme with generator gas afterburning, is usually not more than 800 o C, which does not exceed the heat resistance limit of the applied structural materials.

Охлаждаемые смесительные элементы для подачи горючего в поток воздуха высокой температуры применяются в ВРД, особенно при полете летательных аппаратов с большими скоростями в плотных слоях атмосферы. В частности, известны охлаждаемые смесительные элементы, предназначенные для подачи жидкого горючего в высокотемпературный газовый поток. В смесительном элементе первого типа охлаждение производится благодаря пористой конструкции стенки элемента, расположенного в потоке воздуха. В смесительном элементе второго типа охлаждающая пленка образуется на его поверхности при подаче горючего через отверстия диаметром 0,2...2 мм в стенке, расположенные под углом 10...30o к поверхности элемента [2].Cooled mixing elements for supplying fuel to a high-temperature air stream are used in the WFD, especially when flying at high speeds in dense atmospheric layers. In particular, cooled mixing elements are known for supplying liquid fuel to a high temperature gas stream. In the mixing element of the first type, cooling is performed due to the porous structure of the wall of the element located in the air stream. In the mixing element of the second type, a cooling film is formed on its surface when fuel is supplied through holes with a diameter of 0.2 ... 2 mm in the wall, located at an angle of 10 ... 30 o to the surface of the element [2].

Недостатками такой конструкции является наличие энергетических, связанных с созданием охлаждающей пленки, потерь топлива. Кроме того, изготовление пористой стенки или отверстий малого диаметра под небольшими углами к поверхности может вызывать технологические трудности, особенно для изделий малого размера. В этом случае изменение размеров в пределах допусков на изготовление может приводить к значительной неравномерности охлаждающей пленки и, следовательно, нестабильности охлаждения конструкции. The disadvantages of this design is the presence of energy associated with the creation of a cooling film, fuel loss. In addition, the manufacture of a porous wall or holes of small diameter at small angles to the surface can cause technological difficulties, especially for small products. In this case, resizing within manufacturing tolerances can lead to significant non-uniformity of the cooling film and, consequently, instability of the cooling structure.

Известны различные устройства подачи топлива, применяемые в химической и газовой промышленности, охлаждение конструкции которых производится с помощью воды, протекающей через тракт охлаждения. Например, известны блочные форсунки для газификации жидкого топлива, в частности мазута, смешивающегося с водяным паром и кислородом, с последующей подачей их через конусообразные раструбы с тангенциальными отверстиями в зону горения. Для защиты смесительных элементов и полости кислорода от теплового потока применяется проточное охлаждение цилиндрической и торцевой поверхностей горелки водой [3]. There are various fuel supply devices used in the chemical and gas industry, the design of which is cooled using water flowing through the cooling path. For example, block nozzles are known for gasifying liquid fuel, in particular fuel oil, miscible with water vapor and oxygen, followed by feeding them through cone-shaped bells with tangential openings into the combustion zone. To protect the mixing elements and the oxygen cavity from the heat flux, flow cooling of the cylindrical and end surfaces of the burner with water is used [3].

Известна многосопловая секционная горелка для получения технологического газа под давлением. При этом топливо (углеводородный газ и кислород) подается в реактор через соосные трубы: по наружному каналу между ними проходит газ, по среднему кислород, а по центральным каналам циркулирует охлаждающая вода [4]. Known multi-nozzle sectional burner for producing process gas under pressure. In this case, fuel (hydrocarbon gas and oxygen) is supplied to the reactor through coaxial pipes: gas passes through the external channel, oxygen through the middle channel, and cooling water circulates through the central channels [4].

Известна многосопловая горелка для частичного окисления жидкотекучих горючих (газообразных, жидких и их смесей) в среде кислорода. Горючее в зону горения подается по центральной трубе и через трубную решетку попадает в двухкомпонентные форсунки. Окислитель (или кислородосодержащий пар) подается в форсунки через кольцевое пространство, ограниченное корпусом и трубами горючего. Для защиты цилиндрической и торцевой (с топливными форсунками) поверхностей корпуса горелки от теплового потока из зоны горения применяется охлаждаемая водой рубашка [5]. Known multi-nozzle burner for the partial oxidation of liquid fuels (gaseous, liquid and mixtures thereof) in an oxygen environment. Fuel is fed into the combustion zone through a central pipe and through a tube sheet enters two-component nozzles. An oxidizing agent (or oxygen-containing vapor) is supplied to the nozzles through an annular space defined by a housing and fuel pipes. To protect the cylindrical and end (with fuel nozzles) surfaces of the burner body from heat flow from the combustion zone, a water-cooled shirt is used [5].

Недостатками представленных конструкций является значительный перегрев их торцевых поверхностей в процессе работы, приводящий к появлению микротрещин в местах соединения форсунок с днищем, подгару сопел кислорода и нарушению работы горелок. The disadvantages of the presented designs is a significant overheating of their end surfaces during operation, leading to the appearance of microcracks at the junction of the nozzles with the bottom, burning oxygen nozzles and disruption of the burners.

Известна газовая горелка, применяющаяся в химической промышленности, например для расщепления природного газа кислородом и паром. Кислород проходит по центральной трубе и через трубы, закрепленные в опорной плите, подается в зону горения. Пар по кольцевому зазору между трубой окислителя и полостью горючего подается в коллектор, через который проходят трубы окислителя, и затем по паровым трубам, соосным трубам окислителя, подается в зону горения. Горючий газ подается в зону горения по кольцевому зазору между корпусом с закрепленной в нем распределительной решеткой и паровыми трубами. Для защиты цилиндрической поверхности горелки от воздействия теплового излучения применяется охлаждаемая водой рубашка [6]. Торцевая поверхность горелки с выходящими из нее трубами кислорода и пара не охлаждается, что приводит к их перегреву в процессе работы и выходу из строя. Known gas burner used in the chemical industry, for example for the breakdown of natural gas with oxygen and steam. Oxygen passes through the central pipe and through pipes fixed in the base plate is supplied to the combustion zone. Steam is fed through the annular gap between the oxidizer pipe and the fuel cavity into the collector through which the oxidizer pipes pass, and then through the steam pipes, coaxial pipes of the oxidizer, is fed into the combustion zone. Combustible gas is fed into the combustion zone through an annular gap between the housing with the distribution grid fixed to it and steam pipes. To protect the cylindrical surface of the burner from the effects of thermal radiation, a water-cooled shirt is used [6]. The end surface of the burner with the oxygen and steam pipes leaving it does not cool, which leads to their overheating during operation and failure.

Известно устройство подачи топлива без предварительного смешивания, в котором горючее подается в зону горения по центральной трубе, окислитель - по кольцевому проходу, соосному центральной трубе, а затем по каналам к форсункам окислителя, расположенным по окружностям вокруг выходного отверстия центральной трубы. Охлаждающая жидкость проходит по соосным с центральной трубой кольцевым каналам: внутреннему, расположенному между центральной трубой и кольцевым проходом окислителя (по направлению к торцевой поверхности горелки), и наружному, расположенному между проходом окислителя и наружной стенкой корпуса (от торцевой поверхности горелки на выход). Каналы для прохода охлаждающей жидкости связаны между собой канавками, проходящими параллельно торцевой поверхности горелки между форсунками окислителя [7]. A fuel supply device without prior mixing is known, in which fuel is supplied to the combustion zone through a central pipe, the oxidizer through an annular passage, coaxial to the central pipe, and then through channels to the oxidizer nozzles located in circles around the outlet of the central pipe. The cooling fluid passes through the annular channels coaxial with the central tube: the inner one, located between the central tube and the annular passage of the oxidizer (towards the end surface of the burner), and the outer one, located between the passage of the oxidizer and the outer wall of the casing (from the end surface of the burner to the outlet). The channels for the passage of coolant are interconnected by grooves running parallel to the end surface of the burner between the oxidizer nozzles [7].

В процессе работы устройства наблюдались случаи перегрева массивной передней стенки горелки, вызванные недостаточностью ее охлаждения. During the operation of the device, cases of overheating of the massive front wall of the burner caused by insufficient cooling were observed.

Известна горелка для частичного окисления газообразных углеводородов в газах, содержащих CO и H2, работающая следующим образом. Горючие газы проходят по центральной трубе, оканчивающейся распределителем с трубной решеткой, и далее по трубам, закрепленным в основании горелки, подаются в зону реакции. Окислитель проходит по кольцевому зазору между кожухом и полостью воды, используемой для охлаждения горелки, и через трубы окислителя, закрепленные одними концами в днище кожуха и другими в основании горелки, подается в зону реакции. Вода охлаждения проходит по кольцевому зазору между трубами горючего и полостью окислителя через трубную пластину с закрепленными на ней трубами воды, соосными трубам горючего, охлаждает основание горелки и по наружной рубашке направляется на выход [8].Known burner for the partial oxidation of gaseous hydrocarbons in gases containing CO and H 2 , operating as follows. Combustible gases pass through a central pipe ending with a distributor with a tube sheet, and then through pipes fixed at the base of the burner, they are fed into the reaction zone. The oxidizing agent passes through the annular gap between the casing and the water cavity used to cool the burner, and through the oxidizing pipes fixed at one end in the casing bottom and the other at the base of the burner, is fed into the reaction zone. The cooling water passes through the annular gap between the fuel pipes and the oxidizer cavity through a pipe plate with water pipes fixed to it, aligned with the fuel pipes, cools the base of the burner and goes to the outlet through the outer jacket [8].

Однако рабочий процесс в приведенных выше изобретениях [3-8] протекает при существенно более низком уровне температур и давлений, чем это требуется для работы тепловых двигателей, в частности ЖРД. Уровень габаритных и массовых характеристик, а также применение в качестве охладителя воды не удовлетворяет требованиям, предъявляемым к изделиям, устанавливаемым на летательных аппаратах. However, the workflow in the above inventions [3-8] proceeds at a significantly lower level of temperatures and pressures than is required for the operation of heat engines, in particular LRE. The level of overall and mass characteristics, as well as the use of water as a cooler, does not satisfy the requirements for products installed on aircraft.

В качестве прототипа изобретения принята струйно-струйная газожидкостная форсунка ЖРД и способ ее работы. Форсунка состоит из трубчатого корпуса с каналом, в который может подаваться газообразный окислитель. В стенках канала под углом к газовому потоку выполнены радиальные отверстия для впрыска в поток жидкого горючего. В канале за отверстиями горючего при подводе в него окислителя образуется участок смешения, на котором происходит распыливание и смешение компонентов топлива, и непосредственно за струями горючего может возникать горение смеси, о чем свидетельствуют часто наблюдаемые цвета побежалости на стенках корпуса за отверстиями горючего [9]. As a prototype of the invention adopted jet-jet gas-liquid nozzle liquid propellant rocket engine and the method of its operation. The nozzle consists of a tubular body with a channel into which a gaseous oxidizing agent can be supplied. Radial openings are made in the walls of the channel at an angle to the gas stream for injection into the liquid fuel stream. In the channel behind the fuel openings, when an oxidizing agent is introduced into it, a mixing section is formed on which the fuel components are sprayed and mixed, and mixture burning can occur immediately after the fuel jets, as evidenced by the often observed discolouration colors on the walls of the housing behind the fuel openings [9].

Технической задачей, решаемой заявляемой группой изобретений, является разработка для тепловых двигателей, в частности для ЖРД, конструкции охлаждаемого устройства подачи горючего, температура которого превышает пределы жаростойкости нержавеющей стали и никелевых сплавов, обычно применяемых в качестве конструкционных материалов в ЖРД как на режиме без дожигания, когда подается одно горючее, так и на режиме с дожиганием, когда подаются два компонента топлива - окислитель и горючее. The technical problem solved by the claimed group of inventions is the development for heat engines, in particular for LRE, the design of a cooled fuel supply device, the temperature of which exceeds the heat resistance limits of stainless steel and nickel alloys, usually used as structural materials in LRE as on non-afterburning mode, when one fuel is supplied, as well as in the afterburning mode, when two components of the fuel are supplied - the oxidizing agent and the fuel.

Указанная задача решается тем, что в способе работы устройства подачи горючего в камеру теплового двигателя, заключающемся в радиальной под углом к оси канала подаче в него горючего, согласно изобретению горючее сначала подают в тракт охлаждения камеры теплового двигателя, а затем последовательно направляют в рубашки охлаждения раструба, цилиндрической части канала, коллектора и трубопровода горючего. После этого горючее поступает в аккумулятор-теплообменник, где его нагревают до высокой температуры и в газообразном состоянии через внутренние полости трубопровода, коллектора и через отверстия в стенках раструба подают сначала в канал, а затем в камеру теплового двигателя. This problem is solved by the fact that in the method of operation of the device for supplying fuel to the heat engine chamber, which consists in supplying fuel into it, radially at an angle to the axis of the channel, according to the invention, the fuel is first fed to the cooling path of the heat engine chamber, and then sequentially sent to the bell cooling jackets , the cylindrical part of the channel, manifold and fuel pipe. After that, the fuel enters the accumulator-heat exchanger, where it is heated to a high temperature and in a gaseous state through the internal cavity of the pipeline, the collector and through the holes in the walls of the socket, first fed into the channel and then into the chamber of the heat engine.

Предложенный способ работы реализуется тем, что в устройстве подачи горючего в камеру теплового двигателя, содержащем корпус с каналом, в стенках которого под углом к оси канала выполнены радиальные отверстия для подвода горючего, цилиндрическая часть канала переходит в конический раструб, соединенный с камерой теплового двигателя. Перпендикулярно образующим раструба выполнены отверстия для подвода горючего в канал, участок цилиндрической части этого канала и раструб охвачены коллектором горючего с трубопроводом. Трубопровод подсоединен к аккумулятору-теплообменнику. Тракт охлаждения камеры теплового двигателя и рубашки охлаждения раструба, цилиндрической части канала окислителя, коллектора и трубопровода горючего соединены между собой и аккумулятором-теплообменником последовательно. The proposed method of operation is realized in that in the fuel supply device to the heat engine chamber, comprising a housing with a channel, radial openings for supplying fuel are made in the walls of which at an angle to the axis of the channel, the cylindrical part of the channel passes into a conical socket connected to the heat engine chamber. The holes for supplying fuel to the channel are made perpendicular to the socket forming a bell, a portion of the cylindrical part of this channel and the socket are covered by a fuel manifold with a pipeline. The pipe is connected to a heat exchanger battery. The cooling path of the heat engine chamber and the cooling jacket of the bell, the cylindrical part of the oxidizer channel, the manifold, and the fuel pipe are connected in series with each other and the battery-heat exchanger.

В том случае, если температура одного или нескольких компонентов топлива настолько высока, что только регенеративного охлаждения элементов конструкции недостаточно, внутренние стенки коллектора и трубопровода горючего могут быть выполнены из жаростойкого конструкционного материала, например молибдена. In the event that the temperature of one or more fuel components is so high that only regenerative cooling of structural elements is not enough, the inner walls of the manifold and the fuel pipe can be made of heat-resistant structural material, such as molybdenum.

Предложенное устройство может работать как на режиме с дожиганием (подаются горючее и окислитель), так и на режиме без дожигания (подается одно горючее). The proposed device can operate both in the afterburning mode (fuel and oxidizer are supplied), and in the non-afterburning mode (one fuel is supplied).

Для обеспечения оптимального смесеобразования горючего и окислителя на режиме с дожиганием соотношение геометрических размеров диаметра камеры (Dк) и диаметра отверстия подачи горючего (dг) определяется по формуле:
Dк/dг = 4,76(ρгW 2 г oW 2 o -0,2)0,35,
где ρг , ρo - соответственно плотности горючего и окислителя в месте взаимодействия струй компонентов топлива;
Wг, Wо - соответственно скорости горючего и окислителя в месте взаимодействия струй компонентов топлива.
To ensure optimal mixing of the fuel and the oxidizing agent in the afterburning mode, the ratio of the geometric dimensions of the diameter of the chamber (D to ) and the diameter of the opening of the fuel supply (d g ) is determined by the formula:
D c / d g = 4.76 (ρ g W 2 g / ρ o W 2 o -0.2) 0.35 ,
where ρ g , ρ o - respectively, the density of the fuel and the oxidizing agent in the place of interaction of the jets of fuel components;
W g , W about - respectively, the speed of the fuel and the oxidizing agent at the site of interaction of the jets of the fuel components.

На чертеже представлена схема охлаждаемого устройства подачи компонентов топлива в камеру теплового двигателя. The drawing shows a diagram of a cooled device for supplying fuel components to the chamber of a heat engine.

Устройство состоит из корпуса с каналом 1, в который может подаваться окислитель, цилиндрическая часть канала переходит в конический раструб 2, перпендикулярно образующим которого имеются отверстия 3 для подачи горючего в канал. Цилиндрическая часть канала и раструб имеют внутренние и наружные стенки, образующие рубашки охлаждения канала и раструба 4, 5 соответственно. Внутренняя и наружная стенки раструба соединяются соответственно с внутренней стенкой 6 и наружней стенкой 7 камеры сгорания 8. Стенки 6 и 7 образуют тракт охлаждения камеры 9. На наружных стенках раструба и участке цилиндрической части канала закрепляется коллектор 10 подвода нагретого горючего с трубопроводом 11. Коллектор и трубопровод имеют двойные стенки, между которыми располагаются рубашки охлаждения 12 и 13. Канал 1 снабжен выравнивающей решеткой 14 и соединяется с трубопроводом подачи окислителя 15 с помощью переходника 16. The device consists of a housing with a channel 1, into which an oxidizing agent can be supplied, the cylindrical part of the channel passes into a conical socket 2, the perpendicular to which there are openings 3 for supplying fuel to the channel. The cylindrical part of the channel and the bell have inner and outer walls forming cooling jackets of the channel and the bell 4, 5, respectively. The inner and outer walls of the bell are connected respectively to the inner wall 6 and the outer wall 7 of the combustion chamber 8. The walls 6 and 7 form the cooling path of the chamber 9. On the outer walls of the bell and the section of the cylindrical part of the channel, a collector 10 for supplying heated fuel with a pipe 11 is fixed. The collector and the pipeline has double walls between which cooling jackets 12 and 13 are located. The channel 1 is equipped with a leveling grid 14 and is connected to the oxidizer feed pipe 15 using an adapter 16.

Устройство подачи работает следующим образом. Горючее, например водород, проходит через тракт охлаждения 9 камеры 8, рубашки охлаждения раструба 5, участка цилиндрической части канала 4, коллектора 12 и трубопровода горючего 13 соответственно и поступает в аккумулятор-теплообменник 17, где нагревается с помощью внешнего источника тепла, например, солнечной энергии до высокой температуры. Затем нагретое горючее через внутренние полости трубопровода 11, коллектор 10 и отверстия 3, расположенные на конусообразном раструбе 2, подается в канал, а затем в камеру 8 теплового двигателя. Таким образом реализуется режим работы двигателя без дожигания. The feed device operates as follows. Fuel, such as hydrogen, passes through the cooling path 9 of the chamber 8, the cooling jacket of the socket 5, the section of the cylindrical part of the channel 4, the manifold 12 and the fuel pipe 13, respectively, and enters the battery-heat exchanger 17, where it is heated using an external heat source, for example, solar energy to high temperature. Then the heated fuel through the internal cavity of the pipe 11, the collector 10 and the holes 3 located on the conical socket 2, is fed into the channel, and then into the chamber 8 of the heat engine. Thus, the operating mode of the engine without afterburning is realized.

Предложенное устройство может работать и на режиме с дожиганием, при этом окислитель, например кислород, через канал 1 с выравнивающей решеткой 14 и коническим раструбом 2 поступает в камеру 8, а горючее поступает в камеру двигателя указанным выше образом. При взаимодействии струй горючего с потоком окислителя происходит перемешивание компонентов топлива и самовоспламенение смеси за счет ее высокой среднемассовой температуры. При истечении продуктов сгорания из камеры теплового двигателя реализуется режим работы с дожиганием. The proposed device can also work in the afterburning mode, while an oxidizing agent, for example, oxygen, enters the chamber 8 through the channel 1 with the leveling grating 14 and the conical bell 2, and the fuel enters the engine chamber in the above manner. During the interaction of the fuel jets with the oxidizer stream, the fuel components are mixed and the mixture self-ignites due to its high mass-average temperature. After the expiration of the combustion products from the heat engine chamber, the afterburning mode is implemented.

Использование газообразного горючего, нагретого до высокой температуры внешним источником энергии, позволяет существенно увеличить удельный импульс тяги двигателя. Так, применение в качестве горючего, например, водорода, нагретого до высокой температуры, например до 2000...2200K, в агрегатах энергетической установки, позволит увеличить удельный импульс тяги камеры примерно на 20% по сравнению с двигателем, работающим на топливе водород - кислород без подогрева его от внешнего источника энергии. The use of gaseous fuel heated to a high temperature by an external energy source can significantly increase the specific impulse of engine thrust. So, the use of hydrogen heated to a high temperature, for example, up to 2000 ... 2200K, as a fuel, in units of a power plant, will increase the specific thrust of the chamber by about 20% compared to a hydrogen-oxygen engine without heating it from an external source of energy.

С использованием принципиальных положений предлагаемого изобретения была спроектирована, конструктивно оформлена и изготовлена камера сгорания, успешно прошедшая огневые испытания с подтверждением работоспособности и обеспечением высоких энергетических характеристик. Using the fundamental provisions of the invention, a combustion chamber was designed, structurally designed and manufactured that successfully passed fire tests with confirmation of operability and high energy performance.

Источники информации
1. Синярев Г.Б., Добровольский М.В. Жидкостные ракетные двигатели. М.: Оборонгиз, 1955. с. 261, 272, 291, фиг. 86, 91, 104.
Sources of information
1. Sinyarev G.B., Dobrovolsky M.V. Liquid rocket engines. M .: Oborongiz, 1955.p. 261, 272, 291, FIG. 86, 91, 104.

2. Патент США N 3699773, МКИ кл. F 02 G 1/00; НКИ кл. 60-39.74 R, 1972. 2. US patent N 3699773, MKI class. F 02 G 1/00; NKI class 60-39.74 R, 1972.

3. Авторское свидетельство СССР N 186065, кл. F 23 D 11/12, 1966. 3. Copyright certificate of the USSR N 186065, cl. F 23 D 11/12, 1966.

4. Авторское свидетельство СССР N 330306, кл. F 23 D 14/32, 1972. 4. Copyright certificate of the USSR N 330306, cl. F 23 D 14/32, 1972.

5. Патент ГДР N 146765, кл. F 23 D 17/00, 1981. 5. Patent GDR N 146765, cl. F 23 D 17/00, 1981.

6. Патент ГДР N 214912, кл. F 23 D 15/00, 1984. 6. Patent GDR N 214912, CL F 23 D 15/00, 1984.

7. Патент ЕПВ N 0151683, кл. F 23 D 14/78, 1989. 7. Patent EPO N 0151683, cl. F 23 D 14/78, 1989.

8. Патент ФРГ N 3726875, кл. F 23 D 14/78, 1989. 8. The patent of Germany N 3726875, cl. F 23 D 14/78, 1989.

9. Андреев А.В., Базаров В.Г., Григорьев С.С., Душкин А.Л., Люлька Л.А. Динамика газожидкостных форсунок, М.: Машиностроение, 1991. с.5. рис. 1.1. 9. Andreev A.V., Bazarov V.G., Grigoriev S.S., Dushkin A.L., Lyulka L.A. Dynamics of gas-liquid nozzles, Moscow: Mashinostroenie, 1991.p.5. fig. 1.1.

Claims (3)

1. Способ подачи горючего в камеру теплового двигателя, заключающийся в подаче горючего в канал под углом к его оси, отличающийся тем, что горючее последовательно направляют в тракт охлаждения камеры теплового двигателя, в рубашки охлаждения раструба, цилиндрической части канала, коллектора, трубопровода и в аккумулятор-теплообменник, где его нагревают до высокой температуры и в газообразном состоянии через внутренние полости трубопровода и коллектора и через отверстия в стенках раструба подают в канал, а затем в камеру теплового двигателя. 1. The method of supplying fuel into the chamber of a heat engine, which consists in supplying fuel to the channel at an angle to its axis, characterized in that the fuel is sequentially directed to the cooling path of the heat engine chamber, to the cooling cools of the socket, of the cylindrical part of the channel, manifold, pipeline and a heat exchanger accumulator, where it is heated to a high temperature and in a gaseous state through the internal cavities of the pipeline and collector and through openings in the walls of the socket, is fed into the channel, and then into the heat engine chamber la. 2. Устройство подачи горючего в камеру теплового двигателя, содержащее корпус с каналом, в стенках которого под углом к оси канала выполнены отверстия для подачи горючего, отличающееся тем, что цилиндрическая часть канала переходит в конический раструб, соединенный с камерой теплового двигателя, перпендикулярно образующим раструба выполнены отверстия для подвода горючего в канал, участок цилиндрической части этого канала и раструб охвачены коллектором горючего с трубопроводом, подсоединенным к аккумулятору-теплообменнику, при этом тракт охлаждения камеры теплового двигателя и рубашки охлаждения раструба и цилиндрической части канала, а также коллектора и трубопровода горючего соединены между собой и с аккумулятором-теплообменником последовательно. 2. A device for supplying fuel to the chamber of a heat engine, comprising a housing with a channel, in the walls of which holes for supplying fuel are made at an angle to the axis of the channel, characterized in that the cylindrical part of the channel passes into a conical socket connected to the chamber of the heat engine perpendicular to the socket holes are made for supplying fuel to the channel, a section of the cylindrical part of this channel and the bell are covered by a fuel collector with a pipeline connected to the battery-heat exchanger, while kt cooling chamber of the heat engine and the cooling jacket of the socket and the cylindrical portion of the channel and the reservoir conduit and fuel and interconnected with the accumulator-heat exchanger sequentially. 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что внутренние стенки коллектора с трубопроводом выполнены из жаростойкого материала, например молибдена. 3. The device according to claim 2, characterized in that the inner walls of the collector with the pipeline are made of heat-resistant material, such as molybdenum.
RU99105296A 1999-03-18 1999-03-18 Method and device for fuel feed to thermal engine chamber RU2145039C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99105296A RU2145039C1 (en) 1999-03-18 1999-03-18 Method and device for fuel feed to thermal engine chamber

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99105296A RU2145039C1 (en) 1999-03-18 1999-03-18 Method and device for fuel feed to thermal engine chamber

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2145039C1 true RU2145039C1 (en) 2000-01-27

Family

ID=20217219

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99105296A RU2145039C1 (en) 1999-03-18 1999-03-18 Method and device for fuel feed to thermal engine chamber

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2145039C1 (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2471118C1 (en) * 2011-08-08 2012-12-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Оренбургский государственный университет" Gas burner
RU2604260C2 (en) * 2011-05-17 2016-12-10 Снекма Annular combustion chamber for turbo-machine
RU2605164C2 (en) * 2012-01-03 2016-12-20 Дженерал Электрик Компани Fuel nozzles unit and unit of combustion chamber
RU2644668C1 (en) * 2017-05-24 2018-02-13 Владислав Юрьевич Климов Gas-steam generator
RU2682466C1 (en) * 2018-06-21 2019-03-19 Акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" Combustion chamber of a dual-mode liquid propellant engine, working on a generator-free scheme
CN109642723A (en) * 2016-07-08 2019-04-16 诺瓦化学品(国际)股份有限公司 Metal burner component
RU2806710C1 (en) * 2022-11-08 2023-11-03 Виталий Алексеевич Алтунин Nozzle with efficient cooling jacket

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Андреев А.В., Базаров В.Г., Григорьев С.С., Душкин А.Л., Люлька Л.А. Динамика газожидкостных форсунок. - М.: Машиностроение, 1991, с.5, рис.1.1. 2. *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2604260C2 (en) * 2011-05-17 2016-12-10 Снекма Annular combustion chamber for turbo-machine
RU2471118C1 (en) * 2011-08-08 2012-12-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Оренбургский государственный университет" Gas burner
RU2605164C2 (en) * 2012-01-03 2016-12-20 Дженерал Электрик Компани Fuel nozzles unit and unit of combustion chamber
CN109642723A (en) * 2016-07-08 2019-04-16 诺瓦化学品(国际)股份有限公司 Metal burner component
US11885489B2 (en) 2016-07-08 2024-01-30 Nova Chemicals (International) S.A. Metallic burner tiles
RU2644668C1 (en) * 2017-05-24 2018-02-13 Владислав Юрьевич Климов Gas-steam generator
RU2682466C1 (en) * 2018-06-21 2019-03-19 Акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" Combustion chamber of a dual-mode liquid propellant engine, working on a generator-free scheme
RU2806710C1 (en) * 2022-11-08 2023-11-03 Виталий Алексеевич Алтунин Nozzle with efficient cooling jacket

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3323304A (en) Apparatus for producing high temperature gaseous stream
US5826422A (en) Fuel reforming apparatus and electric power generating system having the same
JP3145123B2 (en) Internal combustion gas generator
US3955941A (en) Hydrogen rich gas generator
US3920416A (en) Hydrogen-rich gas generator
US3971847A (en) Hydrogen-rich gas generator
US2579614A (en) Combustion chamber with rotating fuel and air stream surrounding a flame core
US3880571A (en) Burner assembly for providing reduced emission of air pollutant
US4197701A (en) Method and apparatus for combusting carbonaceous fuel
GB1575427A (en) Method for effecting sustained combustion of carbonaceous fuel
WO2009035334A1 (en) Device and method for mixing at least two fluid flows for combustion
GB2175683A (en) An injection element for a combustion reactor, e.g. a steam generator
CN113154391B (en) Gas-oxygen-methane torch ignition device and torch generation method thereof
CS269965B2 (en) Method of synthesis gas production from hydrocarbon fuel
RU2145039C1 (en) Method and device for fuel feed to thermal engine chamber
US2929208A (en) Propellant injection head for jet propulsion system
US3540821A (en) Flue gas recirculation burner
KR100218605B1 (en) Topping combustor for an indirect fired gas turbine
US4302180A (en) Fuel burner
JP2527922B2 (en) Pulverized coal oxygen combustion burner
US2887844A (en) Rocket motor
US20090239181A1 (en) Combustor
US3568445A (en) Thrust gas generator and method of operation
RU2084767C1 (en) Ignition device
JPS5828490B2 (en) Burner device