RU219475U1

RU219475U1 - PULSE COMBUSTION HEAT GENERATOR

Info

Publication number: RU219475U1
Application number: RU2023109909U
Authority: RU
Inventors: Михаил Николаевич Ларин; Алексей Витальевич Солодовников; Андрей Владимирович Кривоногов; Борис Алексеевич Шариков; Евгений Викторович Кравцов; Игорь Андреевич Мишаев; Никита Сергеевич Мамсуров; Иван Сергеевич Боничев; Алексей Владимирович Крылов; Александр Иванович Башилов
Filing date: 2023-04-18
Publication date: 2023-07-19

Abstract

Задачей полезной модели является расширение возможностей теплогенератора пульсирующего горения, за счет получения возможности распределения суммарных удельных тепловых потоков по длине обогреваемого объекта и снабжения электричеством в полевых условиях. Продукты сгорания из резонансной трубы 3 поступают на лопатки свободной турбины 15, которые придают вращение дополнительному валу 14 и одновременно вращают электрогенератор 16, который обеспечивает электрическим постоянным током системы теплогенератора и обогреваемого объекта в полевых условиях.

The objective of the utility model is to expand the capabilities of the pulsating combustion heat generator by obtaining the possibility of distributing the total specific heat fluxes along the length of the heated object and supplying electricity in the field. The combustion products from the resonant tube 3 enter the blades of the free turbine 15, which impart rotation to the additional shaft 14 and simultaneously rotate the electric generator 16, which provides electric direct current to the heat generator system and the heated object in the field.

Description

Полезная модель относится к устройствам для сжигания топлива в пульсирующем потоке и может быть использована для поддержания температурного режима в обогреваемом объекте и питания электричеством в полевых условиях.The utility model relates to devices for burning fuel in a pulsating flow and can be used to maintain the temperature in a heated object and supply electricity in the field.

Известен теплогенератор пульсирующего горения содержащий эжектор, камеру пульсирующего горения с аэродинамическим клапаном, включающую камеру сгорания с системой подачи и воспламенения топлива и резонансную трубу, расположенные в общем кожухе, который телескопически соединен с эжектором с возможностью осевого перемещения, воздушную трубу с входным и выходным участками, снабжен охладительно-смесительной камерой, соединенной с эжектором, ось которой расположена перпендикулярно оси эжектора, охладительно-смесительная камера имеет цилиндрический участок с патрубком для подвода газов из эжектора по окружности камеры, конический участок, оканчивающийся выходным соплом, суживающееся воздушное сопло, расположенное внутри указанной камеры, и патрубок для подключения выходного участка воздушной трубы, выходной участок воздушной трубы телескопически соединен с входным участком воздушной трубы с установленной в нем заслонкой, при этом входной участок трубы имеет раструб, расположенный соосно с выступающим из кожуха концом аэродинамического клапана (Патент РФ на изобретение №2187041).Known pulsating combustion heat generator containing an ejector, a pulsating combustion chamber with an aerodynamic valve, including a combustion chamber with a fuel supply and ignition system and a resonance tube located in a common casing, which is telescopically connected to the ejector with the possibility of axial movement, an air pipe with inlet and outlet sections, is equipped with a cooling-mixing chamber connected to the ejector, the axis of which is located perpendicular to the axis of the ejector, the cooling-mixing chamber has a cylindrical th section with a branch pipe for supplying gases from the ejector along the circumference of the chamber, a conical section ending in an outlet nozzle, a tapering air nozzle located inside the specified chamber, and a branch pipe for connecting the outlet section of the air pipe, the outlet section of the air pipe is telescopically connected to the inlet section of the air pipe with a damper installed in it, while the inlet section of the pipe has a socket located coaxially with the end of the aerodynamic valve protruding from the casing (RF Patent for Invention No. 2 187041).

Известен теплогенератор пульсирующего горения, содержащий эжектор, камеру пульсирующего горения с аэродинамическим клапаном, включающую камеру сгорания с U-образной резонансной трубой и системой топливопитания и зажигания, содержит два последовательно соединенных эжекторных патрубка, причем первый выполнен U-образным и наддувается на входе выхлопной струей аэродинамического клапана, эжектируя воздух из атмосферы, а второй по направлению течения газов патрубок выполнен прямым и надувается выхлопной струей, которая подводится из резонансной трубы через акустическую разделительную камеру, а от нее по U-образному патрубку вводится в первый U-образный эжекторный патрубок через боковую стенку последнего так, что выходные сечения этих двух U-образных патрубков располагаются соосно и потоки газов из них попадают во второй прямой эжекторный патрубок, камера пульсирующего горения помещена в звукоизолирующий кожух, разделенный перегородкой на два сообщающихся отсека так, что камера сгорания с аэродинамическим клапаном размещаются в одном отсеке, а U-образная резонансная труба переходит, огибая перегородку, во второй отсек, при этом воздух, засасываемый аэродинамическим клапаном, поступает внутрь кожуха через заборное устройство с изменяемой проходной площадью, расположенное у выходного сечения резонансной трубы так, что воздух двигается по U-образной траектории вдоль резонансной трубы к аэродинамическому клапану, обдувая камеру пульсирующего горения снаружи, второй прямой эжекторный патрубок используется для организации внутреннего канала выхлопного реактивного или диссипативного глушителя (RU №120193, 2012).A pulsed combustion heat generator is known, containing an ejector, a pulsed combustion chamber with an aerodynamic valve, including a combustion chamber with a U-shaped resonant tube and a fuel supply and ignition system, contains two ejector pipes connected in series, the first one being U-shaped and pressurized at the inlet with an exhaust jet of an aerodynamic valve, ejecting air from the atmosphere, and the second pipe in the direction of gas flow is made straight and is inflated by an exhaust jet that is supplied from resonant pipe through an acoustic separation chamber, and from it through a U-shaped pipe is introduced into the first U-shaped ejector pipe through the side wall of the latter so that the outlet sections of these two U-shaped pipes are aligned and the gas flows from them enter the second straight ejector pipe, the pulsating combustion chamber is placed in a soundproof casing, divided by a partition into two communicating compartments so that the combustion chamber with an aerodynamic valve are placed in one compartment e, and the U-shaped resonant tube goes around the baffle into the second compartment, while the air sucked in by the aerodynamic valve enters the inside of the casing through an intake device with a variable passage area located at the outlet section of the resonant tube so that the air moves along the U-shaped trajectory along the resonant tube to the aerodynamic valve, blowing the pulsating combustion chamber from the outside, the second straight ejector pipe is used to organize the internal channel of the exhaust reactive or dissipative muffler (RU No. 120193, 2012).

Наиболее близким по технической сущности решением является теплогенератор пульсирующего горения, содержащий камеру пульсирующего горения с аэродинамическим клапаном, включающую камеру сгорания с резонансной трубой и системой топливопитания и зажигания, помещенную в звукоизолирующий кожух, при этом воздух поступает внутрь кожуха через заборное устройство, расположенное у камеры сгорания так, что воздух двигается вдоль резонансной трубы, обдувая камеру пульсирующего горения снаружи, в него введены: форкамера, укрепленная под углом 90 градусов к оси камеры сгорания и связывающая ее с аэродинамическим клапаном, электродвигатель, на валу которого закреплен вентилятор, помещенный в заборное устройство, звукоизолирующий кожух, выполненный теплоизолирующим, вход и выход которого связаны с обогреваемым объектом (RU №191930, 2019).The technically closest solution is a pulsating combustion heat generator containing a pulsating combustion chamber with an aerodynamic valve, including a combustion chamber with a resonant tube and a fuel supply and ignition system, placed in a soundproof casing, while air enters the casing through an intake device located at the combustion chamber so that the air moves along the resonant pipe, blowing the pulsating combustion chamber from the outside, it contains: an electric valve, an electric motor, on the shaft of which a fan is fixed, placed in an intake device, a sound-proof casing made of heat-insulating, the input and output of which are connected with the heated object (RU No. 191930, 2019).

Недостатком прототипа является невозможность использования теплогенератора пульсирующего горения для обогрева помещений или объектов и питания их электричеством в полевых условиях.The disadvantage of the prototype is the impossibility of using a pulsed combustion heat generator for heating rooms or objects and supplying them with electricity in the field.

Задачей полезной модели является расширение возможностей теплогенератора пульсирующего горения, за счет получение возможности распределения суммарных удельных тепловых потоков по длине обогреваемого объекта и снабжением электричеством в полевых условиях.The objective of the utility model is to expand the capabilities of a pulsed combustion heat generator by obtaining the possibility of distributing the total specific heat fluxes along the length of the heated object and supplying electricity in the field.

Техническим результатом является существенное расширение коэффициента полезного действия, за счет использования удельных тепловых потоков, возникающих при работе теплогенератора для обогрева различных объектов и питания электричеством в полевых условиях.The technical result is a significant expansion of the efficiency, due to the use of specific heat fluxes that occur during the operation of the heat generator for heating various objects and supplying electricity in the field.

Сущность полезной модели заключается в том, что в теплогенератор пульсирующего горения, содержащий камеру пульсирующего горения с аэродинамическим клапаном, включающую камеру сгорания с резонансной трубой и системой топливопитания и зажигания, помещенную в звукоизолирующий кожух, при этом воздух поступает внутрь кожуха через заборное устройство, расположенное у камеры сгорания так, что воздух двигается вдоль резонансной трубы, обдувая камеру пульсирующего горения снаружи, форкамеру, укрепленную под углом 90 градусов к оси камеры сгорания и связывающую ее с аэродинамическим клапаном, электродвигатель, на валу которого закреплен вентилятор, помещенный в заборное устройство, звукоизолирующий кожух, выполненный теплоизолирующим, вход и выход которого связаны с обогреваемым объектом, в него введены, последовательно расположенные на дополнительном валу свободная турбина, электрогенератор, помещенные внутри корпуса, который торцом жестко закреплен к звукоизолирующему кожуху, лопатки свободной турбины соединены газовой связью с выходом камеры пульсирующего горения.The essence of the utility model lies in the fact that a pulsed combustion heat generator containing a pulsed combustion chamber with an aerodynamic valve, including a combustion chamber with a resonant tube and a fuel supply and ignition system, is placed in a soundproof casing, while air enters the casing through an intake device located near the combustion chamber so that the air moves along the resonant pipe, blowing the pulsed combustion chamber from the outside, the prechamber, reinforced at an angle of 90 degrees to the axis of the combustion chamber and connecting it with the aerodynamic valve, an electric motor, on the shaft of which a fan is fixed, placed in an intake device, a soundproof casing made of a heat-insulating one, the inlet and outlet of which are connected with the heated object, a free turbine, an electric generator located in series located on an additional shaft, placed inside the casing, which is rigidly fixed to the soundproof casing with its butt end, the blades of the free turbine are connected by gas connection with the output of the pulsating combustion chamber.

Новизна заключаются в том, что в него введены, последовательно расположенные на дополнительном валу свободная турбина, электрогенератор, помещенные внутри корпуса, который торцом жестко закреплен к звукоизолирующему кожуху, лопатки свободной турбины соединены газовой связью с выходом камеры пульсирующего горения.The novelty lies in the fact that a free turbine, an electric generator placed in series on an additional shaft, placed inside the housing, which is rigidly fixed to the soundproof casing with its end face, the blades of the free turbine are connected by a gas connection with the output of the pulsating combustion chamber.

Анализ известных технических решений (аналогов) в исследуемой области и смежных областях позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с существенными отличительными признаками в заявленном устройстве.An analysis of known technical solutions (analogues) in the study area and related areas allows us to conclude that they do not have features similar to the essential distinguishing features in the claimed device.

На фиг. 1 изображен общий вид устройства.In FIG. 1 shows a general view of the device.

Теплогенератор пульсирующего горения содержит камеру пульсирующего горения 1, включающую камеру сгорания 2 с резонансной трубой 3, систему топливопитания 4, зажигания 5, форкамеру 6, укрепленную под углом 90 градусов к оси камеры сгорания 2 и связывающую ее с аэродинамическим клапаном 7. Камера пульсирующего горения 1 помещена в звукотеплоизолирующий кожух 8, вход и выход которого связаны с обогреваемым объектом 9. На входе теплоизолирующего кожуха 8 установлено заборное устройство 10, в котором помещен электродвигатель 11, на валу которого закреплен вентилятор 12. К звукоизолирующему кожуху 8 торцом жестко закреплен корпус 13, внутри которого помещены последовательно расположенные на дополнительном валу 14 свободная турбина 15, электрогенератор 16. Выход камеры пульсирующего горения 1 соединен газовой связью с лопатками свободной турбины 15.The pulsating combustion heat generator contains a pulsating combustion chamber 1, including a combustion chamber 2 with a resonant tube 3, a fuel supply system 4, ignition 5, a prechamber 6, fixed at an angle of 90 degrees to the axis of the combustion chamber 2 and connecting it with an aerodynamic valve 7. The pulsing combustion chamber 1 is placed in a sound and heat insulating casing 8, the inlet and outlet of which are connected with the heated object 9. An intake is installed at the inlet of the heat insulating casing 8 device 10, in which an electric motor 11 is placed, on the shaft of which a fan 12 is fixed. A housing 13 is rigidly fixed to the soundproof casing 8, inside which a free turbine 15, an electric generator 16, located in series on an additional shaft 14, are placed. The output of the pulsating combustion chamber 1 is connected by a gas connection with the blades of the free turbine 15.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Запускают системы топливопитания 4 и зажигания 5, выводят теплогенератор на рабочий режим. Запускают электродвигатель 11 вентилятора 12, в заборном устройстве 10 теплоизолирующего кожуха 8. При этом воздух поступает внутрь теплоизолирующего кожуха 8 из обогреваемого объекта 9 через заборное устройство 10, и двигается вдоль резонансной трубы 3, обдувая камеру пульсирующего горения 1 снаружи, поступает обратно в обогреваемый объект 9. Продукты сгорания из резонансной трубы 3 поступают на лопатки свободной турбины 15, которые придают вращение дополнительному валу 14 и одновременно вращают электрогенератор 16, который обеспечивает электрическим постоянным током системы теплогенератора и обогреваемого объекта в полевых условиях.The fuel supply systems 4 and ignition 5 are started, the heat generator is put into operation. The electric motor 11 of the fan 12 is started, in the intake device 10 of the heat-insulating casing 8. In this case, the air enters the heat-insulating casing 8 from the heated object 9 through the intake device 10, and moves along the resonant pipe 3, blowing the pulsating combustion chamber 1 from the outside, flows back into the heated object 9. The combustion products from the resonant pipe 3 enter the blades of the free turbine 15, which impart rotation to the additional shaft 1 4 and at the same time rotate the electric generator 16, which provides electric direct current to the systems of the heat generator and the heated object in the field.

Изменяя режим работы теплогенератора пульсирующего горения и место входа и выхода теплоизолирующего кожуха 8 в обогреваемом объекте 9, изменяют распределение суммарных удельных тепловых потоков по длине и объему обогреваемого объекта 9, а также для питания электричеством в полевых условиях.By changing the mode of operation of the heat generator of pulsating combustion and the place of entry and exit of the heat-insulating casing 8 in the heated object 9, the distribution of the total specific heat fluxes along the length and volume of the heated object 9 is changed, as well as for supplying electricity in the field.

Предлагаемый теплогенератор пульсирующего горения существенно расширяет коэффициент полезного действия, за счет использования удельных тепловых потоков, возникающих при работе теплогенератора, для обогрева различных объектов, как в стационарных, так и в полевых условиях, обеспечивает возможность распределения суммарных удельных тепловых потоков по длине обогреваемого объекта и снабжением электричеством в полевых условиях.The proposed heat generator of pulsating combustion significantly expands the efficiency, due to the use of specific heat fluxes arising during the operation of the heat generator for heating various objects, both in stationary and in the field, provides the possibility of distributing the total specific heat fluxes along the length of the heated object and supplying electricity in the field.

Claims

Pulsating combustion heat generator containing a pulsating combustion chamber with an aerodynamic valve, including a combustion chamber with a resonant tube and a fuel supply and ignition system, placed in a soundproof casing, while air enters the casing through an intake device located at the combustion chamber so that the air moves along the resonant pipe, blowing the pulsating combustion chamber from the outside, a prechamber, reinforced at an angle of 90 degrees to the axis of the combustion chamber and connecting it with an aerodynamic valve, an electric motor, on the shaft of which a fan is fixed, placed in an intake device, a soundproof casing, made heat-insulating, the inlet and outlet of which are connected with the heated object, characterized in that a free turbine, an electric generator placed in series located on an additional shaft, placed inside the casing, which is rigidly fixed to the soundproof casing with its butt end, the blades of the free turbine are connected by gas connection with the output of the pulsating combustion chamber.