RU2277204C1 - Способ сжигания топлива - Google Patents
Способ сжигания топлива Download PDFInfo
- Publication number
- RU2277204C1 RU2277204C1 RU2005105025/06A RU2005105025A RU2277204C1 RU 2277204 C1 RU2277204 C1 RU 2277204C1 RU 2005105025/06 A RU2005105025/06 A RU 2005105025/06A RU 2005105025 A RU2005105025 A RU 2005105025A RU 2277204 C1 RU2277204 C1 RU 2277204C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fuel
- vortex
- air
- peripheral
- flow
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Combustion Of Fluid Fuel (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области сжигания топлива и может найти применение в воздушно-реактивных двигателях, газотурбинных, топочных и теплоэнергетических установках, в установках по переработке и утилизации бытовых и промышленных отходов. Способ заключается в том, что создают сильно закрученный воздушный поток, в начало которого подают топливо, что ведет к образованию топливовоздушной смеси, движение которой формируют как внешнее в виде периферийного вихря, находящегося в противотоке к движению продуктов сгорания, которое формируют как внутреннее в виде приосевого вихря, при этом начало формирования топливовоздушной смеси и выход продуктов сгорания находятся в одном сечении, перпендикулярном оси периферийного и приосевого вихрей, при этом формирование топливовоздушной смеси, ее воспламенение и горение осуществляется в периферийном вихре, которое продолжается в приосевом вихре путем дожигания и разбавления. В зоне периферийного вихря дополнительно создают циркуляционное течение, которое формирует тороидальный вихрь топливовоздушной смеси и продуктов сгорания, при этом воспламенение топливовоздушной смеси осуществляют в зоне циркуляционного течения, которое создают в зоне начала формирования топливовоздушной смеси. Изобретение позволяет повысить надежность запуска и устойчивость работы в широком диапазоне изменения коэффициента избытка воздуха и расхода воздуха на входе в камеру сгорания, что значительно расширяет область их применения. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.
Description
Предлагаемое изобретение относится к области сжигания топлива и может найти применение в воздушно-реактивных двигателях, в газотурбинных, топочных и теплоэнергетических установках, в установках по переработке и утилизации бытовых и промышленных отходов.
Известен способ сжигания топлива, при котором создают сильно закрученный воздушный поток, в начало которого подают топливо, что ведет к образованию топливовоздушной смеси, ее последующему воспламенению и сжиганию, движение топливовоздушной смеси формируют как внешнее в виде периферийного вихря, находящегося в противотоке к движению продуктов сгорания, которое формируют как внутреннее в виде приосевого вихря, при этом начало формирования топливовоздушной смеси и выход продуктов сгорания находятся в одном сечении, перпендикулярном оси периферийного и приосевого вихрей, плотность топливовоздушной смеси, которую вводят в зону горения, увеличивается по мере удаления от сформировавшегося потока продуктов сгорания, фронт пламени проходит по границе раздела области движения топливовоздушной смеси и продуктов сгорания по всей длине жаровой трубы, в передней части которой фронт пламени образует тороидальный вихрь, центральная ось которого совпадает с центральной осью камеры сгорания (см. патент SU №1726917, 1992).
Из известных способов сжигания топлива наиболее близким к заявляемому является способ, описанный в патенте RU №2196940, 2003. По этому способу создают сильно закрученный воздушный поток, в начало которого подают топливо, что ведет к образованию топливовоздушной смеси, движение которой формируют как внешнее в виде периферийного вихря, находящегося в противотоке к движению продуктов сгорания, которое формируют как внутреннее в виде приосевого вихря, при этом начало формирования топливовоздушной смеси и выход продуктов сгорания находятся в одном сечении, перпендикулярном оси периферийного и приосевого вихрей. Дополнительно потоку топливовоздушной смеси основной камеры создают поток топливовоздушной смеси в первичной камере сгорания, поджигают его, а выход продуктов сгорания направляют в начало формирования топливовоздушной смеси периферийного вихря по направлению его вращения, при этом формирование топливовоздушной смеси, ее воспламенение и горение осуществляют в периферийном вихре, а дожигание и разбавление - в приосевом.
Известные способы сжигания не обеспечивают достаточно надежного запуска и устойчивой работы в широком диапазоне изменения коэффициента избытка воздуха и расхода воздуха в камере сгорания, не позволяют интенсифицировать процесс сжигания топлива. Это значительно сужает область их применения.
Техническая задача, которую решает данное изобретение, - повышение надежности запуска и устойчивой работы в широком диапазоне изменения коэффициента избытка воздуха и расхода воздуха в камере сгорания, что значительно расширяет область их применения.
Техническая задача решается тем, что способ сжигания топлива, при котором создают сильно закрученный воздушный поток, в начало которого подают топливо, что ведет к образованию топливовоздушной смеси, движение которой формируют как внешнее в виде периферийного вихря, находящегося в противотоке к движению продуктов сгорания, которое формируют как внутреннее в виде приосевого вихря, при этом начало формирования топливовоздушной смеси и выход продуктов сгорания находятся в одном сечении, перпендикулярном оси периферийного и приосевого вихрей, при этом формирование топливовоздушной смеси, ее воспламенение и горение осуществляют в периферийном вихре, а дожигание и разбавление - в приосевом, отличается тем, что в зоне периферийного вихря дополнительно создают циркуляционное течение, которое формирует тороидальный вихрь топливовоздушной смеси и продуктов сгорания, при этом воспламенение топливовоздушной смеси осуществляют в зоне циркуляционного течения. Циркуляционное течение создают в зоне начала формирования топливовоздушной смеси.
Наличие высокотемпературного тороидального вихря, насыщенного химически активными центрами, расположенного постоянно в зоне циркуляции, способствует повышению надежности запуска и устойчивой работы в широком диапазоне изменения коэффициента избытка воздуха и расхода воздуха в камере сгорания.
Таким образом, изобретение позволяет повысить надежность запуска и устойчивость работы в широком диапазоне изменения коэффициента избытка воздуха и расхода воздуха в камере сгорания, что значительно расширяет область их применения.
На фиг.1 изображен продольный разрез устройства;
на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1;
на фиг.3 - разрез по Б-Б на фиг.1;
на фиг.4 - разрез по В-В на фиг.1.
Способ осуществляют следующим образом. Воздух от внешнего источника подают в камеру сгорания. В периферийной области камеры сгорания создают сильно закрученный воздушный поток, в начало которого подают топливо, что ведет к образованию топливовоздушной смеси, движение которой формируют как внешнее в виде периферийного вихря, находящегося в противотоке к движению продуктов сгорания, которое формируют как внутреннее в виде приосевого вихря, при этом начало формирования топливовоздушной смеси и выход продуктов сгорания находятся в одном сечении, перпендикулярном оси периферийного и приосевого вихрей. В зоне начала формирования топливовоздушной смеси дополнительно создают циркуляционное течение, формирующее тороидальный вихрь топливовоздушной смеси, которая поджигается внешним источником тепловой энергии. Поток продуктов сгорания зоны циркуляции, имеющий высокую температуру и насыщенный химически активными центрами, поджигает формирующуюся топливовоздушную смесь периферийного вихря, стабилизируя процесс горения, который продолжается в приосевом вихре путем дожигания и разбавления.
Изменение осевой составляющей скорости периферийного вихря приводит к изменению скорости вращения тороидального вихря без изменения места его расположения в зоне начала формирования топливовоздушной смеси.
Таким образом, наличие высокотемпературного тороидального вихря, насыщенного химически активными центрами, расположенного постоянно в зоне циркуляции периферийного вихря, независимо от изменения скоростного режима течения, улучшает пусковые и рабочие характеристики, стабилизируя рабочий процесс камеры сгорания в широком диапазоне изменения коэффициента избытка воздуха и расхода воздуха в камере сгорания.
Устройство для осуществления способа сжигания топлива (фиг.1) содержит корпус 1, жаровую трубу 2, завихритель 3, канал 4 выхода продуктов сгорания, топливные форсунки 5, воспламеняющее устройство 6, рубашку 7 охлаждения с патрубком для ввода воздуха в рубашку 8 охлаждения (фиг.2). Завихритель 3 и канал 4 выхода продуктов сгорания расположены в одном сечении, перпендикулярном центральной оси корпуса 1. Завихритель 3 - тангенциального типа. Рубашка 7 охлаждения выполнена в виде кольцевого канала, внутренняя поверхность которого образована наружной поверхностью жаровой трубы 2, а наружная - внутренней поверхностью корпуса 1. Выход из рубашки 7 соединен с входом в завихритель 3 камеры сгорания 1. Воспламеняющее устройство 6, расположенное за плоскостью перепада внутренней поверхности жаровой трубы 2 в зоне ее большего диаметра, выполнено в виде горелочного устройства факельного типа с каналом 9 выхода факела продуктов сгорания (фиг.3), направленным тангенциально к боковой поверхности жаровой трубы 2, по направлению вращения потока, выходящего из завихрителя 3 (фиг.4). Топливные форсунки 5 расположены в сечении жаровой трубы, примыкающем к зоне перепада диаметра жаровой трубы 2. Патрубок 8 установлен по касательной к внутренней поверхности корпуса 1.
Устройство для сжигания топлива работает следующим образом. Воздух от внешнего источника через патрубок 8 поступает в рубашку 7 охлаждения камеры сгорания, пройдя которую, поступает в завихритель 3. Разогнанный в завихрителе 3 воздушный поток поступает в жаровую трубу 2.
В периферийной области жаровой трубы 2 создается сильно закрученный воздушный поток, в начало которого из форсунок 5 подают топливо. Подвод топлива ведет к образованию топливовоздушной смеси, движение которой формируют как внешнее в виде периферийного вихря, находящегося в противотоке к движению приосевого вихря продуктов сгорания, которое формируют как внутреннее в виде приосевого вихря, при этом начало формирования топливовоздушной смеси и начало канала выхода продуктов сгорания 4 находятся в одном сечении, перпендикулярном оси периферийного и приосевого вихрей.
Перемещаясь вдоль жаровой трубы, периферийный вихрь, в зоне перепада диаметров жаровой трубы - зоне срывного диффузорного течения, создает циркуляционное течение, формирующее тороидальный вихрь топливовоздушной смеси, которая поджигается воспламеняющим устройством 6 - источником тепловой энергии. Поток продуктов сгорания зоны циркуляции, имеющий высокую температуру и насыщенный химически активными центрами, поджигает формирующуюся топливовоздушную смесь периферийного вихря, стабилизируя процесс горения, который продолжается в приосевом вихре путем дожигания и разбавления.
При изменении осевой составляющей скорости периферийного вихря, что характерно для пускового режима и режима максимальной теплопроизводительности, изменяется скорость вращения тороидального вихря без изменения места его расположения в зоне циркуляции периферийного вихря. Таким образом, наличие высокотемпературного тороидального вихря, насыщенного химически активными центрами, расположенного постоянно в зоне циркуляции периферийного вихря, независимо от изменения скоростного режима течения, улучшает пусковые и рабочие характеристики, стабилизируя рабочий процесс камеры сгорания в широком диапазоне изменения коэффициента избытка воздуха и расхода воздуха в камере сгорания, что значительно расширяет область их применения.
Claims (2)
1. Способ сжигания, при котором создают сильно закрученный воздушный поток, в начало которого подают топливо, что ведет к образованию топливовоздушной смеси, движение которой формируют как внешнее в виде периферийного вихря, находящегося в противотоке к движению продуктов сгорания, которое формируют как внутреннее в виде приосевого вихря, при этом начало формирования топливовоздушной смеси и выход продуктов сгорания находятся в одном сечении, перпендикулярном оси периферийного и приосевого вихрей, при этом формирование топливовоздушной смеси, ее воспламенение и горение осуществляют в периферийном вихре, а дожигание и разбавление - в приосевом, отличающийся тем, что в зоне периферийного вихря дополнительно создают циркуляционное течение, которое формирует тороидальный вихрь топливовоздушной смеси и продуктов сгорания, при этом воспламенение топливовоздушной смеси осуществляют в зоне циркуляционного течения.
2. Способ сжигания топлива по п.1, отличающийся тем, что циркуляционное течение создают в зоне начала формирования топливовоздушной смеси.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005105025/06A RU2277204C1 (ru) | 2005-02-25 | 2005-02-25 | Способ сжигания топлива |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005105025/06A RU2277204C1 (ru) | 2005-02-25 | 2005-02-25 | Способ сжигания топлива |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2277204C1 true RU2277204C1 (ru) | 2006-05-27 |
Family
ID=36711386
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005105025/06A RU2277204C1 (ru) | 2005-02-25 | 2005-02-25 | Способ сжигания топлива |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2277204C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2671742C1 (ru) * | 2017-12-19 | 2018-11-06 | Общество с ограниченной ответственностью "Новые технологии" | Комплекс для переработки иловых осадков сточных вод |
RU2760607C1 (ru) * | 2021-04-23 | 2021-11-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П.А. Соловьева" | Энергоэффективное микрофакельное горелочное устройство |
RU2779123C1 (ru) * | 2021-12-06 | 2022-09-01 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П.С. Соловьева" | Противоточная вихревая горелка |
-
2005
- 2005-02-25 RU RU2005105025/06A patent/RU2277204C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2671742C1 (ru) * | 2017-12-19 | 2018-11-06 | Общество с ограниченной ответственностью "Новые технологии" | Комплекс для переработки иловых осадков сточных вод |
RU2760607C1 (ru) * | 2021-04-23 | 2021-11-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П.А. Соловьева" | Энергоэффективное микрофакельное горелочное устройство |
RU2779123C1 (ru) * | 2021-12-06 | 2022-09-01 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П.С. Соловьева" | Противоточная вихревая горелка |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2635012C1 (ru) | Парогазогенератор | |
RU2455569C1 (ru) | Горелка | |
RU2613011C1 (ru) | Парогазогенератор | |
RU2644668C1 (ru) | Парогазогенератор | |
RU2468298C2 (ru) | Постадийное сжигание топлива в горелке | |
KR20060086358A (ko) | 가스 터빈 엔진에서의 연소 안정화 장치 | |
JPH08240129A (ja) | ガスタービンエンジン用燃焼器 | |
RU2708011C1 (ru) | Устройство для сжигания топлива | |
RU2352864C1 (ru) | Способ и устройство для сжигания топлива | |
RU2006110988A (ru) | Горелка для камеры сгорания газовой турбины (варианты) | |
RU2310794C1 (ru) | Вихревая горелка | |
RU2277204C1 (ru) | Способ сжигания топлива | |
RU2306483C1 (ru) | Способ сжигания жидкого или газообразного топлива для получения тепла и воздухонагреватель для его осуществления | |
RU2557140C1 (ru) | Парогазогенератор | |
RU2212003C1 (ru) | Способ и устройство для сжигания топлива | |
RU2196940C1 (ru) | Способ и устройство для сжигания топлива | |
RU2548703C1 (ru) | Форсунка смесительной головки парогазогенератора | |
CN102384473A (zh) | 一种燃气轮机无焰驻涡燃烧器 | |
RU2612491C1 (ru) | Парогазогенератор | |
RU2307985C1 (ru) | Устройство для сжигания топлива | |
RU2638500C1 (ru) | Способ сжигания измельчённого твердого топлива и устройство для его осуществления | |
RU2643223C1 (ru) | Устройство для термической нейтрализации промышленных стоков | |
RU2256850C1 (ru) | Устройство для сжигания топлива | |
RU2350844C1 (ru) | Камера сгорания теплогенератора для сжигания жидкого топлива | |
RU2454605C1 (ru) | Вихревая эжекционная газовая горелка технологического назначения |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20060906 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090226 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20110210 |
|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20110616 |
|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20110823 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140226 |