RU2352864C1 - Method and device for burning fuel - Google Patents

Method and device for burning fuel Download PDF

Info

Publication number
RU2352864C1
RU2352864C1 RU2007145657/06A RU2007145657A RU2352864C1 RU 2352864 C1 RU2352864 C1 RU 2352864C1 RU 2007145657/06 A RU2007145657/06 A RU 2007145657/06A RU 2007145657 A RU2007145657 A RU 2007145657A RU 2352864 C1 RU2352864 C1 RU 2352864C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
combustion chamber
fuel
flame tube
air
vortex
Prior art date
Application number
RU2007145657/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Николаевич Новиков (RU)
Николай Николаевич Новиков
Валерий Иванович Ребрищев (RU)
Валерий Иванович Ребрищев
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Научно-технический центр "Альтернатива"
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 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-технический центр "Альтернатива" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Научно-технический центр "Альтернатива"
Priority to RU2007145657/06A priority Critical patent/RU2352864C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2352864C1 publication Critical patent/RU2352864C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: heating.
SUBSTANCE: present invention relates to fuel combustion and can be used in gas-turbine engines and power installations, in installations for reprocessing and recycling domestic and industrial wastes. The method of burning fuel involves feeding fuel and air into a combustion liner of a combustion chamber and burning the fuel-air mixture. After that, the combustion products are removed from the combustion chamber through an outlet channel. Part of the air gets into the combustion chamber from the outlet channel of combustion products towards the axial direction of the burnt fuel, coming into the combustion chamber through a central opening of a central nozzle passage. The incoming air is swirled, forming a peripheral spiral vortex inside the combustion liner. The other part of the air is fed through a circular nozzle passage around the central nozzle passage towards the axial movement of the peripheral spiral vortex, swirling air in the direction coinciding with the direction of rotation of the peripheral spiral vortex, with formation of a paraxial vortex. Conditions are thus created, for injecting (sucking in) fuel into the combustion liner through the central opening of the central nozzle passage. That way the fuel-air mixture is prepared and ignited with a jet fire, coming from the burning device at a tangent to the peripheral spiral vortex in the direction of its rotation. In the region of the central opening of the central nozzle passage, a toroidal vortex is created, due to rotation of the peripheral vortex in the axial direction in the opposite side. The burning device is placed in the region of the outlet channel of combustion products. More working fuel is fed into the peripheral vortex.
EFFECT: provision for a working process of burning fuel with pressure of fuel at the outlet of the device below the pressure of incoming air.
18 cl, 4 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области сжигания топлива и может найти применение в газотурбинных двигателях и энергетических установках, в установках по переработке и утилизации бытовых и промышленных отходов.The present invention relates to the field of fuel combustion and may find application in gas turbine engines and power plants, in plants for the processing and disposal of domestic and industrial waste.

Известны способ и устройство для сжигания топлива, содержащее основную камеру сгорания и первичную камеру сгорания, расположенную в сечении, перпендикулярном центральной оси жаровой трубы основной камеры сгорания. Основная камера сгорания содержит жаровую трубу, завихритель и канал выхода продуктов сгорания, расположенные в одном сечении, перпендикулярном центральной оси камеры, топливные форсунки. Первичная камера сгорания содержит жаровую трубу, завихритель, топливные форсунки, горелочное устройство и канал выхода продуктов сгорания, направленный тангенциально к боковой поверхности жаровой трубы основной камеры сгорания по направлению вращения потока. Первичная камера сгорания расположена за завихрителем или в одном сечении с завихрителем основной камеры сгорания (см. патент RU 2196940 С1, 20.01.2003).A known method and device for burning fuel, containing a main combustion chamber and a primary combustion chamber located in a section perpendicular to the central axis of the flame tube of the main combustion chamber. The main combustion chamber contains a flame tube, a swirl and a channel for the exit of combustion products located in one section perpendicular to the central axis of the chamber, fuel nozzles. The primary combustion chamber contains a flame tube, a swirl ring, fuel nozzles, a burner device and a combustion products outlet channel directed tangentially to the side surface of the flame tube of the main combustion chamber in the direction of flow rotation. The primary combustion chamber is located behind the swirl or in one section with the swirl of the main combustion chamber (see patent RU 2196940 C1, 01/20/2003).

Известное техническое решение не обеспечивает устойчивой работы и полноты сгорания при невысоком положительном перепаде давления между подаваемым воздухом и топливом и не может реализовать процесс сжигания при давлении топлива на входе, равном или меньшем давления подаваемого воздуха. Это значительно сужает область его применения.The known technical solution does not provide stable operation and completeness of combustion at a low positive pressure difference between the supplied air and fuel and cannot realize the combustion process at a fuel pressure at the inlet equal to or less than the pressure of the supplied air. This significantly narrows the scope of its application.

Наиболее близким к заявленному способу сжигания топлива является способ сжигания топлива, описанный в патенте RU 2212003 С1, 10.09.2003 и заключающийся в том, что в жаровую трубу камеры сгорания подают сжигаемое топливо и воздух, сжигают топливовоздушную смесь, после чего продукты сгорания удаляют из камеры сгорания через канал выхода продуктов сгорания.Closest to the claimed method of burning fuel is the method of burning fuel described in patent RU 2212003 C1, 09/10/2003, which consists in the fact that the combusted fuel and air are supplied to the combustion tube of the combustion chamber, the air-fuel mixture is burned, after which the combustion products are removed from the chamber combustion through the outlet channel of combustion products.

Наиболее близким к заявленному устройству для сжигания топлива является устройство, также описанное в патенте RU 2212003 С1, 10.09.2003, включающее горелочное устройство, основную камеру сгорания, содержащую жаровую трубу, задний завихритель с устройством подвода воздуха и канал выхода продуктов сгорания, а также первичную камеру сгорания, установленную перед основной камерой сгорания вдоль ее оси и содержащую расположенные на переднем торце устройства подвода сжигаемого топлива, воздуха и передний завихритель, выполненный в виде закручивающего соплового аппарата.Closest to the claimed device for burning fuel is a device also described in patent RU 2212003 C1, 09/10/2003, including a burner device, a main combustion chamber containing a flame tube, a rear swirl with a device for supplying air and an exit channel for combustion products, as well as a primary a combustion chamber mounted in front of the main combustion chamber along its axis and containing located on the front end of the device for supplying combustible fuel, air and a front swirler, made in the form of a twisting about the nozzle apparatus.

Недостатком указанных способа и устройства для сжигания топлива является то, что они не обеспечивают рабочий процесс сжигания при давлении топлива на входе в устройство ниже давления подаваемого воздуха, что обусловлено невозможностью обеспечения высокого среднего осевого градиента статического давления и направления его в сторону устройства подвода воздуха на режиме горения и, как следствие, снижение процесса эжектирования топлива от внешнего источника, включая выброс продуктов сгорания из приосевого вихря в направлении внешнего источника.The disadvantage of these methods and devices for burning fuel is that they do not provide a combustion process when the fuel pressure at the inlet of the device is lower than the pressure of the supplied air, due to the inability to provide a high average axial gradient of static pressure and directing it towards the air supply device in the mode combustion and, as a consequence, a decrease in the process of fuel ejection from an external source, including the emission of combustion products from the axial vortex in the direction of the external and source.

Техническим результатом заявленной группы изобретений является обеспечение рабочего процесса сжигания топлива при давлении топлива на входе в устройство ниже давления подаваемого воздуха.The technical result of the claimed group of inventions is to provide a working process of burning fuel at a fuel pressure at the inlet of the device below the pressure of the supplied air.

Указанный технический результат достигается посредством способа сжигания топлива, заключающегося в том, что в жаровую трубу камеры сгорания подают сжигаемое топливо и воздух, сжигают топливовоздушную смесь, после чего продукты сгорания удаляют из камеры сгорания через канал выхода продуктов сгорания. Согласно изобретению часть воздуха подают в камеру сгорания со стороны канала выхода продуктов сгорания навстречу в осевом направлении сжигаемому топливу, поступающему в камеру сгорания через центральное отверстие центрального соплового канала, закручивают подаваемый воздух, образуя внутри жаровой трубы периферийный спиральный вихрь, другую часть воздуха подают через кольцевой сопловой канал вокруг центрального соплового канала навстречу осевому движению периферийного спирального вихря, закручивая воздух в направлении, совпадающем с направлением вращения периферийного спирального вихря, с образованием приосевого вихря и создавая при этом условия для эжектирования (подсасывания) в жаровую трубу через центральное отверстие центрального соплового канала сжигаемого топлива, обеспечивают таким образом подготовку топливовоздушной смеси и воспламеняют ее горящим факелом, поступающим из горелочного устройства тангенциально в периферийный спиральный вихрь по ходу его вращения. В районе центрального отверстия центрального соплового канала создают тороидальный вихрь за счет поворота периферийного вихря в осевом направлении в противоположную сторону. Горелочное устройство располагают в районе канала выхода продуктов сгорания. В периферийный вихрь дополнительно подают рабочее топливо.The specified technical result is achieved by a method of burning fuel, which consists in the fact that the combusted fuel and air are fed into the combustion tube of the combustion chamber, the air-fuel mixture is burned, after which the combustion products are removed from the combustion chamber through the exit channel of the combustion products. According to the invention, part of the air is fed into the combustion chamber from the side of the exhaust gas outlet channel towards the axially directed combustible fuel, which enters the combustion chamber through the central hole of the central nozzle channel, the supplied air is twisted, forming a peripheral spiral vortex inside the flame tube, another part of the air is fed through the annular nozzle channel around the central nozzle channel towards the axial movement of the peripheral spiral vortex, swirling air in the direction coinciding with the direction of rotation of the peripheral spiral vortex, with the formation of an axial vortex and creating conditions for ejection (suction) into the flame tube through the central hole of the central nozzle channel of the combusted fuel, thus ensure the preparation of the air-fuel mixture and ignite it with a burning torch coming from the burner device tangentially into a peripheral spiral vortex along its rotation. A toroidal vortex is created in the region of the central opening of the central nozzle channel due to the rotation of the peripheral vortex in the axial direction in the opposite direction. The burner device is located in the area of the outlet channel of the combustion products. The peripheral vortex is additionally supplied with working fuel.

Указанный технический результат достигается также посредством устройства сжигания топлива, включающего основную камеру сгорания, содержащую горелочное устройство, жаровую трубу, задний завихритель с устройством подвода воздуха и канал выхода продуктов сгорания, а также первичную камеру сгорания, установленную перед основной камерой сгорания вдоль ее оси и содержащую расположенные на переднем торце устройства подвода сжигаемого топлива, воздуха и передний завихритель, выполненный в виде закручивающего соплового аппарата. Согласно изобретению горелочное устройство расположено в основной камере сгорания, а первичная камера сгорания образована внешней и внутренней оболочками, образующими кольцевой сопловой канал, соединенный с одной стороны с передним завихрителем, а с другой стороны - с жаровой трубой основной камеры сгорания, при этом внутренняя оболочка образует центральный сопловой канал, соединенный с устройством подвода сжигаемого топлива в первичную камеру сгорания, а край внутренней оболочки, образующий центральное отверстие входа центрального соплового канала в жаровую трубу, находится от заднего завихрителя не далее края внешней оболочки, обращенного к жаровой трубе. Основная камера сгорания снабжена устройством подачи дополнительного рабочего топлива, выполненным в виде, по меньшей мере, двух струйных форсунок, расположенных равномерно по окружности жаровой трубы в районе заднего завихрителя. Горелочное устройство расположено в районе заднего завихрителя. Длина жаровой трубы от поперечного сечения заднего завихрителя основной камеры сгорания до края внутренней оболочки, образующего центральное отверстие, составляет 1,5-2,5 диаметра жаровой трубы в районе заднего завихрителя. Диаметр центрального отверстия внутренней оболочки первичной камеры сгорания равен 0,4-0,8 диаметра входного отверстия канала выхода продуктов сгорания основной камеры сгорания. Диаметр входного отверстия канала выхода продуктов сгорания основной камеры сгорания равен 0,6-0,8 диаметра жаровой трубы в районе заднего завихрителя. Внешняя и внутренняя оболочки выполнены в виде сужающихся в сторону жаровой трубы участков и сопряженных с ними в минимальных сечениях цилиндрических участков, выполненных в виде обечаек. Длина цилиндрической обечайки, сопрягаемой с сужающимся участком внешней оболочки, составляет не более чем 2 радиальные ширины кольцевого соплового канала в его минимальном сечении, а сопрягаемой с сужающимся участком внутренней оболочки - не более 4. Угол сужения внешней оболочки первичной камеры сгорания в направлении жаровой трубы составляет не более 16°. Угол сужения внутренней оболочки первичной камеры сгорания в направлении жаровой трубы составляет не более 12°. Торцевая поверхность жаровой трубы в районе центрального отверстия выполнена торовой, сопряженной с цилиндрической или конической поверхностью жаровой трубы. Края внешней и внутренней оболочек первичной камеры сгорания смещены в жаровую трубу на расстояние до 0,5 диаметра минимальной окружности торцевой торовой поверхности жаровой трубы. Край внутренней оболочки первичной камеры сгорания смещен в жаровую трубу по отношению к краю внешней оболочки на расстояние не более чем 4 радиальные ширины кольцевого соплового канала первичной камеры сгорания в его минимальном сечении.The indicated technical result is also achieved by means of a fuel combustion device including a main combustion chamber containing a burner, a heat pipe, a rear swirler with an air supply device and an exit channel of combustion products, as well as a primary combustion chamber installed in front of the main combustion chamber along its axis and containing located on the front end of the device for supplying combustible fuel, air and a front swirler, made in the form of a swirling nozzle apparatus. According to the invention, the burner device is located in the main combustion chamber, and the primary combustion chamber is formed by the outer and inner shells forming an annular nozzle channel connected on one side to the front swirl and, on the other hand, to the flame tube of the main combustion chamber, while the inner shell forms a central nozzle channel connected to the device for supplying combustible fuel to the primary combustion chamber, and the edge of the inner shell forming the central opening of the inlet of the central the nozzle channel into the flame tube, is located from the rear swirler not further than the edge of the outer shell facing the flame tube. The main combustion chamber is equipped with a device for supplying additional working fuel, made in the form of at least two jet nozzles located uniformly around the circumference of the flame tube in the region of the rear swirler. The burner is located in the area of the rear swirl. The length of the flame tube from the cross section of the rear swirl of the main combustion chamber to the edge of the inner shell forming the central hole is 1.5-2.5 times the diameter of the flame tube in the region of the rear swirl. The diameter of the Central hole of the inner shell of the primary combustion chamber is 0.4-0.8 of the diameter of the inlet of the channel of the exit of the combustion products of the main combustion chamber. The diameter of the inlet of the channel of the exit of combustion products of the main combustion chamber is 0.6-0.8 of the diameter of the flame tube in the region of the rear swirler. The outer and inner shells are made in the form of sections tapering towards the flame tube and mating with them in minimal sections of cylindrical sections made in the form of shells. The length of the cylindrical shell mating with the tapering section of the outer shell is no more than 2 radial widths of the annular nozzle channel in its minimum section, and the mating with the tapering section of the inner shell is not more than 4. The narrowing angle of the outer shell of the primary combustion chamber in the direction of the flame tube is no more than 16 °. The narrowing angle of the inner shell of the primary combustion chamber in the direction of the flame tube is not more than 12 °. The end surface of the flame tube in the region of the central hole is made torus, paired with a cylindrical or conical surface of the flame tube. The edges of the outer and inner shells of the primary combustion chamber are displaced into the flame tube to a distance of up to 0.5 times the diameter of the minimum circumference of the end torus surface of the flame tube. The edge of the inner shell of the primary combustion chamber is displaced into the flame tube relative to the edge of the outer shell by a distance of not more than 4 radial widths of the annular nozzle channel of the primary combustion chamber in its minimum section.

Таким образом, введенные в устройство для сжигания топлива новые отличительные признаки в совокупности с известными признаками позволяют решить поставленную задачу.Thus, the new distinctive features introduced into the device for burning fuel in combination with the known features allow us to solve the problem.

На фиг.1 изображен продольный разрез устройства для сжигания топлива;Figure 1 shows a longitudinal section of a device for burning fuel;

на фиг.2 - разрез по А-А на фиг.1;figure 2 is a section along aa in figure 1;

на фиг.3 - разрез по Б-Б на фиг.1, повернутый на 180°;figure 3 is a section along BB in figure 1, rotated 180 °;

на фиг.4 - разрез по В-В на фиг.1.figure 4 is a section along BB in figure 1.

Устройство, реализующее заявленный способ сжигания топлива (см. фиг.1), содержит основную камеру сгорания 1 и первичную камеру сгорания 2, установленную перед основной камерой сгорания 1 вдоль ее оси. Основная камера сгорания 1 содержит жаровую трубу 3, устройство 4 подвода воздуха, задний завихритель 5 и канал 6 выхода продуктов сгорания с входным отверстием 7 (см. фиг.2), расположенные в одном сечении, перпендикулярном центральной оси основной камеры сгорания 1, а также горелочное устройство 8 (см. фиг.3), расположенное в районе заднего завихрителя 5. Горелочное устройство 8 содержит канал 9 выхода продуктов сгорания, направленный тангенциально к боковой поверхности жаровой трубы 3 по направлению вращения потока, выходящего из заднего завихрителя 5. Поверхность жаровой трубы 3, выполненная цилиндрической или конической с увеличением диаметра в направлении первичной камеры сгорания 2, переходит в торцевую торовую поверхность 10. Первичная камера сгорания 2 содержит (см. фиг.4) расположенные на переднем торце устройство 11 подвода сжигаемого топлива, устройство 12 подвода воздуха и передний завихритель 13, выполненный в виде закручивающего соплового аппарата. Первичная камера сгорания 2 образована внешней и внутренней соосными оболочками, соответственно 14 и 15, образующими кольцевой сопловой канал 16, соединенный с одной стороны с передним завихрителем 13, а с другой стороны - с жаровой трубой 3 основной камеры сгорания 1. Внутренняя оболочка 15 образует центральный сопловой канал 17 с центральным отверстием 18 в сечении выхода канала 17 в жаровую трубу 3 основной камеры сгорания 1. Центральный сопловой канал 17 соединен с устройством 11 подвода сжигаемого топлива в первичную камеру сгорания 2. Диаметр центрального отверстия 18 внутренней оболочки 15 первичной камеры сгорания 2 может быть равен 0,4-0,8 диаметра входного отверстия 7 канала 6 выхода продуктов сгорания основной камеры сгорания 1. Диаметр входного отверстия 7 канала 6 выхода продуктов сгорания основной камеры сгорания 1 может быть равен 0,6-0,8 диаметра жаровой трубы 3 в районе заднего завихрителя 5. Длина жаровой трубы 3 от поперечного сечения заднего завихрителя 5 основной камеры сгорания 1 до края внутренней оболочки 15, образующего центральное отверстие 18, может составлять 1,5-2,5 диаметра жаровой трубы 3 в районе заднего завихрителя 5. Указанный край внутренней оболочки 15 находится от заднего завихрителя 5 не далее края внешней оболочки 14, обращенного к жаровой трубе 3. Внешняя и внутренняя оболочки, соответственно 14 и 15, первичной камеры сгорания 2 могут быть выполнены в виде сужающихся в сторону жаровой трубы 3 участков с углами сужения, составляющими величину не более 16° для оболочки 14 и не более 12° для оболочки 15. Сужающиеся участки внешней и внутренней оболочек 14 и 15 в минимальных сечениях сопрягаются с цилиндрическими участками, выполненными в виде обечаек 19 и 20 соответственно. Длина цилиндрической обечайки 19, сопрягаемой с сужающимся участком внешней оболочкой 14, составляет не более чем 2 радиальные ширины кольцевого канала 16 в его минимальном сечении, а длина обечайки 20, сопрягаемой с сужающимся участком внутренней оболочкой 15, - не более 4. Края внешней и внутренней оболочек 14 и 15 первичной камеры сгорания 2 могут быть смещены в жаровую трубу 3 на расстояние до 0,5 диаметра минимальной окружности торцевой торовой поверхности 10 жаровой трубы 3. Торцевая торовая поверхность 10 может быть расположена в районе центрального отверстия 18. Край внутренней оболочки 15 первичной камеры сгорания 2 может быть смещен в жаровую трубу 3 по отношению к краю внешней оболочки 14 на расстояние не более чем 4 радиальные ширины кольцевого канала 16 первичной камеры сгорания 2 в его минимальном сечении. Основная камера сгорания 1 может быть также снабжена устройством подачи дополнительного рабочего топлива, выполненным в виде, например, струйных форсунок 21, расположенных равномерно по окружности жаровой трубы 3 в районе заднего завихрителя 5.A device that implements the claimed method of burning fuel (see figure 1) contains a main combustion chamber 1 and a primary combustion chamber 2 mounted in front of the main combustion chamber 1 along its axis. The main combustion chamber 1 contains a flame tube 3, an air supply device 4, a rear swirler 5 and a combustion products outlet channel 6 with an inlet 7 (see FIG. 2) located in one section perpendicular to the central axis of the main combustion chamber 1, and a burner device 8 (see Fig. 3) located in the region of the rear swirl 5. The burner device 8 comprises a channel 9 for the exit of combustion products tangentially directed to the side surface of the flame tube 3 in the direction of rotation of the stream exiting the back swirl 5. The surface of the flame tube 3, made cylindrical or conical with an increase in diameter in the direction of the primary combustion chamber 2, passes into the end torus surface 10. The primary combustion chamber 2 contains (see Fig. 4) a device 11 for supplying combustible fuel located on the front end , the device 12 of the air supply and the front swirl 13, made in the form of a swirling nozzle apparatus. The primary combustion chamber 2 is formed by the outer and inner coaxial shells, 14 and 15, respectively, forming an annular nozzle channel 16, connected on one side to the front swirl 13, and on the other hand to the flame tube 3 of the main combustion chamber 1. The inner shell 15 forms a central a nozzle channel 17 with a central hole 18 in the exit section of the channel 17 into the flame tube 3 of the main combustion chamber 1. The central nozzle channel 17 is connected to the device 11 for supplying combustible fuel to the primary combustion chamber 2. Price diameter the swirl hole 18 of the inner shell 15 of the primary combustion chamber 2 may be equal to 0.4-0.8 the diameter of the inlet 7 of the channel 6 of the output of the combustion products of the main combustion chamber 1. The diameter of the inlet 7 of the channel 6 of the output of the combustion products of the main combustion chamber 1 may be equal 0.6-0.8 diameter of the flame tube 3 in the region of the rear swirler 5. The length of the flame tube 3 from the cross section of the rear swirler 5 of the main combustion chamber 1 to the edge of the inner shell 15, forming the Central hole 18, may be 1.5-2, 5 diameters the flame tube 3 in the region of the rear swirler 5. The specified edge of the inner shell 15 is located from the rear swirl 5 not further than the edge of the outer shell 14 facing the flame tube 3. The outer and inner shells, respectively 14 and 15, of the primary combustion chamber 2 can be made 3 sections tapering towards the flame tube with narrowing angles of not more than 16 ° for the shell 14 and not more than 12 ° for the shell 15. The narrowing sections of the outer and inner shells 14 and 15 in minimal sections are mated with cylindrical stakes made in the form of shells 19 and 20, respectively. The length of the cylindrical shell 19 mating with the tapering section of the outer shell 14 is not more than 2 radial widths of the annular channel 16 in its minimum section, and the length of the shell 20 mating with the tapering section of the inner shell 15 is not more than 4. The edges of the outer and inner the shells 14 and 15 of the primary combustion chamber 2 can be displaced into the flame tube 3 to a distance of up to 0.5 times the diameter of the minimum circumference of the end torus surface 10 of the flame tube 3. The end torus surface 10 can be located in the central region 18. The edge of the inner shell 15 of the primary combustion chamber 2 can be displaced into the flame tube 3 with respect to the edge of the outer shell 14 by a distance of not more than 4 radial widths of the annular channel 16 of the primary combustion chamber 2 in its minimum section. The main combustion chamber 1 can also be equipped with a device for supplying additional working fuel, made, for example, in the form of jet nozzles 21 located uniformly around the circumference of the flame tube 3 in the region of the rear swirler 5.

Способ сжигания топлива реализуется следующим образом. Воздух от внешнего источника подается к устройствам 4 и 12 подвода воздуха основной камеры сгорания 1 и первичной камеры сгорания 2 соответственно. Из устройства 4 воздух поступает в задний завихритель 5 основной камеры сгорания 1, образуя на входе в жаровую трубу 3 сильно закрученный поток, формирующий в жаровой трубе 3 периферийный вихрь, который перемещается в направлении первичной камеры 2 сгорания. Периферийный вихрь возбуждает в приосевой зоне жаровой трубы 3 сильно закрученный поток - приосевой вихрь, находящийся в противотоке к периферийному вихрю, при этом вращение периферийного и приосевого вихрей совпадают. На границе разделения вихрей поток сильно турбулизуется с формированием анизотропной турбулентности, превалирующей в радиальном направлении. В результате этого в приосевой зоне жаровой трубы 3, в области смешения потоков воздуха и топлива, выходящих из первичной камеры сгорания 2, и поворота периферийного вихря в приосевую зону жаровой трубы 3, начинает формироваться топливовоздушная смесь, возбуждающая в периферийной области тороидальный вихрь топливовоздушной смеси. В результате подвода воздуха и топлива в горелочное устройство 8 в нем образуется топливовоздушная смесь, которую поджигают свечой зажигания. Это обеспечивает на выходе горелочного устройства 8 формирование высокотемпературного факела продуктов сгорания, который поступает тангенциально в периферийный вихрь жаровой трубы 3, поджигая подготовленную топливовоздушную смесь. Поданный в устройство 12 подвода воздуха первичной камеры сгорания 2 воздух поступает в передний завихритель 13, где разгоняется с увеличением окружной скорости, формируя в кольцевом канале 16 сильно закрученный скоростной поток воздуха с высоким радиальным градиентом статического давления. В зоне выхода топлива из центрального отверстия 18 в жаровую трубу 3 происходит увеличение суммарного радиального градиента статического давления, так как направления окружных скоростей потоков воздуха, выходящих из заднего завихрителя 5 основной камеры сгорания 1 и переднего завихрителя 13 первичной камеры сгорания 2, совпадают по направлению. В приосевом вихре жаровой трубы 3 радиальный градиент статического давления формирует высокий осевой градиент статического давления, направленный в сторону устройства подвода топлива 11. Это приводит к процессу эжектирования сжигаемого топлива от внешнего источника через устройство подвода топлива 11 и центральное отверстие 18 внутренней оболочки 15 в приосевой вихрь основной камеры сгорания 1.The method of burning fuel is implemented as follows. Air from an external source is supplied to the air supply devices 4 and 12 of the main combustion chamber 1 and the primary combustion chamber 2, respectively. From device 4, air enters the rear swirl 5 of the main combustion chamber 1, forming a strongly swirling flow at the entrance to the flame tube 3, forming a peripheral vortex in the flame tube 3, which moves in the direction of the primary combustion chamber 2. The peripheral vortex excites a strongly swirling flow in the axial zone of the flame tube 3 — the axial vortex, which is in countercurrent to the peripheral vortex, while the rotation of the peripheral and axial vortices coincides. At the vortex separation boundary, the flow is highly turbulent with the formation of anisotropic turbulence, which prevails in the radial direction. As a result of this, in the near-axis zone of the flame tube 3, in the area of mixing air and fuel flows from the primary combustion chamber 2, and the rotation of the peripheral vortex into the near-axis zone of the flame pipe 3, an air-fuel mixture begins to form, which excites a toroidal vortex of the air-fuel mixture in the peripheral region. As a result of the supply of air and fuel to the burner device 8, an air-fuel mixture is formed in it, which is ignited by the spark plug. This ensures at the outlet of the burner device 8 the formation of a high-temperature torch of combustion products, which enters tangentially into the peripheral vortex of the flame tube 3, igniting the prepared air-fuel mixture. The air supplied to the air supply device 12 of the primary combustion chamber 2 enters the front swirl 13, where it accelerates with increasing peripheral speed, forming in the annular channel 16 a highly swirling high-speed air flow with a high radial gradient of static pressure. In the zone of fuel exit from the central hole 18 to the flame tube 3, the total radial gradient of the static pressure increases, since the directions of the peripheral velocities of the air flows leaving the rear swirl 5 of the main combustion chamber 1 and the front swirl 13 of the primary combustion chamber 2 coincide in direction. In the axial vortex of the flame tube 3, the radial static pressure gradient forms a high axial static pressure gradient directed towards the fuel supply device 11. This leads to the process of ejection of the burned fuel from an external source through the fuel supply device 11 and the central hole 18 of the inner shell 15 into the axial vortex main combustion chamber 1.

При сжигании низкопотенциального или обводненного топлива или топлива с переменной теплотой сгорания для получения заданных параметров продуктов сгорания на выходе из камеры сгорания и стабилизации рабочего процесса через форсунки 21 в периферийный вихрь подается высокопотенциальное жидкое топливо, имеющее постоянную теплоту сгорания и которое вместе с воздухом периферийного вихря формирует топливовоздушную смесь. Регулирование расхода топлива через форсунки позволяет получить заданную температуру в зоне горения и соответственно температуру сгорания на выходе из камеры сгорания. Так, например, при сжигании пиролизного газа, полученного при термической переработке медицинских или биологически опасных отходов, необходимо обеспечить в зоне горения основной камеры сгорания уровень температуры не ниже 1300°С. При сжигании пиролизного газа, полученного в термохимическом реакторе установки по переработке бытовых и промышленных отходов, с целью развала всех углеводородных составляющих и ликвидации их последующего синтеза необходимо обеспечить в зоне горения камеры сгорания уровень температуры не ниже 1600°С с последующей «заморозкой» химических реакций на выходе из камеры сгорания.When burning low-potential or irrigated fuel or fuel with a variable calorific value, to obtain the specified parameters of the combustion products at the outlet of the combustion chamber and to stabilize the working process, high-potential liquid fuel is supplied to the peripheral vortex through the nozzles 21, which has a constant heat of combustion and which together with the air of the peripheral vortex forms air-fuel mixture. Regulation of fuel consumption through the nozzles allows you to get the desired temperature in the combustion zone and, accordingly, the combustion temperature at the outlet of the combustion chamber. So, for example, when burning pyrolysis gas obtained by thermal processing of medical or biohazardous waste, it is necessary to ensure that the temperature in the combustion zone of the main combustion chamber is not lower than 1300 ° С. When burning pyrolysis gas obtained in a thermochemical reactor of a domestic and industrial waste processing plant, in order to break up all hydrocarbon components and eliminate their subsequent synthesis, it is necessary to ensure that the temperature in the combustion chamber combustion zone is not lower than 1600 ° C with subsequent “freezing” of chemical reactions to exit from the combustion chamber.

Размещение топливных форсунок 21 равномерно по окружности в плоскости заднего завихрителя 5 или между завихрителем 5 и плоскостью расположения горелочного устройства 8 приводит к повышению качества топливовоздушной смеси, подготовка которой осуществляется в периферийном вихре в начале его формирования.The placement of the fuel nozzles 21 uniformly around the circumference in the plane of the rear swirl 5 or between the swirl 5 and the plane of the burner 8 leads to an increase in the quality of the air-fuel mixture, the preparation of which is carried out in a peripheral vortex at the beginning of its formation.

Использование струйных топливных форсунок 21 обеспечивает завершение процесса формирования топливовоздушной смеси в зонах торцевой торовой поверхности 10 и центрального отверстия 18 первичной камеры 2, что исключает возможность преждевременного воспламенения топливовоздушной смеси в периферийном вихре и, тем самым, перегрев стенок жаровой трубы 3. Огневая «дорожка» высокотемпературного факела продуктов сгорания, поступающего тангенциально из горелочного устройства 8 в периферийный вихрь, поджигает подготовленную топливовоздушную смесь.The use of jet fuel injectors 21 ensures the completion of the formation of the air-fuel mixture in the zones of the end torus surface 10 and the central hole 18 of the primary chamber 2, which eliminates the possibility of premature ignition of the air-fuel mixture in the peripheral vortex and, thereby, overheating of the walls of the flame tube 3. Fire lane of a high-temperature torch of combustion products coming tangentially from the burner 8 into the peripheral vortex, ignites the prepared fuel-air cm Camping.

Использование подачи топлива из выходного канала форсунок 21 по радиусу жаровой трубы 3 способствует созданию равномерной пленки топлива на внутренней поверхности жаровой трубы 3, обеспечивая дополнительное охлаждение жаровой трубы за счет испарения топлива.The use of fuel supply from the output channel of the nozzles 21 along the radius of the flame tube 3 contributes to the creation of a uniform film of fuel on the inner surface of the flame tube 3, providing additional cooling of the flame tube due to the evaporation of fuel.

Для обеспечения необходимой средней величины и направления осевого градиента статического давления в плоскости центрального отверстия 18, обеспечивающего эжектирование топлива от внешнего источника в устройство подвода топлива 11 на режиме его сжигания в приосевом вихре жаровой трубы 3, необходимо обеспечить направление осевого градиента статического давления в плоскости входного отверстия 7, аналогичное направлению градиента в центральном отверстии 18. В связи с тем, что на режиме горения объемный расход продуктов сгорания растет из-за уменьшения их плотности с ростом температуры, необходимо выполнить диаметр центрального отверстия 18 внутренней оболочки 15 первичной камеры сгорания 2 равным 0,4-0,8 диаметра входного отверстия 7 канала 6 выхода продуктов сгорания основной камеры сгорания 1. Меньшее значение диаметра центрального отверстия 18 соответствует использованию воздуха, подаваемого в первичную камеру сгорания 2, равного давлению воздуха, подаваемого в основную камеру сгорания 1. Большее значение диаметра центрального отверстия 18 соответствует использованию воздуха, подаваемого в первичную камеру сгорания 2, большего давления, чем давление воздуха, подаваемого в основную камеру сгорания 1.To ensure the required average value and direction of the axial gradient of static pressure in the plane of the central hole 18, which provides fuel ejection from an external source into the fuel supply device 11 during its combustion in the axial vortex of the flame tube 3, it is necessary to ensure the direction of the axial gradient of static pressure in the plane of the inlet 7, similar to the direction of the gradient in the central hole 18. Due to the fact that in the combustion mode, the volumetric flow rate of combustion products increases due to To reduce their density with increasing temperature, it is necessary to make the diameter of the central hole 18 of the inner shell 15 of the primary combustion chamber 2 equal to 0.4-0.8 of the diameter of the inlet 7 of the channel 6 of the output of the combustion products of the main combustion chamber 1. A smaller diameter of the central hole 18 corresponds to the use the air supplied to the primary combustion chamber 2, equal to the pressure of the air supplied to the main combustion chamber 1. A larger diameter of the Central hole 18 corresponds to the use of air and supplied to the primary combustion chamber 2, pressure greater than the pressure of air supplied to the main combustion chamber 1.

Для обеспечения равенства направления осевых градиентов статического давления в поперечных сечениях отверстий 18 и 7 на режиме горения необходимо выполнить диаметр входного отверстия 7 канала 6 выхода продуктов сгорания равный 0,6-0,8 диаметра жаровой трубы 3 в районе заднего завихрителя 5. Увеличение диаметра входного отверстия 7 способствует снижению среднего давления внутри жаровой трубы 3, увеличению окружной составляющей скорости воздуха на выходе из заднего завихрителя 5 и, тем самым, повышению радиального и осевого градиентов статического давления.To ensure equal direction of axial gradients of static pressure in the cross sections of the holes 18 and 7 in the combustion mode, it is necessary to perform the diameter of the inlet 7 of the channel 6 of the exit of combustion products equal to 0.6-0.8 diameter of the flame tube 3 in the region of the rear swirler 5. Increase the diameter of the inlet holes 7 helps to reduce the average pressure inside the flame tube 3, to increase the circumferential component of the air velocity at the outlet of the rear swirler 5, and thereby increase the radial and axial gradients of the static who pressure.

При движении периферийного вихря от заднего завихрителя 5 в сторону первичной камеры сгорания 2 окружная составляющая скорости в жаровой трубе 3 уменьшается, что приводит к снижению доли, вносимой периферийным вихрем в суммарный радиальный градиент статического давления в сечении центрального отверстия 18. Поэтому длину жаровой трубы 3 от поперечного сечения заднего завихрителя 5 до края внутренней оболочки 15, образующего центральное отверстие 18, выбирают равной 1,5-2,5 диаметра жаровой трубы 3 в районе заднего завихрителя 5. Нижняя граница соответствует большей доли, вносимой периферийным вихрем в суммарный радиальный градиент статического давления, верхняя граница - меньшей доли. Однако уменьшение длины жаровой трубы 3 ниже нижнего предела приводит к снижению объема основной камеры сгорания, что ухудшает характеристики основной камеры сгорания по полноте сгорания и выбросам окиси углерода, углеводородам и дыма.When the peripheral vortex moves from the back swirl 5 towards the primary combustion chamber 2, the peripheral velocity component in the flame tube 3 decreases, which leads to a decrease in the fraction introduced by the peripheral vortex into the total radial gradient of static pressure in the cross section of the central hole 18. Therefore, the length of the flame tube 3 from the cross section of the rear swirl 5 to the edge of the inner shell 15, forming the Central hole 18, is chosen equal to 1.5-2.5 diameter of the flame tube 3 in the region of the rear swirl 5. The lower boundary with sponds greater proportion contributed by peripheral swirl to the total radial static pressure gradient, the upper limit - lower lobe. However, a decrease in the length of the flame tube 3 below the lower limit leads to a decrease in the volume of the main combustion chamber, which degrades the characteristics of the main combustion chamber in terms of completeness of combustion and emissions of carbon monoxide, hydrocarbons and smoke.

Смещение краев внешней и внутренней оболочек 14 и 15 первичной камеры сгорания 2 в жаровую трубу 3 на расстояние до 0,5 диаметра минимальной окружности торцевой торовой поверхности 10 жаровой трубы 3 приводит к образованию периферийным вихрем тороидального стабилизирующего вихря, который расположен между торовой поверхностью 10, внутренней поверхностью жаровой трубы 3 и обечайками 19 и 20 внешней и внутренней оболочек 14 и 15. При розжиге основной камеры сгорания 1 воспламеняется топливовоздушная смесь, образуя тороидальный вихрь и формируя первоначальную зону горения. При рабочем режиме основной камеры сгорания первоначальная зона горения служит источником стабилизирующего факела для основной зоны горения, располагаемой в приосевом вихре непосредственно за центральным отверстием 18 внутренней оболочки 15.The displacement of the edges of the outer and inner shells 14 and 15 of the primary combustion chamber 2 into the flame tube 3 to a distance of up to 0.5 times the diameter of the minimum circumference of the end torus surface 10 of the flame tube 3 leads to the formation of a peripheral vortex of a toroidal stabilizing vortex, which is located between the torus surface 10, of the inner the surface of the flame tube 3 and the shells 19 and 20 of the outer and inner shells 14 and 15. When the main combustion chamber 1 is ignited, the air-fuel mixture ignites, forming a toroidal vortex and forming the first initial combustion zone. In the operating mode of the main combustion chamber, the initial combustion zone serves as the source of the stabilizing flame for the main combustion zone located in the axial vortex directly behind the central hole 18 of the inner shell 15.

Смещение края внутренней оболочки 15 в жаровую трубу 3 основной камеры сгорания 1 по отношению к краю внешней оболочки 14 на расстояние не более чем 4 радиальные ширины кольцевого соплового канала 16 в его минимальном сечении способствует увеличению окружной скорости периферийного и приосевого вихрей в сечении, примыкающем к центральному отверстию 18. Увеличение этой скорости приводит к росту радиального и осевого градиентов статического давления в сечении центрального отверстия 18 и, как следствие, росту коэффициента эжекции поступающего в первичную камеру сгорания 2 сжигаемого топлива. Нижний предел смещения края внутренней оболочки 15 используется при выполнении жаровой трубы 3 минимальной длины, когда окружная скорость периферийного вихря в поперечном сечении центрального отверстия 18 достаточно велика. Верхний предел - при выполнении жаровой трубы 3 максимальной длины, когда окружная скорость периферийного вихря в сечении центрального отверстия 18 значительно меньше окружной скорости воздуха, выходящего из кольцевого канала 16.The offset of the edge of the inner shell 15 into the flame tube 3 of the main combustion chamber 1 with respect to the edge of the outer shell 14 by a distance of not more than 4 radial widths of the annular nozzle channel 16 in its minimum section increases the peripheral velocity of the peripheral and axial vortices in a section adjacent to the central hole 18. An increase in this velocity leads to an increase in the radial and axial gradients of the static pressure in the cross section of the central hole 18 and, as a result, to an increase in the ejection coefficient of primary combustion chamber 2 of combusted fuel. The lower limit of displacement of the edge of the inner shell 15 is used when performing the flame tube 3 of the minimum length, when the peripheral speed of the peripheral vortex in the cross section of the Central hole 18 is large enough. The upper limit is during the execution of the flame tube 3 of the maximum length, when the peripheral speed of the peripheral vortex in the cross section of the central hole 18 is much less than the peripheral speed of the air leaving the annular channel 16.

Выполнение угла сужения внешней оболочки 14 не более 16° способствует предотвращению срывных явлений и обеспечивает низкие потери давления в кольцевом канале 16. Снижение этого угла ниже верхней границы принимается при увеличении окружной составляющей скорости выхода воздуха из переднего завихрителя 13. Верхняя граница выбирается при невозможности обеспечить достаточно высокую окружную скорость воздуха на выходе из переднего завихрителя 13 при имеющемся перепаде воздуха. При этом, следуя закону сохранения момента количества движения, удается увеличить окружную составляющую скорости на выходе из кольцевого канала 16 при незначительном росте потерь давления.The narrowing angle of the outer shell 14 of not more than 16 ° helps to prevent stalling and provides low pressure loss in the annular channel 16. A decrease in this angle below the upper boundary is accepted when the peripheral component of the air velocity of the front swirler 13 increases. The upper boundary is selected if it is impossible to provide enough high peripheral air velocity at the outlet of the front swirl 13 with the existing air differential. In this case, following the law of conservation of angular momentum, it is possible to increase the peripheral velocity component at the exit of the annular channel 16 with a slight increase in pressure loss.

Выполнение угла сужения внутренней оболочки 15 не более 12° способствует предотвращению срывных явлений и обеспечивает низкие потери давления в центральном сопловом канале 17. Уменьшение сужения этого угла ниже верхней границы принимается при высокой осевой скорости на входе в устройство подвода топлива 11. Верхняя граница берется при невысокой осевой скорости на входе в устройство подвода топлива 11. При этом, следуя уравнению неразрывности и увеличению среднего перепада статического давления между зоной ввода топлива в устройство 11 и зоной приосевого вихря, примыкающего к центральному отверстию 18, удается увеличить осевую составляющую скорости на выходе из центрального отверстия 18 при небольшом росте потерь давления.The narrowing angle of the inner shell 15 of not more than 12 ° helps to prevent stalling and provides low pressure loss in the Central nozzle channel 17. The reduction of the narrowing of this angle below the upper boundary is accepted at high axial speed at the inlet to the fuel supply device 11. The upper boundary is taken at a low axial velocity at the entrance to the fuel supply device 11. In this case, following the continuity equation and increasing the average static pressure difference between the fuel injection zone into the device 11 and paraxial second vortex adjacent to the central opening 18, it is possible to increase the axial component of the velocity at the exit of the central bore 18 with a small increase in pressure loss.

Для преобразования радиальных составляющих скоростей потоков воздуха и топлива соответственно в осевые составляющие на выходе из кольцевого канала 16 и на выходе из центрального отверстия 18 внешняя и внутренняя оболочки 14 и 15 в сечении минимальных диаметров сопрягаются с цилиндрическими обечайками 19 и 20. Осевой выход потоков воздуха и топлива позволяет увеличить эффективный диаметр струи воздуха из кольцевого канала 16 и струи топлива на выходе из центрального отверстия 18 соответственно, что приведет к увеличению соответствующих расходов.To convert the radial components of the velocities of the air and fuel flows, respectively, into the axial components, at the exit from the annular channel 16 and at the exit from the central hole 18, the outer and inner shells 14 and 15 are mated with cylindrical shells 19 and 20 in the cross section of minimum diameters. fuel allows you to increase the effective diameter of the air stream from the annular channel 16 and the fuel stream at the outlet of the Central hole 18, respectively, which will lead to an increase in the corresponding flow s.

Для завершения преобразования радиальных составляющих скоростей потоков воздуха и топлива соответственно в осевые составляющие на выходе из кольцевого канала 16 и на выходе из центрального отверстия 18 длина цилиндрической обечайки 19 составляет не более чем 2 радиальные ширины кольцевого канала 16 в его минимальном сечении, а для обечайки 20 - не более четырех.To complete the conversion of the radial components of the air and fuel flow velocities, respectively, to the axial components at the outlet of the annular channel 16 and at the exit of the central hole 18, the length of the cylindrical shell 19 is no more than 2 radial widths of the annular channel 16 in its minimum section, and for the shell 20 - no more than four.

Таким образом, применение предлагаемого устройства для сжигания топлива позволяет обеспечить рабочий процесс сжигания при давлении топлива на входе в устройство ниже давления подаваемого воздуха, а также стабильность процесса, высокую температуру в зоне горения и заданные параметры продуктов сгорания на выходе из камеры сгорания при сжигании низкопотенциального и обводненного топлива и топлива с переменной теплотой сгорания.Thus, the use of the proposed device for burning fuel allows for a working process of burning at a fuel pressure at the inlet of the device below the pressure of the supplied air, as well as process stability, a high temperature in the combustion zone and predetermined parameters of the combustion products at the exit of the combustion chamber when burning low-potential and watered fuel and fuel with variable calorific value.

Claims (18)

1. Способ сжигания топлива, заключающийся в том, что в жаровую трубу камеры сгорания подают сжигаемое топливо и воздух, сжигают топливовоздушную смесь, после чего продукты сгорания удаляют из камеры сгорания через канал выхода продуктов сгорания, отличающийся тем, что часть воздуха подают в камеру сгорания со стороны канала выхода продуктов сгорания навстречу в осевом направлении сжигаемому топливу, поступающему в камеру сгорания через центральное отверстие центрального соплового канала, закручивают подаваемый воздух, образуя внутри жаровой трубы периферийный спиральный вихрь, другую часть воздуха подают через кольцевой сопловой канал вокруг центрального соплового канала навстречу осевому движению периферийного спирального вихря, закручивая воздух в направлении, совпадающем с направлением вращения периферийного спирального вихря, с образованием приосевого вихря и создавая при этом условия для эжектирования (подсасывания) в жаровую трубу через центральное отверстие центрального соплового канала сжигаемого топлива, обеспечивают таким образом подготовку топливовоздушной смеси и воспламеняют ее горящим факелом, поступающим из горелочного устройства тангенциально в периферийный спиральный вихрь по ходу его вращения.1. The method of burning fuel, which consists in the fact that the burned tube of the combustion chamber is fed with combustible fuel and air, the air-fuel mixture is burned, after which the combustion products are removed from the combustion chamber through the exhaust gas outlet channel, characterized in that part of the air is supplied to the combustion chamber from the side of the outlet channel of the combustion products towards the axial direction of the combustible fuel entering the combustion chamber through the Central hole of the Central nozzle channel, the supply air is twisted, forming inside a peripheral spiral vortex, another part of the air is fed through the annular nozzle channel around the central nozzle channel towards the axial movement of the peripheral spiral vortex, swirling the air in the direction coinciding with the direction of rotation of the peripheral spiral vortex, with the formation of an axial vortex and creating conditions for ejection ( aspiration) into the flame tube through the central opening of the central nozzle channel of the combusted fuel, thus providing fuel preparation ozdushnoy mixture is ignited and its burning torch, supplied from the burner tangentially into the peripheral spiral vortex in the course of its rotation. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в районе центрального отверстия центрального соплового канала создают тороидальный вихрь, за счет поворота периферийного вихря в осевом направлении в противоположную сторону.2. The method according to claim 1, characterized in that in the region of the Central hole of the Central nozzle channel create a toroidal vortex, by rotating the peripheral vortex in the axial direction in the opposite direction. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что горелочное устройство располагают в районе канала выхода продуктов сгорания.3. The method according to claim 1, characterized in that the burner device is located in the area of the outlet channel of the combustion products. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в периферийный вихрь дополнительно подают рабочее топливо.4. The method according to claim 1, characterized in that the working fuel is additionally supplied to the peripheral vortex. 5. Устройство сжигания топлива, включающее основную камеру сгорания, содержащую горелочное устройство, жаровую трубу, задний завихритель с устройством подвода воздуха и канал выхода продуктов сгорания, а также первичную камеру сгорания, установленную перед основной камерой сгорания вдоль ее оси и содержащую расположенные на переднем торце устройства подвода сжигаемого топлива, воздуха и передний завихритель, выполненный в виде закручивающего соплового аппарата, отличающееся тем, что горелочное устройство расположено в основной камере сгорания, а первичная камера сгорания образована внешней и внутренней оболочками, образующими кольцевой сопловой канал, соединенный с одной стороны с передним завихрителем, а с другой стороны - с жаровой трубой основной камеры сгорания, при этом внутренняя оболочка образует центральный сопловой канал, соединенный с устройством подвода сжигаемого топлива в первичную камеру сгорания, а край внутренней оболочки, образующий центральное отверстие входа центрального соплового канала в жаровую трубу, находится от заднего завихрителя не далее края внешней оболочки, обращенного к жаровой трубе.5. A fuel combustion device comprising a main combustion chamber comprising a burner device, a flame tube, a rear swirler with an air supply device and an exit channel of combustion products, as well as a primary combustion chamber mounted in front of the main combustion chamber along its axis and containing located on the front end devices for supplying combustible fuel, air and a front swirl made in the form of a swirling nozzle apparatus, characterized in that the burner device is located in the main chambers combustion, and the primary combustion chamber is formed by the outer and inner shells forming an annular nozzle channel connected on one side to the front swirl and, on the other hand, to the flame tube of the main combustion chamber, while the inner shell forms a central nozzle channel connected to the supply device fuel burned into the primary combustion chamber, and the edge of the inner shell, which forms the central hole of the entrance of the Central nozzle channel into the flame tube, is located from the rear swirl e edge of the outer shell facing the flame tube. 6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что основная камера сгорания снабжена устройством подачи дополнительного рабочего топлива.6. The device according to claim 5, characterized in that the main combustion chamber is equipped with a device for supplying additional working fuel. 7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что устройство подачи дополнительного рабочего топлива выполнено в виде, по меньшей мере, двух струйных форсунок, расположенных равномерно по окружности жаровой трубы в районе заднего завихрителя.7. The device according to claim 6, characterized in that the device for supplying additional working fuel is made in the form of at least two jet nozzles located uniformly around the circumference of the flame tube in the region of the rear swirler. 8. Устройство по п.5, отличающееся тем, что горелочное устройство расположено в районе заднего завихрителя.8. The device according to claim 5, characterized in that the burner device is located in the region of the rear swirler. 9. Устройство по п.5, отличающееся тем, что длина жаровой трубы от поперечного сечения заднего завихрителя основной камеры сгорания до края внутренней оболочки, образующего центральное отверстие, составляет 1,5-2,5 диаметра жаровой трубы в районе заднего завихрителя.9. The device according to claim 5, characterized in that the length of the flame tube from the cross section of the rear swirl of the main combustion chamber to the edge of the inner shell forming the central hole is 1.5-2.5 times the diameter of the flame tube in the region of the rear swirl. 10. Устройство по п.5, отличающееся тем, что диаметр центрального отверстия внутренней оболочки первичной камеры сгорания равен 0,4-0,8 диаметра входного отверстия канала выхода продуктов сгорания основной камеры сгорания.10. The device according to claim 5, characterized in that the diameter of the Central hole of the inner shell of the primary combustion chamber is 0.4-0.8 of the diameter of the inlet of the outlet channel of the combustion products of the main combustion chamber. 11. Устройство по п.10, отличающееся тем, что диаметр входного отверстия канала выхода продуктов сгорания основной камеры сгорания равен 0,6-0,8 диаметра жаровой трубы в районе заднего завихрителя.11. The device according to claim 10, characterized in that the diameter of the inlet of the outlet channel of the combustion products of the main combustion chamber is 0.6-0.8 diameter of the flame tube in the region of the rear swirler. 12. Устройство по п.5, отличающееся тем, что внешняя и внутренняя оболочки выполнены в виде сужающихся в сторону жаровой трубы участков и сопряженных с ними в минимальных сечениях цилиндрических участков, выполненных в виде обечаек.12. The device according to claim 5, characterized in that the outer and inner shells are made in the form of sections tapering towards the flame tube and mating with them in minimal sections of cylindrical sections made in the form of shells. 13. Устройство по п.12, отличающееся тем, что длина цилиндрической обечайки, сопрягаемой с сужающимся участком внешней оболочки, составляет не более, чем 2 радиальные ширины кольцевого соплового канала в его минимальном сечении, а сопрягаемой с сужающимся участком внутренней оболочки - не более 4.13. The device according to p. 12, characterized in that the length of the cylindrical shell mating with the tapering section of the outer shell is not more than 2 radial widths of the annular nozzle channel in its minimum section, and mating with the tapering section of the inner shell is not more than 4 . 14. Устройство по п.12, отличающееся тем, что угол сужения внешней оболочки первичной камеры сгорания в направлении жаровой трубы составляет не более 16°.14. The device according to p. 12, characterized in that the narrowing angle of the outer shell of the primary combustion chamber in the direction of the flame tube is not more than 16 °. 15. Устройство по п.12, отличающееся тем, что угол сужения внутренней оболочки первичной камеры сгорания в направлении жаровой трубы составляет не более 12°.15. The device according to p. 12, characterized in that the narrowing angle of the inner shell of the primary combustion chamber in the direction of the flame tube is not more than 12 °. 16. Устройство по п.5, отличающееся тем, что торцевая поверхность жаровой трубы в районе центрального отверстия выполнена торовой, сопряженной с цилиндрической или конической поверхностью жаровой трубы.16. The device according to claim 5, characterized in that the end surface of the flame tube in the region of the central hole is made torus, paired with a cylindrical or conical surface of the flame tube. 17. Устройство по п.5, отличающееся тем, что края внешней и внутренней оболочек первичной камеры сгорания смещены в жаровую трубу на расстояние до 0,5 диаметра минимальной окружности торцевой торовой поверхности жаровой трубы.17. The device according to claim 5, characterized in that the edges of the outer and inner shells of the primary combustion chamber are displaced into the flame tube by a distance of up to 0.5 times the diameter of the minimum circumference of the end torus surface of the flame tube. 18. Устройство по п.17, отличающееся тем, что край внутренней оболочки первичной камеры сгорания смещен в жаровую трубу по отношению к краю внешней оболочки на расстояние не более, чем 4 радиальные ширины кольцевого соплового канала первичной камеры сгорания в его минимальном сечении. 18. The device according to 17, characterized in that the edge of the inner shell of the primary combustion chamber is displaced into the flame tube relative to the edge of the outer shell by a distance of not more than 4 radial widths of the annular nozzle channel of the primary combustion chamber in its minimum section.
RU2007145657/06A 2007-12-11 2007-12-11 Method and device for burning fuel RU2352864C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007145657/06A RU2352864C1 (en) 2007-12-11 2007-12-11 Method and device for burning fuel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007145657/06A RU2352864C1 (en) 2007-12-11 2007-12-11 Method and device for burning fuel

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2352864C1 true RU2352864C1 (en) 2009-04-20

Family

ID=41017851

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007145657/06A RU2352864C1 (en) 2007-12-11 2007-12-11 Method and device for burning fuel

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2352864C1 (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014080331A2 (en) 2012-11-20 2014-05-30 Booth Mark Christian Marshall Apparatus and method for the treatment of gaseous waste
RU2539949C2 (en) * 2009-09-21 2015-01-27 Снекма Aircraft gas turbine combustion chamber with different-shape bores
RU2708011C1 (en) * 2019-04-18 2019-12-03 Общество с ограниченной ответственностью "Новые технологии" Fuel combustion device
RU2727739C2 (en) * 2017-12-15 2020-07-23 Альмир Вагисович Адельшин Adelshin's advanced aggregate-phase thermodynamic cycle for ice method of internal combustion engine operation and engine operating in this cycle
RU2740240C1 (en) * 2020-07-20 2021-01-12 Роман Лазирович Илиев Counterflow vortex burner
RU2757705C1 (en) * 2021-01-13 2021-10-20 Роман Лазирович Илиев Double-layer vortex countercurrent flow burner
RU2797727C1 (en) * 2022-10-11 2023-06-08 Илиев Роман Лазаревич Two-stage burner with two-layer vortex countercurrent flow

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2539949C2 (en) * 2009-09-21 2015-01-27 Снекма Aircraft gas turbine combustion chamber with different-shape bores
WO2014080331A2 (en) 2012-11-20 2014-05-30 Booth Mark Christian Marshall Apparatus and method for the treatment of gaseous waste
RU2727739C2 (en) * 2017-12-15 2020-07-23 Альмир Вагисович Адельшин Adelshin's advanced aggregate-phase thermodynamic cycle for ice method of internal combustion engine operation and engine operating in this cycle
RU2708011C1 (en) * 2019-04-18 2019-12-03 Общество с ограниченной ответственностью "Новые технологии" Fuel combustion device
RU2740240C1 (en) * 2020-07-20 2021-01-12 Роман Лазирович Илиев Counterflow vortex burner
RU2757705C1 (en) * 2021-01-13 2021-10-20 Роман Лазирович Илиев Double-layer vortex countercurrent flow burner
WO2022154693A1 (en) * 2021-01-13 2022-07-21 Роман Лазирович Илиев Burner with a bilaminar counterdirectional vortex flow
RU2797727C1 (en) * 2022-10-11 2023-06-08 Илиев Роман Лазаревич Two-stage burner with two-layer vortex countercurrent flow

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7914280B2 (en) Combustion method and apparatus
JP5780697B2 (en) Fuel lance for gas turbine engines
CA2667047C (en) Gas turbine combustor
RU2352864C1 (en) Method and device for burning fuel
CN106796031A (en) Torch igniter
JP2010085087A5 (en)
US20100285413A1 (en) Apparatus and Methods For Providing Uniformly Volume Distributed Combustion of Fuel
CN106090907A (en) The strong swirl flame diffusion burner of a kind of premix
RU2619673C2 (en) Mixing of combustible substances procedure for gas turbine engine combustion chamber
CN106196051A (en) A kind of tubule premixed swirl low stain gas burner
RU2708011C1 (en) Fuel combustion device
JPS6325418A (en) Combustion chamber device with precombustion chamber for combustion in quantity lower than stoichiometric quantity
KR102256318B1 (en) Mixed-combustion burner device
RU2212003C1 (en) Method and device for burning fuel
JPH0252765B2 (en)
KR20120125836A (en) cyclone burner for fuelgas obtained from high carbonaceous waste
RU2565737C1 (en) Vortex burner for combustion of solid powdered fuel
RU2196940C1 (en) Method and device for burning fuel
RU2454605C1 (en) Technological vortex ejection gas burner
RU2270402C1 (en) Fuel burner
RU2307985C1 (en) Device for burning fuel
RU2267706C1 (en) Dual-fuel furnace burner
RU2212004C1 (en) Method and device for burning fuel
RU2350844C1 (en) Combustion chamber of heat generator for firing liquid fuel
RU2324117C1 (en) System for combustion of liquid and/or aeriform fuel in gas turbine

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20091212

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20120227

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20121212

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20140610

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20141212