RU2549279C1 - Устройство пульсирующего горения - Google Patents
Устройство пульсирующего горения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2549279C1 RU2549279C1 RU2014108639/06A RU2014108639A RU2549279C1 RU 2549279 C1 RU2549279 C1 RU 2549279C1 RU 2014108639/06 A RU2014108639/06 A RU 2014108639/06A RU 2014108639 A RU2014108639 A RU 2014108639A RU 2549279 C1 RU2549279 C1 RU 2549279C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- combustion chamber
- combustion
- combustion device
- housing
- pulsating
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано в системах отопления, в частности в водонагревателях или бойлерах; в системах утилизации, работающих на сжигании попутного газа, для исключения влияния вибраций, а также для компенсации температурных расширений. Устройство пульсирующего горения содержит камеру сгорания в виде полости, боковые стенки которой ограничены с одной стороны закрытым торцом, а с другой стороны открытым торцом, имеющим как минимум один выход для отвода продуктов сгорания, сопряженный с как минимум одним выхлопным каналом, смесительный узел с обратным воздушным клапаном и обратным топливным клапаном, сообщающийся с камерой сгорания, в которой установлено запальное устройство. Устройство пульсирующего горения содержит охватывающий камеру сгорания корпус с образованием полости для охлаждающей жидкости, а также гибкий компенсатор, размещенный на корпусе, или на боковой стенке камеры сгорания, или на выхлопном канале. Изобретение позволяет полностью компенсировать вибрации и температурные расширения, возникающие при работе устройства пульсирующего горения, а также повысить технологичность сборочных операций и упростить конструкцию. 7 з.п. ф-лы, 7 ил.
Description
Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано в системах отопления, в частности в водонагревателях или бойлерах; в системах утилизации, работающих на сжигании попутного газа, для исключения влияния вибраций, а также для компенсации температурных расширений.
Известны котлы пульсирующего горения, содержащие камеру сгорания, запальное устройство, устройства подвода топлива, подвода воздуха и выхлопные каналы отвода продуктов сгорания, выполненные в виде U-образных трубок, одним концом закрепленные на камере сгорания, другим концом прикрепленные к полости дымоудаления, которая в свою очередь связана с корпусом. Указанные каналы отвода продуктов сгорания предназначены для компенсации температурных расширений, возникающих при работе котла пульсирующего горения (Интернет-страница http://www.fulton.com/downloader.php7doc_id=106).
Недостатком аналога является большая трудоемкость и сложность в изготовлении, а также увеличенные габариты конструкции.
Наиболее близким к заявляемому устройству является котел пульсирующего горения, содержащий камеру сгорания, выполненную в виде цилиндрической полости с закрытым торцом и открытым торцом, в котором выполнено, по меньшей мере, одно отверстие для отвода продуктов сгорания, емкость для нагреваемого теплоносителя, установленное в камере сгорания запальное устройство со свечой зажигания, а также смесительное устройство, дефлектор. Устройство отвода продуктов сгорания, образующее выхлопной канал, связано с открытым торцом камеры сгорания посредством, по меньшей мере, одного змеевика, расположенного в полости емкости для нагреваемого теплоносителя. По другому варианту устройство отвода продуктов сгорания связано с открытым торцом камеры сгорания посредством изогнутых труб, расположенных в полости емкости для нагреваемого теплоносителя. Змеевики и изогнутые трубы компенсируют температурные расширения массивных узлов и частично гасят вибрацию резонансной системы (патент RU 2293253, МПК F23C 15/00, опубл. 10.02.2007).
Недостаток прототипа - недостаточная компенсация вибраций и температурных расширений, большая трудоемкость и сложность в изготовлении, а также увеличенные габариты конструкции.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение "эффективности компенсации вибраций и температурных расширений, возникающих при работе устройства пульсирующего горения, а также повышение технологичности сборочных операций и упрощение конструкции.
Задача решается устройством пульсирующего горения, содержащим камеру сгорания в виде полости, боковые стенки которой ограничены с одной стороны закрытым торцом, а с другой стороны открытым торцом, имеющим как минимум один выход для отвода продуктов сгорания, сопряженный с как минимум одним выхлопным каналом, смесительный узел с обратным воздушным клапаном и обратным топливным клапаном, сообщающийся с камерой сгорания, в которой установлено запальное устройство. В отличие от прототипа устройство содержит охватывающий камеру сгорания корпус с образованием полости для охлаждающей жидкости, а также гибкий компенсатор, размещенный на корпусе, или на боковой стенке камеры сгорания, или на выхлопном канале.
Согласно изобретению:
- выхлопные каналы расположены в продолжении камеры сгорания до сопряжения с выходными отверстиями на торце корпуса;
- гибкий компенсатор при размещении его на корпусе одной стороной связан с закрытым торцом камеры сгорания;
- гибкий компенсатор при размещении его на корпусе одной стороной связан с торцом корпуса, на котором расположены выходы выхлопных каналов;
- гибкий компенсатор при размещении его на боковой стенке камеры сгорания одной стороной связан с закрытым торцом камеры сгорания;
- гибкий компенсатор при размещении его на боковой стенке камеры сгорания одной стороной связан с открытым торцом камеры сгорания;
- гибкий компенсатор выполнен из резины;
- гибкий компенсатор выполнен в виде металлического гофрированного сильфона.
Технический результат достигается благодаря следующему.
Устройство пульсирующего горения представляет собой акустический резонатор, в котором камера сгорания функционально является емкостью резонансной системы, а выхлопные каналы выполняют функцию индуктивных каналов (или резонансных каналов) этой системы. В процессе работы устройства пульсирующего горения вследствие пульсаций давлений могут возникать вибрации с амплитудами и виброскоростью, которые могут привести к усталостным разрушениям материалов, из которых изготовлено устройство пульсирующего горения. Кроме того, могут возникать разности удлинений между камерой сгорания с выхлопными каналами с одной стороны и корпусом с другой стороны, обусловленные тепловыми расширениями. Наличие гибкого компенсатора позволяет полностью исключить влияние вибраций, а также компенсирует разности удлинений при тепловых расширениях, так как гибкий компенсатор способен свободно изменять свои геометрические размеры в направлении действия прилагаемых усилий.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1-7 показаны схемы устройства пульсирующего горения с различным расположением гибкого компенсатора (в продольном разрезе):
фиг 1, 3, 4 - на корпусе;
фиг.2, 5, 6 - на боковой стенке камеры сгорания;
фиг.7 - на выхлопном канале.
Устройство пульсирующего горения (фиг.1-7) содержит камеру сгорания 1, представляющую собой, например, цилиндрическую полость или полость с сечением многоугольника (например, шестиугольника), с боковыми стенками 2, ограниченную с одной стороны закрытым торцом 3, с другой стороны открытым торцом 4, имеющим как минимум один выход для отвода продуктов сгорания, сопряженный с как минимум одним выхлопным каналом 5, выход которого совмещен с выходным отверстием на торце 6, запальное устройство 7, смесительный узел 8, который своим выходом совмещен с отверстием в закрытом торце 3 камеры сгорания и содержит обратный воздушный клапан 9 и обратный топливный клапан 10. Устройство содержит охватывающий камеру сгорания корпус 11 с образованием полости 12 для охлаждающей жидкости, а также гибкий компенсатор 13, размещенный на корпусе 11 или на боковой стенке 2 камеры сгорания 1, или на выхлопном канале 5.
При расположении гибкого компенсатора на корпусе 11 компенсатор 13 одной стороной связан с закрытым торцом 3 камеры сгорания 1(фиг.4) или с торцом 6 корпуса 11, на котором расположен выход выхлопного канала (фиг.1), или установлен в разрыв на корпусе 11 (фиг.3).
При расположении гибкого компенсатора 13 на боковой стенке 2 камеры сгорания компенсатор 13 одной стороной связан с закрытым торцом 3 камеры сгорания (фиг.5) или с открытым торцом 4 камеры сгорания (фиг.2), или установлен в разрыв на боковой стенке 2 камеры сгорания (фиг.6).
Гибкий компенсатор 13 может быть установлен непосредственно на внешней поверхности выхлопного канала 5 (фиг.7).
Закрытый торец 3 камеры сгорания 1 может быть сопряжен с кольцевым фланцем 14 (фиг.1, 3, 4, 5, 6, 7), замыкающим полость 12. Устройство может содержать на корпусе 11 торцовую крышку 15 (фиг.2), в этом случае торец 3 камеры сгорания охлаждается жидкостью, попадающей из полости 12 в полость между ним и указанной крышкой 15.
Работа устройства пульсирующего горения осуществляется следующим образом.
Через обратный клапан 9 по трубопроводу подачи воздуха подают в смесительный узел 8 воздух, а через обратный клапан 10 по трубопроводу подачи топлива подают топливо под давлением, большим атмосферного. Происходит смешивание топлива с воздухом, в результате чего образуется топливно-воздушная смесь. Топливно-воздушная смесь поступает в камеру сгорания 1, в последней, по мере наполнения ее топливно-воздушной смесью, включают запальное устройство 7, от чего топливно-воздушная смесь мгновенно воспламеняется, В результате этого рабочее давление в камере сгорания 1 мгновенно повышается до давления, большего давления воздуха и топлива в трубопроводах подачи воздуха и топлива. При этом обратные клапаны 9 и 10 мгновенно закрываются, и горячий продукт сгораемой топливно-воздушной смеси устремляется к открытому торцу 4 камеры сгорания 1 в выхлопные каналы 5.
После выхлопа продуктов горения через выхлопные каналы давление в камере сгорания 1 резко уменьшается до давления, меньше атмосферного, при этом обратные клапаны 9 и 10 открываются под воздействием возникшего разрежения, а воздух и топливо опять устремляются в смесительный узел 8. Топливно-воздушная смесь направляется в камеру сгорания 1 и мгновенно воспламеняется от горячих продуктов предшествующего горения топливно-воздушной смеси. Давление в камере сгорания 1 мгновенно повышается, под его воздействием обратные клапаны 9 и 10 закрываются. Горячий продукт сгораемой топливно-воздушной смеси перемещается к выхлопным каналам 5. При выхлопе продуктов горения давление в камере сгорания 1 снова резко уменьшается, обратные клапаны открываются. Процесс повторяется.
Во время работы устройства пульсирующего горения вследствие пульсаций давлений возникают вибрации и, соответственно, переменные нагрузки, а также вследствие тепловых расширений возникают разности удлинений между камерой сгорания 1 с выхлопными каналами 5 с одной стороны и корпусом 11 с другой стороны, которые компенсируются гибкими компенсаторами 13. В качестве гибкого компенсатора для установки на корпус можно использовать стандартные резиновые фланцевые компенсаторы, имеющие неограниченный ресурс по циклам сжатия/растяжения/гиба, например, производства http://Nemen.ru, а для установки компенсатора на камере сгорания или на выхлопном канале можно использовать металлический гофрированный сильфон.
При изготовлении устройств пульсирующего горения с применением способа соединения деталей сваркой могут возникать значительные отклонения размеров и габаритов ввиду коробления после сварки. В таком случае, при сборке готового изделия, имеющего большие габариты, например 2 м или более, и при наличии сварных соединений становится затруднительно и дорого выдерживать требования по допускам к размерам. Применение гибкого компенсатора позволяет проводить сборку готовых изделий с полем допуска ±5 мм, что делает возможным выполнить сборку готового изделия устройства пульсирующего горения с учетом деформаций и отклонений, вызванных сваркой.
Таким образом, заявленное изобретение позволяет полностью компенсировать вибрации и температурные расширения, возникающие при работе устройства пульсирующего горения, а также повысить технологичность сборочных операций и упростить конструкцию.
Claims (8)
1. Устройство пульсирующего горения, содержащее камеру сгорания в виде полости, боковые стенки которой ограничены с одной стороны закрытым торцом, а с другой стороны открытым торцом, имеющим как минимум один выход для отвода продуктов сгорания, сопряженный с как минимум одним выхлопным каналом, смесительный узел с обратным воздушным клапаном и обратным топливным клапаном, сообщающийся с камерой сгорания, в которой установлено запальное устройство, отличающееся тем, что содержит охватывающий камеру сгорания корпус с образованием полости для охлаждающей жидкости, а также гибкий компенсатор, размещенный на корпусе, или на боковой стенке камеры сгорания, или на выхлопном канале.
2. Устройство пульсирующего горения по п.1, отличающееся тем, что выхлопные каналы расположены в продолжении камеры сгорания до сопряжения с выходными отверстиями на торце корпуса.
3. Устройство пульсирующего горения по п.1, отличающееся тем, что гибкий компенсатор при размещении его на корпусе одной стороной связан с закрытым торцом камеры сгорания.
4. Устройство пульсирующего горения по п.1, отличающееся тем, что гибкий компенсатор при размещении его на корпусе одной стороной связан с торцом корпуса, на котором расположены выходы выхлопных каналов.
5. Устройство пульсирующего горения по п.1, отличающееся тем, что гибкий компенсатор при размещении его на боковой стенке камеры сгорания одной стороной связан с закрытым торцом камеры сгорания.
6. Устройство пульсирующего горения по п.1, отличающееся тем, что гибкий компенсатор при размещении его на боковой стенке камеры сгорания одной стороной связан с открытым торцом камеры сгорания.
7. Устройство пульсирующего горения по п.1, отличающееся тем, что гибкий компенсатор выполнен из резины.
8. Устройство пульсирующего горения по п.1, отличающееся тем, что гибкий компенсатор выполнен в виде металлического гофрированного сильфона.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014108639/06A RU2549279C1 (ru) | 2014-03-05 | 2014-03-05 | Устройство пульсирующего горения |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014108639/06A RU2549279C1 (ru) | 2014-03-05 | 2014-03-05 | Устройство пульсирующего горения |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2549279C1 true RU2549279C1 (ru) | 2015-04-27 |
Family
ID=53289685
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014108639/06A RU2549279C1 (ru) | 2014-03-05 | 2014-03-05 | Устройство пульсирующего горения |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2549279C1 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2746376C1 (ru) * | 2020-05-12 | 2021-04-12 | Общество с Ограниченной Ответственностью "Научно-Производственное Предприятие "Авиагаз-Союз+" | Клапанно-смесительное устройство теплогенератора пульсирующего горения |
RU2746293C1 (ru) * | 2020-07-27 | 2021-04-12 | Общество с Ограниченной Ответственностью "Научно-Производственное Предприятие "Авиагаз-Союз+" | Способ проверки взрывонепроницаемости оболочки клапанно-смесительного устройства, снабженного огнепреградителем, теплогенератора пульсирующего горения |
WO2021154107A1 (ru) * | 2020-01-27 | 2021-08-05 | Ильгиз Амирович Ямилев | Аппарат пульсирующего горения с гашением вибраций |
RU2805244C1 (ru) * | 2020-01-27 | 2023-10-12 | Ильгиз Амирович Ямилев | Аппарат пульсирующего горения с гашением вибраций |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1042409A1 (ru) * | 1982-01-08 | 1984-11-07 | Предприятие П/Я Г-4561 | Кольцева камера сгорани газотурбинного двигател |
RU2062945C1 (ru) * | 1990-06-13 | 1996-06-27 | Д.Чато Джон | Устройство пульсирующего горения |
RU2120558C1 (ru) * | 1995-12-09 | 1998-10-20 | Акционерное общество "Авиадвигатель" | Камера сгорания газотурбинного двигателя |
RU2156402C2 (ru) * | 1998-06-10 | 2000-09-20 | Глебов Геннадий Александрович | Устройство пульсирующего горения для подогрева жидкости |
RU2293253C1 (ru) * | 2005-12-22 | 2007-02-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Кимовский радиоэлектромеханический завод" | Котел пульсирующего горения (варианты) |
US20120122039A1 (en) * | 2010-11-17 | 2012-05-17 | General Electric Company | Pulse detonation combustor |
-
2014
- 2014-03-05 RU RU2014108639/06A patent/RU2549279C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1042409A1 (ru) * | 1982-01-08 | 1984-11-07 | Предприятие П/Я Г-4561 | Кольцева камера сгорани газотурбинного двигател |
RU2062945C1 (ru) * | 1990-06-13 | 1996-06-27 | Д.Чато Джон | Устройство пульсирующего горения |
RU2120558C1 (ru) * | 1995-12-09 | 1998-10-20 | Акционерное общество "Авиадвигатель" | Камера сгорания газотурбинного двигателя |
RU2156402C2 (ru) * | 1998-06-10 | 2000-09-20 | Глебов Геннадий Александрович | Устройство пульсирующего горения для подогрева жидкости |
RU2293253C1 (ru) * | 2005-12-22 | 2007-02-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Кимовский радиоэлектромеханический завод" | Котел пульсирующего горения (варианты) |
US20120122039A1 (en) * | 2010-11-17 | 2012-05-17 | General Electric Company | Pulse detonation combustor |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021154107A1 (ru) * | 2020-01-27 | 2021-08-05 | Ильгиз Амирович Ямилев | Аппарат пульсирующего горения с гашением вибраций |
RU2805244C1 (ru) * | 2020-01-27 | 2023-10-12 | Ильгиз Амирович Ямилев | Аппарат пульсирующего горения с гашением вибраций |
RU2746376C1 (ru) * | 2020-05-12 | 2021-04-12 | Общество с Ограниченной Ответственностью "Научно-Производственное Предприятие "Авиагаз-Союз+" | Клапанно-смесительное устройство теплогенератора пульсирующего горения |
RU2746293C1 (ru) * | 2020-07-27 | 2021-04-12 | Общество с Ограниченной Ответственностью "Научно-Производственное Предприятие "Авиагаз-Союз+" | Способ проверки взрывонепроницаемости оболочки клапанно-смесительного устройства, снабженного огнепреградителем, теплогенератора пульсирующего горения |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2549279C1 (ru) | Устройство пульсирующего горения | |
KR100827468B1 (ko) | 고주파유도가열방식의 전기보일러 | |
CA2100598C (en) | Cylindrical flexible joint unit | |
RU2419040C2 (ru) | Усовершенствованный теплообменник | |
US4926798A (en) | Process for pulse combustion | |
KR102463475B1 (ko) | 자가 복열식 버너 | |
WO2012063096A1 (en) | Exhaust manifold with thin flanges | |
US4884963A (en) | Pulse combustor | |
KR101734783B1 (ko) | 일체형 에어타이트 소켓 이중배기연도 | |
RU2013126223A (ru) | Способ сборки камеры сгорания, узел топливных форсунок и газотурбинный узел | |
KR20060009323A (ko) | 난방장치 | |
JP5774260B2 (ja) | 複数気筒ガソリンおよびディーゼルエンジンのためのエグソーストラインシステム | |
CN102666160B (zh) | 用于移动式加热装置的换热器、移动式加热装置以及机动车 | |
RU120467U1 (ru) | Каталитический коллектор системы выпуска отработавших газов двигателя внутреннего сгорания | |
RU2159893C2 (ru) | Горизонтальный жаротрубный котел | |
KR100532228B1 (ko) | 압출식 보일러의 열교환기 | |
US20230358398A1 (en) | Pulse combustion apparatus with vibration damping | |
RU2768334C1 (ru) | Подогреватель газа | |
KR101130619B1 (ko) | 이중구조의 곡선형 배기파이프 및 그 가스오븐 연소장치 | |
RU2805244C1 (ru) | Аппарат пульсирующего горения с гашением вибраций | |
RU2708175C1 (ru) | Воздухоподогреватель | |
RU2694646C1 (ru) | Сэндвич-труба для дымохода | |
RU2447370C1 (ru) | Подогреватель системы отопления (варианты) | |
RU2328650C1 (ru) | Глушитель шума | |
KR200173949Y1 (ko) | 스팀 발생용 보일러 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200306 |