RU2702059C1 - Pulsating combustion heat generator - Google Patents
Pulsating combustion heat generator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2702059C1 RU2702059C1 RU2018139762A RU2018139762A RU2702059C1 RU 2702059 C1 RU2702059 C1 RU 2702059C1 RU 2018139762 A RU2018139762 A RU 2018139762A RU 2018139762 A RU2018139762 A RU 2018139762A RU 2702059 C1 RU2702059 C1 RU 2702059C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- resonator
- heat exchanger
- heat
- resonating device
- cylindrical chamber
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C15/00—Apparatus in which combustion takes place in pulses influenced by acoustic resonance in a gas mass
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к энергетике и касается теплогенераторов для подогрева теплоносителя в системах подогрева, например, технологического газа в газораспределительных станциях (ГРС).The invention relates to energy and relates to heat generators for heating the coolant in heating systems, for example, process gas in gas distribution stations (GDS).
Известна система пульсирующего горения, содержащая камеру пульсирующего горения, резонатор в виде системы труб, клапанно-смесительное устройство подготовки топливной смеси и запальное устройство (см. патент RU №2175422 от 02.02.2001 г.).Known pulsating combustion system containing a pulsating combustion chamber, a resonator in the form of a pipe system, a valve-mixing device for preparing the fuel mixture and an ignition device (see patent RU No. 2175422 of 02.02.2001).
Недостатком известной системы пульсирующего горения является ограниченный диапазон устойчивого горения, определяемый «однорежимностью» ее работы, вызванной использованием в системе одноконтурного резонатора: камера сгорания - трубы-резонаторы. Однорежимность заключается в том, что данная система пульсирующего горения устойчиво работает на заданном расчетном по мощности режиме и при уменьшении нагрузки (уменьшение расхода теплоносителя) отключает подачу топливного газа, чтобы исключить рост температуры теплоносителя выше заданной. Затем при определенном падении температуры теплоносителя вновь включают подачу топливного газа. Частота циклов включения - выключения («старт-стоп») будет зависеть от инерции системы и будет увеличиваться по мере снижения нагрузки.A disadvantage of the known pulsed combustion system is the limited range of stable combustion, determined by the "single mode" of its operation, caused by the use of a single-circuit resonator in the system: combustion chamber - pipe resonators. Mono-mode is that this pulsating combustion system stably operates at a predetermined power-calculated mode and when the load decreases (decrease in coolant flow rate), it turns off the fuel gas supply to prevent the coolant temperature increase above a predetermined one. Then, with a certain drop in the temperature of the coolant, the fuel gas supply is again turned on. The frequency of on / off cycles (“start-stop”) will depend on the inertia of the system and will increase as the load decreases.
Известно также устройство подогрева технологического газа в ГРС, содержащее теплогенератор пульсирующего горения, в котором камера сгорания выполнена в виде диффузора с углом раскрытия 40…120°С, а выхлопная труба выполнена в виде связанного с камерой пульсирующего горения дополнительного резонирующего устройства, состоящего из цилиндрической камеры размерами L/D=1,5…2,5, установленной на выходе резонатора камеры пульсирующего горения, где L, D - соответственно диаметр и длина цилиндра, и резонатора в виде трубы длиной 10…12 диаметрам трубы, причем дополнительное резонирующее устройство снабжено рубашкой для охлаждения циркулирующим теплоносителем, при этом установленный на выходе дополнительного резонирующего устройства реактивно-активный глушитель шума является продолжением выхлопной трубы (патент РФ №2 655 426 от 30.06.2017 г.).It is also known a device for heating a process gas in a gas distribution system containing a pulsating combustion heat generator, in which the combustion chamber is made in the form of a diffuser with an opening angle of 40 ... 120 ° C, and the exhaust pipe is made in the form of an additional resonating device connected with a pulsating combustion chamber, consisting of a cylindrical chamber sizes L / D = 1.5 ... 2.5, installed at the output of the resonator of the pulsating combustion chamber, where L, D are the diameter and length of the cylinder, respectively, and the resonator is in the form of a pipe with a length of 10 ... 12 pipe diameters When in use, the additional resonating device is provided with a cooling jacket for circulating coolant, wherein the set output of the resonating device further reactive active silencer is an extension of the exhaust pipe (
В этом устройстве за счет введения дополнительного резонирующего устройства расширен диапазон режимов устойчивого горения и тем самым сокращены (исключены) режимы «старт-стоп». При этом труба-резонатор снабжена рубашкой, чтобы исключить тепловое запирание за счет охлаждения выхлопных газов в трубе-резонаторе. К недостатку этого аналога, взятого за прототип, нужно отнести ограниченную возможность по дополнительному теплосъему теплоносителем и увеличению КПД теплогенератора из-за ограниченной площади поверхности теплообмена цилиндрической камеры и трубы-резонатора в пределах рубашки с теплоносителем.In this device, due to the introduction of an additional resonating device, the range of stable combustion modes has been expanded and thereby the “start-stop” modes have been reduced (excluded). In this case, the resonator tube is provided with a jacket to prevent thermal blocking due to cooling of the exhaust gases in the resonator tube. The disadvantage of this analogue, taken as a prototype, is the limited possibility of additional heat transfer by the heat carrier and increased efficiency of the heat generator due to the limited heat exchange surface area of the cylindrical chamber and the resonator tube within the jacket with the heat carrier.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение КПД теплогенератора за счет увеличения площади поверхности теплосъема с дополнительного резонирующего устройства и при этом не нарушить условий резонансного горения в теплогенераторе на разных по мощности режимах его работы без режима «старт-стоп».The problem to which the invention is directed is to increase the efficiency of the heat generator by increasing the surface area of the heat sink from the additional resonating device and at the same time not to violate the resonant combustion conditions in the heat generator at different power modes of its operation without the "start-stop" mode.
Поставленная задача достигается тем, что в известном теплогенераторе пульсирующего горения, содержащем камеру сгорания с клапанно-смесительным устройством и трубами-резонаторами, причем камера сгорания с трубами-резонаторами размещена в рубашке с теплоносителем, образуя теплообменник, и выхлопную трубу, состоящую из дополнительного резонирующего устройства в составе цилиндрической камеры и резонатора в виде трубы длиной, равной 10…12 диаметрам трубы и реактивно-активного глушителя шума, согласно предложенному техническому решению цилиндрическая камера дополнительного резонирующего устройства выполнена коаксиально относительно теплообменника и сообщена снизу с трубами-резонаторами через торцевую полость, образованную фланцем теплообменника и днищем теплообменника, а сверху - с резонатором дополнительного резонирующего устройства через патрубок, при этом объем цилиндрической камеры дополнительного резонирующего устройства составляет 50…200% от суммарного объема камеры сгорания с трубами-резонаторами, причем коаксиально относительно цилиндрической камеры дополнительного резонирующего устройства выполнена рубашка для теплоносителя, образованная из обечайки, нижнего и верхнего фланцев, сообщенная посредством, например, патрубка с рубашкой теплообменника.The problem is achieved in that in the known pulsed combustion heat generator containing a combustion chamber with a valve-mixing device and resonator pipes, the combustion chamber with resonator pipes is placed in a jacket with a coolant, forming a heat exchanger, and an exhaust pipe consisting of an additional resonating device as a part of a cylindrical chamber and a resonator in the form of a pipe with a length equal to 10 ... 12 diameters of the pipe and a reactive silencer, according to the proposed technical solution the cylindrical chamber of the additional resonating device is made coaxially relative to the heat exchanger and communicated from below with the resonator tubes through the end cavity formed by the heat exchanger flange and the bottom of the heat exchanger, and from above with the resonator of the additional resonating device through the pipe, while the volume of the cylindrical chamber of the additional resonating device is 50 ... 200 % of the total volume of the combustion chamber with resonator tubes, moreover, coaxially relative to the cylindrical chamber additional An additional resonating device is a jacket for a heat carrier formed from a shell, lower and upper flanges, communicated by, for example, a pipe with a jacket of a heat exchanger.
На рисунке показан теплогенератор пульсирующего горения. В теплогенераторе камера сгорания 1 и трубы-резонаторы 2 образуют камеру пульсирующего горения 3, которая размещена в рубашке 4 образуя теплообменник 5, камера пульсирующего горения 3 снабжена выхлопной трубой 6, состоящей из дополнительного резонирующего устройства 7 и реактивно-активного глушителя шума 8. Дополнительное резонирующее устройство 7 состоит из резонатора 9 и цилиндрической камеры 10, выполненной коаксиально относительно рубашки 4 камеры пульсирующего горения 3 и сообщена снизу с трубами-резонаторами 2 через торцевую полость 11, образованную фланцем 12 теплообменника 5 и днищем 13. Сверху цилиндрическая камера 10 через патрубок 14 сообщена с резонатором 9 дополнительного резонирующего устройства 7.The figure shows a pulsating combustion heat generator. In the heat generator, the
Для устойчивой многорежимной работы теплогенератора объем цилиндрической камеры 10 составляет 50...200% от суммарного объема камеры пульсирующего горения 3. Для теплосъема с поверхности цилиндрической камеры 10 коаксиально с ней выполнена рубашка 15 для теплоносителя, образованная из обечайки 16, нижнего фланца 17 и верхнего фланца 18. Эта рубашка 15 сообщена посредством патрубка 19 с рубашкой 4 камеры пульсирующего горения 3.For stable multi-mode operation of the heat generator, the volume of the
Размещение цилиндрической камеры 10 вокруг рубашки 4, а рубашки 15 вокруг цилиндрической камеры 10 существенно увеличивает суммарный теплосъем и соответственно КПД теплогенератора. При этом, как отмечено выше, необходимо обеспечить условия многорежимной устойчивой работы теплогенератора, что достигнуто выбором параметров цилиндрической камеры 10 при заданных параметрах резонатора 9, выполненного в виде трубы длиной, равной 10…12 диаметрам трубы.The placement of the
Клапанно-смесительное устройство 20 теплогенератора с воздушным клапаном 21 и со свечой зажигания 22 размещено в верхней части камеры сгорания 1 в зоне 23 забора атмосферного воздуха через трубу 24. Подвод 25 теплоносителя осуществлен в рубашку 15 и далее через патрубок 19 и рубашку 4 через отвод 26 потребителю. Подача газа в клапанно-смесительное устройство 20 осуществлена по каналу 27 из системы дозирования (условно не показано).The valve-
Теплогенератор работает следующим образом. При подаче газа по каналу 27 и воздуха из трубы 24 через зону 23 забора воздуха в клапанно-смесительное устройство 20 топливо-воздушная смесь воспламеняется свечей зажигания 22. Происходит запуск теплогенератора с выходом на режим минимальной мощности, определяемый системой регулирования. Устойчивое пульсирующее горение обеспечивается системой резонаторов камеры пульсирующего горения 3 и связанного с ней дополнительного резонирующего устройства 7 с реактивно-активным глушителем шума 7.The heat generator operates as follows. When gas is supplied through the
На больших расходах технологического газа (потребителем) система регулирования увеличивает подачу топливного газа на режим 100% мощности. Устойчивость пульсирующего горения на этом режиме также обеспечивается системой резонаторов теплогенератора, а именно изготовлением резонатора 9 в виде трубы длиной, равной 10…12 диаметрам трубы, а цилиндрической камеры 7 с объемом от 50 до 200% от суммарного объема камеры пульсирующего горения 3. В диапазоне указанных соотношений экспериментально, путем изменения наружного диаметра цилиндрической камеры 10 при ее заданной длине получено устойчивое пульсирующее горение на режимах от 30% до 100% мощности теплогенератора. При этом общий теплосъем в рубашках 15 и 4 при движении теплоносителя из подвода 25 в рубашку 15 и через патрубок 19 в рубашку 4 на отвод 26 обеспечивает максимальный подогрев теплоносителя в обеспечение КПД теплогенератора не менее 95%, и достаточен для нормальной работы резонатора 9 без теплового запирания.At high process gas consumption (by the consumer), the control system increases the supply of fuel gas to 100% power mode. The stability of pulsating combustion in this mode is also provided by the system of resonators of the heat generator, namely, the manufacture of the resonator 9 in the form of a pipe with a length equal to 10 ... 12 pipe diameters, and a
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018139762A RU2702059C1 (en) | 2018-11-09 | 2018-11-09 | Pulsating combustion heat generator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018139762A RU2702059C1 (en) | 2018-11-09 | 2018-11-09 | Pulsating combustion heat generator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2702059C1 true RU2702059C1 (en) | 2019-10-03 |
Family
ID=68170824
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018139762A RU2702059C1 (en) | 2018-11-09 | 2018-11-09 | Pulsating combustion heat generator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2702059C1 (en) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2734669C1 (en) * | 2020-01-14 | 2020-10-21 | Общество с Ограниченной Ответственностью "Научно-Производственное Предприятие "Авиагаз-Союз+" | Process gas heating unit |
RU2745230C1 (en) * | 2020-06-29 | 2021-03-22 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Казань" | Pulsating combustion heat generator |
WO2021154109A1 (en) * | 2020-01-27 | 2021-08-05 | Ильгиз Амирович Ямилев | Pulsating combustion apparatus with improved energy conversion efficiency and reduced noise level (variants) |
RU2760606C1 (en) * | 2021-04-05 | 2021-11-29 | Общество с Ограниченной Ответственностью "Научно-Производственное Предприятие "Авиагаз-Союз+" | Pulsating combustion heat generator |
RU207998U1 (en) * | 2021-01-27 | 2021-11-29 | Общество с Ограниченной Ответственностью "Научно-Производственное Предприятие "Авиагаз-Союз+" | PULSED COMBUSTION HEAT GENERATOR EXHAUST PIPE |
RU2767121C1 (en) * | 2021-03-22 | 2022-03-16 | Мусрет Османович Намазов | Flow-through boiler for pulsating combustion |
RU2795564C1 (en) * | 2020-01-27 | 2023-05-05 | Ильгиз Амирович Ямилев | Pulsating combustion apparatus with increased efficiency and reduced noise level |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1982000047A1 (en) * | 1980-06-23 | 1982-01-07 | Battelle Development Corp | Fluid heating device with pulse combustor |
RU2175422C1 (en) * | 2001-02-02 | 2001-10-27 | Бондаренко Михаил Иванович | Intermittent burning system |
RU73447U1 (en) * | 2008-02-04 | 2008-05-20 | Геннадий Васильевич Самохвалов | PULSING COMBUSTION HEAT GENERATOR (OPTIONS) |
RU171012U1 (en) * | 2017-01-10 | 2017-05-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" КГАСУ | PULSE BURNING CAMERA |
RU2655426C1 (en) * | 2017-06-30 | 2018-05-28 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие" Авиагаз-Союз+" | Device for heating process gas in a gas distribution station |
-
2018
- 2018-11-09 RU RU2018139762A patent/RU2702059C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1982000047A1 (en) * | 1980-06-23 | 1982-01-07 | Battelle Development Corp | Fluid heating device with pulse combustor |
RU2175422C1 (en) * | 2001-02-02 | 2001-10-27 | Бондаренко Михаил Иванович | Intermittent burning system |
RU73447U1 (en) * | 2008-02-04 | 2008-05-20 | Геннадий Васильевич Самохвалов | PULSING COMBUSTION HEAT GENERATOR (OPTIONS) |
RU171012U1 (en) * | 2017-01-10 | 2017-05-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" КГАСУ | PULSE BURNING CAMERA |
RU2655426C1 (en) * | 2017-06-30 | 2018-05-28 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие" Авиагаз-Союз+" | Device for heating process gas in a gas distribution station |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2734669C1 (en) * | 2020-01-14 | 2020-10-21 | Общество с Ограниченной Ответственностью "Научно-Производственное Предприятие "Авиагаз-Союз+" | Process gas heating unit |
WO2021154109A1 (en) * | 2020-01-27 | 2021-08-05 | Ильгиз Амирович Ямилев | Pulsating combustion apparatus with improved energy conversion efficiency and reduced noise level (variants) |
RU2795564C1 (en) * | 2020-01-27 | 2023-05-05 | Ильгиз Амирович Ямилев | Pulsating combustion apparatus with increased efficiency and reduced noise level |
RU2745230C1 (en) * | 2020-06-29 | 2021-03-22 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Казань" | Pulsating combustion heat generator |
RU207998U1 (en) * | 2021-01-27 | 2021-11-29 | Общество с Ограниченной Ответственностью "Научно-Производственное Предприятие "Авиагаз-Союз+" | PULSED COMBUSTION HEAT GENERATOR EXHAUST PIPE |
RU2767121C1 (en) * | 2021-03-22 | 2022-03-16 | Мусрет Османович Намазов | Flow-through boiler for pulsating combustion |
RU2760606C1 (en) * | 2021-04-05 | 2021-11-29 | Общество с Ограниченной Ответственностью "Научно-Производственное Предприятие "Авиагаз-Союз+" | Pulsating combustion heat generator |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2702059C1 (en) | Pulsating combustion heat generator | |
US7661267B2 (en) | System for damping thermo-acoustic instability in a combustor device for a gas turbine | |
EP2837884B1 (en) | Burner | |
US20150086934A1 (en) | Fuel/air mixture and combustion apparatus and associated methods for use in a fuel-fired heating apparatus | |
US9416705B2 (en) | Burner and filter renewal device | |
JPH06235519A (en) | Combustion apparatus for gas turbine | |
RU2655426C1 (en) | Device for heating process gas in a gas distribution station | |
RU2707784C1 (en) | Valve-mixing device of pulsed combustion heat generator | |
CN108644809B (en) | Double-ring type evaporating pipe device | |
CN101571289B (en) | Fuel gas intermittent combustion heating furnace | |
KR20170001970A (en) | Oil burner with decomposition chamber | |
EP0886104B1 (en) | Dual-purpose combuster for ordinary combustion and pulse combustion | |
RU2594833C1 (en) | Vaporizer for liquefied hydrocarbon gas | |
JPS6220372B2 (en) | ||
CN102057221B (en) | Gas flame stabilization method and apparatus | |
RU139615U1 (en) | STEAM GAS GENERATOR | |
CN211119490U (en) | Carbon deposition prevention combustion chamber structure for diesel fuel of micro-combustion engine | |
RU201875U1 (en) | GAS GENERATOR | |
RU2767121C1 (en) | Flow-through boiler for pulsating combustion | |
RU2178119C1 (en) | Mobile thermogenerator | |
RU2812526C1 (en) | Steam gas generator | |
RU2692596C1 (en) | Gas heat generator | |
RU2747900C1 (en) | Heat generator | |
US2648197A (en) | Vaporizer tube system | |
RU136496U1 (en) | STEAM GAS GENERATOR |