RU68096U1

RU68096U1 - ULTRASONIC IGNITION

Info

Publication number: RU68096U1
Application number: RU2007119940/22U
Authority: RU
Inventors: Василий Васильевич Семенов; Александр Станиславович Рочев
Original assignee: Московский авиационный институт (государственный технический университет); Василий Васильевич Семенов; Александр Станиславович Рочев
Priority date: 2007-05-29
Filing date: 2007-05-29
Publication date: 2007-11-10

Abstract

Полезная модель относится к области теплотехники, в частности, к средствам воспламенения двухкомпонентных, в том числе двухфазных смесей, и может быть применено для воспламенения топлива в различных тепловых машинах. Целью, на достижение которой направлено данная полезная модель является повышение тепловой мощности ультразвукового воспламенителя за счет установки сопла с центральным телом и конической резонансной трубки. Ультразвуковой воспламенитель содержит: корпус кольцевого сопла 1; центральное тело кольцевого сопла 2; эллиптический концентратор 3; акустический концентратор 4; огневое днище 5; коническую резонансную трубку 6; отверстия в резонансной трубке 7;коллектор горючего 8; выходной канал 9. На корпус кольцевого сопла 1 с закрепленным внутри центральным телом кольцевого сопла 2 надет соосно эллиптический концентратор 3. В фокусе (F1) эллиптического концентратора 3 на конце центрального тела кольцевого сопла 2 соосно с ним закреплен акустический концентратор 4. Он установлен внутренней полостью навстречу набегающему потоку. На эллиптический концентратор 3 надето огневое днище 5, в центре которого соосно с центральным телом кольцевого сопла 2 и акустическим концентратором 4 вмонтирована коническая резонансная трубка 6. Отверстия в резонансной трубке 7 соединяют коллектор горючего 8 с выходным каналом 9 конической резонансной трубки 6.The utility model relates to the field of heat engineering, in particular, to the means of ignition of two-component, including two-phase mixtures, and can be used to ignite the fuel in various thermal machines. The purpose to which this utility model is directed is to increase the thermal power of the ultrasonic igniter by installing a nozzle with a central body and a conical resonance tube. An ultrasonic igniter comprises: an annular nozzle body 1; the central body of the annular nozzle 2; elliptical hub 3; acoustic hub 4; fire bottom 5; conical resonance tube 6; holes in the resonance tube 7; fuel manifold 8; output channel 9. A coaxially elliptical concentrator 3 is mounted on the ring nozzle body 1 with the central body of the ring nozzle 2 fixed inside. In focus (F1) of the elliptical concentrator 3, an acoustic concentrator 4 is coaxially fixed to it on the end of the central body of the ring nozzle 2. It is installed by an internal cavity towards the oncoming stream. A flame head 5 is mounted on the elliptical concentrator 3, in the center of which a conical resonance tube 6 is mounted coaxially with the central body of the annular nozzle 2 and the acoustic concentrator 4. Holes in the resonance tube 7 connect the fuel manifold 8 to the output channel 9 of the conical resonance tube 6.

Description

Ультразвуковой воспламенитель предназначен для использования в области двигателестроения, в частности, в устройствах для воспламенения двухкомпонентных, в том числе двухфазных смесей.Ultrasonic igniter is intended for use in the field of engine building, in particular, in devices for ignition of two-component, including two-phase mixtures.

Полезная модель относится к области теплотехники, в частности, к средствам воспламенения двухкомпонентных, в том числе двухфазных смесей, и может быть применено для воспламенения топлива в различных тепловых машинах.The utility model relates to the field of heat engineering, in particular, to the means of ignition of two-component, including two-phase mixtures, and can be used to ignite the fuel in various thermal machines.

Из известных ультразвуковых воспламенителей наиболее близким является, ультразвуковой воспламенитель (RU 2053445, С1 кл. F23D 11/34, 27.01.1996), предназначенный для организации воспламенения несамовоспламеняющихся газообразных или газожидкостных топлив. Ультразвуковой воспламенитель содержит корпус в форме эллиптического концентратора с закрепленным в одном из его фокусов газоструйным излучателем Гартмана и систему подвода компонентов топлива. Во втором фокусе концентратора установлена проходная резонансная трубка с отверстиями для подвода компонентов топлива.Of the known ultrasonic igniters, the closest is an ultrasonic igniter (RU 2053445, C1 class F23D 11/34, 01/27/1996), designed to organize ignition of non-self-igniting gaseous or gas-liquid fuels. An ultrasonic igniter contains a body in the form of an elliptical concentrator with a Hartmann gas-jet emitter fixed in one of its foci and a fuel component supply system. In the second focus of the concentrator, a passage resonant tube with holes for supplying fuel components is installed.

Недостатком ультразвукового воспламенителя является небольшая тепловая мощность.The disadvantage of an ultrasonic igniter is its low heat output.

Целью, на достижение которой направлена данная полезная модель является повышение тепловой мощности ультразвукового воспламенителя за счет установки сопла с центральным телом и конической резонансной трубки.The purpose to which this utility model is directed is to increase the thermal power of the ultrasonic igniter by installing a nozzle with a central body and a conical resonance tube.

Цель полезной модели достигается тем, что в ультразвуковом воспламенителе, содержащем корпус в форме эллиптического концентратора с закрепленным в одном из двух его фокусов газоструйным излучателем Гартмана и систему подвода компонентов топлива, а в другом фокусе -резонансную трубку, перед ультразвуковым излучателем и соосно с ним установлено сопло с центральным телом.The purpose of the utility model is achieved by the fact that in an ultrasonic igniter containing a body in the form of an elliptical concentrator with a Hartmann gas-jet emitter fixed to one of its two foci and a fuel component supply system, and in the other focus, a resonant tube, in front of the ultrasonic emitter and coaxially installed with it nozzle with a central body.

Цель достигается также за счет того, что проходная резонансная трубка выполнена в форме конуса.The goal is also achieved due to the fact that the passage of the resonant tube is made in the form of a cone.

На фиг.1 изображена схема ультразвукового воспламенителя.Figure 1 shows a diagram of an ultrasonic igniter.

Ультразвуковой воспламенитель содержит: корпус кольцевого сопла 1; центральное тело кольцевого сопла 2; эллиптический концентратор 3; акустический концентратор 4; огневое днище 5; коническую резонансную трубку 6; отверстия в резонансной трубке 7; коллектор горючего 8; выходной канал 9.An ultrasonic igniter comprises: an annular nozzle body 1; the central body of the annular nozzle 2; elliptical hub 3; acoustic hub 4; fire bottom 5; conical resonance tube 6; holes in the resonance tube 7; fuel manifold 8; output channel 9.

На корпус кольцевого сопла 1 с закрепленным внутри центральным телом кольцевого сопла 2 надет соосно эллиптический концентратор 3. В фокусе (F1) эллиптического концентратора 3 на конце центрального тела кольцевого сопла 2 соосно с ним закреплен акустический концентратор 4. Он установлен внутренней полостью навстречу набегающему потоку. На эллиптический концентратор 3 надето огневое днище 5, в центре которого соосно с центральным телом кольцевого сопла 2 и акустическим концентратором 4 вмонтирована коническая резонансная трубка 6. Отверстия в резонансной трубке 7 соединяют коллектор горючего 8 с выходным каналом 9 конической резонансной трубки 6.An axially elliptical concentrator 3 is mounted on the ring nozzle body 1 with the central body of the ring nozzle 2 fixed inside. At the focus (F1) of the elliptical concentrator 3, an acoustic concentrator 4 is coaxially fixed to the end of the central body of the ring nozzle 2. It is installed with an internal cavity facing the incoming flow. A flame head 5 is mounted on the elliptical concentrator 3, in the center of which a conical resonance tube 6 is mounted coaxially with the central body of the annular nozzle 2 and the acoustic concentrator 4. Holes in the resonance tube 7 connect the fuel manifold 8 to the output channel 9 of the conical resonance tube 6.

Устройство работает следующим образом: при подаче сжатого газа (газообразного окислителя) на вход кольцевого сопла 1, по стенке центрального тела 2 истекает сверхзвуковая струя, которая попадает на акустический излучатель 4. При втекании в полость акустического концентратора сверхзвукового потока газа, возникают ультразвуковые колебания давления газа. Интенсивность ультразвуковых колебаний тем выше, чем выше скорость истечения газа из сопла. А высокая скорость истечения струи обеспечивается за счет свойства автоматического регулирования высотности кольцевого сопла. Автоматическое регулирование высотности сопла с центральным телом происходит из-за того, что частичное расширение потока газа происходит на выходной кромке сечения сопла (на угловой точке), а полное расширение газа ограничивается атмосферным давлением. В результате этого при низких давлениях подачи газа перерасширение газа не происходит, и поток The device operates as follows: when a compressed gas (oxidizing gas) is supplied to the inlet of the annular nozzle 1, a supersonic jet flows out onto the wall of the central body 2 and enters the acoustic emitter 4. When a supersonic gas stream flows into the cavity of the acoustic concentrator, ultrasonic vibrations of gas pressure occur . The intensity of ultrasonic vibrations is higher, the higher the rate of gas outflow from the nozzle. And the high speed of the jet expiration is ensured by the property of automatically controlling the height of the annular nozzle. Automatic control of the height of the nozzle with the central body occurs due to the fact that the partial expansion of the gas flow occurs at the outlet edge of the nozzle section (at the corner point), and the full expansion of the gas is limited by atmospheric pressure. As a result of this, at low gas supply pressures, gas over-expansion does not occur, and the flow

прижимается к твердой стенке центрального тела, уменьшая поперечное свое сечение. Таким образом, при любом значении давления подачи происходит автоматическое регулирование высотности.pressed against the solid wall of the central body, reducing its cross section. Thus, at any value of the supply pressure, automatic altitude control takes place.

Генерируемые излучателем колебания распространяются в эллиптическом концентраторе 3. Область генерации колебаний расположена в одном из фокусов (F1) этого эллипсоида, поэтому в другом фокусе (F2) происходит концентрация акустической энергии, которая частично поглощается компонентом, заполнившим резонансную трубку 6, вызывая его разогрев. При прохождении серии акустических волн через полость резонансной трубки 6, в ней возникают резонансные колебания газового объема, которые также вызывают дополнительный нагрев компонента и стенок резонансной трубки. Благодаря наличию конической формы стенок резонатора, происходит увеличение давления внутри него, в результате чего температура газа, истекающего из резонатора, повышается еще больше. При подаче окислителя из коллектора 8 через отверстия 7 резонансной трубки 6 в выходной канал 9 происходит воспламенение организованной топливной смеси на выходе резонансной трубки в виде факела.The oscillations generated by the emitter propagate in an elliptical concentrator 3. The oscillation generation region is located in one of the foci (F1) of this ellipsoid, therefore, the concentration of acoustic energy occurs in the other focus (F2), which is partially absorbed by the component filling the resonance tube 6, causing it to heat up. When a series of acoustic waves passes through the cavity of the resonant tube 6, resonant oscillations of the gas volume occur in it, which also cause additional heating of the component and the walls of the resonant tube. Due to the conical shape of the cavity walls, there is an increase in pressure inside it, as a result of which the temperature of the gas flowing out of the resonator rises even more. When the oxidizer is supplied from the collector 8 through the openings 7 of the resonance tube 6 to the output channel 9, the organized fuel mixture ignites at the outlet of the resonance tube in the form of a torch.

Предлагаемая полезная модель обеспечивает возможность увеличения термического КПД ультразвукового воспламенителя, что, несомненно, дает экономический эффект за счет установки в ультразвуковом воспламенителе кольцевого сопла с центральным телом и конической резонансной трубки.The proposed utility model provides the possibility of increasing the thermal efficiency of the ultrasonic igniter, which undoubtedly gives an economic effect due to the installation of an annular nozzle with a central body and a conical resonance tube in the ultrasonic igniter.

Claims

1. An ultrasonic igniter, comprising a body in the form of an elliptical concentrator with a Hartmann gas-jet emitter fixed to one of its two foci and a fuel component supply system, and a resonant passage tube installed in the other focus, characterized in that a nozzle with a nozzle is aligned with it in front of the ultrasonic emitter central body.

2. The ultrasonic igniter according to claim 1, characterized in that the passage resonant tube is made in the form of a truncated tapering cone.