SU1695057A1

SU1695057A1 - Запальник

Info

Publication number: SU1695057A1
Application number: SU894739894A
Authority: SU
Inventors: Владимир Семенович Энгельшт; Анатолий Николаевич Сайченко; Григорий Михайлович Окопник; Наиль Утямишевич Мусин
Original assignee: Институт Физики Ан Киргсср
Priority date: 1989-09-25
Filing date: 1989-09-25
Publication date: 1991-11-30

Abstract

Изобретение относитс к теплоэнергетике и уожет быть использовано дл восп- ламен ни топлива в энергетических установках Цель изобретени - повышение надежности воспламенени . При подаче напр жени от источника 3 питани на электроды 1 между ними возникает электрический пробой, переход щий в электрическую дугу, воспламен ющую топливо- воздушную смесь, двигающуюс в корпусе 1, при этом ток дуги определ етс суммой балластных сопротивлений 5 и 6, а также сопротивлением дуги. По мере выдувани дуги в более широкую часть зазора между электродами 2 ее сопротивление растет, ток дуги падает, что отрицательно сказываетс на надежности воспламенени , т к при этом падает мощность выдаваема дугой После достижени дугой зазоре 4 она перескакивает на участок электрода 2, подключенный к источнику 3 через сопротивление 6 Ток дуги при этом возргстает, достига номинального значени Таким образом, за счет поддержани тока дуги на номинальном уровне в течение всего процесса розжига удаетс существенно повысить надежность воспламенени 1 ил

Description

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к устройствам для воспламенения топлива в энергетических установках.

Известен запальник, содержащий расположенные под углом стержневые электроды, установленные на потоке топливной смеси и соединенные с источником питания через ограничивающее ток сопротивление (балластное).

Недостатком этого запальника является низкий коэффициент использования Мощности источника питания. Это происходит потому, что сопротивление дугового Промежутка сильно зависит от расстояния (между электродами в том месте, где горит ^уга. В начальный момент горения дуги, после пробоя узкого промежутка между электродами, сопротивление дуги мало из-за ее малой длины. Ток дуги определяется напряжением источника питания и суммой сопротивлений дуги и ограничивающего ток сопротивления Reap (активного или реактивного) по закону Ома

Номинальная мощность определяется именно этим током | = —V___..

Кд 4 К бал

Номинальная мощность определяется именно этим током

Nh = I-V.

При выдувании дуги в широкую часть межэлектродного промежутка сопротивление ее растет, ток падает, следовательно, используемая мощность становится меньше номинальной, т.е, номинальная мощность источника питания необходима только в пусковые моменты. В рабочем же режиме, когда дуга находится в широкой части, мощность источника не доиспользу ется.

Целью изобретения является повышение надежности воспламенения.

Поставленная цель достигается путем обеспечения эффективного воспламенения топливной смеси. Конструктивно это реализовано тем, что в запальнике, содержащем стержневые электроды, установленные в потоке под углом друг относительно друга и подключенные к источнику питания, как минимум один из электродов выполнен в виде изолированных друг от друга участков, подсоединенных к источнику питания через балластные сопротивления. При этом балластное сопротивление, через которое начальный участок стержневого электрода подключен к источнику питания, меньше балластного сопротивления, через которое с источником питания соединен конечный участок электрода и равно сопротивлению дуги.

На чертеже представлена схема предлагаемого запальника.

Стержневые электроды 2 и 3 установлены в корпусе 1 под углом друг относительно друга и подключены к источнику 4 питания. Поток топливовоздушной смеси 5, перемещаясь со скоростью внутри корпуса 1, выдувает плазменную дугу, 6. Электрод 2 выполнен из двух изолированных участков, подключенных к источнику 4 питания через балластные сопротивления Ri и R2.

Запальник работает следующим образом.

При подаче напряжения от источника 4 питания на электродах 2 и 3 в узком промежутке между ними происходит электрический пробой и загорается дуга, ток Ц.2 которой определяется сопротивлением дуги и суммой двух балластных сопротивлений Ri и R2, т.е.

, __U ______ ^{1 1 л} R_a + Ri + R₂ '

При выдувании дуги в широкую область между электродами 2 и 3 она через промежуток, образованный изоляцией, перескакивает на вторую часть электрода. Ток дуги сохраняется, так как балластное сопротивление уменьшается от Ri + R_flRi, компенсируя изменение сопротивления на дуге.

, _ и ¹ Кд + Ri

Таким образом, обеспечено полное использование номинальной мощности источника питания в рабочем режиме запальника за счет того, что удавалось поддерживать номинальным ток на протяжении всего рабочего режима.

Был опробирован макет плазменного запальника, · представляющего собой корпус, внутри которого было размещено два стержневых электрода длиной 200 мм, установленных друг относительно друга под углом. Диаметр электродов составлял 20 мм. Расстояние между электродами в начальной узкой части 4 мм, между концами 60 мм. Один из электродов был выполнен из двух частей. В качестве изоляции был использован зазор между частями величиной 4 мм. При питании устройства от трансформатора мощность 250 кВт с напряжением в рабочей высоковольтной обмотке 10 кВ и номинальным током 24 А были использованы сопротивления Ri.= 300, R2 = 100 Ом. При этом в момент включения источника питания, когда сопротивление дуги близко к 0, ток дуги проходя через сопротивление Ri + R2 = 400 Ом, был равен 25 А, т.е. не превосходил номинального значения. При выдур.ании· дуги в широкую межэлектродную область, падение напряжения на ней составило около 2,5 кВт, т.е. сопротивление дуги на номинальном токе соста- 5 вило примерно 100 Ом и ток дуги остался равным 25 А, т.е. также не превысил номинального значения. Коэффициент использования мощности составил

К = N^-=0,25. ¹⁰

ΓΊ трансф

В случае отсутствия зазора между участками электрода для того, чтобы ток не превышал номинального значения необходимо, чтобы ограничивающее ток сопротив- 15 ление было равно 400 Ом. При выдувании дуги в широкую часть ее сопротивление при падении напряжения на дуге 2,5 кВ было бы равно

Уд ' R бал У-Уд = 133 Ом

Ток дуги составил бы '^А R бал +Rfl »19 А.

Мощность, выделяемая на дуге N = 1_Д Уд = 47,5 кВт, а коэффициент использования мощности

X — ^.ДУ^ГИNтрансф = 0,19.

Таким образом, при реализации схемы, в которой, как минимум один из электродов выполнен с зазором, коэффициент использования мощности увеличился.

Из приведенного примера конкретного выполнения запальника можно сделать вывод, что в предлагаемом запальнике из изолированных частей могут быть выполнены оба электрода. Это касается и схем, содержащих стержневых электродов и размещенных в корпусе под углом друг относительно друга.

Использование предлагаемого запальника позволит увеличить коэффициент использования мощности источника питания. Запальник может быть реализован при использовании в качестве как источника питания постоянного тока, так и многофазной сети переменного тока.

Claims

Формула изобретения

Запальник, содержащий корпус подачи топливовоздушной смеси с установленными в нем стержневыми электродами, наклоненными под углом друг к другу и подключенными к источнику питания, о тличающийся тем, что, с целью повышения надежности воспламенения, по крайней мере, один из стержневых электродов выполнен в виде двух изолированных зазором друг от друга участков, каждый из которых подключен к источнику питания через балластные сопротивления, при этом разность балластных сопротивлений равна сопротивлению дуги взоне зазора между участками электродов.