WO2020130867A1 - Устройство пульсирующего горения с гашением ударной волны - Google Patents

Устройство пульсирующего горения с гашением ударной волны Download PDF

Info

Publication number
WO2020130867A1
WO2020130867A1 PCT/RU2018/000835 RU2018000835W WO2020130867A1 WO 2020130867 A1 WO2020130867 A1 WO 2020130867A1 RU 2018000835 W RU2018000835 W RU 2018000835W WO 2020130867 A1 WO2020130867 A1 WO 2020130867A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
check valve
mechanical
shock wave
valve
gas
Prior art date
Application number
PCT/RU2018/000835
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ильгиз Амирович Ямилев
Андрей Алексеевич ВАКУТИН
Original Assignee
Ильгиз Амирович Ямилев
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 Ильгиз Амирович Ямилев filed Critical Ильгиз Амирович Ямилев
Priority to PCT/RU2018/000835 priority Critical patent/WO2020130867A1/ru
Publication of WO2020130867A1 publication Critical patent/WO2020130867A1/ru

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K15/00—Check valves
    • 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

Definitions

  • the invention relates to the field of energy and can be used in heating systems, in particular in water heaters or boilers; in utilization systems working on the flaring of associated gas; in electric power generation systems.
  • High energy pulse silencers are known.
  • an impulse is considered as high-energy oscillations of at least 20 frequencies, to suppress which, in addition to the standard silencer, an additional silencer is installed at special points.
  • an additional silencer is installed at special points.
  • cavities and pipes are set respectively.
  • this silencing method does not take into account some properties of the noise generated by exhaust gases.
  • a pulsating combustion device containing an air supply channel, a combustible gas supply channel, in which a silencer connected to the air check valve is installed in the air supply channel, and in addition this silencer is located inside the enclosure, which located in a vessel of water.
  • the presented silencers do not take into account some properties of the noise generated by the operation of the check valves of the gas media of pulsating combustion devices.
  • the technical problem solved by the present invention is to reduce the noise level in pulsed combustion devices by reducing the noise level generated by the mechanical check valve of the gaseous medium.
  • a pulsating combustion device containing a combustion chamber and at least one gas medium supply channel connected to it with at least one mechanical gas valve non-return valve installed in it, in which the movable locking elements of the mechanical non-return valve are spring-loaded in the closing direction.
  • the at least one mechanical check valve of the gaseous medium is at least one mechanical check valve of the combustible mixture.
  • the device comprises at least two mechanical gas valve non-return valves, at least one of which is at least one mechanical air non-return valve, and at least one of which is at least one mechanical fuel non-return valve gas.
  • acoustic noise created by pressure pulsations and flow pulsations during operation of compressors, fans, or acoustic noise generated by a shock wave during a powerful spark discharge, or acoustic noise generated by a shock wave during an explosion.
  • the actual problem of pulsating combustion devices is significant vibration and noise during operation.
  • the silencers and vibration isolators used there remains a high noise level created by a significant level of vibration of the structural elements of the pulsating combustion device.
  • shock wave is a source of vibration and high intensity noise.
  • shock wave In pulsed combustion devices, a shock wave is generated by check valves.
  • the shock wave has the greatest effect on the walls of the check valve in which it forms. This effect is similar to a blow by a solid object and creates vibrations of the walls of the valve of high intensity.
  • the shock wave affects all structural elements of the pulsating combustion device along its propagation path. This effect creates vibrations and high-intensity noise.
  • a shock wave occurs on all types of check valves in gaseous media.
  • pulsed combustion can be used dynamic check valves that do not have movable locking elements and mechanical check valves with movable locking elements.
  • the formation of a shock wave in a dynamic non-return valve occurs during the reverse flow of flue gases during braking and collision of oncoming gas flows, which are amplified by the fact that the speed of the rear particles is greater than the speed of the front particles, while the steepness of the change in the flow velocity increases, which creates a shock wave.
  • shock wave in a mechanical check valve is similar in nature to the formation of a shock wave in a dynamic check valve.
  • a shock wave in a mechanical non-return valve is created when the reverse gas flow is immediately braked when the moving locking element reaches the final closing position of the valve.
  • check valves can create vibrations and acoustic noise. These vibrations are created when the locking movable element of the check valve strikes the stationary body of the check valve, and vibration and noise are created.
  • the movable element of the valve is capable of creating vibrations from the impact of the movable element on the fixed body of the check valve.
  • vibrations are created by a sudden change in gas flow rate.
  • the only obvious source of vibration and acoustic noise is explosive combustion in the combustion chamber.
  • the reduction of vibration and acoustic noise is achieved by springing the movable locking element in the direction of closing the mechanical check valve of the gaseous medium.
  • a mechanical check valve of a gaseous medium a shock wave is formed as follows.
  • the membranes are moved from the open position of the valve to the closed position of the valve by the reverse gas flow.
  • the membranes reach the closed position of the valve, the gas flow quickly, almost instantly, stops, which creates a shock wave in the gas, similar to the formation of a water hammer when the hydraulic check valve is closed.
  • a pressure increase jump occurs on one side of the non-return mechanical valve, and a pressure decrease jump occurs on the other side of the valve.
  • the valve experiences a shock like a solid object, and in a gaseous medium, a shock wave propagates to both sides of the check valve, which is a source of vibration and high intensity noise.
  • the shock wave has great energy, lasts a short time and has a short front. At each working period of the pulsations of the gas flow, a shock wave is formed. The formation time of a shock wave and its transients is many times shorter gas flow pulsation period. Therefore, each individual shock wave behaves as a single impact.
  • FIG. 1 shows a typical design of a mechanical check valve used in pulsed combustion devices.
  • the plate 1 has passage openings 2, the movable locking element is made in the form of membranes 3, which are pressed to the plate 1 in the closed state, thereby closing the gas return duct 4 through the openings 2, and in the open state they are pressed against the stroke limiters 5, opening the direct gas duct 6 through holes 2.
  • the movement of the membranes 3 from the stroke limiters 5 to the plates 1 is carried out by the reverse flow 4 of the gas medium.
  • the reverse flow 4 instantly stops, which creates a shock wave.
  • a pressure increase jump occurs on one side of the plate 1
  • a pressure decrease jump occurs on the other side of the plate 1.
  • Plate 1 experiences an impact similar to a shock by a solid object, and a shock wave propagates in a gaseous medium, which creates high-intensity noise.
  • FIG. Figure 2 shows a conditional example of the working oscillations of the gas flow through a mechanical check valve.
  • Line 7 shows the gas flow in the forward direction.
  • Line 8 shows the gas flow in the opposite direction.
  • Line 9 shows the jump in speed when closing the valve.
  • Line 10 shows the pressure at the check valve on the gas supply side.
  • Line 11 shows a rarefaction jump creating a shock wave on the gas inflow side.
  • Line 12 shows the pressure on the valve on the side of the combustion chamber.
  • Line 13 shows a pressure surge creating a shock wave on the side of the combustion chamber.
  • the shock wave acts on the check valve plate 1 like a blow with a solid object. Since the plate 1 has its own resonant frequency, the plate 1 begins to vibrate at this natural frequency.
  • the plate 1 When the shock wave of the next beat acts on the check valve plate 1, the plate 1 continues to vibrate from the action of the previous shock wave, so the next shock wave increases the amplitude of the plate 1.
  • the amplitude of the plate 1 oscillates until the energy added by the shock waves is equalized with energy losses of oscillations of the plate 1 during the time between the effects of the shock wave.
  • the energy loss of the oscillations of the plate 1 occurs in the plastic deformations of the plate 1, during the transfer of energy to the vibrations of the gas surrounding the valve and during the propagation of vibrations to the entire pulsed combustion device.
  • the valve plate 1 is made of elastic material, so the loss of plastic deformation is small, and almost all the energy of the shock wave on the valve plate 1 is converted into acoustic noise and vibration.
  • a shock wave propagating in a gaseous medium acts on all the walls in its path like a blow by a solid object. This creates vibrations of these walls at natural resonant frequencies. Periodically, the following impacts of the shock wave increase the intensity of vibration to high values.
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of a mechanical gas valve non-return valve used in pulsed combustion devices.
  • FIG. 2 is a graph of fluctuations in gas flow and pressure as it passes through a non-return valve, illustrating the formation of a shock wave by a typical mechanical non-return valve in a gas environment.
  • FIG. 3 mechanical check valve of the gaseous medium with membranes spring-loaded in the closing direction.
  • FIG. 4 - the proposed device with a separate supply of air and combustible gas into the combustion chamber.
  • FIG. 5 - the proposed device with the preliminary preparation of the combustible mixture.
  • a decrease in the intensity of a shock wave generated by a gas flow is achieved by the use of mechanical check valves of gas media in which the movable locking elements are spring-loaded in the direction of closing the check valve.
  • the movable locking elements are in the form of membranes.
  • FIG. 3 shows the design of the check valve, where the springs 17, which are located in the stroke limiters 18 of the membranes 16, are pressed against the plate 14 with passage holes 15 of the membrane 16.
  • Pulsed combustion devices can have different implementations and differ in the way the combustible mixture is formed, in the number and type of check valves used.
  • FIG. 4 shows a pulsating combustion device comprising a mechanical air check valve 19 and two mechanical combustible gas check valves 20 with separate supply of air and combustible gas to the combustion chamber 21, placed in a vessel 22 with a heat carrier 23.
  • the mechanical air check valve 19 consists of a plate 24 s openings 25, membranes 26, springs 27 and membrane travel limiters 28.
  • the mechanical flammable gas check valve 20 consists of a plate 29 with holes 30, membranes 31, springs 32 and membrane travel limiters 33.
  • Combustible gas enters the combustible gas supply channel 34 the fencing chamber 35 of the mechanical combustible gas check valves 20 and then through the said combustible gas check valves 20 enters the gas annular chamber 36, from which through the gas gap 37 enters the combustion chamber 21.
  • Air passes through the air supply channel 38 to the enclosure 39 of the air check valve 19 and then through the air check valve 19 and the pipe 40 enters the combustion chamber 21.
  • the inner walls of the enclosures 35 and 39 of the enclosure are coated with sound-absorbing material 40 and 41, respectively.
  • FIG. 5 shows a fragment of a pulsating combustion device with preliminary preparation of a combustible mixture.
  • the combustible gas through the channel 42 enters the air stream moving in the channel 43.
  • the channel 44 of the combustible mixture enters the chamber 45 of the finished combustible mixture, which is the enclosure of the mechanical check valve 46 of the finished combustible mixture.
  • the membrane mixtures 47 are spring-loaded with springs 48 in the closing direction. Then, through the specified check valve 46 and the flame arrester 49, the combustible mixture enters the combustion chamber 50.
  • the inner walls of the enclosure 45 are coated with sound-absorbing material 51.
  • the force exerted by the springs 32 on the membranes 31 results in the delayed opening of the check valve 20 in the forward direction and the advance closure of the check valve 20 in the opposite direction.
  • Advance closure of the check valve 20 allows you to reduce the speed of the return flow when the membranes 31 reach the plate 29 with the holes 30, which reduces the intensity of the generated shock wave.
  • the delay in opening the combustible gas check valve 20 in the forward direction delays the onset of combustion in the combustion chamber 21, thereby increasing the amplitude of the pressure fluctuations in the combustion chamber 21.
  • the use of spring-loaded membranes reduces the shock wave intensity by advancing the closure of the membranes of the mechanical air check valve 19 in FIG. 4 and the mechanical check valve 46 of the combustible mixture of FIG. five.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • 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, а также в системах утилизации, работающих на сжигании попутного газа. Устройство пульсирующего горения содержит камеру сгорания и соединенный с ней, по меньшей мере, один канал подачи газовой среды с установленным в нем, по меньшей мере, одним механическим обратным клапаном газовой среды. Подвижные запорные элементы механического обратного клапана подпружинены в направлении закрытия. Изобретение позволяет снизить уровень шума в устройствах пульсирующего горения путем снижения уровня шума, создаваемого обратным клапаном газовой среды.

Description

Устройство пульсирующего горения с гашением ударной волны
Область техники
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; в системах выработки электрической энергии.
Предыдущий уровень техники
Известны глушители импульсов высокой энергии. Например, в патенте US 3807527 импульс рассматривается как высокоэнергетические колебания по меньшей мере 20 частот, для подавления которых, кроме стандартного глушителя, устанавливают дополнительный глушитель в специальных точках. В устройстве для гашения импульса в выхлопной системе по патенту US 3807527 в местах расположения точек максимальных и минимальных амплитуд давления устанавливают соответственно полости и трубы. Однако данный метод глушения не учитывает некоторые свойства шума, создаваемого выхлопными газами.
Известно глушение энергии акустической ударной волны, образованной взрывом, например, заряда аммотола, при попадании на отражающие поверхности, при прохождении расширительных камер (Ю.Н.Рябинин и В.Н.Родионов «О затухании ударных волн, распространяющихся в каналах», Физика взрыва. Сб. N 3, 1955). Однако представленные методы глушения ударной волны не учитывают необходимости обеспечения большого расхода газа при малом перепаде давления через гасители ударной волны.
Известны устройства пульсирующего горения с глушителями. В устройстве по патенту US 4919085 в канале подачи воздуха установлен глушитель в виде полости, с одной стороны подключенной к вентилятору и с другой стороны - к полости, ограждающей воздушный клапан.
В устройстве пульсирующего горения по патенту US 5020987 для снижения уровня шума применён усовершенствованный обратный механический клапан газовой среды, позволяющий понизить амплитуду колебаний давления в камере сгорания.
Наиболее близким к предложенному является устройство пульсирующего горения по патенту US 4259928, содержащее канал подачи воздуха, канал подачи горючего газа, в котором в канале подачи воздуха установлен глушитель, сопряженный с воздушным обратным клапаном, и кроме того этот глушитель сам находится внутри ограждающей полости, которая расположена в сосуде с водой.
Однако представленные глушители не учитывают некоторые свойства шума, создаваемого работой обратных клапанов газовых сред устройств пульсирующего горения.
Сущность изобретения
Технической проблемой, решаемой настоящим изобретением, является снижение уровня шума в устройствах пульсирующего горения путем снижения уровня шума, создаваемого механическим обратным клапаном газовой среды.
Техническая проблема решается устройством пульсирующего горения, содержащем камеру сгорания и соединенные с ней по меньшей мере один канал подачи газовой среды с установленным в нем по меньшей мере одним механическим обратным клапаном газовой среды, в котором подвижные запорные элементы механического обратного клапана подпружинены в направлении закрытия. В одном варианте в устройстве пульсирующего горения по меньшей мере один механический обратный клапан газовой среды представляет собой по меньшей мере один механический обратный клапан горючей смеси.
В другом варианте выполнения устройство содержит по меньшей мере два механических обратных клапана газовой среды, по меньшей мере один из которых представляет собой по меньшей мере один механический обратный клапан воздуха, и по меньшей мере один из которых представляет собой по меньшей мере один механический обратный клапан горючего газа.
В технике изучены и описаны различные виды акустического шума. Например, акустический шум, создаваемый пульсациями давления и пульсациями расхода при работе компрессоров, вентиляторов, или акустический шум, создаваемый ударной волной при мощном искровом разряде, или акустический шум, создаваемый ударной волной при взрыве.
Актуальной проблемой устройств пульсирующего горения являются значительные вибрации и шум при работе. Применяемые глушители в каналах отвода дымовых газов и поставки воздуха, а также виброизоляция устройства пульсирующего горения от места установки и от гидравлической системы, дают невысокий результат. При этом, несмотря на применяемые глушители и виброизоляторы, остается высокий уровень шума, создаваемый значительным уровнем вибрации элементов конструкции устройства пульсирующего горения.
Специалистам в области пульсирующего горения очевидно, что основным источником вибраций и акустического шума в установках пульсирующего горения является камера сгорания, в которой, как принято считать, согласно описанию патента US 4919085, происходит взрывное горение.
В результате проведенных исследований было обнаружено, что в процессе работы устройств пульсирующего горения камерой сгорания создаются незначительные вибрации многократно ниже разрешенного уровня и, соответственно, создаваемый этими вибрациями акустический шум также значительно ниже разрешенного уровня. В устройствах пульсирующего горения единственным источником значительных вибраций и акустического шума являются обратные клапаны газовых сред.
При работе устройств пульсирующего горения обратными клапанами газовых сред образуется крутой фронт изменения скорости и давления газового потока, который по своим свойствам похож на ударную волну. Далее для этого явления используется формулировка ударная волна. Ударная волна является источником вибраций и шума высокой интенсивности. Таким образом, при работе устройства пульсирующего горения, создается дополнительные вибрация и шум высокой интенсивности от ударной волны.
В устройствах пульсирующего горения ударная волна формируется обратными клапанами. Наибольшее воздействие ударная волна оказывает на стенки обратного клапана, в котором она образуется. Это воздействие подобно удару твердым предметом и создает вибрации стенок клапана высокой интенсивности. Кроме того, ударная волна воздействует на все элементы конструкции устройства пульсирующего горения по пути своего распространения. Это воздействие создает вибрации и шум высокой интенсивности.
В устройствах пульсирующего горения ударная волна возникает на всех типах обратных клапанов газовых сред. В устройствах пульсирующего горения могут применяться динамические обратные клапаны, не имеющие подвижных запирающих элементов и механические обратные клапаны с подвижными запирающими элементами. Образование ударной волны в динамическом обратном клапане происходит при обратном потоке дымовых газов при торможении и столкновении встречных потоков газа, которые усиливаются тем, что скорость задних частиц больше скорости передних частиц, при этом крутизна изменения скорости потока увеличивается, что создает ударную волну.
Образование ударной волны в механическом обратном клапане по своей природе похоже на образование ударной волны в динамическом обратном клапане. Ударная волна в механическом обратном клапане создается при мгновенном торможении обратного потока газа в момент достижения подвижным запирающим элементом конечного положения закрытия клапана.
В различных областях техники известно, что обратные клапаны могут создавать вибрации и акустический шум. Эти вибрации создаются при ударе запирающего подвижного элемента обратного клапана по неподвижному корпусу обратного клапана, при этом создаются вибрация и шум.
Специалистам очевидно, что подвижный элемент клапана способен создать вибрации от удара подвижного элемента по неподвижному корпусу обратного клапана. Однако в устройствах пульсирующего горения вибрации создаются внезапным изменением скорости газового потока.
Для специалистов по устройствам пульсирующего горения единственным очевидным источником вибрации и акустического шума является взрывное горение в камере сгорания. Согласно настоящему изобретению снижение вибрации и акустического шума, достигается подпружиниванием подвижного запирающего элемента в направлении закрытия механического обратного клапана газовой среды. Такое решение не является очевидным для специалистов пульсирующего горения, поскольку источником вибраций и акустического шума считается только взрывное горение в камере сгорания.
Теоретическое обоснование изобретения
Механическим обратным клапаном газовой среды ударная волна образуется следующим образом. При закрытии механического обратного клапана производится перемещение мембран из положения открытого состояния клапана в положение закрытого состояния клапана обратным потоком газа. В момент достижения мембранами положения закрытого состояния клапана, поток газа быстро, практически мгновенно, останавливается, что создает ударную волну в газе, подобно образованию гидроудара при закрытии обратного гидравлического клапана. При этом на одной стороне обратного механического клапана происходит скачок повышения давления, а на другой стороне клапана происходит скачок понижения давления. Клапан испытывает воздействие, подобное удару твердым предметом, а в газовой среде в обе стороны от обратного клапана распространяется ударная волна, которая является источником вибраций и шума высокой интенсивности.
Ударная волна обладает большой энергией, длится короткое время и имеет короткий фронт. На каждом рабочем периоде пульсаций расхода газа образуется ударная волна. Время формирования ударной волны и ее переходных процессов многократно меньше рабочего периода пульсаций расхода газа. Поэтому каждая отдельная ударная волна ведет себя как одиночное воздействие.
На Фиг. 1 показана типичная конструкция механического обратного клапана, применяемого в устройствах пульсирующего горения. Пластина 1 имеет проходные отверстия 2, подвижный запирающий элемент выполнен в виде мембран 3, которые в закрытом состоянии прижаты к пластине 1, чем закрывают обратный проток 4 газа через отверстия 2, а в открытом состоянии прижаты к ограничителям хода 5, открывая прямой проток 6 газа через отверстия 2. Перемещение мембран 3 от ограничителей хода 5 к пластинам 1 производится обратным потоком 4 газовой среды. При достижении мембранами 3 пластины 1 , обратный поток 4 мгновенно останавливается, что создает ударную волну. При этом на одной стороне пластины 1 происходит скачок повышения давления, а на другой стороне пластины 1 происходит скачок понижения давления. Пластина 1 испытывает воздействие, подобное удару твердым предметом, а в газовой среде распространяется ударная волна, которая создает шум высокой интенсивности.
На Фиг. 2 приведен условный пример рабочих колебаний расхода газа через механический обратный клапан. Линия 7 показывает расход газа в прямом направлении. Линия 8 показывает расход газа в обратном направлении. Линия 9 показывает скачок скорости при закрытии клапана. Линия 10 показывает давление на обратном клапане на стороне притока газа. Линия 11 показывает скачок разрежения, создающий ударную волну на стороне притока газа. Линия 12 показывает давление на клапане на стороне камеры сгорания. Линия 13 показывает скачок давления, создающий ударную волну на стороне камеры сгорания. Ударная волна воздействует на пластину 1 обратного клапана подобно удару твердым предметом. Поскольку пластина 1 имеет собственную резонансную частоту, то пластина 1 начинает вибрировать на этой собственной частоте. Когда на пластину 1 обратного клапана воздействует ударная волна следующего такта, пластина 1 еще продолжает вибрировать от воздействия предыдущей ударной волны, поэтому очередная ударная волна увеличивает амплитуду колебаний пластины 1. Увеличение амплитуды колебаний пластины 1 происходит до тех пор, пока добавляемая ударными волнами энергия не выровняется с потерями энергии колебаний пластины 1 за время между воздействиями ударной волны. Потери энергии колебаний пластины 1 происходят в пластических деформациях пластины 1, при передаче энергии в колебания окружающего клапан газа и при распространении вибраций на все устройство пульсирующего горения. Обычно пластина 1 клапана выполнена из упругого материала, поэтому потери пластических деформаций малы, а почти вся энергия воздействия ударной волны на пластину 1 клапана преобразуется в акустический шум и вибрацию. Распространяющаяся в газовой среде ударная волна, воздействует на все стенки на своем пути подобно удару твердым предметом. Это создает вибрации указанных стенок на собственных резонансных частотах. Периодически следующие воздействия ударной волны увеличивают интенсивность вибрации до высоких величин.
Если уменьшить скорость обратного потока газовой среды в момент закрытия обратного клапана, то уменьшиться интенсивность ударной волны и уменьшиться воздействие ударной волны на обратный клапан и на элементы конструкции устройства пульсирующего горения. Перечень чертежей
На фиг. 1 показан типовой вариант механического обратного клапана газовой среды, применяемый в устройствах пульсирующего горения.
На фиг. 2 - графики колебаний расхода и давления газа при его прохождении через обратный клапан, иллюстрирующие образование ударной волны типовым механическим обратным клапаном газовой среды.
На фиг. 3 - механический обратный клапан газовой среды с подпружиненными в направлении закрытия мембранами.
На фиг. 4 - предложенное устройство с раздельной подачей воздуха и горючего газа в камеру сгорания.
На фиг. 5 - предложенное устройство с предварительным приготовлением горючей смеси.
Пример предпочтительного выполнения изобретения
Согласно предложенному изобретению, в устройстве пульсирующего горения снижение интенсивности генерируемой потоком газа ударной волны производится применением механических обратных клапанов газовых сред, в которых подвижные запирающие элементы подпружинены в направлении закрытия обратного клапана. Предпочтительно, подвижные запирающие элементы выполнены в виде мембран.
На фиг. 3 показана конструкция обратного клапана, где к пластине 14 с проходными отверстиями 15 мембраны 16 прижимаются пружинами 17, которые расположены в ограничителях 18 хода мембран 16. Устройства пульсирующего горения могут иметь различную реализацию и отличаться способом формирования горючей смеси, количеством и типом используемых обратных клапанов.
На фиг. 4 показано устройство пульсирующего горения, содержащее механический обратный клапан 19 воздуха и два механических обратных клапана 20 горючего газа при раздельной подаче воздуха и горючего газа в камеру 21 сгорания, помещенную в сосуд 22 с теплоносителем 23. Механический обратный клапан 19 воздуха состоит из пластины 24 с отверстиями 25, мембран 26, пружин 27 и ограничителей хода мембран 28. Механический обратный клапан 20 горючего газа состоит из пластины 29 с отверстиями 30, мембран 31, пружин 32 и ограничителей хода мембран 33. Горючий газ через канал подачи горючего газа 34, поступает в камеру 35 ограждения механических обратных клапанов 20 горючего газа и далее через указанные обратные клапаны горючего газа 20 поступает в газовую кольцевую камеру 36, из которой через газовую щель 37 поступает в камеру 21 сгорания. Воздух по каналу 38 подачи воздуха поступает в камеру 39 ограждения обратного клапана 19 воздуха и далее через обратный клапан 19 воздуха и патрубок 40 поступает в камеру 21 сгорания. Для эффективного погашения реверберации внутренние стенки камер 35 и 39 ограждения покрыты звукопоглощающим материалом 40 и 41 соответственно.
На фиг. 5 показан фрагмент устройства пульсирующего горения с предварительным приготовлением горючей смеси. Горючий газ через канал 42 поступает в поток воздуха, движущийся в канале 43. По каналу 44 горючая смесь поступает в камеру 45 готовой горючей смеси, являющейся камерой ограждения механического обратного клапана 46 готовой горючей смеси. В механическом обратном клапане 46 горючей смеси мембраны 47 подпружинены пружинами 48 в направлении закрытия. Далее через указанный обратный клапан 46 и пламегаситель 49 горючая смесь поступает в камеру 50 сгорания. Для эффективного погашения реверберации внутренние стенки камеры 45 ограждения покрыты звукопоглощающим материалом 51.
Технический результат от применения пружин поясняется на примере механического обратного клапана 20 горючего газа, изображенного на фиг. 4.
Усилие, создаваемое пружинами 32 на мембранах 31, приводит к тому, что задерживается открытие обратного клапана 20 в прямом направлении и производится опережающее закрытие обратного клапана 20 в обратном направлении. Опережающее закрытие обратного клапана 20 позволяет уменьшить скорость обратного потока в момент достижения мембранами 31 пластины 29 с отверстиями 30, что снижает интенсивность генерируемой ударной волны. Кроме того, задержка открытия обратного клапан 20 горючего газа в прямом направлении задерживает начало горения в камере сгорания 21, что позволяет повысить амплитуду колебаний давления в камере 21 сгорания.
Аналогично, применение подпружиненных мембран снижает интенсивность ударной волны посредством опережающего закрытия мембран механического обратного клапана 19 воздуха на фиг. 4 и механического обратного клапана 46 горючей смеси на фиг. 5.

Claims

Формула изобретения
1. Устройство пульсирующего горения, содержащее камеру сгорания, соединенный с ней, по меньшей мере, один канал подачи газовой среды с установленным в нем по меньшей мере одним механическим обратным клапаном газовой среды, отличающееся тем, что подвижные запорные элементы по меньшей мере одного механического обратного клапана подпружинены в направлении закрытия.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что по меньшей мере один механический обратный клапан газовой среды представляет собой по меньшей мере один механический обратный клапан горючей смеси.
3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что содержит по меньшей мере два механических обратных клапана газовой среды, по меньшей мере один из которых представляет собой по меньшей мере один механический обратный клапан воздуха, и по меньшей мере один из которых представляет собой по меньшей мере один механический обратный клапан горючего газа.
PCT/RU2018/000835 2018-12-18 2018-12-18 Устройство пульсирующего горения с гашением ударной волны WO2020130867A1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2018/000835 WO2020130867A1 (ru) 2018-12-18 2018-12-18 Устройство пульсирующего горения с гашением ударной волны

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2018/000835 WO2020130867A1 (ru) 2018-12-18 2018-12-18 Устройство пульсирующего горения с гашением ударной волны

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020130867A1 true WO2020130867A1 (ru) 2020-06-25

Family

ID=71102415

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2018/000835 WO2020130867A1 (ru) 2018-12-18 2018-12-18 Устройство пульсирующего горения с гашением ударной волны

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2020130867A1 (ru)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4640674A (en) * 1986-01-02 1987-02-03 John A. Kitchen Ltd. Pulse combustion apparatus
US4697358A (en) * 1986-09-09 1987-10-06 John A. Kitchen Ltd. Pulse combustion apparatus
US4715807A (en) * 1986-01-28 1987-12-29 Paloma Kogyo Kabushiki Kaisha Pulse combustion device
US4832598A (en) * 1988-04-22 1989-05-23 John A. Kitchen Ltd. Pulse combustion apparatus
US4869289A (en) * 1986-04-16 1989-09-26 Hoerbiger Ventilwerke Aktiengesellschaft Adjustable compressor valve which can accommodate changing operating conditions in the compressor to which it is attached
US5106292A (en) * 1990-07-10 1992-04-21 Paloma Kogyo Kabushiki Kaisha Pulse combustion device

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4640674A (en) * 1986-01-02 1987-02-03 John A. Kitchen Ltd. Pulse combustion apparatus
US4715807A (en) * 1986-01-28 1987-12-29 Paloma Kogyo Kabushiki Kaisha Pulse combustion device
US4869289A (en) * 1986-04-16 1989-09-26 Hoerbiger Ventilwerke Aktiengesellschaft Adjustable compressor valve which can accommodate changing operating conditions in the compressor to which it is attached
US4697358A (en) * 1986-09-09 1987-10-06 John A. Kitchen Ltd. Pulse combustion apparatus
US4832598A (en) * 1988-04-22 1989-05-23 John A. Kitchen Ltd. Pulse combustion apparatus
US5106292A (en) * 1990-07-10 1992-04-21 Paloma Kogyo Kabushiki Kaisha Pulse combustion device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101818704B (zh) 基于地基式简单循环脉冲爆震燃烧室的混合发动机
JP2002168109A (ja) 音響ガスレンズ装置および屈折波マフラー装置
WO2002033230A1 (en) System and method for phased noise attenuation
WO2020130867A1 (ru) Устройство пульсирующего горения с гашением ударной волны
RU2766502C1 (ru) Устройство пульсирующего горения с повышенным КПД и с пониженным уровнем шума
WO2021235966A1 (ru) Обратный клапан газовой среды для аппарата пульсирующего горения
WO2021154108A1 (ru) Обратный клапан газовой среды для устройства пульсирующего горения
WO2020117088A1 (ru) Устройство пульсирующего горения с гашением ударной волны
Pavlov et al. Development of silencer for low-power internal combustion engines
WO2020040667A1 (ru) Расширитель, демпфер-расширитель и устройство для их размещения
RU2805244C1 (ru) Аппарат пульсирующего горения с гашением вибраций
RU200098U1 (ru) Глушитель шума выбросов пара
CN211230579U (zh) 一种可有效降低排气噪声的脉动燃烧发动机
RU19555U1 (ru) Глушитель шума
KR101091938B1 (ko) 제트소음 저감수단을 구비한 엔진 배기가스용 소음기
KR102283769B1 (ko) 차량용 배기장치
WO2020117086A1 (ru) Устройство пульсирующего горения с гашением вибраций
WO2021154107A1 (ru) Аппарат пульсирующего горения с гашением вибраций
RU2795564C1 (ru) Аппарат пульсирующего горения с повышенным КПД и с пониженным уровнем шума
RU63454U1 (ru) Автомобильный глушитель
SU530957A1 (ru) Глушитель шума выпуска двигател внутреннего сгорани
RU2328650C1 (ru) Глушитель шума
KR101215479B1 (ko) 선박 기관용 소음기
SU1661464A1 (ru) Глушитель шума выпуска двигател внутреннего сгорани
RU163468U1 (ru) Дымовая труба отопительной котельной, работающей на газообразном топливе

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18943665

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

32PN Ep: public notification in the ep bulletin as address of the adressee cannot be established

Free format text: NOTING OF LOSS OF RIGHTS PURSUANT TO RULE 112(1) EPC (EPO FORM 1205A DATED 20/10/2021)

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 18943665

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1