Теплогенератор

 

Изобретение относится к воздухоплаванию , а именно к оборудованию монгольфьера . Целью изобретения является повышение экономичности и эксплуатационной надежности . Теплогенератор содержит коллектор 4 с форсунками 5. клапаны и испаритель 3, закрепленные на основании 6, баллон со сжиженным газом. Для достижения цели теплогенератор снабжен двухступенчатыми S-5 эжекторами 25, установленными соосно с форсунками 5, Двухступенчатые эжекторы 25 выполнены в виде большого стакана 15 и размещенного внутри него малого стакана 14, В стенках большого 13 и малого 14 стаканов у их оснований выполнены соответственно тангенциальные каналы 23 и входные окна 24, а основание имеет вид конической поверхности с отбортовкой 21 по контуру. Для увеличения мощности теплогенератор может быть снабжен дополнительным коллектором 18 форсунками 19. Дополнительный коллектор 18 соединен через клапан с жидкостной полостью баллона и расположен между большими стаканами 13 на равном расстоянии от них в плоскости, параллельной плоскости верхнего среза большого стакана, 1 з.п. ф-лы, 7 ил. С

союз сОВетс их социАлистических

РЕСПУБЛИК (s«s В 64 R г/62

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕ Г

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОГКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4861205/23 (22) 20.08.90 (46) 07.09.92. Бюл. № 33 (75) M. М, Гойхенберг, Ю, А, Канахин, А. А, Полевин и В.Ф. Рязанцев (56) 1."Техника молодежи", 1990, N 7, с. 9.

2, Патент CLllA ¹ 4076188. кл, 244/98, 1976, (54) ТЕПЛОГЕН Е PATOP (57) Изобретение относится к воздухоплаванию, а именно к оборудованию монгольфьера, Целью изобретения является повышение экономичности и эксплуатационной надежности, Теплогенератор содержит коллектор 4 с форсунками 5, клапаны и испаритель 3, закрепленные на основании 6, баллон со сжиженным газом. Для достижения цели теплогенератор снабжен двухступенчатыми

Х-Х

5LJ«» 1Ъ912 / А1 эжекторами 25, установленными coocHO c форсунками 5, Двухступенчатые эжекторы

25 выполнены в виде большога стакана 15 и размещенного внутри него малого стакана

14. В стенках большого 13 и мало о 14 стаканов у их оснований выполнены соответственно тангенциальные каналы 23 и входные окна 24, а основание имеет вид конической поверхнссти с отбортовкой 21 по контуру.

Для увеличения мощности теплогенератор может быть снабжен дополнительным коллектором 18 форсунками 19. Дополнительный коллектор 18 соединен через клапан с жидкостной полостью баллона и расположен между большими стаканами 13 на равном расстоянии от них в плоскости, параллельной плоскости верхнего среза большого стакана, 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

1759727

Изобретение относится к воздухоплаванию, а именно к оборудованию монгольф.вера.

Известен теплогенератор для монгольфьера, содер>кащий коллектор с форсунка- 5 ми, клапаны и испаритель, балгон со сжиженным газом (1).

Наиболее близким техническим решением к предложенному является теплогенератор, содержащий коллектор с 10 форсунками, клапаны и испаритель, закрепленные на основании, баллон со сжи.кенным газом (2), Известное устройстзо имеет низкую 15 экономичность из-за отсутствия разветвленной системы стабилизации пламени. В этом случае горение протекает на основе диффузионного смешения струй топлива с воздухом в затопленном пространстве, 20 следствием чего является большое догорание топлива в факеле на длине 2 — 3,5 м от места подачи, Наличие догорания свидетельствует о низком уровне полноты сгорания, т. е. низкой экономичности. Кроме того, 25 из-за низкого уровня полноты сгорания образуется много экологически вредных ве- ществ (включая выбросы конденсата), что недопустимо, т, к. эти продукты после охлаждения в оболочке монгольфьера спуска- 30 ются и выходят через входное отверстие оболочки на экипаж и пассажиров. Особенно недопустимо попадание жидкого топлива и конденсата в лицо и на голову пилота.

Наличие GBîáoäíûx диффузионных струй 35 делает систему чувствительной к внешним условиям, например к боковому ветру, что приводит к отклонению факела и даже его срыву. Особенно это ва>кно в стартовых условиях, когда ветер больше всего влияет на 40 пламя. Срыв пламени приводит к выбросу топлива и его накоплению с последующим воспламенением и возникновением пожара, что снижает эксплуатационную надежность теплогенератора, 45

Наличие свободной сверхзвуковой топливо-воздушной струи в открытом пространстве является источником высокого уровня шума в корзине и на местности.

Целью изобретения является повыше- 50 ние экономичности и эксплуатационной надежности. указанная цель достигается тем, что теплогенератор. содержащий коллектор с форсунками, клапаны и испаритель, эакреп- 55 ленные на основании, баллон со сжиженным газом, снабжен двухступенчатыми эжекторами, установленными соосно с форсунками и выполненными в виде большого стакана и размещен ного внутри него малого стакана, при этом в стенках большого и малого стаканов у их оснований выполнены соответственно тангенциальные каналы и входные окна, а основание имеет вид конической поверхности с отбортовкой по контуру.

Кроме того, теплогенератор снабжен дополнительным коллектором с форсунками, соединенным через клапан с жидкостной полостью баллона и располо>кенным между большими стаканами на равном расстоянии от каждого из них, в плоскости, параллельной плоскости верхнего среза большого стакана.

В результате наличия совокупности отличительных признаков, функционально связанных со всеми остальными признаками, возникает новое свойство устройства, состоящее в обеспечении более высокой полноты сгорания, увеличенной площади факела, отделении высокоскоростных струй от непосредственного контакта с окружающей средой, защите пилота от попадания топлива в лицо.

На фиг. 1 показан монгольфьер с предлагаемым теплогенератором; на фиг. 2— теплогенератор; на фиг. 3 — вид А на фиг, 2; на фиг. 4 — разрез Б — Б на фиг, 3, на фиг. 5— сечение  — В на фиг. 4; на фиг, 6 — принципиальная схема регулирования предлагаемого теплогенератора, на фиг. 7 — схема предлагаемого теплогенератора, Теплогенератор 1 содержит баллон 2 со сжиженным газом, испаритель 3, коллектор 4 с форсунками 5, основание 6, укрепленное на стойках 7 корзины 8 и связанное тросами 9 с оболочкой 10. На основании 6 с помощью стоек 11 и винтов 12 закреплен испаритель 3, Кроме того, на основании 6 закреплены коллектор 4, большие стаканы 13, малые стаканы 14, чашки 15, корпус клапанов 16, На корпусе клапанов

16 установлены пилотская горелка 17 и дополнительный коллектор 18 с форсунками 19. Основание 6 выполнено в виде конической поверхности с. высшей точкой 20, отбортовкой 21, низшими точками 22. Большие стаканы 13 имеют тангенциальные каналы 23, Малые стаканы 14 имеют входные окна 24, Форсунки 5, большие стаканы 13 и малые стаканы 14 образуют двухступенчатый эжектор 25 с первой ступенью 26 и второй ступенью 27, В корпусе клапанов 16 размещены клапаны 28, 29, 30, имеющие ручки управления 31, 32, 33, 34. Баллон 2 имеет газовую полость 35 и жидкостную полость 36, Теплогенератор имеет манометр 37, устройство розжига 38, факел 39, факел 40. На схеме теплогенератора даны следующие

1759727 обозначения: D> — диаметр факела теплогенератора; 02 диаметр факела из двухступенчатого эжектора; Оз — диаметр факела без эжектора; 01 — диаметр форсажкого факела; Š— "lllocKOGTb выхода э>кекгора; Н вЂ” 5 расстояние от - лоскости Е до испаритегя 3;

Н2-- расстояние от плоскости Е до дополнительного коллектора 18, Предлагаемое устройство работает следующим образом. 10

Ручкой 31 клапана 28 открь,вают подачу газа из газовой полости 35 баллона 2 в пилотскую горелку 17 и одновременно включают устройство розжига 38 (пъезаэлектрический воспламенитель, зажигалка, спички, элект- 15 ронное устройство и т, и.). Ручкой 34 регулируют величину и стабильность факела пилотской горелки 17. Затем ручкой 33 клапана 30 открывают подачу жидкости из жидкостной полости 36 баллона 2 в испарлтель 3 и 20 далее в коллектор 4 и форсунки 5. В ыходящее из форсунок 5 топливо воспламеняется от факела пилотской горелки 17, температура вокруг испарителя 3 увеличивэется,::",èäêîe топливо превращается в газообразное в ис- 25 парителе 3, и теплогенератор 1 выходит на режим с высокой степенью полноты сгорания. С момента розжига теплогенератора 1 начинает работать и двухступенчатый эже,.— тор 25. В первой ступени 26 э>кектора 25 30 газообразное топливо (активная среда) истекает из форсунок 5 во внутреннюю полость малых стаканов 14, эжектируя воздух(пассивную среду) через окна 24.

Обмен энергией между активной и пас- 35 сивной средами происходит внутри малых стаканов 14. Первая ступень 26 эжектора 25 обладает высокой степенью эжекции и обеспечивает разреженле до 0,3 ... 0,4 ати.

Поэтому капли топлива, выбрасываемые из 40 форсунок 5 в момент розжига теплогенератора, или капли скондексировавшейся влаги, стекающие по конуской поверхности 20 основания 6 и попадающие через окна 22 в чашки 15, моментально отсасываются во 45 внутреннюю полость малых стаканов 14 и увлекаются активной средой. Отбортовка 21 способствует гарантированному стеканию капель в чашки 15, Таким образом, лицо и голова пилота защищены от попадания топ- 50 лива и влаги при работе теплогенератора.

Истекающий из малых стаканов 14 газ является активной средой для второй ступени 27 эжектора 25. Он эжектирует воздух через тангенциальные каналы 23, закручивая по- 55 ток. Вторая ступень 27 эжектора 25 имеет низкую степень эжекции и обеспечивает формирование факела на выходе из эжектора и высокую полноту сгорания.

Зжектор 25 обеспечивает высокую устойчивость пламени к боковому ветру. И это особенна важко во время стартового заполнения оболочки 10, когда она находится в горизонтальном положении " в нее подается горячий вазд,.:;. Поэтому отклонение пл-мени может привести к про>кигу оболочки 10.

При необходимости увеличения мощности теплогенератора. например, в полете в зонах с повышенной турбулентностью или для увеличения скораподъемнэсти ручкой 32 открывают клапан 29 и падак г топливо в дополнительный коллектор 18. В этом случае вместе с основным топливом, выходящим из форсунок 5, сжигается дополнительно". топливо, выходящее из форсунок 19. В результате мощность теплогекератора увеличивается.

Преимущество предлагаемого техки «еского решения перед прототипом. принятым также в качестве базового объекта, состоит в повышении экономичности и эксплуатационной надежности. Повышение экономичности теплогенератора обеспечено за счет подготовки топливо-воздушной смеси в эжекторе, т. е. более высокой полноты сгорания. Повышение эксплуатационной надежности теплогенератора обеспечено за с,ет высокой устойчивости пламени к боковому ветру. Кроме того, исключено попадание в лица пилоту топлива и влаги, что повышает надежность системы

"пилот-машина".

Следует отметить еще одно преимущество изобретения — снижение шума при горении, которое обеспечено наличием эжектора, т. K. высокоскоростная струя газа закрыта корпусом эжекторо, а шум непосредственно связан с уровкем скорости на выходе. Кроме того, закрутка потока во второй ступени эжектора приводит к увеличенной поперечной площади факела (т. е. меньшей скорости патока), что при постоянном теплаподводе значительно снижает шум.

Снижение шума при горении повышает надежность полета, т. к. уменьшается утомляемость пилота.

Кроме того, предлагаемое устройство по сравнению с прототипом имеет меньшую массу и габариты, т. к. закрутка потока во второй ступени э>кектара приводит к >му, что факел выхолит с диаметром i3$, эк, чительна большим диаметра 0з, что позволяет омыть испаритель как с внутренней, так и с внешней стороны (диаметр D<) с одновременным сокращением размера Н>. Рта уменьшает массу и габариты устройства, Следует oTMQTviib, чта снижение шума при горении благоприятно влияет на окружающую среду, например полет монгольфь1759727 ера на малой высоте не беспокоит пасущееся стадо коров, Формула изобреreния

1, Теплогенератор преимущество для монгольфьера, содержащий коллектор с форсунками, клапаны и испаритель, закрепленные на основании, баллон со сжиженным газом, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности и эксплуа.ационной надежности, он снабжен двухступенчатыми эжекторами, установленными соосно с форсунками и выполненными в виде большого стакана и размещенного внутри него малого стакана, при этом в стенках большого и малого стаканов у их оснований выполнены соответственно тангенциальные каналы и входные окна, а основание имеет

5 вид конической поверхности с отбортовкой по контуру.

2. Теплогенератор по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью увеличения мощности, он снабжен дополнительным

10 коллектором с форсунками, соединенным через клапан с жидкостной полостью баллона и расположенным между большими стаканами на равном расстоянии от каждого из них в плоскости, параллельной плоскости

15 верхнего среза большого стакана.

1759727

1759727

1759727

1759727

Составитель В.Рязанцев

Техред М,Моргентал Корректор Н,Тупица

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Заказ 3148 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5