Камера пульсирующего горения

 

Использование: в теплотехнических устройствах. Сущность изобретения: камера сгорания представляет собой цилиндрический корпус, в торцевой стенке которого выполнено выхлопное отверстие, в торцевой стенке, противоположной стенке с выхлопным отверстием, выполнено другое отверстие, к которому пристыкован смеситель, заполненный пористым вкладышем из термостойкого материала. 1 ил.

Изобретение относится к камерам сгорания, в частности пульсирующего типа и может быть использовано в теплотехнических устройствах.

Известен эффект образования самопроизвольного разрежения в сосуде с отверстием после взрыва в нем топливо-воздушной смеси. Однако для поддержания периодического горения необходимо осуществлять прерывистую подачу топлива в камеру сгорания.

Известна камера пульсирующего сгорания, представляющая собой цилиндрический сосуд с отверстием на одном из торцов и заполненный частично метиловым спиртом.

Основными недостатками известной камеры являются использование ядовитого топлива, а также невозможность длительной работы на бензине, так как скрытая теплота испарения его в несколько раз меньше, чем у спирта.

Целью настоящего изобретения является достижение устойчивой работы камеры сгорания на бензине.

Указанная цель достигается тем, что в торцевой стенке камеры сгорания противоположной стенке с впускным отверстием выполнено отверстие, к которому присоединена герметичная топливная камера, заполненная пористым термостойким материалом, причем площадь отверстия лежит в пределах 0,5F₁ ≥ F₂ ≥ 0,3F₁, где F₁ - площадь поперечного сечения камеры сгорания, F₂ - площадь отверстия топливной камеры.

Проведенный патентный поиск не выявил технических решений, сходных с предлагаемым как по совокупности существенных признаков, так и по отдельным отличительным признакам.

При сравнении с прототипом наличие отверстия в торцевой стенке камеры сгорания, противоположной стенке с впускным отверстием, а также пристыкованной к нему герметичной топливной камеры, заполненной пористым термостойким материалом свидетельствуют о новизне технического решения.

Сравнение с существующим уровнем техники позволяет сделать вывод о том, что предлагаемое техническое решение соответствует критерию "существенные отличия", поскольку термостойкий заполнитель предохраняет перегрев бензина в камере сгорания, а отверстие топливной камеры определенного сечения обеспечивает устойчивую работу, что свидетельствует о новизне отношения отличий и получаемого эффекта.

На чертеже приведена конструкция предлагаемой камеры пульсирующего горения.

Камера 1 имеет отверстие 2 на торцевой стенке 3, а противоположная стенка 4 имеет отверстие 5, к которому пристыкована герметичная топливная камера 6, заполненная пористым материалом 7.

Камера 6 может иметь любую форму и объем, а площадь отверстия 5 должна находиться в указанных пределах.

Сплошными стрелками показано движение продуктов сгорания, прерывистыми - поступление свежего воздуха.

Работа камеры осуществляется следующим образом.

Воспламенение топливно-воздушной смеси в камере 1 (пары бензина в воздухе) осуществляется посторонним источником, при этом происходит взрыв смеси и резкое повышение давления и температуры в камере 1.

Выхлоп газов в атмосферу осуществляется через отверстие 2, в результате чего в камере 1 создается разрежение, и воздух в виде турбулентного вихря поступает из атмосферы через отверстие 2 в камеру 1. Смешиваясь с парами бензина воздух нагревается и воспламеняется от остаточных продуктов сгорания в камере 1. Цикл повторяется. Воспламенение смеси, перезарядка камеры 1 воздухом осуществляется автоматически без посторонних источников.

Бензин из камеры 6 поступает в камеру 1 через заполнитель 7 в виде паров в момент разрежения в камере сгорания 1. Заполнитель 7 выполнен термостойким для предохранения перегрева бензина в камере 6 и пористым для обеспечения подпитки камеры топливом из всего объема камеры 6 и полного выгорания бензина. Кроме того заполнитель 7 обеспечивает испарение бензина только в сечении стенки 4, что является важным параметром для устойчивой работы камеры 1, а также устраняет выплескивание бензина в камеру 1 при резких боковых перемещениях.

Площадь отверстия 5 должна лежать в указанных пределах, определенных экспериментально, и может быть объяснена разницей в величинах скрытых теплот испарения бензина и спирта.

Камера пульсирующего сгорания предлагаемой конструкции устойчиво работала на бензине длительное время без охлаждения ее стенок, имела частоту пульсаций порядка 30 Гц и среднюю температуру выхлопных газов около 1200^о С.

Формула изобретения

КАМЕРА ПУЛЬСИРУЮЩЕГО ГОРЕНИЯ, содержащая цилиндрический корпус с выхлопным отверстием на одном из торцов и смеситель, заполненный пористым вкладышем, подключенный к корпусу через входное отверстие и его противоположном торце, отличающаяся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности при работе на бензине, вкладыш выполнен из термостойкого материала, а площадь входного отверстия лежит в пределах 0,3-0,5 площади поперечного сечения корпуса.

РИСУНКИ

Рисунок 1