Способ и устройство приведения обогащенных флегматизированных монотоплив к расчетному составу в камере двигателя внешнего сгорания



Владельцы патента RU 2361106:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военно-морская академия имени Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова (RU)

Изобретение относится к области жидких флегматизированных монотоплив и их использования в камерах двигателей внешнего сгорания. Способ приведения обогащенных флегматизированных монотоплив к расчетному составу в камере сгорания двигателя внешнего сгорания включает механическое смешение монотоплива с дополнительным окислителем, при этом процесс механического смешения осуществляют в струйном аппарате путем разгона и торможения, сжатия и разрежения смесевого потока, а также дробления смешиваемых частиц, при этом контролируют температуру смеси датчиком, установленным в камере сгорания, определяющим количественное соотношение веществ в смеси, и датчиком температуры обогащенного топлива с окислителем, установленным в струйном аппарате. В устройстве для приведения обогащенных флегматизированных монотоплив к расчетному составу в камере сгорания двигателя внешнего сгорания в качестве механического смесителя используют струйный аппарат, при этом устройство снабжено блоком управления режимом работы и двумя датчиками температуры, один из которых установлен в камере сгорания и определяет количественное соотношение веществ в смеси, а второй - датчик температуры обогащенного топлива с окислителем - в струйном аппарате и контролирует безопасность процесса. Изобретение обеспечивает повышение коэффициента полезного действия камеры сгорания. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области жидких флегматизированных монотоплив и эффективного их использования в камерах двигателей внешнего сгорания.

Известны способы и устройства обеднения обогащенных флегматизированных монотоплив для использования их в камерах двигателей внешнего сгорания (патенты РФ №№2166695, 98123296, 2154184 - прототип). Основой способа приведения монотоплив к расчетному составу является процесс механического смешения обогащенного монотоплива с дополнительным окислителем путем закручивания и распыления потоков в форсунках. Прототип содержит камеру сгорания с одной форсункой центрального (осевого) размещения для подачи обогащенного (флегматизированного) монотоплива и группу из 2-х или 3-х форсунок периферийного размещения для подачи недостающего количества окислителя. В процессе работы в зоне размещения форсунок камеры сгорания происходит смешение обогащенного монотоплива с дополнительным окислителем и его обеднение вплоть до состава, близкого к расчетному. При этом существенно повышается теплоиспользование топлива за счет полного (или близкого к тому) сгорания горючего.

Недостатками способа и конструкции прототипа являются невозможность полного смешения монотоплива с дополнительным окислителем из-за несовершенства форсунок и малого времени (миллисекунды) на подготовку смеси. Неполное смешение подтверждается наличием в камере сгорания зон избыточного содержания окислителя, с одной стороны, и обогащенного монотоплива, с другой, а также недопустимо крупных капель топлива и окислителя, которые не успевают полностью среагировать за «время жизни» в двигателе и выбрасываются во внешнюю среду через коллектор.

В настоящее время появились смесительные устройства, основанные на струйных аппаратах профессора Фисенко В.В. (патенты РФ №№2016261, 2132004, 2142580, 2142581), которые способны решать проблему смешения жидких сред с очень высоким качеством. Кроме того, есть возможность сделать процесс смешения флегматизированного топлива с окислителем в струйном аппарате контролируемым для обеспечения безопасности и управляемым для обеспечения необходимых режимов работы камеры сгорания. Технический результат реализации способа - повышение коэффициента полезного действия камеры сгорания, работающей на монотопливе при соблюдении требований безопасности эксплуатации данных топлив. Он достигается тем, что близкое к идеальному, контролируемое и управляемое смешение топлива с недостающим компонентом (окислителем) происходит в струйном аппарате в результате неоднократного разгона и торможения, сжатия и разрежения смесевого потока, а также дробления смешиваемых частиц до молекул или их ассоциаций. Предлагаемое устройство (чертеж) включает: 1 - камеру сгорания с встроенным струйным аппаратом Фисенко - 2; два датчика температуры - 3 и 4; два дозатора подачи топлива - 5 и окислителя - 6; блок контроля температуры - 7; блок управления режимом работы - 8 и диффузорное сопло - 9.

Работа устройства

Монотопливо через дозатор 5 и окислитель через дозатор 6 в строго дозируемых количествах поступают в струйный аппарат Фисенко 2, где смешиваются до расчетного состава топлива. Топливо расчетного состава из выходного диффузорного сопла 9 подается в камеру сгорания, где сгорает, образуя рабочее тело двигателя необходимых энергетических и расходных параметров. Диаметр выходного диффузорного сопла 9 равен внутреннему диаметру камеры сгорания 1. Контроль за режимом работы камеры сгорания осуществляется по температуре с помощью датчика температуры 3. Безопасность смешения обогащенного монотоплива с окислителем в струйном аппарате 2 обеспечивается контролем температуры смеси датчиком 4. Блок управления режимом 8 дозирует подачу монотоплива и окислителя с помощью устройств 5 и 6 в зависимости от заданного режима работы КС, а также в случае недопустимого отклонения температуры в камере сгорания 1 или в струйном аппарате 2.

Таким образом, предлагаемые способ приведения обогащенных флегматизированных монотоплив к расчетному составу в камере двигателя внешнего сгорания и реализующее его устройство являются достаточно простыми в техническом исполнении, эффективными и безопасными в эксплуатации.

1. Способ приведения обогащенных флегматизированных монотоплив к расчетному составу в камере сгорания двигателя внешнего сгорания, включающий механическое смешение монотоплива с дополнительным окислителем, отличающийся тем, что процесс механического смешения осуществляют в струйном аппарате путем разгона и торможения, сжатия и разрежения смесевого потока, а также дробления смешиваемых частиц, при этом контролируют температуру смеси датчиком, установленным в камере сгорания, определяющим количественное соотношение веществ в смеси, и датчиком температуры обогащенного топлива с окислителем, установленным в струйном аппарате.

2. Устройство для приведения обогащенных флегматизированных монотоплив к расчетному составу в камере сгорания двигателя внешнего сгорания, отличающийся тем, что в качестве механического смесителя используется струйный аппарат, при этом устройство снабжено блоком управления режимом работы и двумя датчиками температуры, один из которых установлен в камере сгорания и определяет количественное соотношение веществ в смеси, а второй - датчик температуры обогащенного топлива с окислителем - в струйном аппарате и контролирует безопасность процесса.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что диаметр выходного сопла струйного аппарата равен внутреннему диаметру камеры сгорания.



 

Похожие патенты:

Эжектор // 2354856

Изобретение относится к области струйной техники, преимущественно к струйным установкам, в которых возможно организовать процесс нагрева перекачиваемой в контуре жидкой среды, и может быть использовано в системах центрального и автономного отопления, горячего водоснабжения и энергоснабжения.

Эжектор // 2353820
Изобретение относится к струйной технике и может быть использовано в нефтегазодобывающей промышленности. .

Эжектор // 2353820
Изобретение относится к струйной технике и может быть использовано в нефтегазодобывающей промышленности. .

Эжектор // 2348836
Изобретение относится к области струйной техники, включает в себя множество решений по конструкции струйных насосов, связанных зависимостями, в том числе с числом 3,14 при отводе около 100 градусов и с числами до 2000 и более, при отводе 175 и более градусов (для больших, сверхзвуковых подач рабочего продукта).

Изобретение относится к области насосной техники, преимущественно к скважинным насосным установкам для добычи нефти из скважин, и может быть использовано для определения кондиционных значений фильтрационно-емкостных параметров пластов на различных этапах освоения нефтегазовых месторождений и интенсификации добычи нефти.

Изобретение относится к струйной технике, конкретно к газовым эжекторам со сверхзвуковыми соплами и сужающимися камерами смешения, и может быть использовано для откачки газов из аэродинамических установок, в системах восстановления давления химических лазеров, а также в энергетике и других областях техники.

Изобретение относится к струйной технике, конкретно к газовым эжекторам со сверхзвуковыми соплами и сужающимися камерами смешения, и может быть использовано для откачки газов из аэродинамических установок, в системах восстановления давления химических лазеров, а также в энергетике и других областях техники.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам для освоения и испытания скважин с низкими пластовыми давлениями. .

Изобретение относится к газотурбинным двигателям. .

Изобретение относится к области силовых установок и двигателей объемного вытеснения, в частности к двигателям, работающим при расширении и сжатии массы рабочего газа, который нагревается и охлаждается в одной или нескольких постоянно сообщающихся камерах, например, двигателей, работающих по циклу Стирлинга.

Изобретение относится к двигателестроению. .

Изобретение относится к области силовых установок и двигателей объемного вытеснения, в частности к двигателям, работающим при расширении и сжатии массы рабочего газа, который нагревается и охлаждается в одной или нескольких постоянно сообщающихся камер, например, двигателей, работающих по циклу Стирлинга.

Изобретение относится к машиностроению, может быть использовано для преобразования тепловой энергии в механическую работу и может найти широкое применение на транспорте и в энергетике, используя, например, геотермальные источники, солнечную энергию, остаточное тепло двигателей внутреннего сгорания.

Изобретение относится к бытовому комбинированному нагревательно-силовому устройству. .

Изобретение относится к области автономной энергетики и когенерационных установок с двигателями Стирлинга, предназначено для одновременного производства электроэнергии и тепла.

Изобретение относится к двигателестроению, а именно к тепловым двигателям объемного расширения с внешним подводом тепла, и может быть использовано для мобильных и стационарных силовых установок с использованием любых источников тепловой энергии, а также в холодильной технике.

Изобретение относится к двигателям
Наверх