Аппарат пульсирующего горения

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Учреждение образования Брестский государственный технический университет(72) Автор Северянин Виталий Степанович(73) Патентообладатель Учреждение образования Брестский государственный технический университет(57) Аппарат пульсирующего горения, состоящий из камеры воспламенения с аэродинамическим клапаном, форсункой, свечой зажигания, тангенциально подсоединенной резонансной трубой, отличающийся тем, что на резонансную трубу насажены плоские ребра,камера воспламенения заключена в замкнутый короб, из которого наружу выведены резонансная труба, аэродинамический клапан, отвод и напорная труба, другой конец которой установлен напротив аэродинамического клапана на расстоянии, равном нескольким его диаметрам. 61162010.04.30 Аппарат пульсирующего горения относится к теплотехнике и может быть использован для сжигания жидкого или газообразного топлива с целью нагрева различных сред и объектов путем конвективного и радиационного теплообмена. Известно устройство (камера пульсирующего горения) 1, в котором интенсифицирован конвективный теплообмен от продуктов сгорания. Аналог состоит из камеры воспламенения, форсунки, аэродинамического клапана и расщепленной резонансной трубы. Благодаря такому исполнению поверхность резонансной трубы увеличена, что позволяет получать лучшую теплоотдачу нагреваемой среде. Недостаток аналога - расположение аэродинамического клапана непосредственно в факеле горящего топлива, это быстро выводит из строя аэродинамический клапан. Поэтому требуются усложнения конструкции(особое охлаждение, жаропрочные дорогие материалы), хотя процесс горения высококачественный. В устройстве 2, принятом за прототип, аэродинамический клапан расположен вне горящего факела, это увеличивает срок его работы, можно легко использовать охлаждающую среду. Прототип состоит из камеры воспламенения с форсункой, аэродинамическим клапаном, свечой зажигания и тангенциально подсоединенной прямолинейной резонансной трубой. Недостаток прототипа - плохая организация конвективной теплоотдачи от горячих элементов устройства нагреваемой среде, т.к. от резонансной трубы и камеры воспламенения, имеющих гладкие поверхности, идет в основном радиационная теплоотдача, существенная только при очень высоких температурах. Кроме того, отсутствие обдува(естественного и особенно принудительного) ухудшает термическое эксплуатационное состояние этих элементов. Задача, на решение которой направлена настоящая полезная модель, состоит в том,чтобы, имея высококачественный процесс горения топлива, увеличить теплоотдачу от горячих частей аппарата нагреваемой среде или объектам. Технический результат - создание высокофорсированного экономичного нагревателя воздуха, теплота которого используется непосредственно или передается другим объектам(стены, пол, оборудование). Достигается это тем, что аппарат пульсирующего горения состоит из камеры воспламенения с аэродинамическим клапаном, форсункой, свечой зажигания и тангенциально подсоединенной резонансной трубой, при этом на резонансную трубу насажены плоские ребра, камера воспламенения заключена в замкнутый короб, из которого наружу выведены резонансная труба, аэродинамический клапан, отвод и напорная труба, другой конец которой установлен напротив аэродинамического клапана на расстоянии, равном нескольким его диаметров. На чертеже представлена аксонометрическая схема предлагаемого аппарата пульсирующего горения. Обозначения 1 - камера воспламенения, 2 - аэродинамический клапан, 3 - форсунка,4 - свеча зажигания, 5 - резонансная труба, 6 - короб, 7 - напорная труба, 8 - отвод, 9 - ребро, 10 - ресивер, 11 - газоходы, 12 - стенка, 13 - воздушная трубка, 14 - глушитель. Стрелки - движение воздуха. Некоторые элементы условно прозрачны. Аппарат пульсирующего горения состоит из камеры воспламенения 1 (например,конической или цилиндрической формы), к которой подсоединены трубчатый аэродинамический клапан 2, форсунка 3 механического типа или с распыливающей средой и тангенциально - резонансная труба 5. Все перечисленные элементы заключены в замкнутый короб 6, из стен которого наружу выходят аэродинамический клапан 2, резонансная труба 5,топливопровод к форсунке 3, электропровод к свече зажигания 4, напорная труба 7, а также отвод 8 в виде направленной вниз трубы. По аналогии с нагревательным прибором конвектором на резонансную трубу 5 надеты с плотным контактом металлические плоские ребра 9, с зазором в несколько сантиметров 2 61162010.04.30 между ними. Резонансная труба 5 введена в ресивер 10 это емкость, из которой выходят по потребителям газоходы 11. Весь аппарат крепится на стенке 12, это наружная стена отапливаемого помещения. На другую сторону стенки 12 выходит аэродинамический клапан 2 и часть напорной трубы 7. Отверстие ее находится напротив аэродинамического клапана 2, по его оси на расстоянии нескольких его диаметров. В этом отверстии закреплена воздушная трубка 13. Аэродинамический клапан 2 входит в глушитель 14. Аппарат пульсирующего горения действует следующим образом. В камеру воспламенения 1 воздушной трубкой 13 через аэродинамический клапан 2 подается сжатый воздух,включается свеча зажигания 4, форсункой 3 распыляется топливо, которое воспламеняется,и продукты сгорания поступают в резонансную трубу 5. Устанавливается пульсационный режим работы частота пульсаций давления 3070 Гц, амплитуда колебания давления 2001000 Па, температура 8001200 С. Свеча и пусковой воздух отключаются. В напорной трубе 7 за счет пульсаций из аэродинамического клапана 2 возникает поток воздуха (экспериментально установленный фактор), этот воздух входит в короб 6 и обдувает форсунку 3 и свечу зажигания 4, охлаждая их. Нагретый от стенок камеры воспламенения 1 воздух выводится из короба 6 отводом 8. Установленные на резонансной трубе 5 ребра 9 нагревают воздух между ними, тепло отводится в помещение. Продукты сгорания из ресивера 10 газоходами 11 подаются на соответствующие объекты, шум, излучаемый из аэродинамического клапана, ослабляется глушителем 14, установленным на стенке 12 помещения. Технико-экономическая эффективность данной полезной модели заключается в эффективном нагреве помещений, особенно промышленных объектов благодаря высококачественному сжиганию топлива и интенсивной теплопередаче. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3