PL85070B1 - - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest komora spalania silników spalinowych, zwlaszcza silników wysoko¬ preznych zaopatrzonych w podgrzewana przed tur¬ bina turbosprezarke.

Silnik taki jest doladowywany przez zespól tur¬ bosprezarkowy skladajacy sie co najmniej z jed¬ nej sprezarki dostarczajacej czyste powietrze i co najmniej jednej turbiny napedzajacej sprezarke, a ponadto napedzanej przez gazy spalinowe.

Przed sprezarka znajduje sie komora spalania, zasilana z jednej strony paliwem, a z drugiej stro¬ ny, równoczesnie gazami spalinowymi wychodza¬ cymi z silnika oraz czystym powietrzem, pobra¬ nym ze sprezarki przez przewód odprowadzony od jej wylotu.

Tak wiec komora spalania otrzymuje gaz ubogi w tlen (gazy spalinowe z silnika) oraz gaz bogaty w tlen (czyste powietrze dostarczane przez spre¬ zarke), przy czym doplywy wzgledne obu tych ga¬ zów sa zmienne w zaleznosci od predkosci obro¬ towej silnika. Przy duzym obciazeniu silnik po¬ biera duzo czystego powietrza i wydala duzo ga¬ zów spalinowych (wówczas do komory spalania jest doprowadzana duza ilosc gazów spalinowych i mala ilosc czystego powietrza), podczas gdy przy malym obciazeniu silnika, lub przy pracy na wol¬ nych obrotach, silnik pobiera malo czystego powie¬ trza i wydala malo gazów spalinowych (wówczas do komory spalania jest doprowadzana mala ilosc gazów spalinowych i duza ilosc czystego powiet¬ rza).

Uklad taki moze osiagnac stosunek 1 do 10 po¬ miedzy praca silnika pod pelnym obciazeniem a praca na wolnych obrotach.

Jest rzecza oczywista, ze powyzszy stosunek ilos¬ ci gazów spalinowych oraz czystego powietrza wy¬ maga rozwiazania zagadnienia stabilnosci spalania, szczególnie w czasie przyspieszania i zwalniania predkosci obrotowej silnika.

W obu powyzszych przypadkach gazy spalinowe moga zawierac paliwo, które nie zostalo calkowi¬ cie spalone wewnatrz silnika, a wiec utworzona w ten sposób mieszanka palna moze wybuchnac w czasie wejscia do komory spalania, przy czym wy¬ buch ten moze zdmuchnac plomien i spowodowac wygasniecie komory spalania.

Oprócz tego, komora spalania stanowi przeszkode na drodze gazów spalinowych do turbiny, a wiec jest rzecza korzystna nadanie jej takiego ksztal¬ tu, aby strata cisnienia przez nia powodowana by¬ la jak najmniejsza.

Celem wynalazku jest uniemozliwienie powstania zaburzen w komorze spalania jak równiez zapo¬ biezenie przenikania gazów spalinowych przez o- twory rury ogniowej komory spalania i bezpos¬ rednie zuzywanie energii kinetycznej gazów spa¬ linowych celem uzyskania rozcienczenia w komo¬ rze spalania.

Cel ten osiagniety zostal za pomoca komory we- 85 0703 dlug wynalazku i która to komora polega na tym, ze ma doprowadzenie gazów spalinowych, przez które gazy spalinowe sa doprowadzane do rury na poziomie strefy mieszania polaczonej z otwarta ru¬ ra, przy czym os wlotu jest nieco nachylona w stosunku do osi rury i otwartej rury, natomiast doprowadzenie powietrza wtórnego, przez które jest doprowadzone czyste powietrze do rury po¬ lozone jest na poziomie strefy spalania, przy czym os doprowadzenia jest prostopadla do kierunku przeplywu wprowadzanych gazów spalinowych w celu skrzyzowania przeplywu powietrza wtórnego z przeplywem gazów spalinowych.

Dzieki wynalazkowi uzyskano efekt rozciencze- Y nia za pomoca gazów spalinowych i czystego po- ' *wietr£a; wprowadzonych do strefy mieszania, przy czym polaczenie wprowadzonych strumieni do -.r-^Strefy mieszania powoduje zasysanie obejmujace <*-¦.. mieszania*"a, strefa spalania. Strefa podcisnienia powoduje stale zasysanie czystego powietrza do¬ okola strefy spalania, co stabilizuje spalanie i za- (pobiega zdmuchnieciu plomienia nawet w przypad¬ ku zaistnienia wybuchów powstajacych w wyniku obecnosci niespalonego paliwa w gazach spalino¬ wych.

W komorze wedlug wynalazku doplyw powietrza glównego nastepuje przez pierwszy pojemnik ota¬ czajacy zamkniety koniec czesci„rurowej, a doplyw gazów spalinowych nastepuje przez posredni po¬ jemnik pierscieniowy, którego czesc wylotowa la¬ czy sie z czescia rurowa za pierwszym pojemni¬ kiem, natomiast doplyw powietrza wtórnego jest utworzony przez drugi pojemnik, otaczajacy po¬ jemnik posredni, laczacy sie poprzez otwory wy¬ konane w czesci wylotowej pojemnika posredniego, rozmieszczone w ten sposób, ze gazy spalinowe przeciwstawiaja sie wprowadzeniu wtórnego czy¬ stego powietrza w kierunku promieniowym przez zjawisko wzajemnego oddzialywania strumieni.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przy¬ kladzie wykonania na rysunku, przedstawiajacym komore w przekroju. Komora spalania 1 stanowi element ukladu posiadajacego silnik spalinowy 2 (na przyklad silnik wysokoprezny) doladowany tur¬ bosprezarka 3 i wyposazony w podgrzewacz umiesz¬ czony przed turbina. Turbosprezarka 3 ma co naj¬ mniej jedna sprezarke 4 dostarczajaca sprezone, czyste powietrze do silnika 2 oraz co najmniej jedna turbine 5 napedzajaca sprezarke 4, a nape¬ dzana gazami spalinowymi silnika 2. Komora spa¬ lania 1, zapewniajaca podgrzewanie, jest umiesz¬ czona przed turbina 5 i jest zasilana z jednej stro¬ ny paliwem przez przewód 6, a z drugiej strony jednoczesnie przez gazy spalinowe wychodzace z silnika 2 za posrednictwem przewodu wylotowego 7 i przez czyste powietrze pobrane na wyjsciu ze sprezarki 4 za posrednictwem przewodu 8. Komo¬ ra spalania 1 posiada rure 9, z jednym koncem zamknietym 10 i jednym koncem otwartym 11, oraz co najmniej jeden wtryskiwacz paliwa 12 u- mieszczony przy zamknietym koncu 10 czesci ru¬ rowej 9, do którego doplywa paliwo, podgrzewaja¬ ce przewód 6. Doprowadzenie powietrza glównego 13, uksztaltowane jest w ten sposób, ze doprowa- i070 4 dza czyste powietrze do rury 9 na poziomie strefy spalania 14, sasiadujacej z jej koncem zamknietym .

Doprowadzenie gazów spalinowych 15 uksztalto- wane jest tak, ze doprowadza gazy spalinowe do rury 9 na poziomie strefy mieszania 16, sasiadu¬ jacej z jej koncem otwartym 11, przy czym dopro¬ wadzenie to odbywa sie z minimalna strata cis¬ nienia, w kierunku lekko nachylonym w stosunku do osi XX rury 9 i w strone jej konca otwartego 11, oraz — doprowadzenie powietrza wtórnego 17 uksztaltowane jest tak, ze doprowadza sie czyste powietrze do rury 9 na poziomie strefy mieszania 16. Doprowadzenie to odbywa sie w kierunku pro- stopadlym do wplywu doprowadzonych w ten spo¬ sób gazów spalinowych i w ten sposób, aby wy¬ plyw powietrza wtórnego byl skrzyzowany z wy¬ plywem gazów spalinowych przez wzajemne od¬ dzialywanie strumieni. Polaczenie sie tych dwóch przeplywów gazów w strefie mieszania 16 powodu¬ je dzialanie zasysajace, które wytwarza strefe pod¬ cisnienia 18 miedzy strefa mieszania 16 a strefa spalania 14. Doprowadzenie 13 powietrza glównego moze byc uzyskane za pomoca pojemnika 19, wew- natrz którego znajduje sie koniec 10 rury 9 zao¬ patrzonej w otwory 20, rozmieszczonych równo¬ miernie na obwodzie, wzglednie -- rozmieszczo¬ nych w kilku rzedach, przesunietych osiowo wzgle¬ dem siebie. Doprowadzenie 15 gazów spalinowych moze byc korzystnie uzyskane za pomoca pojem¬ nika posredniego 21 o ksztalcie pierscieniowym, którego czesc wylotowa laczy sie z czescia rurowa 9 za doprowadzeniem powietrza glównego 13, po¬ przez otwór pierscieniowy 22. Doprowadzenie po- wietrza wtórnego 17 moze byc korzystnie uzyskane za pomoca pojemnika 23, otaczajacego pojemnik posredni 21, laczacego sie poprzez otwory 24 wyko¬ nane w czesci wylotowej pojemnika posredniego 21 i rozmieszczone w ten sposób, ze gazy wyloto- 40 we przeciwdzialaja promieniowemu doprowadzeniu czystego powietrza wtórnego przez zjawisko wza¬ jemnego oddzialywania strumieni. Pojemnik pos¬ redni 21 laczy sie bezposrednio z przewodem wylo¬ towym 7, a drugi pojemnik 23 laczy sie bezposred- 45 nio z przewodem bocznikowym 8. Zasilanie czy¬ stym powietrzem pojemnika 19 uzyskane za pomo¬ ca króccy 25 przenikajacych przez pojemnik pos¬ redni 21 i laczace pojemnik 23 z pojemnikiem 19.

Obieg gazów spalinowych przedstawiono na ry- 50 sunku za pomoca strzalek o liniach grubych, zas obieg czystego powietrza — za pomoca strzalek o liniach cienkich.

Korzystnie jest jezeli pierwszy pojemnik 19 ma ksztalt profilowy, dookola którego jest umieszczona 55 czesc wlotowa pojemnika posredniego 21 i czesc wlotowa pojemnika 23. Calosci wlotowe maja ksztalt ciagly, zapewniajacy ich odpowiednie po¬ laczenie z przewodem wylotowym 7 i z przewo¬ dem 8. Czesc wylotowa pojemnika posredniego 21 60 laczy sie z rura 9 w taki sposób, ze ulatwia wpro¬ wadzenie gazów spalinowych w kierunku otwar¬ tego konca 11 rury 9. Czesc wylotowa ma ksztalt stozka scietego, zwezajacego sie w kierunku otwar¬ tego konca 11. Czesc wylotowa pojemnika 23 laczy 65 sie z rura 9 w taki sposób, ze ulatwia promienio-85 070 we doprowadzenie czystego powietrza prostopadle do osi XX rury 9. Ta czesc wylotowa ma ksztalt odbijajacy strumien powietrza w kierunku osi XX.

Komora wedlug wynalazku elmininuje niebez¬ pieczenstwo zdmuchniecia plomienia dzieki stalemu 5 zasysaniu czystego powietrza dookola komory spa¬ lania, a energia kinetyczna gazów spalinowych za¬ pewnia rozcienczenie i ochlodzenie gazów goracych powstajacych w czasie spalania, przy czym gazy spalinowe podlegaja minimalnemu spadkowi cisnie- 10 oia. Konstrukcja komory spalania jest prosta i u- mozliwia latwe i tanie jej wykonanie.

Claims (9)

Zastrzezenia patentowe

1. Komora spalania silnika spalinowego, zwla- 15 szcza silnika wysokopreznego, posiadajacego pod¬ grzewana turbosprezarke i która to komora za¬ silana jest paliwem i równoczesnie gazami spali¬ nowymi wyplywajacymi z silnika oraz czystym powietrzem doprowadzanym przez przewód z wy- 20 lotu sprezarki, przy czym komora spalania posiada czesc rurowa majaca jeden koniec zamkniety i je¬ den koniec otwarty, oraz co najmniej jeden wtry- skiwacz paliwa umieszczony w poblizu konca zam¬ knietej czesci rurowej, oraz doprowadzenie powie- 25 trza glównego, przez które powietrze doprowadzo¬ ne jest do czesci rurowej na poziomie strefy spa¬ lania znajdujacej sie w sasiedztwie jej konca zam¬ knietego, znamienna tym, ze ma doprowadzenie (15) gazów spalinowych, przez które gazy spalino- 30 we sa doprowadzone do rury (9) na poziomie stre¬ fy mieszania (16) polaczonej z otwarta rura (11), przy czym os wlotu jest nieco nachylona w sto¬ sunku do osi XX rury (9) i otwartej rury (11), na¬ tomiast doprowadzenie (17) powietrza wtórnego, 35 przez które jest doprowadzone czyste powietrze do rury (9) polozone jest na poziomie strefy spalania (16), przy czym os doprowadzenia jest prostopadla do kierunku przeplywu wprowadzanych gazów spa¬ linowych w celu skrzyzowania przeplywu powiet- 40 rza wtórnego z przeplywem gazów spalinowych.

2. Komora wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze ma pojemnik (19) zewnatrz którego znajduje sie rura (9) zakonczona powierzchnia (10), przy czym rura (9) posiada szereg otworów (20), rozmieszczo¬ nych równomiernie na obwodzie, lub w kilku rze¬ dach przesunietych osiowo wzgledem siebie.

3. Komora wedlug zastrz. 2, .znamienna tym, ze ma posredni pojemnik (21) w postaci pierscienia, którego czesc wylotowa polaczona jest z rura-(9) za wylotem pojemnika (19).

4. Komora wedlug zastrz. 3, znamienna tym, ze pojemnik posredni (21) jest polaczony z czescia ru¬ rowa (9) za pomoca otworu pierscieniowego (22).

5. Komora wedlug zastrz. 1, albo 2, albo 3, zna¬ mienna tym, ze ma pojemnik (23), wewnatrz któ¬ rego znajduje sie pojemnik posredni (21) posiada¬ jacy szereg otworów (24), które rozmieszczone sa w ten sposób, ze gazy spalinowe przeciwdzialaja promieniowemu doprowadzeniu czystego powietrza wtórnego wskutek wzajemnego oddzialywania strumieni.

6. Komora wedlug zastrz. 5, znamienna tym, ze pojemnik posredni (21) polaczony jest bezposrednio z przewodem wylotowym (7), a pojemnik (23) po¬ laczony jest bezposrednio z przewodem (8), przy czym pojemnik (23) polaczony jest z pojemnikiem (19), za pomoca przechodzacych przez pojemnik (21) krócców (25).

7. Komora wedlug zastrz. 6, znamienna tym, ze dookola pojemnika (19) sa rozmieszczone czesc wlo¬ towa pojemnika posredniego (21) oraz czesc wlo¬ towa pojemnika (23), przy czym czesci wlotowe wykonane w postaci ciaglej, polaczone sa z wy¬ lotowym przewodem (7) i z przewodem (8).

8. Komora wedlug zastrz. 7, znamienna tym, ze posredni pojemnik (21) ma ksztalt stozka scietego zwezajacego sie w kierunku otwartego konca (11) zas jego czesc wylotowa polaczona jest z rura (9).

9. Komora spalania wedlug zastrz. 7, znamienna tym, ze czesc wylotowa pojemnika (23) odbijajaca strumien powietrza w kierunku osi XX rury (9), polaczona jest z rura (9).85 070 Lódzkie Zakl. Graficzne Zakl. Nr 3 w Pab. Zam. nr 1171-76, nakl. 115+20 egz. Cena 10 zl