SK197492A3 - Burner for operation of internal combustion engine, combustion chamber - Google Patents

Description

Oblast techniky

Predložený vynález se tyká horáku podie pfedvýznakové čásLi patentového nároku l. fýká se tek< zpôsnhu prevozu lakového horáku.

D o s a y a d nΛ _ s t a v _ t e c h n i k v

U každého Vtorňkii pro topeništč ne’·· o spal ovocí motor nebo spulovací komoru sicupiny plynových turbín Izo vždy opčt zji.stit, že v obi ústi zapalovacích elektród se vytvárí trvalé príliš vysoká rychlost vzduchu nebo sme-i.

Zejména u horáku s vytvorenou pčeiismesí, tedy n 'Orákn, u ktorých jo ublasl pŕodsmóšnvání integrovaním součás'.í horáku, jak je to musí, zajistit, ušku lečnu je n a žádná ve ! ká rýchlo'!t však tŕním za i istil.

se se n í patrvi o že· za pa l ován í m í w t é napŕíklad z EP-Al-O ..1:11 <SOd, s í n č s i pa .1 i v a s e v z d ucho m neho k ηόιηπ dochází tŕne, kde nepctmdoní t oho t o média. 3 -υo 3 s n ô z ý č k ú p1o nene s e kde se vy t v á r í o b1a s t

a.by nárast čela plaaeoe nebo uskutočňoval ve smeru výstupu z horáku, potného prou«lení., a pritom probí«tihal definovane. <le san-.-izŕc -imô trúba také za jisL.it, aby se zapalování uskutočňovalo na mi sté, kde je k dispozici zapálení, schopná stcclxioRie tričká emčs nebo sine s, ktorá je s výhodou ponokud pod stáchiomctrickon hodnotou, pčičemž se zdu ma také získal prv n í. vytvorení plamene a dosáhnout pozná ova ná'-m eola plamene na niíste s to bi 1 izace na výstupu z horáku. Jak je patrno, zejména u pŕodsiľ.ešo** r

vacích hoŕákú nebylo navrženo .jašte takové uspoŕádání, ktoré by mohlo vytvoril- požadovane pred pok.1 ady a odstráni t n v ád ŕ n é n 6 d o s t a t ky pf i ?. a p a 1 o v ,4 n í .

Podstata vynálezu

Vynález si klade za úkol .odstran.it uvedené nodostatky. ľkolosí: vynálezu, tak jak .je vyznačen v patentových nórocích, je navrhnout zaŕízcní pro zapalovnú í v úvodu uvedeného Lypi:, ktoré množnú je de f i n.o v a n.í caování pri zapalování a definovaný prfiheh zapalování.

Polí statné palování šíri šovaci ohlast mená., j e n o n u j e pretože toto misto ie spal ovátn i, n é zvy šu je ž o čelo vynálezu spočíva.jí v tom, že f?e zapo urôitv.fii prubťUju, a to lak, že se pŕedsmôpŕenistt cí.lenô a nikoli chaoticky, to znaplamonc na výstupu z. horáku je trvalo napáplamennýni jazýčken·. Pretože so zapal.ovaň ŕ. iiskutečna jednom iní ste, kde panuje malá rychlost média, a poiaôrnň· vzdáleuo nd z .1 s t á v í! . i í z a p a 1. o v a c » e. I e k t r nd y jej j ch použiteInost a prevozní studené, caž znač spo leh.li vost, vaný pJawéB to znaví oná v e n í d osrýhn on t a stí horáku.

výhoda vynálezu spor. í v á v tom, je a: o í: n á Jéj: e za chov a t a lépe ?:m v g 1 u ;lo f inú ν;ι n·'!) o r o z č i. r ov á n í

Ž e t a k t o i n í e i o se rozširu je, e i.r.iz a e urnoz t .·

Výhodná a účelná <> a? š í vytvorení, rošení úkolu podlo vynálezu jsou vyznačená v :i a l š í c h závislých patentových nárocích.

P ŕ žili 2 - - 2 - £ - - - - - Ľ ‘2 --t - Ľ £2 É 2 L¹

Vynalož je v dalšítn podrobne ji vysvétlcn na príkladech provedoní vo spojení s výkresovou částí, Všechny elementy, které nejsou potrobnó pro porozumení vynóJezu, jsou vynechány. N_n rôzných obrazci ch js:ou shodné elementy označený shodnými vzťahovým i znaky. Smer proiidení médií je označen šípkami.

Na obr. I. je schematicky v uxonojueti/ickém pobl.edu znázornen horák s integrovanou pŕedsmošovací oblastí. Na obr. 2 je schematický p o h.I e-J na h o ŕ ý k poule obr. 1.. Na obr. 3 je znázornôn fsz rovinou podie čáry 111 - l.iJ z obr. .1., na obr. 4 rez rovinou podie čáry IV - I\ z obr. 1 a na obr. 5 rez rovinou podlo čáry V - V z obr, 1, pŕiČemž tyto ŕezv znázornil jí jen schematická vyobrazení hor áku.

LtíEl'líll-ĽľL’ľSÚSUÍ-.Iľ’jiílľí;¹-’

Pro lepší porozumení konstiukci horáku je výhodné, když pri vysvétlování současne s obr. 1 budou použitý jednotlivé rezy podie obr. d až 5, bále, pro zpŕehled nČní obr. I, j^o·’ na obr. j až 5 schematicky znázornené vodiči plechy dl a, 2lb jen naznačený. V následujícím bude pri popis’.i obr. 1 podie potreby odkazov áno na obr. 3 až 5, prípadne na obr, 2.

Na obr. 1 je znázornôn axonoiaetr ický pold ed na horák, který má integrovanou piedsmfišovací oblast. Horák sestává ze dvou dutých ku že J. o v ý ch dílčích tčles 1., 2., která jsou vzhledem ke svym podelným osám soumérnosti uložená navzájom radiálne presazene. Pŕesazení odpovídajícich poddiných os lo, J b souinôrnost i - víz obr, 3 až 5 - vytvárí na obrní r t ranách kuŽoiovýoh dílčích tôles 1, 2 v protiJ ehl čui uapoŕádání vstupniho proudční vždy jednu točnou štčrbinu l >, 20 pro vstup vzduchu - víz obr.

až 5, kterou proudí spal.ovací vzduch 15 do vnitŕního prastarú horáku, to z.ná.oona do kuželové dutiny '14, vytvorené oboma kuželovýrii dílčím.i tôlesy χ, 2,. Kužolový tvar znázornených kužclových d í.lč ich 11* .les JL» ^,,1?' ^νθ smftru proudéní stanovený pevný úhel. Je samozrejmé, že kuželová flílčí telesa X, 2 niohnii mít ve smôru p r ondí; n í progresívni nehu degresivní. sklon kužele. 0b<^! posledne uvedená prevedení nejsou na výkrese znázornená, protožo je Ize uskutečnit bez další.ho vysvetlení. Jaky tvar kužele so nakonoc použije, závisí v podstata na pŕedem stanovených parametroch spalování.. Obe kužeJová dílčí telesa 1, 2 ma jí vždy .jednu valcovou začáteční č os t La, £a, které jsou analogicky jako kuželová d í 1 ŕ í telesa 1, 2 uspoŕádánv nevzájem pčosazené, takže točná štôrbirjy J.3, 20 pro vstup vzduchu pmcháze i í celým hoŕákem. V táto valcové začátační. části JLa, 2a je upraveno tryská 3, je iíž vstrikování 4 paliva spadá do ne.južšího prúŕezu kuželové dutiny 14, vytvorene prestrčJnictvím dvou kuže.lových dílčí.ch tčJes X, 2. Velikost t.éto trysky 3 se v zásadč ŕídí typmi: hnfák, napríklad podie toho, zda se jedná o ŕídici horák nebo hlavní horák. Je samozrejmé. Že hoí'ák muže být vytvoŕen jen ve tvaru kužele, tedy bez obou valcových začátečriích části la, Ja, Obe kuželová dílčí telesa X, 2 máji vždy svoje palivové potrubí 8, j), které je opatrene otvory vytváre jícími palivové trysky 17 a kterýiui so pŕivádí napríklad plynné palivo 1J. L’oto palivo 13 se sme-

šuje v oblasti tečných šterbin 19, 2 0 pro vstup vzduchu se spal ovacín; vzducbcm 15, ktorý proudí do kužcJovč dutiny lé . Prot.o jsou palivová potrubí d, 9 v točných áterbinách 1?, 20 pro vstup vzduchu umístčna tak, aby se vytváfela optimálni síísós. kólie toho bude inísto vyúčtovaní. paliva z palivových potrubí 8., 9. ⁷ velké časti zävisot na druhu odpovídajícího paliva, Lak Že se napríklad uskutoční vyústení kapaIného paliva ve srovnání s plynným palivom dále po proudu točných šterbin l ), 20 pro vstup vzduchu. 1 ' okutí se tedy pi·ivádí plynné palivo prostŕednictvím palivových potrubí 8, 9, uskutočni’i e so vytváŕení smčsi se spa l.nvací.m vzducheín j 5, jak již bylo uvedeno, pŕímo v oblasti tečných šterbin 1?, .·!0 pro vstup vzduc’»u, na vstupu do kužeJ.ové dutiny J_4. i'ryska maže být vytvorená jak pro kapalné, tak i pro ply’iiŕ palivo. U atmosférického topcnište se pracuje napríklad s kapaIným palivei') ! d, p.r .i. č o ιτΛ tot·' palivo l,--ľ se do kužclovč dutiny 14 VRtrikuje v ostrém úhlu, a to tak, aby se ve výstupní rovine horáku vy tváre’ pokutí možno homogénni kuželový výstrih, c c· ž .je možné jen tohdy, pokutí n c j.s o u. vnitfní steny kužolnvých dí.lč.ícli tôles j_, 2. p r ostŕodnict v im vstrikování. j. palivo, w které?.·? s c- môže jednal u rozprašovaní podporované vzduchem nebo tlakem, zkroperiy. k tomu účelu je ku ž e 1 o v i t ý p r o f i.! _5 k υ pa 1 n é h o p a L i v a t a n g e n c i á. 1 n ô vstupu jícíjto proudem spal ovac í.h<; vzduchu ló obklopen tímto proudem, a v prípade potreby jcštč dal š (m axiálníra proudem spalovncíhv vzduchu, který není na výkrese znázornen. U tohoto axiálního proudu sna.l.ovacího vzduchu je dôležité, aby jeho rychlost by la malá, pŕičemž ju v každém prípade treba pv i.vAdňt tento a.mialní spaiovací

- G vzduch do kuželové dutiny 14 ve smeru proudéní za zapalovacíini elektródam i 24a, 24b. V axiálni,; smeru proudení se koncentrace kapaIného paliva 12 pl.yna.le snižuje pŕimíchávanýui spa.lovacím vzduchem 15. V souladu se vstrikováním kapal ného paliva 12 s e d o s n hu je v oblasti vírení, tedy v oblasti G zpňtnáho pr.iiidení , o pi:, i ui. í J n i homogénni koncentrace )’al.i^v<< v práve ?.u. Zapal ov.oní smčsi se uskutočňuje na vhodných m í s t e e, h, pfičetet se tato zapálení potom rozširu j í až. I;e špičc.e oblasti b Z jíô O proudéní_e

Teprve v tomto mi ste nn’že vzniknout sta bi.In í. čelo 7. plauiene . ζρύ tn<-’a.o skn'c. p¹ e.mene lovniti H o r á i u , což se syôže potenciálni štát u všech zn.iuýcí predsmdšovac ich ústroji, kde se potom, bledá záchran;·» prostŕodn ictv in. komplikovaných plamenných hrúzi, se ?,de no n í treba obával.

r o ;ái d kove odparení dosažon bod na plam o n οΙ i kos t i jakož i hodnoty . álupeň ho?oku, na na teplote spalo* šd 1 i v ý c'· za j isti t úplné ti. fotéž note, kdy spalinami vy tvár í. se urýchlene ccl12. Íh-;L.! pred Lím, než je v e k t e r ·;; u s e v y t v a c í č e l o samozrejmé závislý na v e paliva i 11 í možné o b 1 a s je spa1ova c í vzd u on pr e je h ? á t, ka p a Iného p a I i. v a výstupu horáku, odpar o v·.·¹ n í je velí kosti kapeL vstŕiiovunéhe •scí.li.u vzduchu 1. .-.10 1,1.1-1 e .v. i s < v z'; i i: a i ŕ. t o h d y, po ki«d ju odparení pred vstupom do apa 1 ovac.í platí i pre prevoz blízky stecbiomelrické hodje pŕebyteíný vz,<lncb nahražen reči r kalu j í C íaii . Pri vytváraní k už e I. ovýcb d íJ c ich t ô les 2 z hlediska. úhlu kužele a šírky točných štčrbin 1j, ?0 pro vstup vzduchu je tŕobn d od r že t úzke nieže, aby s e nastavilo požadované pole proudéní vzduchu s jeho oblastí zpétnÚho proudéní v oblasti vyústení horáku pro zajistení stabilizace plamene. Všeobecne. Ize ŕíci, že zmenše7 ní točných stérbin JLJJ. ,:-:1/ j i o vstup v zauchu posunu.ju last C zpetného proudér-í d á J e proti siirárn pmudení, čímž se potom dostáva sme s dŕíve k zapálení* Dáte je zde Jcšté treba poznamenal, že jednou. zafixovaná ohla.st 0. zpčt» . nébo proudéní je sama o s obe polohovú stabilní, pretože počet zákruté narastá ve smeru proudôoí v oblasti kužele horáku* kongtmkce horáku jc možné a vhodn' v prípade potreby upravoval tak, žo so ímódí. kou.s trnke n í Jŕlky boŕáku* že se méní velikost i. lečných štorbi.n Ľ¹, P f o vstup vzduchu, a to tak, že so upraví prostredky, kteró umožňují navzájem zasouval nebo vysonvat kúzel ov á d žlčí telesa 1, 2, č im ž s e zmenou je , pri pud n ô zvú tsuje v z (Júlenost mezi obéma stredu í. bi i oíia.mi 1!.), 2b a v suuladu s tím se také iné n í velikost štčrbin tečných štérbin 1 '1, Q pro vstup vzduchu, jak je to uejlépe putrno z obr, 3 až 5. U určitých zaŕízení pro-technické spalovaňí je takú možné špirálovité zasouvání o bou kužclových d í. 1 č í c b t e.les do sebe navzájom, jakož i jejich vzájomné axiálni posouvání. lak je možné ov.l.ádat Jibovolné vuenení. tvaru a velikosti točných dtórbiu _rl3, JJ pro vstup vzduchu, což umožňuje pčizpusobovat aoŕák zeela individuálne bez zmeny jejich konštrukční délky v určité provoznf oblasti» Na strane spalovacího prostom II precházi νγ Ίυρηί olvor horáku do čelní stčny 1_O, ve Které je opravou stanovený počet otvoru IQa. ľyto otvory I éa vstupují do činnosti v prípade potreby a zabozpečují, že je možné privádet rozŕeďovací vzduch nebo chladicí vzduch do prední části spalovacího prostom 11. Mimoto tento prívod vzduchu zabezpečuje prídavnou stabili.aci plamene na výstupu horáku. T|||o stabi lizace je velmi dôležitá, protože j f zabezpečuje pi amen a jinak by umhlo dojít, r nebezže d o j d o k e z t r á t č kompaktnosti čela 7 plameno jeh o r a d i á J. n í in z p J. o š t č n í m.

Na obr.

je zná z ornňno čornými škvrnami, kde j s o u prednostní V zásadé k tomu Izo uvést, že se ňovat v nístv, kde je z.a j i š t en o.

iní sta pro zapa 1 ování. má zapa.1.nvání t»sk*,.itečie z. d c s e vyt váre, i ící plameň premostí. pŕcdsméšovací nblasl podel kuželovó dutiny 14. cílene, definované a ni.koli chaoticky a že čelo 7, plamene bude na výstupu horáku trvalé zásobov áno plameňom. lo je mužne uskutečnit jen tak, p.»kud se m isto zapálení u práv í taia, kde panuje mal á rycáiost mé-.i .i. > , č í.mž so vytvorí poutirínky, aby ntč.1 .1. aiun n kompaktní vydutí. Pokud je uliato zapaľovaní navíc velmi vzdaleno od v i. astního če la 7_ plamene, zústávají tam pusobící. zapalovací elektródy 24a, 24b v prôbéhu celého prevozu pomernú chladné.

O v č tuková wí.eta .isou označená jako iní sto U£a, ^Zfi~' pálení, pŕičemž je j ich prostorové ιη.·ιί scén.í. je dobre pti trno z obr. 3 až 5. jJvô da.lší výhodne upravená iní sta 2:2a, 2äb zapálení jsou usporádána v oblasti konce horáku, y'-ŕičerež zde uskutočňované zapaJ.ování je iii-J.steno bezprostredné v oblasti je.iicii činného pole. Je giamozŕe jmé, že ohrev elektród zde bude vi.· «rovnaní sc zhýva j íc íini. dvoma zápalové c í mi olekt roiiami vyšší. i rostorovč umf sté n í zapa] o vací.ch elektród v místech 2 2a, _/2b zapálení je rovnčž putrno z obr. u až 5.

Obr. 2 znázornil je schematický pohJed na horák, pŕičemž jsou zde zejména dobre patrná mista 21 a, ??b zapálení, uspoŕádaná na koncové strane horáku. Mimoto je zde dobre patrno umístonzapalovacích eloktiod 21a, 24b pro'iuísto 18a zapálení. Konce 2ba, 25 b elektród jsou v místech za na lování, pŕ ič οπλ oba konce 25a, 35b elektród téchto zapa J ovací ch elektród 24a, 24 b ma j í s výhodou vzájomnou rozteč o hodnote zhruba 4 mm. Pro jiná iní sta zapalování budoit m.í.t zapalovací elektródy samozrejme jinou koní' iguraci . Dále je zdc pat r n o, jak s e plamenný jazýček 26 vyvíjí kompaktní»! z.pôsobc u pedál .sterbiny pro vstup vzduchu ve siučru proudční . prxčej.í · tomuto plamennému. jazýčku 2 G je prostf’edn.ictv ír.i vstupuj i c í. h o spalovacího vzduchu 15, ktorý vstupu je leňnýia.· ύ·:;č >Si i,n;.uui 1 ), 20 pro vstup vzduchu, vnucován leiiký uroubovicový pohyb.

Z obr. 3 až 5 je palma nyn.í gnómetričká konJľigutacp vodiči ch plech ú 21a, ? 1 b, pri černí, je zde ješ t Č jednou znázornený presné umístční očíst ?_Sa, 13b, 22a, .22b zapálení, Vodiči plechy «Ha, y 1 b meij í .funkcx spočívající. ve vedení prouden i, pfičemž. tyle vodiči plechy 21 a , 21b v soulad'i se svoji dílkou prodlužují pi’ f slušný konec ku— žo’tovcho díJČ.ího Lčles.·! 1, <í ve smeru vstnpn.ího proudční p r o t i s p aj o v a r. í. mu v z d u c u 11 l_3. 2 a n 11 j. z a c i « p a '1 o v a c t h o vzduchu 1Γ» do Ruže lov·? dutiny 14 ize otevŕen í. κι, prípadná uzavŕeníiň vod ič ich plechu 21 a , 21b optima 1 j.zovat kolem v oblasti. vstupu tohoto kanálu do kuže.lová dutiny 1 umís téného otočného bodu. 2 j v od i c í ho nie ch·..» ll.a, 2.111 ♦ ^co'^; J® nutné ze.fa/na lehd.v, poluul se rační n i v od <» í vol ik-ťvt šteruiuy Leŕ'HÍ štčrbiny b‘, <’í> ρι·<> ^η·;·-· Lup vzduch.»·!. J‘-> samozrejmé, ž. e tato dynamicky pôsobí c-í opatrení Izn také upravit jako statická uspoŕodání, a to tak, žn se v prípade potreby vytvorí vodiči plechy .jako pevne Knucásti kuželových d í J č í c h tčles J., £. horák aiuZe být také použil bez vodicích plechu, neho mohou být v jeho prevozu k tomu účelu upravonj* jiná pomocné pvost-čodky.

Claims (2)

1. horák pro provoz spa 1 ovacího Motoru, r? na I nvnr,í kosnery skupiny plynových turbín ucho í, oponi š t e, soí’távó v podstate z ne pne u A sivou .listých č ich t ú les, ktorá jsou vo smeru prnudčrí podiJto' n s v ?oi!ra^;’.r;? o? ti jnou u οίϋΐΛ jsou vytvorí ny z štčrbiny pro vstup v ku ;í e 1 o v ^; d 111 i n p , je um í «stena r<“· jméne jedna vrysa p ŕ i č e m ž. ku ž <? 1ⁿ v á d (j. č f. t ô 1 e o d p o v í d a j í c í c h p r ostré d k ύ paliva v oblasti t e oných á t <· r b in pro n u c u j í c í s c t í m , na luístô (1‘'r., 18b, 22a, 22b) predční wpa.1 ovacího vzduchu

   2 i u , 2 · ( j) o 1 e k 11 n J z a p a 1 o v a c í c h ?·> j c i i ch.

   b č n a v z. á. j c uj p r o s a z c r <“ , proudání proti Ich lá t c ŕ. n /; •ipalnvncf vzduch, pri č n m ž. k u ? e l n v vm i d í 1 δ í mi ka pro vstfikovánf json doplnená s prívod dal š ího up vzduchu, v že v kužeInvó dutine j? r o vst tŠIesy, paliva, n o h o b e z.

   ~ rHen'-í rýchlo?!, ”«· í n v h

   2. horák pod.lt- nároku 1, tím, že tryská (d) podie nároku , že konce \ trod (2^a, 24b) jsou upravený v ob) (lb, 20) pro vstup vzduchu.

   horák v? d p pri černi horák kužn 1 o v ý ch d .í InJožona ηε sobč vzducha nro vytvorená r<ⁿ

   I! 3 í {·. í je vzduchej;¹ trysku.

   ich elek čterbin

   Zpftsob prevozu horáku podie nároku 1, v y z n a č u

   - 1J j í c í s e t· í m , 7.P malé rýchlosti prouderí vzduchu se dosahuje skrčením spaJ.ovacího vzduchu.

   použitých vzťahových znaku .1 Kužeľov é d í .1. <’. í t é ľ eso la vú.lcová začáleční Část lb osa

   2 k h ž e 1 o v ó d í .1 č í I; č I e s o

   2a válcová zač á tečn í část

   2b osa

   3 tryská

   4 v s t ŕ i h o v á n í p a 1 i v a

   5 p r o f i 1 ku p a 1. n ó h o p a ľ i v a

   6 oblast zpôtí'.ého proudeui

   7 čelo plamene •S palivovú p ot .ru’o í

   9 palivovo po L rubí

   13 čol.eí y L č na

   10a otvor

   11 spaľovací prost or

   12 palivo

   13 palivo

   14, kužeľ c> v á dutina

   15 spal, e v a c í v z d n c b

   16 v s t č i k o v áfi í. j .<>. 1 j v a

   17 pa1 iv ovú t ry s ka

   18a mi sto zapálení

   18b mís t o zapálení.

   19 tečná štčrbina pro vstup, vzduchu

   20 teČná štorbina pro vstup vzduchu

   21 a vodiči plech

   21b vodiči plech
2. 2 2a mi3to zapálení 23b inÍRto zapálení 23 otočný bod vodi.cf.ho plochu 24a zapalovocí elektróda 24 b zopa1ovací elektróda 25a konce eJ.oľt’ody 25h konce olekt* orly 26 plamenný jazýček