Теплогенератор

(5 Ф 5 В ЫИ КОМИТЕ ГЯМ И ОТКРЫТИЯМ ГОСУДАРСТВЕН ПО ИЗОБРЕТЕН ПРИ ГКНТ СССР ВТО", 1990, К. 7, с. 9.88. кл, 244/98, 1976,лава- ьфьешение адежктор 4 ), за сжицели тыми У СВИДЕТЕЛЬСТВ(57) Изобретение относится к воздухопнию, а именно к оборудованию монголра, Целью изобретения является повыэкономичности и эксплуатационной нности, Теплогенератор содержит коллес форсунками 5, клапаны и испарителькрепленные на основании 6, баллон соженным газом, Для достижениятеплогенератор снабжен двухступенча эжекторами 2 о, установленными соосно с форсунками 5, Двухступенчатые эжекторы 25 выполнены в виде большого стакана 15 и размещенного внутри него малого стакана 14. В стенках большого 13 и малоо 14 стаканов у их оснований выполнены соответственно тангенциальные каналы 23 и входные окна 24, а основание имеет вид конической поверхности с отбортовкой 21 по контуру, Для увеличения мощности теплогенератор может быть снабжен дополнительным коллектором 18 форсунками 19, Дополнительный коллектор 18 соединен через клапан с жидкостной полостью баллона и расположен между большими стаканами 13 на равном расстоянии от них в плоскости, параллельной плоскости верхнего среза большого стакана, 1 з.п, ф-лы, 7 ил,Изобретение относится к воздухоплаванию, а именно к оборудованию монгольд вера.Известен теплогенератор для монгольфьера, содержащий коллектор с форсунка ми, клапаны и испаритель, баллок со сжижекным газом 11.Наиболее близким техническим решением к предложенному является теплогенератор, содержащий коллектор с 10 форсунками, клапаны и испаритель, закрепленные на основании, баллон со сжикенньм газом 12,Известное устройстзо имеет низкую 15экономичность из-за отсутствил разветвленной системы стабилизации пламени. В этом случае горение протекает на основе диффузионного смешения струй топлива с воздухом в затопленном пространстве, 20 следствием чего является большое догорание топлива в факеле на длине 2 - 3,5 м от места подачи, Наличие догоранил свидетельствует о низком уровне полноты сгорания, т. е. низкой экономичности. Кроме того, 25 из-за низкого уровня полноты сгорания образуется много экологически вредных ве-ществ (включая выбросы конденсата), что недопустимо, т, к. эти продукты после охлаждения в оболочке монгольфьера спуска ются и выходят через входное отверстие оболочки на экипаж и пассажиров. Особенно недопустимо попадание жидкого топлива и конденсата в лицо и на голову пилота.Наличие свободных диффузионных струй 35 делает систему чувствительной к внешним условиям, например к боковому ветру, что приводит к отклонению факела и даже его срыву, Особенно это важно в стартовых условиях, когда ветер больше всего влияет на 40 пламя. Срыв пламени приводит к выбросу топлива и его накоплению с последующим воспламенением и возникновением пожара, что снижает эксплуатационную надежность теплогенератора, 45Наличие свободной сверхзвуковой топливо-воздушной струи в открытом пространстве является источником высокого уровня шума в корзине и на местности.Целью изобретения является повышение экономичности и эксплуатационной надежности,Указанная цель достигается тем, чтотеплогенератор. содержащий коллектор с форсунками, клапаны и испаритель, эакреп ленные на основании, баллон со сжижекным абазом, снабжен двухступенчатыми эжекторами, установленными соосно с форсунками и выполненными в виде большого стакана и размещен ного внутри него малого стакана, при этом в стенках большого и малого стаканов у их оснований выполнены соответственно тангенциальные каналы и входные окна, а основание имеет вид конической поверхности с отбортовкой по контуру.Кроме того, теплогенератор снабжен дополнительным коллектором с форсунками, соединенным через клапан с жидкостной полостью баллона и располокенным между большими стаканами на равном расстоянии от каждого из них, в плоскости, параллельной плоскости верхнего среза большого стакана.В результате наличия совокупности отличительных признаков, функционально связанных со всеми остальными признаками, возникает новое свойство устройства, состоящее в обеспечении более высокой полноты сгорания, увеличенной площади факела, отделении высокоскоростных струй от непосредственного контакта с окружающей средой, защите пилота от попадания топлива в лицо.На фиг. 1 показан монгольфьер с предлагаемым теплогенератором; на фиг, 2 - теплогенератор; на фиг. 3 - вид А на фиг, 2; на фиг. 4 - разрез Б - Б на фиг, 3, на фиг. 5 - сечение В - В на фиг. 4; на фиг, 6 - принципиальная схема регулирования предлагаемого теплогекератора, ка фиг. 7 - схема предлагаемого теплогенератора,Теплогенератор 1 содержит баллон 2 со сжиженным газом, испаритель 3, коллектор 4 с форсунками 5, основание б, укрепленное на стойках 7 коозины 8 и связанное тросами 9 с оболочкой 10. На основании б с помощью стоек 11 и винтов 12 закреплен испаритель 3, Кроме того, на основании б закреплены коллектор 4, большие стаканы 13, малые стаканы 14, чашки 15, корпус клапанов 16, На корпусе клапанов 16 установлены пилотская горелка 17 и дополнительный коллектор 18 с форсунками 19. Основание б выполнено в виде конической поверхности с высшей точкой 20, отбортовкой 21, низшими точками 22. Большие стаканы 13 имеют тангенциальные каналы 23, Малые стаканы 14 имеют входные окна 24, Форсукки 5, большие стаканы 13 и малые стаканы 14 образуют двухступенчатый эжектор 25 с первой ступенью 26 и второй ступенью 27, В корпусе клапанов 16 размещены клапакы 28, 29, 30, имеющие ручки управленил 31, 32, 33, 34, Баллон 2 имеет газовую полость 35 и жидкостную полость 36, Теплогекератор имеет манометр 37, устройство розжига 38, факел 39, факел 40. На схеме теплогенератора даны следующиеобозначения: О 1 - диаметр факела теплогенератора; О 2 - диаметр факела из двухступенчатого эжектора; Оэ - диаметр факелабез эжектора; О 1 - диаметр форсажкого факела; Е - плоскость выхода экекгора; Н - 5расстояние от плоскости Е до испарителя 3;Н 2- расстояние от плоскости Е до дополнительного коллектора 18,Предлагаемое устройство работает следующим образом. 10Ручкой 31 клапана 28 открь,вают подачугаза из газовой полости 35 баллона 2 в пилотскую горелку 17 и одновременно включаютустройство розжига 38 (пъезоэлектрическийвоспламенитель, зажигалка, спички, электронное устройство и т, и,), Ручкой 34 регулируют величину и стабильность факелапилотской горелки 17, Затем ру ской 33 клапана 30 открывают подачу жидкости из жидкостной полости Зб баллона 2 в испаолтель 3 и 20далее в коллектор 4 и форсунки 5. В ыходящееиз форсунок 5 топливо воспламеняется отфакела пилотской горелки 17, температуравокруг испарителя 3 увеличивается, жидкоетопливо превращается в газообразное в испарителе 3, и теплогенератор 1 выходит нарежим с высокой степенью полноты сгорания. С момента розжига теплогенератора 1начинает работать и двухступенчатый эже,. -тор 25. В первой ступени 2 б экектора 25 30газообразное топливо (активная среда) истекает из форсунок 5 во внутреннюю полостьмалых стаканов 14, эжектируя воздух(пассивную среду) через окна 24,Обмен энергией между активной и пассивной средами происходит внутри малыхстаканов 14, Первая ступень 2 б эжектора 25обладает высокой степенью эжекции иобеспечивает разрежение до 0,3 , 0,4 ати.Поэтому капли топлива, выбрасываемые из 40форсунок 5 в момент розжига теплогенератора, или капли скондексировавшейся влаги, стекающие по конуской поверхности 20основания б и попадающие через окна 22 вчашки 15, моментально отсасываются во 45внутреннюю полость малых стаканов 14 иувлекаются активной средой. Отбортовка 21способствует гарантированному стеканиюкапель в чашки 15, Таким образом, лицо иголова пилота защищены от попадания топлива и влаги при работе теплогенератора.Истекающий из малых стаканов 14 газ является активной средой для второй ступени 27эжектора 25. Он эжектирует воздух черезтангенциальные каналы 23, закручивая поток. Вторая ступень 27 эжектора 25 имеетнизкую степень эжекции и обеспечиваетформирование факела на выходе из эжектора и высокую полноту сгорания. Зжектор 25 обеспечивает высокую устойчивость пламени к боковому ветру. И это особенно важко во время стартового заполнения оболочки 10, когда она находится в горизонтальном положении и в нее подает. ся горячий возд,.х, Поэтому отклонение пламени может привести к пракигу оболочки 10.При необходимости увеличения мощности теплогенератора. например, в полете в зонах с повышенной турбулентностью или для увеличения скороподьемнэсти ручкой 32 открывают клапан 29 и подак г топливо в дополнительный коллектор 18. В этом случае вместе с основным топливом, выходящим из форсунок 5, сжигается дополнительное топливо, выходящее из форсунок 19, В результате мощность теплогекератора увеличивается.Преимущество предлагаемого технике ского оешения перед прототипом. принятым также в качестве базового объекта, состоит в повышении экономичности и эксплуатационной надежности. Повышение экономичности теплогенератора обеспечено за счет подготовки топливо-воздушной смеси в эжекторе, т, е, более высокой полноты сгорания. Повышение эксплуатационной надежности теплогенератора обеспечено за счет высокой устойчивости пламени к боковому ветру, Кроме того, исключено попадание в лицо пилоту топлива и влаги, что повышает надежность системы "пилот-машина".Следует отметить еще одно преимущество изобретения - снижение шума при горении, которое обеспечено наличием эжектора, т. к, высокоскоростная струя газа закрыта корпусом эжектора, а шум непосредственно связан с уровкем скорости на выходе. Кроме того, закрутка потока во второй ступени эжектора приводит к увеличенной попере,ной площади факела (т. е. меньшей скорости потока), что при постоянном теплоподводе значительно снижает шум,Снижение шума при горении повышает надежность полета, т. к, уменьшается утомляемость пилота,Кроме того, предлагаемое устройство по сравнению с прототипом имеет меньшую массу и габариты, т, к. закрутка потока во второй ступени эжектора приводит к ому, что факел выходит с диаметром О 2, эк,чительно большим диаметра Оз, что позволяет омыть испаритель как с внутренней, так и с внешней стороны (диаметр О 1) с одновременным сокращением размера Н 1. Ртс уменьшает массу и габариты устройства,Следует отметить, что снижение шума при горении благоприятно влияет на окружающую среду, например полет монгольфьерэ на малой высоте не беспокоит пасущееся стадо коров,Формула изобретения1, Теплогенератор преимущество для монгольфьера, содержащий коллектор с форсунками, клапаны и испаритель, закрепленные на основании, баллон со сжиженным газом, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения экономичности и эксплуа-ационной надежности, он снабжен двухступенчатыми эжектооами, установленными соосно с форсунками и выполненными в виде большого стакана и размещенного внутои него малого стакана, при этом в стенках большого и малого стаканов у их оснований выполнены соответственно тангенциальные каналы и входные окна, а основание имеет 5 вид конической поверхности с отбортовкойпо контуру.2. Теплогенератор по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью увеличения мощности, он снабжен дополнительным 10 коллектором с форсунками, соединеннымчерез клапан с жидкостной полостью баллона и расположенным между большими стаканами на равном расстоянии от каждого из них в плоскости, параллельной плоскости 15 верхнего среза большого стакана.1759727 Составитель В.РязанцевТехред М,Моргентал Реда кто ректор Н,Тупи Производственно-издательский комбинат "Патент город, ул, Гагарина, 10 Заказ 3148 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Рауаская наб., 4/5