20.03.2015
216.013.328e

ПАРОГЕНЕРАТОР

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002544417
Дата охранного документа
20.03.2015
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение предназначено для выработки высокотемпературного водяного пара и может быть использовано в силовых установках. Парогенератор содержит запальное устройство с электросвечой, смесительную головку с магистралями подвода окислителя, горючего и воды на завесное охлаждение, камеру сгорания с каналами тракта охлаждения и профилированной торцевой стенкой для направления балластировочной воды, камеру смешения с отверстиями для подачи балластировочной воды. Каналы тракта охлаждения камеры сгорания выполнены под острым углом к оси парогенератора, а отверстия для подачи балластировочной воды в зону смешения выполнены также под острым углом к оси парогенератора, и направлены в противоположную сторону относительно каналов тракта охлаждения камеры сгорания. Изобретение улучшает процесс перемешивания воды с продуктами сгорания компонентов топлива за счет наличия дополнительной турбулентной составляющей, что позволяет получить качественный фракционный состав водяного пара при уменьшенной длине камеры смешения. 2 ил.
Основные результаты: Парогенератор, содержащий запальное устройство с электросвечой, смесительную головку с магистралями подвода окислителя, горючего и воды на завесное охлаждение, камеру сгорания с каналами тракта охлаждения и профилированной торцевой стенкой для направления балластировочной воды, камеры смешения с отверстиями для подачи балластировочной воды, отличающийся тем, что каналы тракта охлаждения камеры сгорания выполнены под острым углом к оси парогенератора, а отверстия для подачи балластировочной воды в зону смешения выполнены также под острым углом к оси парогенератора и направлены в противоположную сторону относительно каналов тракта охлаждения камеры сгорания.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к силовым установкам паротурбинного типа, использующих в качестве рабочего тела водяной пар, получаемый путем непосредственного перемешивания балластировочного компонента (вода) с горячими продуктами сгорания компонентов топлива.

Известны высокотемпературные силовые установки с активными системами охлаждениями из опубликованных японских заявок JP 07-145742 (F02C 3/20), JP 2004-232632 (F01K 25/00), JP 2004-076634 (F02C 3/22), JP 2004-036535 (F01D 25/18), JP 2000-274213 (F01K 25/00).

В России известны парогенераторы, работающие на химическом топливе, камера сгорания и промежуточное сопло которых охлаждается балластировочной водой, см. патенты РФ 2079684, 2300049, 2358191.

Парогенератор, раскрытый в патенте РФ 2079684 (МПК F02C 3/30, F01K 21/04, F02K 9/64), включает в себя форкамеру, коллектор горючего и окислителя, водоохлаждаемую камеру сгорания и камеру смешения, разделенные устройством подачи балластировочной воды. Корпус камеры сгорания имеет тракт охлаждения, вода подается по каналам и затем сбрасывается в камеру смешения. Часть воды подается вдоль корпуса камеры смешения и за счет испарения активно его охлаждает.

За прототип может быть принято решение по патенту РФ 2309325, согласно которому парогенератор работает на химическом топливе с добавлением балластировочной воды и электрическим зажиганием. Парогенератор содержит запальное устройство, смесительную головку, камеру сгорания с регенеративным охлаждением и профилированной торцевой стенкой, которая выполнена оптимизированной по углу внедрения струй балластировочного компонента в факел продуктов сгорания и камеру смешения с кольцевым вкладышем, в котором выполнены разнокалиберные отверстия для подачи балластировочной воды на профилированную стенку камеры сгорания и части воды на завесное охлаждение стенки камеры смешения.

Такой парогенератор имеет простую конструкцию, исключена необходимость наружного охлаждения камеры смешения, что упрощает гидравлическую схему агрегата и технологию его изготовления.

Недостатком известного агрегата является то, что смешение продуктов сгорания с балластировочной водой осуществляется за счет турбулизации только в двух направлениях: продольном и радиальном. Поэтому для реализации качественного перемешивания с обеспечением требуемого фракционного состава водяного пара, необходимо выполнять длину камеры смешения порядка 20 калибров минимального сечения сопла на выходе из камеры сгорания (или 7÷8 калибров диаметра камеры сгорания).

Этот недостаток устраняется настоящим изобретением, задачей которого является усовершенствование процесса перемешивания в камере смешения и уменьшение ее габаритно-массовых характеристик.

Поставленная задача решается тем, что в известном парогенераторе, содержащем запальное устройство с электросвечой, смесительную головку с магистралями подвода окислителя, горючего и воды на завесное охлаждение, камеру сгорания с каналами тракта охлаждения и профилированной торцевой стенкой для направления балластировочной воды, камеры смешения с отверстиями для подачи балластировочной воды, согласно изобретению каналы тракта охлаждения камеры сгорания выполнены под острым углом к оси парогенератора, а отверстия для подачи балластировочной воды в зону смешения выполнены также под острым углом к оси парогенератора и направлены в противоположную сторону относительно каналов тракта охлаждения камеры сгорания.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется схемами, показанными на фиг.1 и 2.

Парогенератор (фиг.1) включает в себя запальное устройство 1 с электросвечой 2, смесительную головку 3 с магистралями подвода окислителя 4, горючего 5 и воды 6 на завесное охлаждение, камеру сгорания 7 с магистралью подвода воды на охлаждение 8, каналами тракта охлаждения 9 и профилированной торцевой поверхностью 10 для направления балластировочной воды, камеру смешения 11 с магистралью подвода воды на балластировку 12 и отверстиями 13 для подачи балластировочной воды в зону смешения.

На фиг.2 показан фрагмент расположения каналов тракта охлаждения 9 камеры сгорания 7, по которым вода поступает в зону смешения под острым углом α относительно оси парогенератора Х-Х и отверстий 13 для подачи балластировочной воды под острым углом β в зону смешения относительно оси парогенератора Х-Х.

Парогенератор работает следующим образом.

Небольшой расход компонентов топлива поступает в запальное устройство 1, где происходит их воспламенение с помощью электросвечи 2 и запальный факел поступает в камеру сгорания 7. Основной расход компонентов топлива поступает в смесительную головку 3, а затем из форсунок в камеру сгорания 7, где происходит их воспламенение от запального факела. Одновременно с подачей основного расхода компонентов топлива в смесительную головку 3 начинает поступать вода в каналы тракта охлаждения 9 камеры сгорания 7 и вода на балластировку через отверстия 13 в подколлекторном кольце камеры смешения 11.

Продукты сгорания компонентов топлива поступают вдоль оси парогенератора Х-Х к минимальному сечению камеры сгорания 7. Вода из каналов тракта охлаждения 9 камеры сгорания 7 натекает на продукты сгорания под острым углом α относительно оси парогенератора Х-Х в минимальном сечении камеры сгорания 7. Балластировочная вода из отверстий 13 в подколлекторном кольце камеры смешения 11 подается под острым углом β к оси парогенератора Х-Х, но в противоположном направлении относительно каналов тракта охлаждения 9 камеры сгорания 7, на профилированную торцевую поверхность 10 камеры сгорания 7 и затем соединяется с продуктами сгорания компонентов топлива и водой из каналов тракта охлаждения 9 камеры сгорания 7. В результате появляется дополнительная турбулентность в касательном направлении, которая интенсифицирует процесс смешения в камере смешения 11. При этом величина турбулентности в касательном направлении (эффективность перемешивания) может регулироваться величиной острого угла α в каналах тракта охлаждения 9 камеры сгорания 7 и острого угла β отверстий 13 в подколлекторном кольце камеры смешения 11.

Предложенное техническое решение реализует более качественное перемешивание продуктов сгорания компонентов топлива с водой на уменьшенной длине камеры смешения.

Парогенератор, содержащий запальное устройство с электросвечой, смесительную головку с магистралями подвода окислителя, горючего и воды на завесное охлаждение, камеру сгорания с каналами тракта охлаждения и профилированной торцевой стенкой для направления балластировочной воды, камеры смешения с отверстиями для подачи балластировочной воды, отличающийся тем, что каналы тракта охлаждения камеры сгорания выполнены под острым углом к оси парогенератора, а отверстия для подачи балластировочной воды в зону смешения выполнены также под острым углом к оси парогенератора и направлены в противоположную сторону относительно каналов тракта охлаждения камеры сгорания.
ПАРОГЕНЕРАТОР
ПАРОГЕНЕРАТОР
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 90.
20.01.2013
№216.012.1d2c

Жидкостный ракетный двигатель и способ охлаждения теплонапряженных участков его камеры

Изобретение относится к жидкостным ракетным двигателям (ЖРД), преимущественно кислородно-керосиновым. Жидкостный ракетный двигатель содержит как минимум одну регенеративно охлаждаемую камеру, устройство для подачи рабочего тела на турбину турбонасосного агрегата, турбонасосный агрегат, агрегаты...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472962
Дата охранного документа: 20.01.2013
27.02.2013
№216.012.2b99

Энергоустановка

Энергетическая установка содержит паровую машину с системой подачи компонентов топлива, кинематически связанную с электрогенератором. Паровая машина выполнена в виде высокотемпературного парогазогенератора, например кислородно-водородного. На выходе паровой машины установлен турбонасосный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476688
Дата охранного документа: 27.02.2013
10.04.2013
№216.012.32c0

Донная защита хвостового отсека ракеты-носителя

Изобретение относится к ракетно-космической технике и может быть использовано в конструкциях хвостовых отсеков блоков ракет-носителей для их защиты от газодинамического воздействия работающего двигателя. Донная защита хвостового отсека блока ракеты-носителя содержит четыре подвижных сферических...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478535
Дата охранного документа: 10.04.2013
10.06.2013
№216.012.4910

Жидкостный ракетный двигатель

Изобретение относится к жидкостным ракетным двигателям (ЖРД) и может быть использовано в других областях техники. В жидкостном ракетном двигателе, содержащем камеру сгорания, турбонасосный агрегат, узел уплотнения, соединенный с дренажным трубопроводом, баллон со сжатым газом, согласно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484284
Дата охранного документа: 10.06.2013
20.06.2013
№216.012.4d30

Силовой блок двигательной установки ракеты-носителя

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано преимущественно в силовых блоках ракет-носителей (РН) для управления вектором тяги. Силовой блок РН с управляемым вектором тяги содержит хвостовой отсек для установки маршевого жидкостного ракетного двигателя (ЖРД) и силовое...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485342
Дата охранного документа: 20.06.2013
27.06.2013
№216.012.5142

Шаровой клапан

Изобретение относится к арматуростроению, а именно к шаровым клапанам с дистанционным управлением, и предназначено для использования, например, в ракетной технике для пуска и отсечки компонентов в агрегаты двигателя. Шаровой клапан содержит корпус с переходниками входа, выхода и дренажа,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486395
Дата охранного документа: 27.06.2013
10.08.2013
№216.012.5dc5

Клапан

Изобретение относится к арматуростроению, а именно к клапанам с пневматическим управлением, и предназначено для пуска и отсечки рабочего тела. Клапан содержит корпус с входным и выходным патрубками, элемент с втулкой на ребрах и седлом, установленный в корпус, подпружиненный затвор с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489626
Дата охранного документа: 10.08.2013
20.08.2013
№216.012.612c

Жидкостный ракетный двигатель с дожиганием генераторного газа

Изобретение относится к ракетной технике. В жидкостном ракетном двигателе, содержащем неподвижные опорную раму, газогенератор, работающий с избытком одного из компонентов, и турбонасосный агрегат с корпусом турбины и насосами, и с возможностью качания камеры сгорания с цапфами в районе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490508
Дата охранного документа: 20.08.2013
20.09.2013
№216.012.6cf1

Измерительное устройство

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в производстве арматуры питания газогидравлических машин для изготовления компенсирующих втулок. Заявленное измерительное устройство содержит штангу со шкалой на одном ее конце, установленную на другом конце штанги...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493540
Дата охранного документа: 20.09.2013
10.10.2013
№216.012.73a7

Устройство для слива топливного компонента из бака изделия

Изобретение может быть использовано в конструкциях хвостовых блоков для слива топливного компонента из бака изделия через вентиль слива, расположенный на донной тепловой защите двигателя. Устройство для слива топливного компонента из бака изделия содержит трубопровод, вентиль слива, проходник,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495264
Дата охранного документа: 10.10.2013
Показаны записи 1-10 из 89.
20.01.2013
№216.012.1d2c

Жидкостный ракетный двигатель и способ охлаждения теплонапряженных участков его камеры

Изобретение относится к жидкостным ракетным двигателям (ЖРД), преимущественно кислородно-керосиновым. Жидкостный ракетный двигатель содержит как минимум одну регенеративно охлаждаемую камеру, устройство для подачи рабочего тела на турбину турбонасосного агрегата, турбонасосный агрегат, агрегаты...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472962
Дата охранного документа: 20.01.2013
27.02.2013
№216.012.2b99

Энергоустановка

Энергетическая установка содержит паровую машину с системой подачи компонентов топлива, кинематически связанную с электрогенератором. Паровая машина выполнена в виде высокотемпературного парогазогенератора, например кислородно-водородного. На выходе паровой машины установлен турбонасосный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476688
Дата охранного документа: 27.02.2013
10.04.2013
№216.012.32c0

Донная защита хвостового отсека ракеты-носителя

Изобретение относится к ракетно-космической технике и может быть использовано в конструкциях хвостовых отсеков блоков ракет-носителей для их защиты от газодинамического воздействия работающего двигателя. Донная защита хвостового отсека блока ракеты-носителя содержит четыре подвижных сферических...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478535
Дата охранного документа: 10.04.2013
10.06.2013
№216.012.4910

Жидкостный ракетный двигатель

Изобретение относится к жидкостным ракетным двигателям (ЖРД) и может быть использовано в других областях техники. В жидкостном ракетном двигателе, содержащем камеру сгорания, турбонасосный агрегат, узел уплотнения, соединенный с дренажным трубопроводом, баллон со сжатым газом, согласно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484284
Дата охранного документа: 10.06.2013
20.06.2013
№216.012.4d30

Силовой блок двигательной установки ракеты-носителя

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано преимущественно в силовых блоках ракет-носителей (РН) для управления вектором тяги. Силовой блок РН с управляемым вектором тяги содержит хвостовой отсек для установки маршевого жидкостного ракетного двигателя (ЖРД) и силовое...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485342
Дата охранного документа: 20.06.2013
27.06.2013
№216.012.5142

Шаровой клапан

Изобретение относится к арматуростроению, а именно к шаровым клапанам с дистанционным управлением, и предназначено для использования, например, в ракетной технике для пуска и отсечки компонентов в агрегаты двигателя. Шаровой клапан содержит корпус с переходниками входа, выхода и дренажа,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486395
Дата охранного документа: 27.06.2013
10.08.2013
№216.012.5dc5

Клапан

Изобретение относится к арматуростроению, а именно к клапанам с пневматическим управлением, и предназначено для пуска и отсечки рабочего тела. Клапан содержит корпус с входным и выходным патрубками, элемент с втулкой на ребрах и седлом, установленный в корпус, подпружиненный затвор с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489626
Дата охранного документа: 10.08.2013
20.08.2013
№216.012.612c

Жидкостный ракетный двигатель с дожиганием генераторного газа

Изобретение относится к ракетной технике. В жидкостном ракетном двигателе, содержащем неподвижные опорную раму, газогенератор, работающий с избытком одного из компонентов, и турбонасосный агрегат с корпусом турбины и насосами, и с возможностью качания камеры сгорания с цапфами в районе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490508
Дата охранного документа: 20.08.2013
20.09.2013
№216.012.6cf1

Измерительное устройство

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в производстве арматуры питания газогидравлических машин для изготовления компенсирующих втулок. Заявленное измерительное устройство содержит штангу со шкалой на одном ее конце, установленную на другом конце штанги...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493540
Дата охранного документа: 20.09.2013
10.10.2013
№216.012.73a7

Устройство для слива топливного компонента из бака изделия

Изобретение может быть использовано в конструкциях хвостовых блоков для слива топливного компонента из бака изделия через вентиль слива, расположенный на донной тепловой защите двигателя. Устройство для слива топливного компонента из бака изделия содержит трубопровод, вентиль слива, проходник,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495264
Дата охранного документа: 10.10.2013