УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ВОСПЛАМЕНИТЕЛЬ

Ультразвуковой воспламенитель предназначен для использования в области двигателестроения, в частности, в устройствах для воспламенения двухкомпонентных, в том числе двухфазных смесей.
Полезная модель относится к области теплотехники, в частности, к средствам воспламенения двухкомпонентных, в том числе двухфазных смесей, и может быть применено для воспламенения топлива в различных тепловых машинах.
Из известных ультразвуковых воспламенителей наиболее близким является, ультразвуковой воспламенитель (RU 2053445, С1 кл. F23D 11/34, 27.01.1996), предназначенный для организации воспламенения несамовоспламеняющихся газообразных или газожидкостных топлив. Ультразвуковой воспламенитель содержит корпус в форме эллиптического концентратора с закрепленным в одном из его фокусов газоструйным излучателем Гартмана и систему подвода компонентов топлива. Во втором фокусе концентратора установлена проходная резонансная трубка с отверстиями для подвода компонентов топлива.
Недостатком ультразвукового воспламенителя является небольшая тепловая мощность.
Целью, на достижение которой направлена данная полезная модель является повышение тепловой мощности ультразвукового воспламенителя за счет установки сопла с центральным телом и конической резонансной трубки.
Цель полезной модели достигается тем, что в ультразвуковом воспламенителе, содержащем корпус в форме эллиптического концентратора с закрепленным в одном из двух его фокусов газоструйным излучателем Гартмана и систему подвода компонентов топлива, а в другом фокусе -резонансную трубку, перед ультразвуковым излучателем и соосно с ним установлено сопло с центральным телом.
Цель достигается также за счет того, что проходная резонансная трубка выполнена в форме конуса.
На фиг.1 изображена схема ультразвукового воспламенителя.
Ультразвуковой воспламенитель содержит: корпус кольцевого сопла 1; центральное тело кольцевого сопла 2; эллиптический концентратор 3; акустический концентратор 4; огневое днище 5; коническую резонансную трубку 6; отверстия в резонансной трубке 7; коллектор горючего 8; выходной канал 9.
На корпус кольцевого сопла 1 с закрепленным внутри центральным телом кольцевого сопла 2 надет соосно эллиптический концентратор 3. В фокусе (F1) эллиптического концентратора 3 на конце центрального тела кольцевого сопла 2 соосно с ним закреплен акустический концентратор 4. Он установлен внутренней полостью навстречу набегающему потоку. На эллиптический концентратор 3 надето огневое днище 5, в центре которого соосно с центральным телом кольцевого сопла 2 и акустическим концентратором 4 вмонтирована коническая резонансная трубка 6. Отверстия в резонансной трубке 7 соединяют коллектор горючего 8 с выходным каналом 9 конической резонансной трубки 6.
Устройство работает следующим образом: при подаче сжатого газа (газообразного окислителя) на вход кольцевого сопла 1, по стенке центрального тела 2 истекает сверхзвуковая струя, которая попадает на акустический излучатель 4. При втекании в полость акустического концентратора сверхзвукового потока газа, возникают ультразвуковые колебания давления газа. Интенсивность ультразвуковых колебаний тем выше, чем выше скорость истечения газа из сопла. А высокая скорость истечения струи обеспечивается за счет свойства автоматического регулирования высотности кольцевого сопла. Автоматическое регулирование высотности сопла с центральным телом происходит из-за того, что частичное расширение потока газа происходит на выходной кромке сечения сопла (на угловой точке), а полное расширение газа ограничивается атмосферным давлением. В результате этого при низких давлениях подачи газа перерасширение газа не происходит, и поток
прижимается к твердой стенке центрального тела, уменьшая поперечное свое сечение. Таким образом, при любом значении давления подачи происходит автоматическое регулирование высотности.
Генерируемые излучателем колебания распространяются в эллиптическом концентраторе 3. Область генерации колебаний расположена в одном из фокусов (F1) этого эллипсоида, поэтому в другом фокусе (F2) происходит концентрация акустической энергии, которая частично поглощается компонентом, заполнившим резонансную трубку 6, вызывая его разогрев. При прохождении серии акустических волн через полость резонансной трубки 6, в ней возникают резонансные колебания газового объема, которые также вызывают дополнительный нагрев компонента и стенок резонансной трубки. Благодаря наличию конической формы стенок резонатора, происходит увеличение давления внутри него, в результате чего температура газа, истекающего из резонатора, повышается еще больше. При подаче окислителя из коллектора 8 через отверстия 7 резонансной трубки 6 в выходной канал 9 происходит воспламенение организованной топливной смеси на выходе резонансной трубки в виде факела.
Предлагаемая полезная модель обеспечивает возможность увеличения термического КПД ультразвукового воспламенителя, что, несомненно, дает экономический эффект за счет установки в ультразвуковом воспламенителе кольцевого сопла с центральным телом и конической резонансной трубки.