DE102006045943A1

DE102006045943A1 - Neue Bauart der Düse für die Verbrennungskammern von Flugzeugmotoren, die die Emissionen in der Verbrennungskammer senkt

Info

Publication number: DE102006045943A1
Application number: DE200610045943
Authority: DE
Inventors: Wjatscheslaw Boguslajew; Igor Wolkow; Anatolij Dolmatow; Dmitrij Dolmatow; Pawel Shemanjuk
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-09-28
Filing date: 2006-09-28
Publication date: 2008-04-03
Also published as: WO2008040327A1

Abstract

Einspritzdüse, zusammengesetzt aus einem Gehäuse mit einem darin verlegten Brennstoffkanal, gekennzeichnet dadurch, dass im Kanal Wirbelführungen aufgestellt sind und an die Düse ein aufdrehender Ansatz mit einem darin montierten Kreuzstück festgemacht ist. Die Anwendung der Düse in der vorgeschlagenen Bauart erlaubt, die Reynolds-Zahl des Brennstoffstroms am Düsenaustritt auf das 20- bis 5000-fache zu erhöhen, je nach dem Brennstoffverbrauch und den Motorlaufverhältnissen, sowie die Reynolds-Zahl in der Zone der Nebendüsenflamme auf das 8- bis 1000-fache zu steigern, was den Kennwerten der turbulenten Strömung entspricht.

Description

In diesem Patent möchten wir eine Bauart der Düse patentieren.
Eines der Hauptprobleme in der Projektierung von Verbrennungskammern für Gasturbinenmotoren besteht in der Erschaffung turbulenten Brennens mit Hilfe von mechanischen Mitteln. Die Wirbelung des brennenden Gemisches ist notwendig für die Minimierung der schädlichen Emission, Stabilisierung des Brennens und Erhöhung des Verbrennungskennwertes.
Es ist eine Einspritzdüse [1] bekannt, die zur Einspritzung des flüssigen Brennstoffs in den Strömungsteil der Verbrennungskammer im Flugzeugmotor bestimmt ist. Die Flammenwirbelung wird in dieser Düse dank der Einwirkung auf die Gas-Brennstoff-Mischung seitens der Sperrströme und Luftgegenströmungen in der Verbrennungskammer erreicht.
Ein Nachteil dieser Düse ist die Laminarität des größten Teiles vom Brennstoffstrom und der Flamme in unmittelbarer Nähe der Düsenspitze. Der erwähnte Nachteil ist dadurch bedingt, daß die eigentliche Strömung der Flüssigkeit in der Düse praktisch in jedem Punkt des Querschnittes im Strömungsteil der Düse bis an deren Spitze laminar ist. Die Wirbelung des Brennens wird dermaßen durch die gasdynamische Einwirkung auf die Tropfen, Strahlen und die gasartige Phase des Brennstoffs unmittelbar im Strömungsteil der Verbrennungskammer seitens des Hauptstroms erreicht. Die Geschwindigkeit der Flammenwirbelung ist relativ gering, was die Entstehung von Zonen des laminaren Brennens hervorruft.
Die Aufgabe des Gebrauchsmusters liegt in der Änderung der Düsenkonstruktion zwecks der Erhöhung der Reynolds-Zahl für die Strömung des flüssigen Brennstoffs im Strömungsteil der Düse sowie des heterogenen Brennens im Nebendüsengebiet bis zu Werten, die der turbulenten Strömung entsprechen.
Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß man den Strömungsteil der Düse in Form eines hohlen profilierten Zylinders mit Wirbelführungen erfüllt, und am Düsenaustritt einen aufdrehenden Ansatz mit Kreuzstück montiert.
Das Wesentliche des Gebrauchsmusters wird mittels einer Zeichnung aufgeklärt. 1 zeigt den Längsriß der Einspritzdüse mit kennzeichnenden Schnitten.
Die Düse besteht aus dem Gehäuse 1, in dem der Brennstoffkanal 2 mit Wirbelführungen 3 verlegt ist. Ans Gehäuse 1 ist ein aufdrehender Ansatz 4 befestigt, in dem ein Kreuzstück 5 montiert ist.
Der flüssige Brennstoff läuft ins Innere des Gehäuses 1 und in den Kanal 2 durch die Einlaßöffnungen (auf dem Schema nicht angezeigt). Beim Fließen wird der Strom im Kanal 2 dank der Strömung längs der Wirbelführungen 3 aufgedreht. Aus dem Kanal 2 trifft der Brennstoff in die Düse 4 ein, wo der Brennstoffstrom gegen das Kreuzstück fließt. Die Wechselwirkung mit dem Kreuzstück 5 führt zu einer Senkung der Kreiskomponente der Strömungsgeschwindigkeit praktisch zum Null, was seinerseits ein heftiges lokales Turbulenzwerden des Stromes verursacht. Aus dem Ansatz 4 fließt der Brennstoff in den Strömungsteil der Verbrennungskammer, wo sein Brennen mit zusätzlicher Wirbelung stattfindet.
Die Anwendung der Einspritzdüse vorgeschlagener Bauart erlaubt, die Reynolds-Zahl des Brennstoffstroms am Düsenaustritt auf das 20 bis 5000-fache zu erhöhen, je nach dem Brennstoffverbrauch und den Motorlaufverhältnissen, sowie die Reynolds-Zahl in der Zone der Nebendüsenflamme auf das 8 bis 1000-fache zu erhöhen, was den Kennwerten der turbulenten Strömung entspricht.

1. A. Lefeuvre. „Prozesse in den Verbrennungskammern von Gasturbinenmotoren". Moskau: „Mir", 1986. – S. 404–407.

Claims

Neue Bauart der Düse für die Verbrennungskammern von Flugzeugmotoren, die die Emissionen in der Verbrennungskammer senkt, nämlich eine Düse für die Zufuhr des flüssigen Brennstoffs in die Verbrennungskammer, gekennzeichnet dadurch, dass im Brennstoffkanal Wirbelführungen gelegen sind, und ans Gehäuse der Düse ein aufdrehender Ansatz mit einem darin montierten Kreuzstück festgemacht ist, die turbulente Strömung der Flüssigkeit in der Düse erschaffen.