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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Injektors für eine Schubkammer oder eine Brennkammer.
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Die Erfindung betrifft ferner einen Injektor für eine Schubkammer oder eine Brennkammer.
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Aus der
EP 1 604 731 A1 ist ein Mischkopf bekannt, welcher zur Zuführung von Medien zu einem Mischraum eines Mischers dient. Der Mischkopf ist aus mindestens zwei koaxial zu einer Achse ineinandergreifenden Segmenten aufgebaut, wobei die mindestens zwei Segmente mindestens einen Verteilkanal mit einem zugeordneten langgezogenen Auslassbereich für einen Strom eines ersten Mediums und mindestens einen Verteilkanal mit einem zugeordneten langgezogenen Auslassbereich für einen Strom eines zweiten Mediums begrenzenden Wandbereich aufweisen. Der langgezogene Auslassbereich für das erste Medium und der langgezogene Auslassbereich für das zweite Medium sind koaxial zueinander und mindestens in einem Winkelbereich von 360° um die Achse umlaufend ausgebildet.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art bereitzustellen, mit welchem sich ein Injektor bereitstellen lässt, durch welchen sich eine optimierte Einkopplung und insbesondere Mischung in einen Schubraum oder Brennraum ergibt.
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Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass an einem Injektorelement in einer Wandung Kanäle hergestellt werden, wobei die Wandung aus einem nicht oxidierbaren keramischen Material hergestellt wird, in welches Fäden aus einem organischen Material eingebettet sind oder werden, und die Fäden zur Herstellung der Kanäle ausgebrannt werden.
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Bei der erfindungsgemäßen Lösung lassen sich Kanäle mit geringem Durchmesser beispielsweise zwischen 0,1 mm und 1 mm herstellen und dabei definiert in ihrer Lage in der Wandung anordnen. Es lässt sich beispielsweise dadurch verhindern, dass Kanäle sich kreuzen. Ferner lassen sich definierte Anstellwinkel der Kanäle an eine Auskopplungsfläche einstellen. Dadurch wiederum lässt sich ein definierter Ausströmwinkel von Fluid in einen Schubraum bzw. Brennraum einstellen. Beispielsweise können mehrere Lagen von Kanälen vorgesehen werden mit aufeinander zu gerichteten Ausströmrichtungen, um eine erhöhte Verwirkung bzw. Vermischung zu erreichen.
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Die Fäden aus dem organischen Material sind beispielsweise aus Kohlenstoff oder aus einem Polymermaterial wie Nylon hergestellt. Sie lassen sich in dem nicht oxidierbaren keramischen Material ausbrennen, um definierte Kanäle herzustellen. Ein Faden ist insbesondere ein Faserfilament bzw. ein Faserfilamentbündel. Ein Faden kann beispielsweise auch auf andere Weise wie beispielsweise durch Rollen eines Rovings hergestellt werden.
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Das entsprechende Injektorelement kann beispielsweise dadurch hergestellt werden, dass Fäden in einer definierten Form abgelegt werden und beispielsweise gewickelt werden oder beispielsweise ein oder mehrere Flechtschläuche verwendet werden. Es ergibt sich dadurch bei optimierter Betriebsweise eine einfache Herstellbarkeit.
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Bei einer Ausführungsform wird eine (kanalfreie) Trennlage zwischen benachbarten Lagen mit Kanälen hergestellt. Dadurch ergibt sich ein stabiler bzw. steifer Aufbau eines Injektorelements. Es können dadurch insbesondere Kanäle mit unterschiedlichem Abstand zu einer Achse hergestellt werden. Es lässt sich so an einer Auskopplungsfläche eine hohe spezifische Flächendichte für Kanäle erreichen. Dadurch lässt sich eine Feinverteilung und damit hohe Mischungseffizienz erreichen.
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Insbesondere ist die Trennlage aus nicht oxidierbarem Material hergestellt und beispielsweise aus einem Keramikmaterial hergestellt.
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Es ist günstig, wenn die Trennlage aus einem Fasergebilde hergestellt wird. Das Fasergebilde kann beispielsweise ein Fasergewebe, Fasergelege, Fasergewirke oder ein Flechtschlauch sein. Es ist auch möglich, dass die Trennlage durch Wicklung von Fäden aus nicht oxidierbarem Material hergestellt wird. Beispielsweise wird die Trennlage aus einem Vorläufermaterial für ein nicht oxidierbares keramisches Material wie oxidisches Keramikmaterial oder carbidisches Keramikmaterial hergestellt.
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Günstig ist es, wenn zwischen benachbarten Trennlagen nicht oxidierbares Material und Fäden aus organischem Material angeordnet werden. Dadurch ergibt sich ein steifer Aufbau und es lässt sich eine effektive Kanalverteilung realisieren.
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Bei einem Ausführungsbeispiel werden Fäden aus organischem Material und/oder nicht oxidierbares Trennlagenmaterial mit Schlicker zur Bildung des nicht oxidierbaren keramischen Materials imprägniert oder werden entsprechend imprägniert. Es lässt sich dadurch eine Matrix aus nicht oxidierbarem keramischen Material realisieren, in welches Kanäle eingebettet sind. Die Kanäle wiederum sind durch Ausbrennen der Fäden aus organischem Material hergestellt.
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Bei einer Ausführungsform wird zur Herstellung des nicht oxidierbaren keramischen Materials Vorgängermaterial gehärtet und insbesondere durch Wärmezufuhr im Ofen gehärtet. Beispielsweise wird zur Bildung des nicht oxidierbaren keramischen Materials oxidisches Material verwendet, welches gehärtet wird, um nicht oxidierbares keramisches Material herzustellen. In diesem keramischen Material sind dann die Fäden eingebettet, wobei wiederum durch Ausbrennen die Kanäle herstellbar sind.
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Bei einem Ausführungsbeispiel erfolgt das Ausbrennen der Fäden aus organischem Material nach der Härtung. Dadurch lassen sich auf einfache Weise definierte Kanalstrukturen erreichen.
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Bei einem Ausführungsbeispiel werden Trennlagen gewickelt. Es kann dann beispielsweise in einem Aufspannungsschritt eines entsprechenden Werkstücks an einer Wicklungsmaschine die Fadenstruktur zur Bildung der Kanalstruktur hergestellt werden und es können entsprechend die Trennlagen bzw. eine Vorstruktur für die Trennlagen hergestellt werden.
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Insbesondere wird eine Wicklung von Fäden aus organischem Material durchgeführt oder es werden ein oder mehrere Flechtschläuche mit Fäden aus nicht ausbrennbarem Material und mit organischem Material zur Kanalbildung verwendet. Bei einem Flechtschlauch sind Fäden aus organischem Material vorzugsweise überschneidungsfrei eingearbeitet, so dass hergestellte Kanäle fluidwirksam getrennt sind. Es lässt sich so auf einfache Weise eine vorteilhafte Kanalstruktur realisieren.
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Beispielsweise wird ein Wickelkern verwendet.
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Es ist günstig, wenn eine Wicklung um Stifte und/oder über Einkerbungen erfolgt und insbesondere in Stiften und/oder Einkerbungen eine Schleife positioniert wird. Es lässt sich dadurch eine Richtungsumkehr realisieren. Es lässt sich dadurch auf einfache Weise in relativ wenigen Schritten eine definierte Kanalstruktur zwischen einer Einkopplungsfläche und einer Auskopplungsfläche für Fluid realisieren.
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Günstig ist es, wenn Kanäle einer ersten Lage und Kanäle einer beabstandeten zweiten Lage, wobei insbesondere eine Trennlage zwischen der ersten Lage und der zweiten Lage liegt, quer zueinander orientiert sind. Diese entsprechende Orientierung wird dabei durch eine angepasste Orientierung von Fäden während des Herstellungsprozesses erreicht. Es lässt sich dadurch erreichen, dass Einkopplungsströme in einen Schubraum oder Brennraum aus unterschiedlichen Kanälen in einem Winkel zueinander liegen und aufeinandertreffen. Dadurch lässt sich eine effiziente Mischung erreichen.
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Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn bei der Herstellung Fäden aus organischem Material durch eine Auskopplungsfläche durchgeführt werden. Dadurch lässt sich auf einfache Weise eine Kanalmündung für einen Schubraum oder Brennraum herstellen.
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Bei einem Ausführungsbeispiel werden Fäden aus organischem Material in einem spitzen Winkel zu einer Normalen der Auskopplungsfläche positioniert. Es lässt sich dadurch auf einfache Weise eine Anordnung realisieren, bei welcher Einkopplungsströme unterschiedlicher Kanäle aufeinandertreffen können.
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Es ist dann insbesondere günstig, wenn Fäden aus organischem Material in unterschiedlichen Lagen mit unterschiedlichen spitzen Winkeln positioniert werden, wobei insbesondere spitze Winkel in benachbarten Lagen unterschiedliche Vorzeichen aufweisen. Es lässt sich so auf einfache Weise ein Auftreffen von Einkopplungsströmen erreichen.
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Bei einem Ausführungsbeispiel werden Fäden aus organischem Material durch eine geschlossene Kurve durch die Auskopplungsfläche durchgeführt, wobei die geschlossene Kurve insbesondere ein Kreis ist. Es lässt sich so eine hohe spezifische Flächendichte für die Anordnung von Kanälen erreichen, wobei diese hohe spezifische Flächendichte auf einfache Weise herstellbar ist.
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Günstig ist es, wenn an einer Auskopplungsfläche Kanalmündungen mindestens näherungsweise gleichmäßig verteilt angeordnet werden. Dadurch ergibt sich eine hohe Einkopplungseffizienz für das entsprechende Fluid. Beispielsweise durch einen Wicklungsprozess der entsprechenden Fäden aus organischem Material lässt sich auch diese gleichmäßige Verteilung auf einfache Weise realisieren.
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Günstig ist es, wenn die Wandung des Injektorelements trichterförmig ausgebildet wird. Es lässt sich so ein Injektor durch Stapelung einer Mehrzahl von Injektorelementen herstellen, wie beispielsweise in der
EP 1 604 731 A1 beschrieben, auf die ausdrücklich und vollinhaltlich Bezug genommen wird. Der Bereich zwischen benachbarten Injektorelementen kann dann zur Ausbildung von Kanälen beispielsweise für einen Oxidator verwendet werden.
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Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn die Fäden aus organischem Material überschneidungsfrei gelegt werden. Dadurch ergibt sich eine definierte Fluidführung und Einkopplung mit hoher Mischungseffizienz.
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Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, einen Injektor der eingangs genannten Art bereitzustellen, welcher eine hohe Mischungseffizienz aufweist.
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Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Injektor erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass mindestens ein Injektorelement mit einer Wandung aus einem nicht oxidierbaren keramischen Material, in welcher Kanäle angeordnet sind, vorgesehen ist, und eine Auskopplungsfläche mit Kanalmündungen vorgesehen ist, wobei die Kanäle durch Ausbrennen von Fäden aus einem organischen Material hergestellt sind.
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Der erfindungsgemäße Injektor weist die bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erläuterten Vorteile auf.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Injektors wurden bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erläutert.
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Bei einem Ausführungsbeispiel weist die Wandung Trennlagen auf, zwischen welchen nicht oxidierbares keramisches Matrixmaterial angeordnet ist, in welches die Kanäle eingebettet sind. Es lässt sich dadurch ein Injektor hoher Steifigkeit realisieren.
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Insbesondere ist eine Trennlage ein Fasergebilde aus nicht oxidierbarem Material oder weist eine solche auf. Das Fasergebilde kann ein Fasergewebe, Fasergewirke oder Fasergelege oder Flechtschlauch sein oder kann beispielsweise auch durch Wicklung von Fäden hergestellt sein.
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Günstig ist es, wenn Kanäle in einer ersten Lage und Kanäle in einer benachbarten zweiten Lage quer zueinander orientiert sind, wobei die erste Lage und die zweite Lage insbesondere durch eine Trennlage getrennt sind. Es lassen sich dann Einkopplungsströme in einen Schubraum oder Brennraum für Kanäle der unterschiedlichen Lagen realisieren, welche aufeinander zu gerichtet sind und sich treffen. Dadurch wird eine hohe Mischungseffizienz erzielt.
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Günstig ist es, wenn sich Kanäle nicht schneiden. Dadurch ergibt sich eine effektive Einkopplung und Mischung.
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Es ist dann insbesondere günstig, wenn Kanäle zu der Mündung hin in einem spitzen Winkel zu einer Normalen der Auskopplungsfläche verlaufen. Es lassen sich dadurch Einkopplungsströme aufeinander richten, um eine hohe Mischungseffizienz zu erreichen.
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Es ist dann besonders vorteilhaft, wenn Kanäle in benachbarten Lagen mit spitzen Winkeln mit unterschiedlichen Vorzeichen verlaufen. Dadurch lassen sich auf einfache Weise Einkopplungsströme aufeinander richten, um eine Verwirbelung zu erzielen und damit eine hohe Mischungseffizienz mit einem weiteren Treibstoff zu erreichen.
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Es ist ferner günstig, wenn Mündungen auf einer geschlossenen Kurve liegen, welche insbesondere ein Kreis ist. Dadurch lässt sich eine hohe spezifische Flächendichte für die Kanäle erreichen mit effektiver Einkopplungseffizienz.
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Insbesondere ist eine Mehrzahl von geschlossenen Kurven vorhanden, welche konzentrisch zueinander liegen. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn eine Mehrzahl von Lagen an Kanälen vorhanden ist.
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Es ist günstig, wenn das mindestens eine Injektorelement trichterförmig ausgebildet ist. Es lässt sich dadurch auf einfache Weise eine Art von Stapelverbund an Injektorelementen bilden, um einen Injektor zu bilden. Es wird in diesem Zusammenhang auf die
EP 1 604 731 A1 verwiesen.
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Insbesondere ist eine Mehrzahl von Injektorelementen aneinander in der Art eines Stapels positioniert, wobei insbesondere zwischen benachbarten Injektorelementen ein oder mehrere Kanäle gebildet sind. Es lässt sich dann durch die Kanäle in der Wandung eines Injektorelements ein erstes Fluid in einen Schubraum oder Brennraum einkoppeln. Durch den oder die Kanäle zwischen benachbarten Injektorelementen lässt sich ein zweites Fluid wie beispielsweise ein Oxidator einkoppeln. Es ergibt sich dadurch eine hohe Mischungseffizienz.
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Insbesondere ist der erfindungsgemäße Injektor gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt.
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Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen dient im Zusammenhang mit den Zeichnungen der näheren Erläuterung der Erfindung. Es zeigen:
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1 eine schematische Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels eines Injektors, welcher an einer Brennkammer angeordnet ist;
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2 einen Zwischenschritt bei der Herstellung eines Injektorelements;
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3 schematisch ein hergestelltes Injektorelement;
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4 eine Draufsicht in der Richtung A gemäß 3;
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5 eine Seitenansicht des Injektorelements gemäß 3; und
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6 eine vergrößerte Schnittansicht des Bereichs B gemäß 5.
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Ein Ausführungsbeispiel eines Injektors, welcher in 1 schematisch gezeigt und dort mit 10 bezeichnet ist, ist an einer Brennkammer 12 (oder Schubkammer) fixiert. Die Brennkammer 12 weist eine eingangsseitige Stirnseite 14 auf. An der Stirnseite 14 ist ein Absatz 16 gebildet, wodurch eine ringförmige Ausnehmung 18 gebildet ist.
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Die Brennkammer 12 weist einen Brennraum 20 auf. Über den Injektor 10 lässt sich Treibstoff, nämlich Brennstoff und Oxidator, in den Brennraum 20 einblasen. Der Injektor 10 wirkt dabei gleichzeitig als Mischkopf.
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Der Injektor 10 umfasst eine Mehrzahl von Injektorelementen 22. In 1 sind Injektorelemente 22a, 22b, 22c, 22d gezeigt. Die Injektorelemente 22 sind trichterförmig ausgebildet und ineinander gestapelt. Die Injektorelemente 22 bilden einen Stapelverbund. Dieser Stapelverbund ist in die Ausnehmung 18 eingesetzt, wobei eine Stirnseite 24 des ersten Injektorelements 22d (welches der Brennkammer 12 nächstliegend ist) auf der Stirnseite 14 der Brennkammer 12 aufgesetzt ist.
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Auf den Stapelverbund ist ein Halteelement 26 aufgesetzt. Über eine oder mehrere Schrauben oder Bolzen 28 ist das Halteelement 26 an der Brennkammer 12 fixiert. Durch das Halteelement 26 wird der Stapelverbund der Injektorelemente 22 gegen die Stirnseite 14 der Brennkammer 12 gepresst.
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Ein Injektorelement 22 hat eine Wandung 30. Die Wandung 30 hat die Form eines Ringkegelstumpfs. Dieser Ringkegelstumpf hat eine Achse 32, welche eine Rotationssymmetrieachse ist. Die Injektorelemente 22 sind mit ihren Achsen 32 konzentrisch zu einer Achse und insbesondere Rotationsachse des Brennraums 20 angeordnet.
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An der Wandung 30 kann ein Flansch 34 sitzen, welcher insbesondere einstückig mit der Wandung 30 ausgebildet ist. Über diesen Flansch 34, welcher an einen Flansch 34 eines benachbarten Injektorelements anlegbar ist, lässt sich ein Stapelverbund bilden.
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In der Wandung 30 der Injektorelemente 22 sind, wie untenstehend noch näher erläutert wird, Kanäle gebildet, über die sich ein Treibstoff und insbesondere Brennstoff in den Brennraum 20 einkoppeln lässt.
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Zwischen Wandungen 30 benachbarter Injektorelemente, wie beispielsweise der Injektorelemente 22a und 22b, sind Kanäle 36 gebildet. Ein entsprechender Kanal 36 ist insbesondere als Spalt zwischen den benachbarten Wandungen 30 ausgebildet. Über einen solchen Kanal 36 lässt sich ein Treibstoff wie beispielsweise ein Oxidator einkoppeln.
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Der oder die Kanäle 36 münden in einen Bereich 38, über welchen sich der Treibstoff einkoppeln lässt. Dem Bereich 38 wird wiederum über eine Zuführungseinrichtung 40 Treibstoff zugeführt.
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Ein entsprechender Bereich 38 ist insbesondere an dem Flansch 34 eines unteren Injektorelements (in 1 an dem Injektorelement 22b) gebildet.
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In der Wandung 30 (vgl. 3) der Injektorelemente 22 sind die Kanäle 42 eingebettet. Ein Kanal ist dabei dadurch hergestellt, dass ein Faden aus einem organischen Material wie beispielsweise Kohlenstoff oder aus einem Polymermaterial wie beispielsweise Nylon in ein entsprechendes Matrixmaterial eingelegt wird und ausgebrannt wird. Ein typischer Durchmesser eines Kanals 42 in der Wandung 30 liegt im Bereich zwischen 0,1 mm und 1 mm.
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Bei der Herstellung der Wandung 30 eines Injektorelements 22 (vgl. 2) wird beispielsweise ein Wickelkern 44 verwendet. Es werden Fäden 46, welche dann die Kanäle 42 bilden, abgelegt und insbesondere gewickelt. Die Fäden 46 verlaufen dabei zwischen einer Einkopplungsfläche 48 für Brennstoff und einer Auskopplungsfläche 50. Die Auskopplungsfläche 50 ist dann dem Brennraum 20 zugewandt. Bei der Herstellung der Wandung 30 können die Fäden 46 aus dem organischen Material auch durch die Einkopplungsfläche 48 und/oder durch die Auskopplungsfläche 50 durchgeführt werden.
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Bei einem Ausführungsbeispiel werden Stifte 52 oder Einkerbungen verwendet, um welche Fäden 46 umwickelt werden, um eine Schleife zu erzeugen und eine Richtungsumkehr zu erzeugen.
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Die Fäden 46 werden in ein Bett aus Vorläufermaterial für ein nicht oxidierbares keramisches Material eingebettet.
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Bei einem Ausführungsbeispiel werden die Fäden 46 mit oxidischem Schlicker imprägniert.
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Es kann dabei vorgesehen sein, dass in der Wandung 30 mehrere Lagen 54 an Kanälen 42 gebildet werden. Benachbarte Lagen 54 an Kanälen 42 sind insbesondere durch eine Trennlage 56 getrennt.
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Die Trennlage 56 ist insbesondere aus einem oder mehreren Fasergebilden hergestellt. Sie ist beispielsweise durch ein Fasergewebe oder Fasergewirke hergestellt.
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Bei einem Ausführungsbeispiel ist die Trennlage 56 durch Fäden 58 hergestellt, welche abgelegt werden und insbesondere gewickelt werden. Die Fäden 58 sind im Gegensatz zu den Fäden 46 nicht ausbrennbar und sind beispielsweise aus einem Vorläufermaterial für ein nicht oxidierbares keramisches Material hergestellt.
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Es wird eine Vorläuferstruktur der Wandung 30 hergestellt, bei der die Fäden 46 aus dem organischen Material eingebettet sind.
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Bei den Fäden kann es sich dabei um Faserfilamente und insbesondere Faserfilamentbündel handeln. Es ist grundsätzlich auch möglich, beispielsweise die Fäden aus einem gewickelten Roving oder dergleichen herzustellen.
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Wie bereits erwähnt, werden die Fäden 46 eingebettet in einem Matrixmaterial, welches ein Vorläufermaterial für ein nicht oxidierbares Keramikmaterial wie beispielsweise Oxidkeramikmaterial oder Carbid-Keramikmaterial ist.
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An dem Kern 44 kann eine Gegenform angeordnet sein, welche insbesondere kegelstumpfförmig ist, auf welchem dann die Wandung 30 ausbildbar ist.
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Es erfolgt dann eine Härtung beispielsweise in einem Ofen, wobei insbesondere das nicht oxidierbare keramische Material hergestellt wird, in welches die Fäden 46 eingebettet sind, wobei insbesondere Lagen 54 an Fäden 46 durch entsprechende Trennlagen 56 getrennt sind.
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Es erfolgt dann ein Ausbrennen der Fäden 46 aus organischem Material. Es werden dadurch die Kanäle 42 in der Wandung 30 erzeugt, wobei mehrere Lagen 54 an Kanälen 42 erzeugt werden.
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Es lassen sich dadurch feine Kanäle mit geringem Querschnitt beispielsweise in der Größenordnung zwischen 0,1 mm und 1 mm herstellen.
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Die Fäden 46 werden so abgelegt, dass diese sich nicht schneiden. Es werden dadurch keine Kanäle 42 mit Verzweigungen oder dergleichen gebildet.
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Durch Anordnung der Fäden 46 lässt sich ein Winkel der Kanäle 42 zu der Auskopplungsfläche 50 einstellen. Dieser Winkel weicht insbesondere für Kanäle 42 ab von einem normalen Winkel der Auskopplungsfläche 50 und liegt in einem spitzen Winkel zu dem normalen Winkel. Dies ist in 6 angedeutet. Dort sind Trennlagen mit 56 bezeichnet und verschiedene Kanäle 42 angedeutet. Unterschiedliche Kanäle können dabei in unterschiedlichem spitzen Winkel bezogen auf die Normale 60 zur Auskopplungsfläche 50 positioniert sein.
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Es ist dadurch möglich, dass in unterschiedlichen Lagen ausströmendes Fluid an der Auskopplungsfläche 50 aufeinandertrifft, um insbesondere einen Verwirbelungseffekt und einen erhöhten Mischungseffekt zu erzielen.
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Insbesondere ist es vorgesehen, dass zwischen benachbarten Lagen 54 an Kanälen 42 ein spitzer Winkel bezogen auf die Normale 60 unterschiedliches Vorzeichen hat.
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Bei einem Ausführungsbeispiel liegen Mündungen 62 der Kanäle 42 an der Auskopplungsfläche 50 in dem Brennraum 20 an einer Lage 54 auf einer geschlossenen Kurve 64, welche insbesondere ein Kreis ist. Auf der geschlossenen Kurve 64 sind die Mündungen 62 insbesondere gleichmäßig verteilt, d. h. mit gleichem Abstand angeordnet, um eine gleichmäßige Einkopplung von entsprechendem Fluid in den Brennraum 20 zu erhalten.
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Bei mehreren Lagen 54 an Kanälen 52 (getrennt durch Trennlagen 56) ist eine Mehrzahl von konzentrischen Kurven 64, auf welchen Mündungen 62 liegen, vorgesehen.
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Der erfindungsgemäße Injektor 10 funktioniert wie folgt:
Über den Injektor 10 wird Treibstoff und insbesondere Brennstoff und Oxidator in den Brennraum 20 eingekoppelt und dabei erfolgt eine Mischung im Brennraum 20. Insbesondere wird über die Kanäle 42 Treibstoff wie flüssiger Wasserstoff eingekoppelt. Über die Kanäle 36 wird Oxidator wie beispielsweise flüssiger Sauerstoff eingekoppelt.
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Die Kanäle 42 sind durch Ausbrennen von Fäden aus organischem Material hergestellt. Sie weisen einen geringen Durchmesser auf. Es lässt sich eine hohe Anzahl von Kanälen über einen Umfang an der Auskopplungsfläche 50 herstellen. Es lässt sich eine gezielte Kanalführung realisieren.
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Insbesondere lassen sich Winkel, mit welchen Treibstoff in den Brennraum 20 eingeblasen wird, durch Anordnung der Fäden 46 und damit Anordnung der Kanäle 42 definiert einstellen. Beispielsweise lassen sich für unterschiedliche Lagen unterschiedliche Winkel (bezogen auf die Normale der Auskopplungsfläche 50) insbesondere mit unterschiedlichem Vorzeichen einstellen, um einen erhöhten Mischungseffekt zu erzielen.
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Bei einem Ausführungsbeispiel ist es vorgesehen, dass pro 1 mm Breite der Wandung 30 zwischen ein bis zwei Lagen und drei bis vier Lagen an Kanälen 42 vorgesehen sind.
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Bei einer alternativen Ausführungsform wird ein Injektorelement mittels eines oder mehrerer Flechtschläuche hergestellt. Ein Flechtschlauch enthält Fäden aus organischem Material, welche in nicht ausbrennbares Material eingewoben sind. Die Fäden aus organischem Material sind insbesondere überschneidungsfrei angeordnet. Die Fäden aus organischem Material werden wie oben beschrieben zur Kanalbildung ausgebrannt.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Injektor
- 12
- Brennkammer
- 14
- Stirnseite
- 16
- Absatz
- 18
- Ausnehmung
- 20
- Brennraum
- 22
- Injektorelement
- 22a, b, c, d
- Injektorelement
- 24
- Stirnseite
- 26
- Halteelement
- 28
- Schraube
- 30
- Wandung
- 32
- Achse
- 34
- Flansch
- 36
- Kanal
- 38
- Bereich
- 40
- Zuführungseinrichtung
- 42
- Kanal
- 44
- Kern
- 46
- Fäden
- 48
- Einkopplungsfläche
- 50
- Auskopplungsfläche
- 52
- Stifte
- 54
- Lage
- 56
- Trennlage
- 58
- Fäden
- 60
- Normale
- 62
- Mündung
- 64
- Kurve
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1604731 A1 [0003, 0026, 0040]
