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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Entlastungsvorrichtung mit einer Druckentlastungstür.
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Es ist bekannt, Druckentlastungstüren in einem Flugzeugtriebwerk oder in einem Hilfstriebwerk anzubringen, wobei beide Arten von Triebwerken im Folgenden als Flugzeugtriebwerke bezeichnet werden. Solche Druckentlastungstüren befinden sich in der Regel an den Grenzen der für den Motor vorgesehenen Brandzonen. Der Druckentlastungsmechanismus wird aktiviert, wenn der Zoneninnendruck einen vorgegebenen Wert überschreitet, der von der strukturellen Leistungsfähigkeit der Begrenzungen abhängt. Ein solcher Druckanstieg kann z. B. auftreten, wenn eine in der Zone befindliche druckluftführende Leitung reißt. Druckentlastungsklappen befinden sich typischerweise u. a. in der Außenwand der Gondel eines Flugzeugtriebwerks.
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Wenn sich eine Druckentlastungstür öffnet, tritt heiße Luft in Form einer Heißluftfahne aus der durch die geöffnete Druckentlastungstür gebildeten Öffnung in der Oberfläche aus. Die Struktur der Heißluftfahne ist abhängig von den Umgebungsbedingungen und dem Zonendruck. Da moderne Triebwerksgondeln in der Regel aus Verbundwerkstoffen bestehen, kann die Heißluftfahne die Außenfläche der Gondel beschädigen, was im schlimmsten Fall zu unerwünschten Zuständen wie dem Verlust der Gondelstruktur führen kann, was wiederum die Struktur und Sicherheit des Flugzeugs beeinträchtigt.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Entlastungseinrichtung mit einer Druckentlastungstür vorzusehen, die eine verbesserte Kontrolle der aus der durch die geöffnete Druckentlastungstür gebildeten Öffnung austretenden Heißluftfahne ermöglicht.
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Die Erfindung sieht eine Entlastungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vor. Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Entlastungsvorrichtung bereitgestellt, die eine Druckentlastungstür umfasst, die in einer Begrenzungswand einer Kammer (z. B. einer Brandzone) eines Flugzeugtriebwerks angeordnet ist und dazu ausgebildet ist, sich bei einem vordefinierten Druck in der Kammer zu öffnen. Die Druckentlastungstür weist eine Vorderkante auf, die zu einem vorderen, stromaufwärtigen Ende des Flugzeugtriebwerks gerichtet ist. Die Druckentlastungstür umfasst außerdem eine Hinterkante und zwei Seitenkanten. An der Vorderkante ist die Druckentlastungstür an der Begrenzungswand angelenkt.
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Es ist vorgesehen, dass die Seitenkanten jeweils mindestens einen Abschnitt umfassen, in dem die Seitenkanten bis zur Hinterkante zusammenlaufen. Die Seitenkanten bilden eine Schnittstelle mit der Umgebungsluft, um die Wechselwirkung mit kühler Umgebungsluft zu maximieren.
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Die Erfindung beruht auf der Idee, an einer Druckentlastungstür wirbelbildende Strukturen vorzusehen, um die heiße Abluftfahne zu kühlen und die Wechselwirkung der heißen Abluftfahne mit der Außenwand der Struktur (z. B. einer Gondel), in der die Druckentlastungstür angeordnet ist, zu verringern. Die an den Kanten entstehenden Wirbelstrukturen verbessern die Vermischung der heißen Abluftfahne mit der kühleren Umgebungsluft, haben die Tendenz, nicht an der Oberfläche zu haften und vergrößern außerdem die wirksame Fläche der Öffnung, um den Druck im Inneren der Kammer (Brandzone) zu entlasten. Die konvergierenden Kanten lenken die heiße Abluftfahne weiter, so dass sie über der Gondel an Breite verliert. Die Wirbelstrukturen werden durch konvergierende, in Ausführungsformen auch divergierende Seitenkanten der Druckentlastungstür erzeugt. Die entstehenden Wirbel vermischen sich mit der aus der Öffnung in der Begrenzungswand austretenden heißen Abluftfahne und umhüllen diese, wodurch die heiße Abluftfahne abgekühlt wird und ihr Auftreffen auf die Außenfläche der Struktur verringert wird.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass die bei geöffneter Druckentlastungstür in der Außenwand vorgesehene Öffnung ebenfalls zur effizienten Führung der Abluftfahne beiträgt. Insbesondere hat die Öffnung eine Form, die der Form der Druckentlastungstür entspricht und dementsprechend auch zwei konvergierende Seitenkanten aufweist. Diese konvergierenden Seitenränder der Öffnung leiten den Wirbel, der durch die Ecken der Druckentlastungstür entstanden ist, zum Zusammenlaufen und zur Verengung der Fahnenbreite. Darüber hinaus enthält die Öffnung auch Ecken, die eine Verwirbelung der aus der Öffnung austretenden Gasfahne begünstigen.
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Gemäß einer Ausführungsform konvergieren die Seitenkanten über ihre gesamte Länge von der Vorderkante bis zur Hinterkante, wobei die Vorderkante eine größere Breite als die Hinterkante aufweist. In einer solchen Ausführungsform befinden sich die wirbelerzeugenden Ecken der Druckentlastungstür an den seitlichen Enden der Vorderkante der Druckentlastungstür.
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In einer anderen Ausführungsform bestehen die Seitenkanten aus einem vorderen Abschnitt und einem hinteren Abschnitt, wobei der vordere Abschnitt von der Vorderkante zum hinteren Abschnitt hin divergiert und der hintere Abschnitt bis zur Hinterkante konvergiert. Entsprechend bilden die Seitenkanten jeweils einen Eckpunkt zwischen der Vorderkante und der Hinterkante. Ein solcher Eckpunkt dient als wirbelerzeugende Ecke.
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In Ausführungsformen haben die Vorderkante und die Hinterkante die gleiche Länge. Alternativ kann die Hinterkante im Vergleich zur vorderen Kante eine geringere Breite haben, um die Fahnenbreite stromabwärts der Öffnung zu verringern.
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Die Vorderkante und die Hinterkante können beide als gerade Linie ausgebildet sein.
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In einer Ausführungsform sind die Seitenkanten jeweils länger als die Vorderkante und jeweils länger als die Hinterkante, wobei die längeren Seitenkanten der Tür mit der Umgebungsluft in Berührung kommen, um die Wechselwirkung mit der kühlen Umgebungsluft zu maximieren.
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In einer anderen Ausführungsform werden die Vorderkante und die Hinterkante jeweils von einem einzigen Punkt gebildet. In einer solchen Ausführungsform kann die Druckentlastungstür die Form eines Rhombus haben.
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Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die Vorderkante eine Einbuchtung bildet, bei der die Vorderkante nach hinten eingedrückt ist. In Beispielen hat die Einbuchtung eine V-Form oder eine U-Form, wobei die Spitze der V-förmigen Einbuchtung oder der U-förmigen Einbuchtung nach hinten zeigt. In einer anderen Ausführungsform hat die Einbuchtung eine rechteckige Form. In einer weiteren Ausführungsform hat die Vertiefung eine konkave Form, die z. B. eine halbrunde Form haben kann.
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Mit der Vorderkante, die eine Einbuchtung aufweist, kann die Umgebungsluft des freien Luftstroms, der an der Außenfläche des Flugzeugtriebwerks vorbeiströmt, in Richtung der heißen Abluftfahne geleitet werden, um für eine verbesserte Kühlung der heißen Fahne zu sorgen.
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Im Allgemeinen kann die Vorderkante nur an einzelnen Punkten oder Bereichen mit der Begrenzungswand gelenkig verbunden sein, und nicht über die gesamte Länge der Vorderkante. Insbesondere, wenn die Vorderkante eine Einbuchtung aufweist, ist vorgesehen, dass die Vorderkante in dem Bereich, in dem sie die Einbuchtung bildet, nicht mit der Begrenzungswand verbunden ist. Gleichzeitig ist die Einbuchtung so ausgebildet, dass bei geöffneter und nach außen gebogener Druckentlastungstür, die an der Vorderkante noch mit der Begrenzungswand gelenkig verbunden ist, Umgebungsluft durch die Einbuchtung in Richtung der in der Begrenzungswand gebildeten Öffnung strömt. Dadurch kann sich die Umgebungsluft mit der heißen Abluftfahne vermischen und kühlen.
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In dieser Ausführungsform bildet die Einbuchtung, sobald die Druckentlastungstür geöffnet ist (mit einem geöffneten Klappenbereich der Druckentlastungstür und der Vorderkante, die noch an der Begrenzungswand angelenkt ist), eine bogenartige Struktur, die einen offenen Durchgang oder eine Öffnung an der Vorderkante der Druckentlastungstür definiert, durch die die Umgebungsluft zur Öffnung strömen kann, um sich mit der heißen Wolke zu vermischen. Die Einbuchtung kanalisiert die Luft in einen gewünschten Weg.
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Die geöffnete Vorderkante senkrecht zur Umgebungsluft bietet auch einen Bereich zur Aufnahme der dynamischen Strömungshöhe der Umgebungsluft, die neben der Durchmischung der heißen Abluftfahne auch eine Kühlung der Innenfläche der Tür in Abhängigkeit vom Druckverhältnis zwischen den inneren Zonendrücken und dem Außendruck bewirken kann.
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In einer Ausführungsform ist die Druckentlastungstür symmetrisch in Bezug auf eine Längsachse, die sich zwischen der Mitte der Vorderkante und der Mitte der Hinterkante erstreckt. Prinzipiell kann die Druckentlastungstür aber auch asymmetrisch ausgeführt werden, z. B. mit unterschiedlich langen, konvergierenden Seitenkanten. Eine asymmetrische Ausführung kann dazu dienen, die heiße Abluftfahne in eine bestimmte Richtung abzulenken.
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In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst die Gasturbinenmaschine eine Begrenzungswand, wobei die Begrenzungswand eine Druckentlastungstür gemäß Anspruch 1 umfasst. Es kann eine Mehrzahl solcher Druckentlastungstüren vorgesehen sein. Die Begrenzungswand kann die Außenwand einer Gondel sein.
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Die Erfindung wird anhand von beispielhaften Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert:
- 1 ist eine vereinfachte schematische Schnittdarstellung einer Gasturbinenmaschine, in der die vorliegende Erfindung realisiert werden kann;
- 2 ist eine schematische Draufsicht auf eine Ausführungsform einer Druckentlastungstür, wobei die Druckentlastungstür an der Vorderkante eine V-förmige Einbuchtung aufweist;
- 3 ist eine schematische perspektivische Ansicht einer Entlastungsvorrichtung, die die Druckentlastungstür von 2 umfasst, wobei die Druckentlastungstür in einer offenen Position dargestellt ist, in der eine Öffnung in einer Begrenzungswand einer Kammer, die einen Brandbereich darstellt, ausgebildet ist;
- 4 zeigt in einer perspektivischen Ansicht die Strömungslinien der Umgebungsluft und der aus der Entlastungsvorrichtung von 3 austretenden Gasfahne;
- 5 zeigt in einer weiteren perspektivischen Ansicht die Strömungslinien der Umgebungsluft und der aus der Entlastungseinrichtung von 3 austretenden Gasfahne;
- 6 zeigt in einer perspektivischen Ansicht die Strömungslinien der Umgebungsluft und der Gasfahne einer Entlastungseinrichtung des Standes der Technik, die eine Druckentlastungstür mit rechteckiger Bauform umfasst;
- 7 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Druckentlastungstür, wobei die Druckentlastungstür zwei zur Hinterkante hin konvergierende Seitenkanten aufweist;
- 8 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Druckentlastungstür, wobei die Druckentlastungstür zwei Seitenkanten aufweist, die jeweils einen äußeren Eckpunkt bilden;
- 9 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Druckentlastungstür, wobei die Druckentlastungstür die Form eines Rhombus hat;
- 10 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Druckentlastungstür, wobei die Druckentlastungstür an der Vorderkante eine V-förmige Einbuchtung aufweist;
- 11 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Druckentlastungstür, wobei die Druckentlastungstür eine rechteckige Einbuchtung an der Vorderkante aufweist; und
- 12 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Druckentlastungstür, wobei die Druckentlastungstür an der Vorderkante eine halbkreisförmige Einbuchtung aufweist.
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1 zeigt ein Gasturbinentriebwerk 10 mit einer Hauptdrehachse 9. Das Triebwerk 10 umfasst einen Lufteinlass 12 und ein Antriebsgebläse 23, das zwei Luftströme erzeugt:
- einen Kernluftstrom A und einen Bypass-Luftstrom B. Das Gasturbinentriebwerk 10 umfasst einen Kern 11, der den Kernluftstrom A empfängt. Der Triebwerkskern 11 umfasst in axialer Strömungsreihe einen Niederdruckverdichter 14, einen Hochdruckverdichter 15,
- eine Verbrennungseinrichtung 16, eine Hochdruckturbine 17, eine Niederdruckturbine 19 und eine Kernauslassdüse 20. Eine Gondel 21 umgibt das Gasturbinentriebwerk 10 und
- definiert einen Bypass-Kanal 22 und eine Bypass-Abgasdüse 18. Der Bypass-Luftstrom B strömt durch den Bypass-Kanal 22. Der Fan 23 ist über eine Welle 26 und ein Planetengetriebe 30 an der Niederdruckturbine 19 befestigt und wird von dieser angetrieben.
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Im Betrieb wird der Kernluftstrom A durch den Niederdruckkompressor 14 beschleunigt und verdichtet und in den Hochdruckkompressor 15 geleitet, wo eine weitere Verdichtung stattfindet. Die komprimierte Luft, die aus dem Hochdruckkompressor 15 austritt, wird in die Verbrennungseinrichtung 16 geleitet, wo sie mit Kraftstoff vermischt und das Gemisch verbrannt wird. Die entstehenden heißen Verbrennungsprodukte expandieren dann durch die Hoch- und Niederdruckturbinen 17, 19 und treiben diese an, bevor sie durch die Düse 20 ausgestoßen werden, um einen gewissen Vortrieb zu erzeugen. Die Hochdruckturbine 17 treibt den Hochdruckverdichter 15 über eine geeignete Verbindungswelle 27 an. Das Gebläse 23 liefert im Allgemeinen den größten Teil des Antriebsschubs. Das Planetengetriebe 30 ist ein Untersetzungsgetriebe.
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Es wird darauf hingewiesen, dass die hier verwendeten Begriffe „Niederdruckturbine“ und „Niederdruckverdichter“ die Turbinenstufen mit dem niedrigsten Druck bzw. die Verdichterstufen mit dem niedrigsten Druck (d. h. ohne den Fan 23) und/oder die Turbinen- und Verdichterstufen bezeichnen, die durch die Verbindungswelle 26 mit der niedrigsten Drehzahl im Motor verbunden sind (d. h. ohne die Getriebeausgangswelle, die den Fan 23 antreibt). In der Literatur können die hier erwähnte „Niederdruckturbine“ und der „Niederdruckverdichter“ alternativ auch als „Mitteldruckturbine“ und „Mitteldruckverdichter“ bezeichnet werden. Wenn eine solche alternative Nomenklatur verwendet wird, kann der Ventilator 23 als erste oder Niederdruck-Verdichtungsstufe bezeichnet werden.
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Andere Gasturbinenmotoren, auf die die vorliegende Offenbarung angewendet werden kann, können alternative Konfigurationen aufweisen. Zum Beispiel können solche Triebwerke eine alternative Anzahl von Verdichtern und/oder Turbinen und/oder eine alternative Anzahl von Verbindungswellen haben. Als weiteres Beispiel hat das in 1 gezeigte Gasturbinentriebwerk eine geteilte Strömungsdüse 20, 22, was bedeutet, dass die Strömung durch den Bypasskanal 22 eine eigene Düse hat, die von der Kerntriebwerksdüse 20 getrennt ist und radial außerhalb dieser liegt. Dies ist jedoch nicht einschränkend, und jeder Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann auch für Motoren gelten, bei denen die Strömung durch den Bypasskanal 22 und die Strömung durch den Kern 11 vor (oder stromaufwärts von) einer einzigen Düse gemischt oder kombiniert werden, was als Mischstromdüse bezeichnet werden kann. Eine oder beide Düsen (ob Misch- oder Teilstromdüse) können eine feste oder variable Fläche haben. Während sich das beschriebene Beispiel auf ein Turbofan-Triebwerk bezieht, kann die Offenlegung beispielsweise für jede Art von Gasturbinentriebwerk gelten, wie z. B. für ein offenes Rotor-(bei dem die Fan-Stufe nicht von einer Gondel umgeben ist) oder Turboprop-Triebwerk. In einigen Anordnungen kann das Gasturbinentriebwerk 10 kein Getriebe 30 umfassen.
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Die Geometrie des Gasturbinentriebwerks 10 und seiner Komponenten wird durch ein herkömmliches Achsensystem definiert, das eine axiale Richtung (die mit der Rotationsachse 9 ausgerichtet ist), eine radiale Richtung (in der Ansicht von 1 von unten nach oben) und eine Umfangsrichtung (in der Ansicht von 1 senkrecht zur Seite) umfasst. Die axiale, radiale und Umfangsrichtung stehen zueinander senkrecht.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist die Gestaltung von Druckentlastungstüren von Bedeutung, die in der Gasturbinenmaschine unter Druck stehende Kammern oder Abteile abgrenzen, wobei sich die Druckentlastungstüren bei Überschreiten eines definierten Drucks automatisch öffnen. Solche Kammern können im Inneren und/oder an der Außenseite des Gasturbinentriebwerks ausgebildet sein. Sie schließen z. B. an die Außenhaut der Triebwerksgondel 21 an und bilden einen Teilbereich dieser Außenhaut. Alternativ können sie in Kammern gebildet werden, die sich zwischen dem Kerntriebwerk 11 und dem Bypass-Kanal 22 erstrecken. Die Kammern können als Brandabschnitte bezeichnet werden.
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zeigt in einer Draufsicht eine Ausführungsform einer Druckentlastungstür 4. Die Druckentlastungstür 4 ist ein flächiges Element und kann z. B. aus Blech oder einem kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff oder einem glasfaserverstärkten Kunststoff gebildet sein. Die Druckentlastungstür 4 umfasst eine Vorderkante 41, zwei Seitenkanten 42, 44 und eine Hinterkante 43. Die Druckentlastungstür 4 ist in einer Begrenzungswand einer Kammer eines Flugzeugtriebwerks so ausgerichtet, dass die Vorderkante 41 zu einem vorderen, stromaufwärtigen Ende des Flugzeugtriebwerks gerichtet ist.
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Die Vorderkante 41 ist als V-förmige Einbuchtung 47 ausgebildet und besteht aus Kantenlinien 411, 412, die nach hinten zusammenlaufen. In der dargestellten Ausführungsform sind die Enden der Kantenlinien 411, 412 durch eine weitere Kantenlinie 413 verbunden. Alternativ treffen die Enden der Kantenlinien 411, 412 aufeinander.
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Die Seitenkanten 42, 44 bestehen jeweils aus einem vorderen Abschnitt 421, 441 und einem hinteren Abschnitt 422, 442. Die vorderen Abschnitte 421, 441 divergieren von der Vorderkante 41 zu einer maximalen Breite der Druckentlastungstür 4, in der die Seitenkanten 42, 44 Seitenecken 71, 72 bilden. Von den Seitenecken 71, 72 laufen die hinteren Abschnitte 422, 442 bis zur Hinterkante 43 zusammen.
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Die Hinterkante 43 ist als gerade Linie ausgebildet.
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Die Druckentlastungstür 4 der 2 ist achsensymmetrisch in Bezug auf eine Längsachse der Druckentlastungstür 4, die sich zwischen der Mitte der Vorderkante 41 und der Mitte der Hinterkante 43 erstreckt.
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Die Vorderkante 41 ist über zwei einzelne Scharniere 45, die schematisch dargestellt sind, mit einer umgebenden Begrenzungswand verbunden. Die Vorderkante umfasst zwei Vorderecken 73, 74, die in 2 von den Scharnieren 45 überdeckt werden, wobei sich die vorderen Abschnitte 421, 441 der Seitenkanten 42, 44 von den Vorderecken 73, 74 zu den Seitenecken 71, 72 erstrecken. Die Art des Scharniers 45, mit dem die Druckentlastungstür 4 an ihrer Vorderkante 41 mit einer Begrenzungswand verbunden ist, ist nicht von Bedeutung. In Ausführungsformen kann es durch einen flachen Materialstreifen gebildet werden, der sowohl mit der Druckentlastungstür 4 als auch mit der Begrenzungswand verbunden ist.
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Die Hinterkante 43 ist mit einer Begrenzungswand über einen Riegel 46 verbunden, der schematisch dargestellt ist. Wenn der Druck im Inneren einer Kammer über ein vorgegebenes Niveau ansteigt, öffnet sich der Riegel 46. Die Art des Verriegelungsmechanismus, der zur Bereitstellung des Riegels 41 verwendet wird, ist nicht von Bedeutung. Eine Vielzahl von Verriegelungsmechanismen ist im Stand der Technik bekannt.
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Wenn der Druck in einer von der Druckentlastungstür 4 abgedeckten Kammer über ein vorbestimmtes Niveau ansteigt, öffnet sich der Riegel 46 und dementsprechend die Druckentlastungstür 4, wobei die Druckentlastungstür 4 mit der Begrenzungswand an ihrer Vorderkante 41 mittels der Scharniere 45 verbunden bleibt, so dass der Hauptteil der Druckentlastungstür wie eine Klappe wirkt, die sich um die Scharniere 45 an der Vorderkante 41 dreht. Um die Trennung der Druckentlastungstür 4 von der Begrenzungswand zu erleichtern, kann in der Begrenzungswand eine Perforation (nicht dargestellt) oder ähnliches ausgebildet sein, die beim Öffnen des Riegels 46 aufbricht.
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Die Situation, wenn die Druckentlastungstür 4 geöffnet ist, ist in 3 dargestellt. 3 zeigt eine Kammer 5, die eine Begrenzungswand 50 aufweist, die eine Außenfläche bildet. Die Kammer 5 kann in einer Gondel eines Gasturbinentriebwerks ausgebildet sein. Die Kammer 5 umfasst weitere, in 3 nicht dargestellte Begrenzungswände. Die Kammer 5 kann unter Druck stehen, wobei der Druck in der Kammer 5 einen vorgegebenen Wert nicht überschreiten sollte. Wenn der Druck in der Kammer 5 über das vorbestimmte Niveau ansteigt, z.B. weil eine pneumatische Leitung in der Kammer 5 gebrochen ist, öffnet sich die Druckentlastungstür 4 wie oben beschrieben, wodurch eine Öffnung 6 in der Begrenzungswand 50 entsteht, die die gleiche Form wie die Druckentlastungstür 4 aufweist. Dementsprechend umfasst die Öffnung 6 eine Vorderkante 61, zwei Seitenkanten 62, 64 und eine Hinterkante 63.
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Es werden nun mehrere Gasströme betrachtet. Die Umgebungsluft eines freien Luftstroms C strömt relativ zur Druckentlastungstür 4 in eine stromabwärtige Richtung. Heißes Gas im Inneren der Kammer 5 bildet eine Heißluftfahne D, die die Kammer 5 durch die Öffnung 6 verlässt. Die beiden Ströme C, D vereinigen sich zu einem Mischstrom E.
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Die Druckentlastungstür 4 sorgt für eine effiziente Abkühlung der heißen Abluftfahne D durch den Strom C der Umgebungsluft und eine effektive Vermischung der beiden Ströme. Durch die Reduzierung der Wärme des gemischten Stroms D kann eine Überhitzung der stromabwärts der Öffnung 6 befindlichen Oberfläche verhindert werden. Für eine wirksame Vermischung sorgen die Ecken 71, 72 der Seitenkanten 42, 44. Sie fördern die Bildung von Wirbeln, die die Vermischung der beiden Ströme C, D verbessern, wobei die kühle Strömung des Stroms C die heiße Strömung der Abluftfahne D aufgrund der Wirbelstruktur umschlingt. Die Wirbel tragen auch zur Verbesserung der wirksamen Fläche für die Druckentlastung bei.
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Da die Seitenkanten 62, 64 der Öffnung 6 zur Hinterkante 63 der Öffnung 6 hin konvergieren, wird außerdem die aus der Öffnung 6 austretende heiße Abluftfahne von den Seitenkanten 62, 64 konvergierend geführt, wodurch die Fahnenbreite verengt und die seitlichen Komponenten der Abluftfahne D reduziert werden.
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Weiterhin fördern die vorderen Randecken 73, 74 sowie die hinteren Randecken 75, 76 auch die Bildung von Wirbeln, um die Vermischung der beiden Ströme C, D weiter zu verbessern.
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Ein weiteres Merkmal, das für eine verbesserte Durchmischung der Ströme C, D sorgt, wird durch die V-förmige Einbuchtung 47 gebildet. Da die Vorderkante 41 nur an den Scharnieren 45 an der Begrenzungswand 50 angelenkt ist, wird der Bereich zwischen den Scharnieren 45 zusammen mit dem Rest der Druckentlastungstür nach oben gebogen, wenn die Druckentlastungstür geöffnet wird. Dementsprechend wird die V-förmige Einbuchtung 47 über das Niveau der Begrenzungswand 50 angehoben. Dementsprechend strömt Umgebungsluft durch die V-förmige Einbuchtung direkt zur Öffnung 6 und vermischt sich bereits im Bereich der Öffnung 6 mit der heißen Abluftfahne D in Abhängigkeit von den Druckverhältnissen der Umgebungsluft und dem lokalen Druck unter der Druckentlastungstür. Die V-förmige Einbuchtung 47 leitet die Umgebungsluft C in die gewünschte Richtung zur Öffnung 6.
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Das Ergebnis dieser verbesserten Vermischung ist in den 4 und 5 dargestellt. Gemäß 4 strömt die Umgebungsluft des freien Luftstroms C durch die V-förmige Einbuchtung 47 in die Öffnung 6 und bildet auch an den Ecken 71, 72 Wirbel, um die heiße Abluftfahne D mit dem freien Luftstrom C zu mischen. Gemäß 5 hat der gemischte Strom E eine relativ geringe Breite und ist auf einen Bereich stromabwärts der Öffnung 6 beschränkt.
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Im Gegensatz dazu zeigt 6 eine aus dem Stand der Technik bekannte Druckentlastungstür 400 mit rechteckiger Form. Wie man sieht, sind die seitlichen Komponenten D1, D2 der aus der Öffnung austretenden Heißluftfahne viel stärker und die Vermischung des freien Luftstroms C mit der Heißluftfahne D ist viel weniger effizient.
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7 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Druckentlastungstür 4. Die Druckentlastungstür 4 der 7 hat zwei Seitenkanten 42, 44, die über ihre gesamte Länge von der Vorderkante 41 zur Hinterkante 43 konvergieren. Sowohl die Vorderkante 41 als auch die Hinterkante 43 sind als Geraden ausgebildet. Die Vorderkante 41 hat eine größere Breite als die Hinterkante 43.
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Obwohl die Ausführungsform von 7 im Vergleich zur Ausführungsform von 2 einen einfacheren Aufbau hat, sieht sie immer noch wirbelbildende Ecken 71, 72, 75, 76 vor, die die Vermischung des freien Luftstroms C mit der Heißluftfahne D verbessern.
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8 zeigt eine Ausführungsform, die der Ausführungsform von 2 ähnlicher ist, bei der die Seitenkanten 42, 44 abweisende vordere Abschnitte 421, 441 und konvergierende hintere Abschnitte 422, 442 aufweisen. Anders als bei der Ausführungsform von 2 weist die Vorderkante 41 jedoch keine Einbuchtung auf, sondern ist stattdessen als gerade Linie 410 ausgebildet. Durch diese Ausführung sind wirbelbildende Ecken 71-76 vorgesehen.
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In 9 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der die Vorderkante 41 und die Hinterkante 42 jeweils durch einen einzigen Punkt gebildet werden. Entsprechend sind nur ein Scharnier 45 und ein Scharnier 46 vorhanden. Die Relieftür 4 kann die Form eines Rhombus haben, wobei die jeweiligen Kantenlinien parallel zueinander verlaufen. Wirbelbildende Ecken werden durch die Ecken 71, 72 gebildet.
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Die in 10 gezeigte Ausführungsform ist der Ausführungsform von 2 ähnlich. Der einzige Unterschied besteht darin, dass die Gesamtlänge der Druckentlastungstür 4 gegenüber der Ausführungsform von 2 reduziert ist.
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Die Ausführungsform von 11 ähnelt der Ausführungsform von 2 und 10, mit Ausnahme der Form einer Einbuchtung 48, die an der Vorderkante 41 vorgesehen ist. Die Einbuchtung 48 hat eine rechteckige Form, die durch die Kantenlinien 414, 415 und 416 gebildet wird.
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Die Ausführungsform von 12 ähnelt der Ausführungsform von 2 und 10, mit Ausnahme der Form einer Einbuchtung 49, die an der Vorderkante 41 vorgesehen ist. Die Einbuchtung 49 hat eine konkave Form. In der dargestellten Ausführungsform, aber nicht notwendigerweise, hat die Einbuchtung eine halbkreisförmige Form.
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Die Einbuchtung 48, 49 der 11 und 12 dient auch dazu, Umgebungsluft durch eine von der Einbuchtung 48, 49 gebildete Öffnung direkt zur Öffnung 6 zu leiten (siehe 3), um sich mit der heißen Abluftfahne zu vermischen, wenn die heiße Abluftfahne aus der Öffnung 6 austritt.
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Es versteht sich, dass die obige Beschreibung nur zur Veranschaulichung dient und nicht beabsichtigt ist, den Umfang der vorliegenden Offenbarung in irgendeiner Weise zu begrenzen. Der Fachmann wird auch verstehen, dass andere Aspekte der Offenbarung aus einem Studium der Zeichnungen, der Offenbarung und der beigefügten Ansprüche gewonnen werden können. Alle hierin beschriebenen Verfahren können in jeder geeigneten Reihenfolge durchgeführt werden, sofern hierin nicht anders angegeben oder durch den Kontext eindeutig widersprochen wird. Verschiedene Merkmale der hierin offengelegten Ausführungsformen können in unterschiedlichen Kombinationen kombiniert werden, um neue Ausführungsformen innerhalb des Anwendungsbereichs der vorliegenden Offenbarung zu schaffen. Insbesondere erstreckt sich die Offenbarung auf alle Kombinationen und Unterkombinationen von einem oder mehreren hierin beschriebenen Merkmalen und schließt diese ein. Alle hier angegebenen Bereiche umfassen alle spezifischen Werte innerhalb des Bereichs und alle Unterbereiche innerhalb des angegebenen Bereichs.
