DE1021646B - Brennkammer - Google Patents

Brennkammer

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DE1021646B
DE1021646B DEG15965A DEG0015965A DE1021646B DE 1021646 B DE1021646 B DE 1021646B DE G15965 A DEG15965 A DE G15965A DE G0015965 A DEG0015965 A DE G0015965A DE 1021646 B DE1021646 B DE 1021646B
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DE
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air
head
flame tube
fuel
combustion
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DEG15965A
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English (en)
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Robert Howard Johnson
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General Electric Co
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General Electric Co
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    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23RGENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/02Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the air-flow or gas-flow configuration
    • F23R3/04Air inlet arrangements
    • F23R3/10Air inlet arrangements for primary air
    • F23R3/12Air inlet arrangements for primary air inducing a vortex
    • F23R3/14Air inlet arrangements for primary air inducing a vortex by using swirl vanes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23RGENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/02Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the air-flow or gas-flow configuration
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Description

  • Brennkammer Die Erfindung betrifft Brennkammern, besonders von der Art, wie man sie in Gasturbinentriebwerken, beim Strahlantrieb von Flugzeugen, sowie in handelsüblichen Öl- und. Gasbrennern verwendet.
  • Brennkammern, die geeignet sind, große Energiebeträge pro Volumeneinheit abzugeben, sind im Gasturbinenkreislauf sowie für kleine, kompakte Kraftstoffbrenner erwünscht. Aus den bei weitgespannten Betriebsbedingungen auftretenden hohen Verbrennungsgeschwindigkeiten und -temperaturen ergeben sich gewisse Probleme bezüglich der Stetigkeit und Vollständigkeit des Reaktionsablaufes in der Brennkammer sowie der Kühlung der Kammerwandungen. Dem Kühlungsproblem kann man mindestens teilweise dadurch begegnen, daß man eine Luftkühlung vorsieht. In solchen Fällen jedoch, wo der Verbrennungsvorgang unstetig oder unvollständig verläuft, besteht die Gefahr, daß die Flamme in der Brennkammer verlöscht.
  • Brennkammern mit einer Außenwandung und einem innerhalb der Außenwandung im Abstand von dieser angeordneten, durch einen halbkugelförmigen Kopf an seinem einen Ende abgeschlossenen, mit Öffnungen versehenen Flammrohr, wobei der zwischen dem Flammrohr und der Außenwandung bestehende Zwischenraum einen Durchlaß für die Zuleitung von Verbrennungs- und Kühlluft nach. dein Flammrohrinneren bildet und am geschlossenen Flammrohrende Kraftstoffzuführungsvorrichtungen angeordnet sind, sind an sich bekannt. Bei den bekannten Anordnungen wird jedoch die Verbrennungsluft radial in den zylindrischen Flammrohrteil von einer Ouerschnittszone ab eingeleitet, die vom Rand des Kopfes einen bestimmten Mindestabstand haben soll. Ferner sind bei den bekannten Anordnungen noch an der Kopfperipherie Öffnungen vorgesehen, die zur Einleitung eines verhältnismäßig dünnen Luftstromes in Richtung auf den Kopfscheitel für die Kühlung der Kopfwandungen dienen.
  • Die bekannten Anordnungen gewährleisten jedoch nicht unter allen Betriebsbedingungen eine ausreichende Kühlung und vollständige Ausnutzung des Brennstoffes.
  • Erfindungsgemäß ist eine Brennkammer der beschriebenen Art dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennungserstluft, die zum Teil auch den halbkugelförmigen Kopf des Flammrohres kühlt, am äußeren Rand des Kopfes in Richtung gegen das geschlossene Ende des Kopfes zugeführt und in Form eines Wirbelstromes hoher Geschwindigkeit in das Kopfinnere eingeleitet wird.
  • Dank des erfindungsgemäßen Wirbelumkehrprinzips erübrigen sich zusätzliche Maßnahmen zur Bereitstellung von Kühlluft. Der Flammrohrkopf wird durch den Erstluftwirbel selbst gekühlt, während der zylindrische Teil durch die vom Flammentorus angesaugte Zusatzluft gekühlt wird. Der Flammentorus im zylindrischen Teil ist auf Grund der erfindungsgemäßen Maßnahmen so ausgebildet, daß die Verbrennung weitgehend vollständig ist und daher nicht, wie bei den bekannten Anordnungen, besondere Vorkehrungen getroffen werden müssen, um unverbrannte Kohlenstoffpartikeln von den Kammerwandungen fernzuhalten. Dabei sind in bekannter Weise auch im zylindrischen Teil Öffnungen vorhanden. Diese brauchen jedoch, da sie nur dem Ansaugen von Zusatzluft dienen, nicht so zahlreich vorgesehen und so kritisch bemessen zu sein wie bei den bekannten Einrichtungen, bei denen der Verbrennungserstluftstrom in den zylindrischen Teil eingeleitet wird.
  • Die erfindungsgemäße Brennkammer erlaubt, die Belastung rasch zu ändern, ohne daß dabei der Verbrennungsprozeß ernstlich beeinträchtigt wird. Weiterhin kann die spezifische Brennraumbelastung erhöht werden, während gleichzeitig die Wandungsflächen der Brennkammer verhältnismäßig kühl bleiben. Schließlich läßt sich innerhalb eines weiten Bereiches unterschiedlicher Verbrennungsdrücke und Kraftstoffdosierungen, wie er z. B. bei Heiß-Strahltriebwerken für Höhenflugzeuge erforderlich ist, eine einwandfreie Zündung und Verbrennung bewerkstelligen. Die Erfindung soll an Hand der Zeichnung ausführlicher beschrieben werden. In der Zeichnung bedeutet Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Brennkammer, Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Brennkammer, Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie 3-3 in Fig. 1, Fig. 4 eine perspektivische Ansicht des in Fig. 2 gezeigten Umlenkgliedes, Fig. 5 einen Längsschnitt durch eine abgewandelte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Brennkainmer und Fig.6 einen Längsschnitt durch eine anderweitig abgewandelte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Brennkammer.
  • In Fig. 1 und 3 ist eine Brennkammer gezeigt, wie sie in einer Gasturbine oder einer Vorrichtung, bei der durch Verbrennung von Kraftstoff große Mengen von Heißluft erzeugt werden sollen. Verwendung finden kann. Die im ganzen mit 10 bezeichnete Kammer besteht aus zwei koaxialen Wandungen: einer Innenwandung oder Flammrohr 11 und einer Außenwandung 12, wobei mittels geeigneter Befestigungsvorrichtungen, z. B. längs des: Wandungsuinfanges beabstandet (das Wort »beabstandet« ist dem englischen Wort »spa.ced« nachgebildet und soll bedeuten: »im Abstand angeordnet« oder »im Abstand befindlich«), Lamellen (in den Figuren nicht gezeigt), die an einer oder beiden Wandungen 11 oder 12 angeschweißt oder anderweitig befestigt sein können. dafür gesorgt ist, daß ein konzentrischer Zwischenraum zwischen den beiden Wandungen gewahrt bleibt. Das Flammrohr 11 kann die Form eines ini wesentlichen zylindrischen Körpers 13 haben, der am rechten Ende, d. h. am Abström- oder Ausstoßende. offen ist und an seinem anderen Ende einen abgeschlossenen Kopf 14, der etwa die Form einer Kuppel hat, aufweist. Der Kraftstoffeinlaß 15 ist durch das Zentrum des Kopfes 14 geführt. und zwar in Form einer Spritzdüse, durch die mittels einer geeigneten Kraftstoffzuführungsvorrichtung, z. B. einer (nicht gezeigten) Kraftstoffpumpe, ein Strahl von feinverteiltem Kraftstoff gefördert wird. Der Zwischenraum zwischen den Wandungen 11 und 12 bildet einen Durchlaß 16, dem mittels geeigneter (in der Zeichnung nicht gezeigter) Vorrichtungen Luft unter einem beliebigen gewünschten Druck zugeführt wird, und zwar von dem in Fig. 1 links befindlichen Ende der Brennkammer her.
  • Am Rand des kuppelförmigen Kopfes 14 ist eine Anzahl von schräg gerichteten Öffnungen 17 ;ingebracht, durch die Durchlässe zum Einführen von Erstluft in den Innenraum des Kopfes 14 gebildet werden. Die Öffnungen 17 können durch einen Kranz von Leitschaufeln 18 gebildet werden, wobei die einzelnen Schaufeln in einem solchen Anstellwinkel angeordnet sind, daß die hereinströmende Erstluft in annähernd ta.ngentialer Richtung geführt und dadurch ein Wirbelstrom, in den der Kraftstoff eingespritzt wird, erzeugt wird. In dem Körper 13 des Flammrohres 11 sind mehrere Reihen voll längs des Umfanges beabstandeten Löchern 19 angebracht. durch die zusätzliche Verbrennungsluft sowie Kühlluft vom Durchlaß 16 her in den durch das Flammrohr 11 gebildeten Innenraum gelangt. Im vorliegenden Falle sind vier Längsreihen von solchen längs des Umfanges beabstandeten Löchern gezeigt. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, sind die Löcher 19 so angeordnet, daß jeweils einander entsprechende Löcher aus den verschiedenen Reihen sich in einer gemein->amen E1)ene befinden, die auf der Kammerachse senkrecht steht.
  • Durch die schräg gerichteten Öffnungen 17 und Düsenleitschaufeln 18 wird die Erstluft in Gegenstromrichtung gegen das geschlossene Ende des Kopfes 14 gepreßt und dadurch ein ins Innere des Kopfes 14 gerichteter Wirbelstrom von hoher Geschwindigkeit erzeugt, der durch die Pfeile 20 angedeutet ist. Immerhalb des Kopfes 14 kehrt dieser Erstluftwirbelstrom, wie durch die Pfeile 21 und 22 angedeutet, seine Strömungsrichtung um. Der mit dem Pfei121 bezeichnete Teil des Luftstromes sorgt durch die Erhaltung seines Dralles für eine Kühlung der Kuppel 14. In dein -Maße, wie der Luftstrom 21 sich längs seines Strömungsweges erhitzt, wächst seine Geschwindigkeit, so daß für eine konstante Wärmeleitung gesorgt ist. Durch einen mit 23 bezeichneten Teil des Erstluftstromes, der durch den natürlichen Abfluß des Wirbels gebildet wird, wird ferner Kühlluft für einen Teil der Innenwandung des Körpers 13 des Flammrohres 11 geliefert. Der Kraftstoff 40 wird am geschlossenen Ende in das Flaininrohr 11 eingespritzt und zum größten Teil von dein Erstluftwirbel, der inzwischen, wie durch die Pfeile 24 angedeutet. seine Strömungsrichtung umgekehrt hat, mitgerissen. Durch den L uftstromwirbel und den in seiner Strömungsrichtung umgekehrten Wirbel des Luft-Kraftstoff-Gemisches wird eine vollständige und stetige Verbrennung erreicht. Die Luft, die sich mit dem Kraftstoff mischt, ist zunächst nach ihrem Ausströmen aus den Düsenleitschaufeln 18 vorerhitzt worden. Durch den spiralförmig verlaufenden Strömungsweg wird erreicht, daß ein längerer Zeitraum zum Erhitzen der Luft zur Verfügung steht. In jener Zone schließlich. wo sich die Strömungsrichtung, wie durch die Pfeile 24 angedeutet, umgekehrt hat, wird mittels in der Abbildung nicht gezeigter herkömmlicher Vorrichtungen (-las Luft-Kraftstoff-Gemisch gezündet.
  • Der durch die schräg gerichteten Öffnungen 17 wirbelnde Luftstrom erzeugt einen Unterdruck im Strömungszentrum. Dadurch wird, wie durch die Pfeile 25 angedeutet, Zusatzluft in den Kern der Verbrennungsflamme gesaugt. Diese Zusatzluft dient dazu, die Flamme stetig zu halten und die Verbrennungsgeschwindigkeit zu erhöhen. Sie wird in Gegenstromrichtung durch die Löcher 19 des ersten Lochringes angesaugt und dabei durch die Verbrennungsprodukte, die sie durchsetzt und mitreißt, vorgewä rint. Sie kehrt sodann, wie durch die Pfeile 26 angedeutet, ihre Strömungsrichtung uin, beginnt längs der Innenwandung des Flammrohres 11 nach rückwärts zu fließen und vereinigt sich mit dein gleichfalls in seiner Strömungsrichtung umgekehrten Luft-Kraftstoff-Gemisch 24. Das kombinierte Luft-und Kraftstoffgemisch 26 und 24 fließt sodann, wie durch die Pfeile 28 angedeutet, längs der Innenwandung des Flammrohres 11 zwischen den mit 27 bezeichneten Luftstrahlen nach rückwärts ab.
  • Weitere Zusatzluft. wie sie für die Verbrennung sowie für die Kühlung des Produktes auf die gewünschte Temperatur benötigt wird, wird in herkömmlicher Weise. wie durch die Pfeile 27 angedeutet, durch die Löcher 19 zugeführt. Ferner sorgt der in dem Zwischenraum 16 herrschende Luftstrom für eine Kühlung der Außenwandung 12 sowie des Flammrohres 11.
  • Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung braucht nicht mit so engen Toleranzgrenzen zu arbeiten, wie dies bei den meisten Verbrennungseinrichtungen' ;gefordert wird, da im vorliegenden Falle der gebildete Luftwirbel mit dazu beiträgt, den eingespritzten Kraftstoff zu zerstäuben und mit der Luft zu mischen, und außerdem die Reaktionsteilnehmer für eine maximale Zeitdauer miteinander in Kontakt gehalten werden.
  • In Fig.2 ist eine abgewandelte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbrennungskammer gezeigt. Hier wird zusätzliches Luft-Kraftstoff-Gemisch bereitgestellt, und zwar mittels einer Anzahl von Kraftstoffeinlaßdüsen, die koaxial um den Körper 13 des Flammrohres 11 mit den Löchern 19 des ersten Lochringes angeordnet sind. Konstruktion und Wirkungsweise der Vorrichtung nach Fig. 2 sind ähnlich wie bei der Vorrichtung nach Fig. 1, mit Ausnahme der nach Fig. 2 vorgesehenen zusätzlichen Kraftstoffeinlässe und Luftzuführungsvorrichtungen, deren Wirkungsweise im folgenden ausführlicher beschrieben werden soll.
  • Wie in Fig. 1 ist die Verbrennungskammer allgemein mit 10 bezeichnet und besteht aus einem Flammrohr 11, das koaxial innerhalb einer Außenwandung 12 montiert ist. Das Flammrohr 11 ist als ein im wesentlichen zvlindrisches Rohr ausgebildet, das einen an seinem Äuslaßende offenen Körper 13 und einen kuppelartig geformten, geschlossenen Kopf 14 aufweist. Im Zentrum des Kopfes 14 ist eine Kraftstoffeinspritzdüse 15 angeordnet, durch die mittels einer geeigneten Kraftstoffquelle, z. B. einer (nicht gezeigten) Kraftstoffpumpe, der Kraftstoff gefördert wird. Um die Basis des Kopfes 14 sind schräg gerichtete, mit Leitschaufeln 18 versehene Öffnungen 17 angebracht, durch die ein Wirbelstrom von Verbrennungs- und Kühlluft zugeführt wird. Im Flammrohr 11 sind mehrere ringförmige Reihen von öffaungen 19 zur Zuführung von zusätzlicher Verbrennungsluft und Kühlluft vorgesehen. Mittels einer geeigneten Vorrichtung, z. B. einem (nicht gezeigten) Kompressor, wird Luft durch den Zwischenraum zwischen dem Flammrohr 11 und der Außenwandung 12 nach den Öffnungen 17 geführt.
  • In Verbindung mit dem ersten Ring der Löcher 19 sind zusätzliche Kraftstoffeinlaßdüsen 15' angebracht, durch die Kraftstoff in das Innere des Flammrohres 13 eingespritzt werden kann. In Fig. 2 sind zwei derartige zusätzliche Kraftstoffdüsen 15' in diametral entgegengesetzter Anordnung gezeigt. Dadurch wird ein reichlicher Kraftstoffzufluß gewährleistet, durch den die Erstv erbrennungsflamme jedoch nicht gelöscht werden kann. Ferner wird für eine Verdampfung und Vergasung des Kraftstoffes sowie für einen sehr raschen Verbrennungsablauf gesorgt. Um jedes der zum ersten Ring gehörenden Löcher 19 ist ein Stromablenkglied 29, dessen Beschaffenheit am besten aus Fig. 4 ersichtlich wird, befestigt. An jedem dieser Ablenkglieder 29 ist eine koaxial hierzu angeordnete Kraftstoffeinlaßdüse 15' montiert, deren Zweck im folgenden beschrieben werden soll.
  • Bei der obigen Vorrichtung wird ein Teil des in den Durchlaß 16 eintretenden Luftstromes durch das Ablenkglied 29 abgelenkt und durch die mit den Kraftstoffeinlaßdüsen 15' versehenen Öffnungen 19 des ersten Ringes geführt. In den durch die Öffnungen 19 des ersten Ringes eintretenden Luftstrom wird mittels der Düsen 15' zerstäubter Kraftstoff 40' eingespritzt. Das durch die Pfeile 30 angedeutete Luft-Kraftstoff-Gemisch gelangt in den hohlen Kern des durch die schrägen Öffnungen 17 erzeugten Wirbelstromes und sorgt auf diese Weise für eine beträchtliche Erhöhung der Temperatur des Luft-Kraftstoff-Gemisches. Das Luft-Kraftstoff-Gemisch 30 kehrt, wie durch die Pfeile 31 angedeutet, seine Strömungsrichtung um und vereinigt sich mit dem durch die Pfeile 24 angedeuteten, in seiner Strömungsrichtung gleichfalls umgekehrten Luft-Kraftstoff-Gemisch, um. wie durch die Pfeile 32 angedeutet, längs der Inn@iiwandung des Flammrohres 11 nach rückwärts abzufließen. Durch geeignete Dosierung der durch die Düsen zu fördernden Kraftstoffmenge kann erforderlichenfalls dafür gesorgt werden, daß der Kraftstoffzufluß in den Kopf 14 konstant bleibt. Dadurch, daß man sich einer Vielzahl von Kraftstoffdüsen bedient, vermeidet man das Erfordernis einer komplexen Kraftstoffdüse etwa einer mit mehr als einem Satz von Kraftstoffschlitzen versehenen Mehrloch-oder Duplexdüse. Der begrenzte Druckabfallbereich, innerhalb dessen bei einer nach dem Wirbelprinzip arbeitenden Düse eine einwandfreie Zerstäubung gewährleistet i-st, kann dadurch erweitert werden, daß man bei vermindertem Kraftstoffbedarf eine der Düsen absperrt und auf diese Weise für eine gleichbleibend gute Zerstäuberwirkung der übrigen Düsen sorgt.
  • Die Strömung und Mischung der durch die Öffnungen 17 eintretenden Erstluft mit dem durch die Düse 15 eingespritzten Kraftstoff verläuft in genau der gleichen Weise wie bei der in Fig. 1 gezeigten Verbrennungskammer, so daß eine nochmalige Beschreibung dieser Vorgänge hier nicht erforderlich ist.
  • Die abgewandelte Verbrennungskammer nach Fig. 2 kann als eine Art Verdampfungsbrenner angesehen werden, d. h., die in dem abgeschlossenen Kopf erzeugte Hitze wird zum Erwärmen und Verdampfen des größten Teiles der Verbrennungsluft bzw. des Kraftstoffes benutzt. Dabei wird zum Unterschied von den meisten sonst üblichen Kraftstoffverdampfern nicht eine heiße Metallplatte oder ein Wärmeaustauscher zur Auslösung des Verdampfungsprozesses verwendet, sondern man schafft eine sachgemäße Einspritzung und Mischung von Kraftstoff und Luft und sorgt dadurch innerhalb der Luftströmungen selbst für solche Bedingungen, daß die in dem innerhalb des Wirbels in dem Kopf 14 stattfindenden Verbrennungsprozeß anfallenden heißen Verbrennungsprodukte den durch die Löcher 19 des ersten Ringes eintretenden Kraftstoff größtenteils zur Verdampfung und Vergasung bringen. Der restliche Teil der Verbrennungs- und Kühlluft wird in herkömmlicher Weise durch die übrigen Löcher 19 eingebracht. um die gewünschten Temperaturverhältnisse herzustellen.
  • In Fig. 5 und 6 sind weitere Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Brennkammer gezeigt. Konstruktion und Wirkungsweise der Ausführungsformen nach Fig. 5 und 6 sind ähnlich wie bei der Ausführungsform nach Fig. 2, mit dem einzigen Unterschied, daß an Stelle der in Fig. 2 gezeigten zentralen Kraftstoffeinlaßdüse in der Brennkammer nach Fig. 5 ein Sparbrenner und in der Vorrichtung nach Fig. 6 ein völlig abgeschlossener Kopf tritt. Eine ins einzelne gehende Beschreibung der Ausführungsformen nach Fig. 5 und 6 ist daher nicht erforderlich, nachdem die in der Beschreibung und in den Zeichnungen angegebenen Bezugszeichen für sämtliche Ausführungsformen die gleichen sind.
  • Wie aus Fig.5 ersichtlich, ist im Zentrum des Kopfes 14 ein Sparbrenner 41, der eine Flamme 42 abgibt, angeordnet. Durch den Sparbrenner 41 wird verhindert, daß der innerhalb des Flammrohres 11 gebildete Flammentorus verlöscht, und auf diese '\Veise eine Brennkammer geschaffen, die innerhalb eines weiten Bereiches unterschiedlicher Verbrennungsdrucke und Kraftstoffdosierungen Verwendung finden kann. Die Einleitung der Luft 30 und des Kraftstoffes 40' durch die Öffnungen 19 des ersten Ringes geht in derselben Weise vor sich wie bei der Vorrichtung nach Fig.2. Durch die schräg gerichteten Öffnungen 17 und Düsenleitschaufeln 18 wird Erstluft in Gegenstromrichtung gegen das geschlossene Ende des Kopfes 14 gepreßt und dadurch ein in das Innere des Kopfes 14 gerichteter Wirbelstrom 20 von hoher Geschwindigkeit erzeugt. Im Kopf 14 kehrt der Erstluftwirbelstrom, wie durch die Pfeile 21, 22 und 23 angedeutet, seine Strömungsrichtung um. Der mit 21 bezeichnete Teil des Luftstromes sorgt für eine Kühlung der Wandung des Kopfes 14. Ein mit 23 bezeichneter weiterer Teil des Erstluftstromes sorgt dafür, daß gleichzeitig auch ein Stück der Innenwandung des zylindrischen Körpers 13 des Flammrohres 11 gekühlt wird. Wie durch die Pfeile 31 angedeutet, kehrt der Erstluftw irbelstrom seine Strömungsrichtung um und vereinigt sich mit dem durch die Pfeile 33 angedeuteten, gleichfalls in seiner Strömungsrichtung umgekehrten Luftstrom, um, wie durch die Pfeile 34 angedeutet, längs der Innenwandung des Flammrohres 11 zwischen den Luftstrahlen 27 nach rückwärts abzufließen. Der Sparbrenner 41 sorgt dafür, daß ein etwa in dem durch die Öffnungen 19 des ersten Ringes eingeführten Luft-Gas-Gemisch vorhandener Kraftstoffüberschuß weiterverbrannt wird.
  • Bei der Ausführungsform nach Fig. 6 ist der kuppelförmige Kopf 14 vollständig abgeschlossen. In diesem Fall ist in dem Kopf 14 weder eine zentrale Kraftstoffeinlaßdüse noch ein Sparbrenner vorgesehen. Die Einleitung des Luft-Kraftstoff-Gemisches durch die Öffnungen 19 des ersten Ringes erfolgt in derselben Weise wie bei den Vorrichtungen nach Fig.2 und 5. Mittels schräg gerichteter Öffnungen 17 und Düsenleitschaufeln 18 wird die eintretende Luft gegen die Wandungen des Kopfes 14 gepreßt und dadurch ein ins Innere des Kopfes 14 gerichteter Wirbelstrom 20 von hoher Geschwindigkeit erzeugt. Innerhalb des Kopfes 14 kehrt der Luftwirbelstrom, wie durch die Pfeile 35 und 36 angedeutet, seine Strömungsrichtung um. Der mit 35 und 36 bezeichnete Luftstrom sorgt für eine Kühlung der Wandung des Kopfes 14. Ein mit 23 bezeichneter Teil des Erstluftstromes dient ferner zur Kühlung der Innenwandung des Körpers 13. Ferner kehrt, wie durch die Pfeile 31 angedeutet, ein Teil des L uft-Kraftstoff-Gemisches gleichfalls seine Strömungsrichtung um und vereinigt sich mit dem ebenfalls in seiner Strömungsrichtung umgekehrten Luftstrom 37, um längs der Innenwandung des Flammrohres 11, wie durch die Pfeile 38 angedeutet, zwischen den Luftstrahlen 27 nach rückwärts abzufließen.
  • Sowohl in der Ausführungsform nach Fig. 1 als auch in den abgewandelten Ausführungsformen nach Fig. 2, 5 und 6 kann die Zündung durch herkömmliche Vorrichtungen, z. B. eine Zündkerze, ausgelöst werden, obgleich derartige Vorrichtungen in der vorliegenden Beschreibung nicht ausdrücklich offenbart sind.
  • Nach der Erfindung werden die gestellten Aufgaben dadurch gelöst, daß man sich starker konzentrischer Wirbelbildungen aus Erst- und Zweitluft, d. h. den über die Öffnungen 17 und 19 eingeführten Luftströme, bedient, wodurch in der Nähe des Strömungszentrums eine Zone relativ niedrigen Druckes gebildet wird. Dadurch wird erreicht, daß der Kraftstoff intensiv zerstäubt wird und sich innig mit der Verbrennungsluft mischt, so daß man an die Leistungsfähigkeit des Zerstäubers selbst nicht so hohe Anforderungen zu stellen braucht. Der durch die Wirbelumkehr geschaffene Stromfluß ergänzt die Wirkung des in der USA.-Patentschrift ? 601000 beschriebenen Rückstromes innerhalb des Flammrohres 13, d. h., der durch den Wirbelstrom im Kopf 14 erzeugte Unterdruck ermöglicht es, daß größere Mengen von Rückstromluft durch die Löcher 19 des ersten Lochringes angesaugt werden. Dadurch wird die Intensität des Flammentorus und somit die Stetigkeit des Verbrennungsablaufes erhöht und durch die so erreichte Wärmeauffrischung den für die Erzielung hoher Verbrennungsgeschwindigkeiten innerhalb eines weiten Bereiches von unterschiedlichen Drücken, Kraftstoffdosierungen und Luft-Kraftstoff-Verhältnissen notwendigen Erfordernissen Rechnung getragen.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Brennkammer mit einer Außenwandung und einem innerhalb der Außenwandung im Abstand von dieser angeordneten, durch einen halbkugelförmigen Kopf an seinem einen Ende abgeschlossenen, mit Öffnungen versehenen Flammrohr, wobei der zwischen dem Flammrohr und der Außenwandung bestehende Zwischenraum einen Durchlaß für die Zuleitung von Verbrennungs- und Kühlluft nach dem Flammrohrinneren bildet und am geschlossenen Flammrohrende Kraftstoffzuführungsvorrichtungen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennungserstluft, die zum Teil auch den halbkugelförmigen Kopf des Flammrohres kühlt, am äußeren Rand des Kopfes in Richtung gegen das geschlossene Ende des Kopfes zugeführt und in Form eines Wirbelstromes hoher Geschwindigkeit in das Kopfinnere eingeleitet wird. z. Brennkammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der an den Kopf angrenzende Teil des Flammrohres einen kleineren Durchmesser als die Peripherie des Kopfes hat und daß dieser Teil des Flammrohres mit dem Rand des Kopfes. durch im Abstand längs des Umfanges angeordnete, schräg gestellte Leitschaufeln, die einen Düsenkranz für die Zuführung der Erstverbrennungsluft bilden, verbunden ist. 3. Brennkammer nach Anspruch 1 oder 2, bei der das Flammrohr mit einer Anzahl von axial beabstandeten, in Reihen längs des Umfanges angeordneten Öffnungen versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der ersten dieser Lochreihen mehrere Kraftstoffdüsen angeordnet sind und daß zwischen dem Flammrohr und derAußenwandung um jede der Öffnungen je eine Leitschaufel zur Ablenkung der Luft ins Innere des Flammrohres um jede der Öffnungen angeordnet und in jeder der Öffnungen eine Kraftstoffdüse angebracht ist. In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschriften N r. 2 657 531, 2 6010001. 2 581999, 2 510 645.
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