DE1064760B

DE1064760B - Ignition device for combustion chambers of recoil drives

Info

Publication number: DE1064760B
Application number: DES47990A
Authority: DE
Inventors: Franck Guillaume Michel Ferrie; Dr-Ing August Wilhelm Quick
Original assignee: SNECMA SAS
Current assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Priority date: 1955-03-28
Filing date: 1956-03-16
Publication date: 1959-09-03

Description

Zündeinrichtung für Brennkammern von Rückstoßantrieben Die Zündung der Brennkammern von Rückstoßantrieben für Luftfahrzeuge ist immer ein wichtiges Problem gewesen, insbesondere wenn der Fall der «Tiederzündung während des Fluges betrachtet wird, welche herbeigeführt werden muß, ohne,daß das Luftfahrzeug zuviel an Höhe verliert. In großen Höhen sind die Zündbedingungen besonders schlecht, und zwar auf Grund der Fluggeschwindigkeit und wegen der niedrigen Temperatur und des niedrigen Druckes der Umgebungsluft.Ignition device for combustion chambers of recoil drives The ignition the combustion chambers of recoil engines for aircraft is always an important one Problem was, especially if the case of the low ignition during the flight is considered which must be brought about without causing the aircraft too much loses height. The ignition conditions are particularly bad at high altitudes, and because of the airspeed and because of the low temperature and the low ambient air pressure.

Es sind Systeme bekannt, bei welchen eine im allgemeinen senkrecht zur Achse der Brenner angeordnete Hilfsbrennkamm,er vorgesehen ist, die eine funkenliefernde Zündkerze und einen Brennstoffinjektor enthält. Die auf diese Weise in der Hilfabremnkammer erzeugte Flamme wird unmittelbar in die Hauptbrennkammer gerichtet.Systems are known in which one is generally perpendicular Auxiliary combustion comb arranged to the axis of the burner, it is provided that a spark-delivering one Includes spark plug and fuel injector. The in this way in the auxiliary braking chamber generated flame is directed directly into the main combustion chamber.

Andere Svsteme verwenden eine als »Zündfackel« bezeichnete Einrichtung, die einen durch ein elektrisches Ventil gesteuerten Brennstoffinjektor und eine Zündkerze umfaßt und in der Nähe der Brenner angeordnet ist.Other systems use a device called an "ignition torch" the one fuel injector controlled by an electric valve and one Spark plug includes and is located in the vicinity of the burner.

Es sind auch Systeme mit einer Hilfsbrennkammer bekannt, in welche die von einem Kompressor kommende Luft durch eine besondere Leitung eintritt, wobei jedoch keine Verdampfung des Brennstoffs und keine Vorwärmung der in die Hilfsbrennkammer eintretenden Luft erfolgen, wenn die Brenner gelöscht sind, was aber unerläßlich ist, wenn eine Wiederzündung herbeigeführt werden soll.There are also known systems with an auxiliary combustion chamber in which the air coming from a compressor enters through a special duct, whereby however, there is no evaporation of the fuel and no preheating of the fuel in the auxiliary combustion chamber air entering occurs when the burners are extinguished, but this is essential is when a re-ignition is to be brought about.

Alle früher vorgeschlagenen Zündeinrichtungen weisen den Nachteil auf. daß sie in großen Flughöhen keine sichere Wiederzündung der Brennkammer gewährleisten und von einer gewissen Flughöhe bzw. einer gewissen Fluggeschwindigkeit ab die Wiederzündung überhaupt unmöglich machen.All of the previously proposed ignition devices have the disadvantage on. that they do not ensure reliable reignition of the combustion chamber at high altitudes and from a certain altitude or a certain airspeed the re-ignition make impossible at all.

Zweck der Erfindung ist, eine Zündeinrichtung für Brennkammern von Rückstoßantrieben mit einer vor der Hauptbrennkammer angeordneten Vorkammer, welche eine Zündkerze enthält und eine kalibrierte Eintrittsöffnung für die Verbrennungsluft, einen Injektor für flüssigen Brennstoff und mehrere Öffnungen zum Übertritt der verbrannten Gase aus der Vorkammer in die Hauptbrennkammer aufweist, zu schaffen, welche die Wiederzündung der Brennkammer auch unter den für die Verbrennung ungünstigsten Bedingungen, nämlich hoher Fluggeschwindigkeit, dünner Atmosphäre und niedriger Temperatur, stets in einwandfreier und sicherer Weise gewährleistet.The purpose of the invention is to provide an ignition device for combustion chambers from Recoil drives with an antechamber arranged in front of the main combustion chamber, which contains a spark plug and a calibrated inlet opening for the combustion air, an injector for liquid fuel and several openings for the passage of the to create burned gases from the antechamber into the main combustion chamber, which the reignition of the combustion chamber even among the most unfavorable for combustion Conditions, namely high airspeed, thin atmosphere and lower Temperature, always guaranteed in an impeccable and safe manner.

Gemäß der Erfindung sind bei einer Zündeinrichtung der vorgenannten Art in der Vorkammer ein oder mehrere Heizwiderstände angeordnet, welche die Luft vorwärmen und den Brennstoff verdampfen und so die Zündung des Gemisches durch die Zündkerze begünstigen.According to the invention, the aforementioned are in an ignition device Kind in the antechamber one or more heating resistors arranged, which the air preheat and vaporize the fuel and so the ignition of the mixture by the Favor spark plug.

Die Öffnungen zum Einlassen der Luft und zum Auslassen der heißen Gase haben Querschnitte, die einen Bruchteil des Querschnittes der Vorkammer senkrecht zur Richtung des Stromes im Inneren der Vorkammer darstellen, so daß die Strömungsgeschwindigkeit in der Vorkammer vor der Zündung gering ist. Andererseits bildet die Vorkammer ein verhältnismäßig abgeschlossenes Volumen, so, daß die entflammten Gase aus der Kammer durch die Ausgangsrohre ausgetrieben werden und dadurch einen Flammenstrahl bilden, welcher gegen den zu zündenden Brenner vorzugsweise in eine Unterdruckzone dieses Brenners gerichtet ist, wo die Geschwindigkeit des Luftstromes gering ist oder den Wert Null hat. Es wird dadurch eine leichte Zündung bewirkt, weil diese Zone durch die feinsten Tröpfchen, die von dem Injektor des Brenners erzeugt werden, mit Brennstoff gespeist wird.The openings to let in the air and to let out the hot Gases have cross-sections that are a fraction of the cross-section of the antechamber perpendicular represent the direction of the flow inside the antechamber, so that the flow velocity in the antechamber before ignition is low. On the other hand, the antechamber forms a relatively closed volume, so that the inflamed gases from the chamber are expelled through the exit pipes and thereby form a jet of flame, which against the burner to be ignited, preferably in a negative pressure zone of this Burner is directed where the speed of the air flow is low or the Has value zero. This causes a slight ignition because this zone is through the finest droplets created by the burner's injector with fuel is fed.

Die erste Bedingung, nämlich die Verminderung der Strömungsgeschwindigkeit im Inneren der Hilfs- oder Vorkammer ist im Fall eines Strahltriebwerkes besonders wichtig, wenn die Vorkammer unmittelbar durch die Luft gespeist werden soll, welche sich im Inneren des Triebwerkes in rascher Bewegung befindet. Sie wird dadurch erfüllt, daß das Lufteinlaßrohr mit einer zweckentsprechend kalibrierten Eingangsöffnung versehen wird. Es ist auf diese Weise möglich, eine besonders einfache und wirksame Kombination zu erhalten, bei welcher das Lufteinlaßrohr der Vorkammer sich in den Luftstrom öffnet, der von dem Luftverdichter geliefert wird. Dabei kann die Vorkammer außerdem in dem Flammenrohr der zu zündenden Hauptbrennkammer angeordnet sein. Auf diese Weise wird die Vorkammer in bester Weise von der umgebenden Atmosphäre isoliert und kann die Wärme, welche für eine Wiederzündung nach einem Erlöschen günstig ist, aufrechterhalten.The first condition, namely the reduction of the flow velocity inside the auxiliary or antechamber is special in the case of a jet engine important if the antechamber is to be fed directly by the air, which one is in rapid motion inside the engine. she is fulfilled in that the air inlet pipe with an appropriately calibrated Entrance opening is provided. It is possible in this way, a particularly simple one and to obtain effective combination in which the air inlet pipe of the antechamber opens into the airflow delivered by the air compressor. Here can the antechamber also arranged in the flame tube of the main combustion chamber to be ignited be. In this way, the antechamber gets the best out of the surrounding atmosphere insulates and can remove the heat necessary for reignition after being extinguished is favorable.

Die Erfindung umfaßt auch ein Zündorgan, welches eine elektrische Zündkerze in Verbindung mit einem Heizwiderstand und Elektroden zum Erzeugen von Funken aufweist. Der Widerstand dient einerseits zum Erhitzen der Luft und andererseits zum Verdampfen des Brennstoffes in der Nähe des Ortes, wo der Funke erzeugt wird.The invention also includes an ignition member, which is an electrical Spark plug in connection with a heating resistor and electrodes for generating Has sparks. The resistance serves on the one hand to heat the air and on the other hand to evaporate the fuel in the vicinity of the place where the spark is generated.

Ein solches Zündorgan wird vorzugsweise in Verbindung mit der Hilfskammer gemäß der Erfindung verwendet, jedoch kann es auch zu anderen Zwecken Anwendung finden.Such an ignition element is preferably used in connection with the auxiliary chamber used according to the invention, but it can also be used for other purposes Find.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert.The invention is illustrated below with reference to the drawing, for example explained in more detail.

Fig. 1 ist ein axialer Schnitt durch ein Turbinenstrahltriebwerk. «-elches mit einer Zündeinrichtung gemäß der Erfindung ausgerüstet ist; Fig. 2 ist ein in größerem Maßstab gehaltener Teilquerschnitt nach der Linie II-II der Fig. 1: Fig. 3 ist ein Schnitt nach Linie III-III der Fig. 2; Fig. 4 und 5 zeigen abgeänderte Ausführungsformen der Hilfskammer gemäß Schnitten, die denjenigen der Fig. 3 ähnlich sind; Fig. 6 ist ein Schnitt nach der Linie VI-VI der Fig. S; Fig. 7 ist ein in größerem Maßstab gehaltener Schnitt der in den Fig. 5 und 6 dargestellten Zündkerze mit Heizwiderstand; Fig. 8 zeigt eine Zündkammer, welche für die Zündung eines intermittierenden Strahltriebwerkes anwendbar ist; Fig. 9 zeigt eine Einzelheit dieser Zündkammer; Fig. 10 ist ein in vergrößertem -Maßstab gehaltener Schnitt durch die Zündkammer gemäß Fig. 8; Fig. 11 bis 13 zeigen Ausführungsformen von Zündkammern. die für die Zündung von Staustrahltriebwerken anwendbar sind; Fig. 14 ist ein Längsschnitt durch eine abgeänderte Ausführungsform der Hilfsbrennkammer; Fig. 15 und 16 sind Querschnitte nach den Linien 1V-NV bzw. NVI-YVI der Ausführungsform gemäß Fig. 14.Fig. 1 is an axial section through a turbine jet engine. «-Which is equipped with an ignition device according to the invention; Fig. 2 is a larger-scale partial cross-section along the line II-II of FIG. 1: Fig. 3 is a section on the line III-III of Fig. 2; Figures 4 and 5 show modified ones Embodiments of the auxiliary chamber according to sections which are similar to those of FIG. 3 are; Fig. 6 is a section on the line VI-VI of Fig. 5; Fig. 7 is an in enlarged section of the spark plug shown in FIGS with heating resistor; Fig. 8 shows an ignition chamber, which for the ignition of an intermittent Jet engine is applicable; Fig. 9 shows a detail of this ignition chamber; Fig. 10 is an enlarged section through the ignition chamber according to FIG. 8; 11 to 13 show embodiments of ignition chambers. the for the Ignition of ramjet engines are applicable; Fig. 14 is a longitudinal section through a modified embodiment of the auxiliary combustion chamber; Figs. 15 and 16 are cross sections according to the lines 1V-NV and NVI-YVI of the embodiment according to FIG. 14.

In Fig. 1 ist ein Turbinenstrahltriebwerk dargestellt, welches einen Luftverdichter 1, eine Brennkammer 2, die in dem dargestellten Beispiel als ringförmig angenommen ist, eine Turbine 3 und eine Strahldüse 4 aufweist.In Fig. 1, a turbine jet engine is shown, which a Air compressor 1, a combustion chamber 2, which in the example shown as annular is assumed to have a turbine 3 and a jet nozzle 4.

Die Zündeinrichtung gemäß der Erfindung umfaßt eine Hilfsbrennkammer oder Vorkammer 5, die im Inneren der ringförmigen Brennkammer 2 angeordnet ist und im Schnitt eine V-förmige Gestalt hat (Fig. 2), so daß sie zwischen den Schirmen 6 zweier benachbarter Brenner angeordnet werden kann. Wie insbesondere aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich, ist diese Vorkammer 5 mit einem Lufteinlaßrohr 7 versehen, welches sich zur Förderseite des Luftverdichters 1 öffnet. Sie ist außerdem bei dem dargestellten Beispiel mit zwei Gasauslaßrohren 8 versehen, welche gegen die zentralen Teile 9 der beiden benachbarten Brenner gerichtet sind, wo die Brennstoffinjektoren 9a dieser Brenner münden. Ein kleiner Injektor 10 gestattet die Zufuhr von Brennstoff in die Kammer 5. Eine elektrische Zündkerze 11 dient dazu, das in der Vorkammer 5 gebildete Gemisch aus Luft (welche vorher durch einen Widerstand erwärmt worden ist, wie dies nachstehend noch beschrieben wird) und Brennstoff (der teilweise durch den Widerstand verdampft ist) zu zünden.The ignition device according to the invention comprises an auxiliary combustion chamber or prechamber 5 which is arranged inside the annular combustion chamber 2 and has a V-shaped cross-section (FIG. 2) so that it can be arranged between the screens 6 of two adjacent burners. As can be seen in particular from FIGS. 2 and 3, this prechamber 5 is provided with an air inlet pipe 7 which opens to the delivery side of the air compressor 1 . It is also provided in the example shown with two gas outlet pipes 8 which are directed towards the central parts 9 of the two adjacent burners, where the fuel injectors 9a of these burners open. A small injector 10 allows fuel to be fed into the chamber 5. An electric spark plug 11 serves to inject the mixture of air (which has previously been heated by a resistor, as will be described below) and fuel ( which has partially evaporated through the resistor) to ignite.

Das Lufteinlaßrohr 7 ist mit einer kalibrierten Öffnung 12 versehen, welche eine Einschnürung bewirkt, durch welche die Geschwindigkeit des durch die Kammer 5 hindurchgehenden V erdichterluftstromes herabgesetzt wird. Der Querschnitt der Kammer 5 ist verhältnismäßig groß gegenüber demjenigen des Rohres 7 und insbesondere gegenüber dem freien Querschnitt der Öffnung 12 sowie gegenüber dem Üuerschnitt der Ausgangsrohre B. Die Vorkammer 5 bildet auf diese Weise einen verhältnismäßig geschlossenen Raum, in welchem die Geschwindigkeit der Luftgering ist und in welchem die Bedingungen der Erwärmung der Luft und der Verdampfung des Brennstoffes für die Zündung des durch den Injektor 10 eingeführten Brennstoffes günstig sind. Sobald diese Zündung durch die Zündkerze 11 bewirkt ist, werden die entflammten Gase durch die Rohre 8 ausgestoßen, deren Querschnitt größer ist als derjenige der Eingangsöffnung 12. Die entflammten Strahlen werden von den Rohren 8 gegen zwei Brenner 9 gerichtet, welche sich entzünden, wobei die Zündung nach und nach auf die anderen Brenner der Hauptbrennkammer 2 überspringt.The air inlet pipe 7 is provided with a calibrated opening 12, which causes a constriction through which the speed of the through the Chamber 5 passing through compressor air flow is reduced. The cross section the chamber 5 is relatively large compared to that of the tube 7 and in particular in relation to the free cross section of the opening 12 and in relation to the overcut of the outlet tubes B. The antechamber 5 thus forms a relatively closed space in which the speed of the air is low and in which conditions of heating of air and evaporation of fuel for the ignition of the fuel introduced by the injector 10 are favorable. As soon this ignition is effected by the spark plug 11, the ignited gases are carried through ejected the tubes 8, the cross-section of which is larger than that of the inlet opening 12. The inflamed rays are directed from the tubes 8 against two burners 9, which ignite, the ignition gradually being applied to the other burners Main combustion chamber 2 skips.

Die Rohre 8 sind derart angeordnet, daß sie die entflammten Gase gegen die Brennerzone richten, wo der Strom der Luft und des Brennstoffes eine geringe Geschwindigkeit oder eine solche vom Wert Null hat. Derartige Zonen entstehen in dem toten Raum hinter den festen Teilen der Schirme 6, welche jeden Breniistoffinjektor 9 a umgeben.The tubes 8 are arranged to direct the ignited gases towards the burner zone where the flow of air and fuel has a low velocity or zero velocity. Such zones arise in the dead space behind the fixed parts of the screens 6 which surround each fuel injector 9 a.

Bei der dargestellten Ausführungsform umfaßt jeder Brenner zwei koaxiale kegelstumpfförmige Teile 6 a und 6b, zwischen welchen ein Teil der Luft hindurchgeht, und diese kegelstumpfförmigen Teile sind miteinander durch rinnenfärmige Stege 6 c verbunden, die sich in radialer Richtung erstrecken und mit ihrer konkaven Seite in Stromabwärtsrichtung weisen, so daß unmittelbar hinter diesen Stegen sich eine Unterdruckzone befindet, in welcher der Luftstrom eine geringe Geschwindigkeit hat. Der aus den Hauptinjektoren 9 d der Brenner austretende Brennstoff und die zwischen jedem Injektor und dem mittleren kegelstumpffärmigen Teil 6a hindurchgehende Luft können entweder dem unmittelbaren Weg a oder dem Weg b folgen (Fig. 3). Die großen Brennstofftröpfchen, deren kinetische Energie am größten ist, wandern in der Richtung a., während die feineren Tröpfchen dem Weg b folgen. In der Zone c hat der gasförmige Strom eine Geschwindigkeit fast vorn Wert Null und teilt sich in zwei Teile, was für die Entflammung besonders günstig ist. Infolgedessen ist es vorteilhaft, die aus der Vorkammer 5 austretende Flamme in die vorstehend definierte Zone c zu führen, d. 1i. jedes Rohr 8 in diese Zone münden zu lassen.In the embodiment shown, each burner comprises two coaxial frustoconical parts 6a and 6b, between which part of the air passes, and these frustoconical parts are connected to one another by channel-like webs 6c which extend in the radial direction and with their concave side in the downstream direction point, so that immediately behind these webs there is a negative pressure zone in which the air flow has a low speed. The fuel emerging from the main injectors 9d of the burners and the air passing through between each injector and the central frustoconical part 6a can either follow the direct path a or the path b (FIG. 3). The large fuel droplets, the kinetic energy of which is greatest, migrate in the direction a., While the finer droplets follow the path b. In zone c, the gaseous flow has a velocity almost close to zero and divides into two parts, which is particularly favorable for ignition. As a result, it is advantageous to guide the flame emerging from the antechamber 5 into the above-defined zone c, i. 1i. to let each pipe 8 open into this zone.

Fig. 7 gibt die Einzelheiten einer Ausführungsform der Zündkerze 11 wieder. Diese Zündkerze weist außer Elektroden 13, welche durch ein Hochspannungskabel 14 gespeist werden und welche dazu dienen, den Zündfunken zu erzeugen, einen Heizwiderstand auf, der über Leitungen 15 gespeist wird. Dieser Widerstand dient dazu, sowohl das Innere der Vorkammer 5 als auch das Gemisch aus Luft und Brennstoff zu erhitzen, welches sich in dieser Kammer befindet.7 gives the details of an embodiment of the spark plug 11 again. This spark plug also has electrodes 13, which are connected by a high-voltage cable 14 are fed and which serve to generate the ignition spark, a heating resistor which is fed via lines 15. This resistor is used to do both that Interior of the antechamber 5 as also the mixture of air and fuel to heat, which is located in this chamber.

Bei dem besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiel gemäß Fig.7 besteht dieser Heizwiderstand aus zwei in Reihe geschalteten Teilen 16 und 17. Der eine Teil 16, welcher am Ende der Zündkerze in die Kammer 5 hineinragt, verdampft einen Teil des Brennstoffes, welcher aus dem Injektor 10 austritt, der zu diesem Zweck in geeigneter Weise gerichtet ist. Der andere Widerstandsteil 17, der auf den isolierenden Körper der Zündkerze gewickelt ist, dient dazu, die Luft zu erhitzen, welche durch Öffnungen 19 in dem Mantel 18 der Zündkerze eintritt. Auf diese Weise wird in unmittelbarer Nähe des Funkens ein Gemisch aus heißer Luft und Brennstoffdampf erzeugt, wodurch die Wirkung der tiefen Temperaturen, die in großen Flughöhen herrschen, aufgehoben und die Zündung des brennbaren Gemisches in der Vorkammer 5 erleichtert wird.In the particularly advantageous embodiment according to FIG this heating resistor from two parts 16 and 17 connected in series. The one Part 16, which protrudes into the chamber 5 at the end of the spark plug, vaporizes one Part of the fuel that emerges from the injector 10 for this purpose appropriately directed. The other resistance part 17, which is on the insulating The body of the spark plug is wound, serves to heat the air passing through Openings 19 in the jacket 18 of the spark plug enters. This way it will be in immediate Near the spark creates a mixture of hot air and fuel vapor, thereby creating the effect of the low temperatures that prevail at high altitudes is canceled and the ignition of the combustible mixture in the antechamber 5 is facilitated.

In den Fig. 4 und 5 sind abgeänderte Ausführungsformen wiedergegeben, bei welchen ein Heizwiderstand 20 in dem Lufteinlaßrohr 7 derart angeordnet ist, daß er die in die Vorkammer 5 eindringende Luft unmittelbar erhitzt.Modified embodiments are shown in FIGS. 4 and 5, in which a heating resistor 20 is arranged in the air inlet pipe 7 in such a way that it heats the air entering the antechamber 5 directly.

Die in Fig. 4 wiedergegebene Zündkerze 11 a ist von der üblichen Art, die lediglich Funkenelektr Oden 13a. besitzt. Ein unterhalb der Zündkerze befindlicher und von der Zündkerze getrennter Verdampfungswiderstand 21 ist in Reihe mit dem Lufterhitzungswiderstand 20 geschaltet.The spark plug 11 a shown in Fig. 4 is of the usual type, the only spark electrode 13a. owns. One located below the spark plug and the evaporation resistor 21 separate from the spark plug is in series with the Air heating resistor 20 switched.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5 weist die Zündkerze 11 einen eigenen Verdampfungswiderstand 16 auf, der von dem Lufterhitzungswiderstand 20 getrennt ist.In the embodiment according to FIG. 5, the spark plug 11 has a own evaporation resistor 16, which is separated from the air heating resistor 20 is.

Die Fig.4 bis 6 zeigen ferner eine abgeänderte Ausführungsform der Zündkammer 5, bei welcher der Körper dieser Kammer eine zylindrische Form hat.4 to 6 also show a modified embodiment of the Ignition chamber 5, in which the body of this chamber has a cylindrical shape.

Einer der großen Vorteile der Erfindung besteht darin, daß die Wiederzündung eines Turbinenstrahltriebwerkes oder Turbinenpropellerantriebes bei den Eigendrehgeschwindigkeiten des Triebwerkes bzw. Antriebes oder bei hohen Fluggeschwindigkeiten ermöglicht wird, was mit den bekannten Einrichtungen nicht der Fall ist.One of the great advantages of the invention is that reignition a turbine jet engine or turbine propeller drive at its own rotational speeds of the engine or drive or at high flight speeds is enabled, which is not the case with the known facilities.

Anstatt die Vorkammer nur in dem Augenblick arbeiten zu lassen, in welchem die Zündung oder die Wiederzündung bewirkt werden soll, kann in ihr eine Verbrennung während der ganzen Flugdauer aufrechterhalten werden, indem der Hilfsinjektor, mit dem sie versehen ist, dauernd gespeist wird. Eine solche dauernd im Betrieb befindliche Vorkammer gestattet, das Triebwerk in jedem Augenblick zu löschen und wieder zu zünden, und zwar einfach dadurch, daß sie die Hauptinjektoren in Wirkung setzt. Wenn die Vorkammer dauernd im Betrieb gehalten wird, dient sie ferner dazu, das Arbeiten der Hauptbrennkammern in großen Flughöhen aufrechtzuerhalten, und sie gestattet so, den Grenzwert der Geschwindigkeit und der Höhe, für welchen die Hauptbrennkammern in richtiger Weise weiterarbeiten, zu vergrößern.Instead of just letting the antechamber work in the moment in to which the ignition or the re-ignition is to be effected can in it a Combustion can be maintained for the entire duration of the flight by using the auxiliary injector, with which it is provided, is continuously fed. Such a permanent one in operation located antechamber allows to extinguish the engine at any moment and to re-ignite simply by having the main injectors in effect puts. If the antechamber is kept in operation, it also serves to maintain the operation of the main combustion chambers at high altitudes, and they thus allows the limit of speed and altitude for which the main combustion chambers keep working in the right way, to enlarge.

Die Anwendung der Erfindung auf die Zündung der Hauptbrennkammern eines Turbinenstrahltriebwerkes oder eines Turbinenpropellerantriebes ist natürlich nicht die einzig mögliche. Die Einrichtung gemäß der Erfindung kann auch beispielsweise für die Zündung einer Nachverbrennung angewendet werden.The application of the invention to the ignition of the main combustion chambers a turbine jet engine or a turbine propeller drive is natural not the only possible one. The device according to the invention can also for example can be used for the ignition of an afterburning.

Die Fig. 8 bis 10 zeigen eine Ausführungsform der Vorkammer in Anwendung auf die Zündung eines intermittierenden oder Pulsostrahltriebwerkes, dessen Hauptbrennkammer mit 22 bezeichnet ist und das eine Rückströmdrossel 23 für den Einlaß der Luft aufweist. Die Vorkammer 5 hat zylindrische Form (die Achse des Zylinders, die in der Zeichnungsebene liegt, verläuft parallel zur Achse des Trieb-,verkes) und weist das für den Auslaß der .heißen Gase -dienende Rohr 8 auf, welches zwecks Herbeiführung der Zündung durch :eine Öffnung 24, d:ie in der Wand des Triebwerkes vorgesehen ist, eingeführt werden kann. Diese Öffnung 24 ist gewöhnlich .durch eine verschwenkbare Klappe 25 abgedeckt, die mit einer Feder 26 und einem Anschlag 27 (Fig. 9) zusammenarbeitet. Die Kammer 5 wird gegen das Triebwerk durch Ansätze 28 zentriert, die mit Bohrungen versehen sind, durch welche Bolzen 29 hindurchgreifen können, die am Triebwerk befestigt sind. An der Außenwandung der Kammer 5 sind Hebel 30 vorgesehen, welche um feste Schwenkzapfen 31 schwingbar sind und an welchen Federn 32 angreifen. Diese Hebel dienen dazu, die Kammer 5 während der Zündperiode an den Bolzen 29 und damit am Triebwerk zu verriegeln. Die Entriegelung zur Abnahme der Kammer 5 erfolgt dadurch, daß an einem Handgriff 33 gezogen wird.8 to 10 show an embodiment of the antechamber in use on the ignition of an intermittent or pulse jet engine, its main combustion chamber is denoted by 22 and which has a return flow throttle 23 for the inlet of the air. The antechamber 5 has a cylindrical shape (the axis of the cylinder in the plane of the drawing lies, runs parallel to the axis of the drive, verkes) and indicates that for the outlet the .hot gases -serving pipe 8, which is used to bring about the ignition through an opening 24 provided in the wall of the engine can be. This opening 24 is usually through a pivotable flap 25 covered, which cooperates with a spring 26 and a stop 27 (Fig. 9). The chamber 5 is centered against the engine by lugs 28 with holes are provided through which bolts 29 can reach, which are attached to the engine are. On the outer wall of the chamber 5 levers 30 are provided, which to fixed Pivot pins 31 are swingable and on which springs 32 act. These levers serve to the chamber 5 during the ignition period on the bolt 29 and thus on Lock engine. The unlocking for the removal of the chamber 5 takes place by that a handle 33 is pulled.

Wie vorher weist die Kammer 5 ein Lufteinlaßrohr 7 von kalibriertem Ouerschnitt, welches mit einer zweckentsprechenden Luftquelle, beispielsweise einem Gebläse, verbunden werden kann, einen Hilfsinjektor 10 für Brennstoff und eine Zündkerze 11 mit Heizwiderstand auf.As before, the chamber 5 has an air inlet pipe 7 of calibrated Ouschnitt, which with an appropriate air source, for example a Fan, can be connected, an auxiliary injector 10 for fuel and a spark plug 11 with heating resistor.

Es ist von Vorteil, in .der Kammer 5 eine Wand 34 vorzusehen, die mit Hilfe einer beliebigen Vorrichtung, wie z. B. einer Schraube 35, verschoben werden kann, um das innere Volumen der Kammer 5 ändern und ihr dadurch eine Pulsationsfrequenz geben zu können, welche das Anlassen des Pulsostrahltriehwerkes erleichtert, beispielsweise eine Frequenz, die gleich der Arbeitsfrequenz des Strahltriebwerkes ist.It is advantageous to provide a wall 34 in the chamber 5, which using any device such. B. a screw 35, moved can be to change the internal volume of the chamber 5 and thereby give it a pulsation frequency to be able to give, which facilitates the starting of the pulse jet engine, for example a frequency that is equal to the working frequency of the jet engine.

Fig. 11 veranschaulicht die Anwendung der Erfindung auf die Zündung eines anzulassenden Staustrahltriebwerkes 36 eines Flugzeuges, dessen eine Fläche bei 37 angedeutet ist. Die Hilfskammer 5 mit ihrem Lufteinlaßroh r 7, ihrem Injektor 10 und ihrer Zündkerze 11 ist auf dem Flugzeug angeordnet, und ihr Gasauslaßrohr 8 dringt in das Staustrahltriebwerk in der Weise ein, daß es dessen Leitbrenner 38 entflammt, welche schließlich die Zündung der Hauptbrenner 39 bewirken. Das Rohr 8 ist kurz, so daß sein Eindringen in das Triebwerk dessen Anlassen nicht stört. Das Rohr 8 ist in dem Triebwerk durch ein zweites Rohr 8 a verlängert, welches mit dem Triebwerk, fest verbunden ist. Das Loch in der Wandung des Triebwerkes wird nach dem Anlassen durch eine gefederte Klappe 25, die derjenigen gemäß Fig. 9 ähnlich ist, selbsttätig versperrt.Figure 11 illustrates the application of the invention to ignition a ramjet engine 36 to be started in an aircraft, one surface of which at 37 is indicated. The auxiliary chamber 5 with its air inlet pipe r 7, its injector 10 and its spark plug 11 is placed on the aircraft, and its gas outlet pipe 8 penetrates the ramjet engine in such a way that it is its pilot burner 38 ignites, which finally cause the ignition of the main burners 39. The pipe 8 is short so that its penetration into the engine does not interfere with starting it. The pipe 8 is extended in the engine by a second pipe 8 a, which with the engine, is firmly connected. The hole in the wall of the engine is after starting by a spring-loaded flap 25, which is similar to that of FIG is automatically locked.

Die Fig. 12 und 13 zeigen weitere Ausführungsformen, bei welchen die Zündkammer 5 in einem Staustrahltriebwerk 36 derart angeordnet ist, daß die Rohre 8 die Gase gegen Stabilisiezschirme 40 richten, wo die Verbrennung des durch die Injektoren 39 eingeführten Brennstoffes erfolgt.12 and 13 show further embodiments in which the Ignition chamber 5 is arranged in a ramjet engine 36 such that the tubes 8 direct the gases against Stabilisiezschirme 40, where the combustion of the Injectors 39 introduced fuel takes place.

Fig. 12 zeigt eine Anordnung, bei welcher die Zündkammer 5 im Inneren des zentralen stromlinienförmig ausgebildeten Körpers 41 des Staustrahltriebwcrkes am hinteren Rand dieses Körpers angeordnet ist, wobei ihr Lufteinlaßrohr 7 durch eine Hilfsquelle bespeist wird.Fig. 12 shows an arrangement in which the ignition chamber 5 is inside of the central streamlined body 41 of the ramjet engine is arranged at the rear edge of this body, with its air inlet pipe 7 through an aid source is fed.

Bei der abgeänderten Ausführungsform nach Fig. 13 liegt die Zündkammer 5 hinter dem zentralen Körper, und sie wird mit Luft gespeist, die dein durch das Triebwerk hindurchgehenden Strom entnommen wird, wobei die Luftentnahme durch eine ringförmige Öff nung 12a hindurch erfolgt, die in zweckentsprechender Weise derart kalibriert ist, daß die Geschwindigkeit der durch die Kammer 5 hindurchströmenden Luft gering ist.In the modified embodiment according to FIG. 13, the ignition chamber is located 5 behind the central body, and it is fed with air that passes through the The current passing through the engine is taken, the air being taken through a annular opening tion 12a is carried out in the appropriate Way is calibrated so that the speed of the flowing through the chamber 5 through Air is low.

Die oben, insbesondere in Verbindung mit den Fig. 1 bis 3 beschriebene Hilfszündkammer kann ferner durch Einrichtungen verbessert werden, welche denjenigen ähnlich sind, die nachstehend in Verbindun@g mit den Fig. 14 bis 16 beschrieben werden.The one described above, in particular in connection with FIGS Auxiliary ignition chamber can also be improved by means similar to those are similar to those described below in connection with FIGS. 14-16 will.

Bei der in den Fig. 14 bis 16 wiedergegebenen Ausführungsform ist die Hilfskammer durch eine Scheidewand 45 in zwei Abteile 5 a und 5 b unterteilt. Das Abteil 5a bildet den eigentlichen Verbrennungsraum, in welchen der Brennstoffinjektor 10 und die Zündkerze 11 ragen. Das andere Abteil 5 b dient für den Durchgang der Luft. Die vom Verdichter kommende Luft dringt in dieses Abteil 5 b durch die bereits beschriebene kalibrierte Öffnung 12 ein, und ein Teil dieser Luft, welcher die Primärluft für die Verbrennung bildet, tritt durch eine kalibrierte Öffnung 12a. in das Abteil 5a ein. Der übrige Teil der Luft strömt an der Wand 45 entlang nach außen. Dabei gelangt ein Bruchteil durch in der Wand 45 vorgesehene Löcher 46 in das Abteil 5 a, um als Sekundärluft für die Verbrennung zu dienen. Die Löcher 46 sind derart angeordnet, daß sie in dem Abteil 5 a. eine Wirbelbewegung hervorrufen, welche die Zündung und die Verbrennung begünstigt.In the embodiment shown in FIGS. 14 to 16 the auxiliary chamber divided by a partition 45 into two compartments 5 a and 5 b. The compartment 5a forms the actual combustion chamber in which the fuel injector is located 10 and the spark plug 11 protrude. The other compartment 5 b is used for the passage of the Air. The air coming from the compressor penetrates this compartment 5 b through the already calibrated opening 12 described, and part of this air, which is the primary air forms for combustion, passes through a calibrated opening 12a. into the compartment 5a a. The remaining part of the air flows along the wall 45 to the outside. Included A fraction reaches the compartment 5 through holes 46 provided in the wall 45 a, to serve as secondary air for combustion. The holes 46 are such arranged that they are in the compartment 5 a. cause a whirling motion, which the Ignition and combustion are favored.

Die Löcher 46 und die Öffnung 12a haben solche Abmessungen, daß sie die Verbrennung auf den Raum 5 a beschränken, so daß die Zündkerze 11 keiner zu hohen Temperatur ausgesetzt wird, durch welche sie beschädigt werden könnte. Der Schluß der Verbrennung erfolgt in den Ausgangsrohren 8, welche derart ausgebildet sind, daß sie nach Art von Brennern arbeiten. Zu diesem Zweck sind die Rohre 8 doppelwandig ausgebildet. Das innere Rohr 8a- führt die aus dem Raum 5 a austretenden Gase und Flammen, während der ringförmige Zwischenraum 47 zwischen dem inneren Rohr 8a und dem äußeren Rohr 8 den Durchgang des restlichen Teiles der aus dem Abteil 5 b kommenden Luft gestattet. Auf diese Weise ist der aus dem inneren Rohr 8a austretende Strahl der Gase und Flammen von einem ringförmigen Strahl von Verbrennungsluft umgeben, welche die Verbrennung vollendet und die Erzeugung einer langen und sehr heißen Flammenspitze gestattet. Es ist von Vorteil, wenn das innere Rohr 8a durchlöchert ist, um das Vermischen eines Teiles der Luft mit den Gasen vor ihrem Austritt zu gestatten.The holes 46 and the opening 12a have such dimensions that they limit the combustion to the space 5 a, so that the spark plug 11 does not have to exposed to high temperatures which could damage it. Of the The end of the combustion takes place in the outlet pipes 8, which are designed in this way are that they work in the manner of burners. For this purpose, the tubes 8 are double-walled educated. The inner tube 8a leads the gases emerging from the space 5a and Flames, while the annular space 47 between the inner tube 8a and the outer tube 8 the passage of the remaining part of the coming from the compartment 5 b Air allowed. In this way is the jet emerging from the inner tube 8a the gases and flames surrounded by an annular jet of combustion air, which completes the combustion and produces a long and very hot Flame tip permitted. It is advantageous if the inner tube 8a is perforated is to allow some of the air to mix with the gases before they exit allow.

Fig. 1-1 zeigt ferner ein Rohr 48, welches mit dem hinteren Teil des Abteiles 5 b verbunden ist und die zusätzliche Zufuhr eines Verbrennungsmediums ermöglicht, welches in komprimierter Form in einem auf dem Flugzeug vorgesehenen Vorratsbehälter gespeichert ist. Dies gestattet, das Arbeiten der Hilfszündkammer in großen Flughöhen zu verbessern.Fig. 1-1 also shows a tube 48 which is connected to the rear part of the Compartment 5 b is connected and the additional supply of a combustion medium allows, which in compressed form in a provided on the aircraft Reservoir is stored. This allows the auxiliary ignition chamber to operate improve at high altitudes.

Claims

PATE \ TA \ Sf'Hi '(: 11I # .: 1. Ignition device for combustion chambers of recoil drives, with an antechamber located in front of the main combustion chamber, which contains a spark plug and a calibrated inlet opening for the combustion air, an injector for liquid fuel and several openings for the passage of the burnt gases from the prechamber into the main combustion chamber, characterized by one or more heating resistors (20, 21) arranged in the prechamber (5), which preheat the air and evaporate the fuel and thus the ignition of the mixture by the spark plug ( 11) favor.

2. Device according to claim 1, characterized in that that the preheating of the air and the evaporation of the fuel by two separate ones Resistors (20; 21) or guaranteed by two separate parts of a resistor which are near the air inlet or near the spark plug in the way of the fuel injected into the antechamber are arranged.

3. Establishment according to claim 1 or 2, characterized in that the outlet pipes (8) into the negative pressure zones open behind the burners (6) of the main combustion chamber.

4. Device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the outlet pipes (8) have different directions own.

5. Device according to: one of claims 1 to 4, characterized in that that the antechamber has an inner space (5a) which is at least partially of an outer space (5 b) is surrounded, which receives compressed air and with the inner space (5a) through a calibrated opening (12a) for admitting primary air into the inner space (5a) and through a plurality of openings (46) for admission of secondary air in the inner space (5 a) is in connection.

6. Set up after Claim 5, characterized in that the outer space (5 b) tubular extensions (8) which surround the outlet pipes (8a) of the inner space (5a,) and to it are determined, the compressed air up to the mouths of the outlet pipes (8a) to lead, the end part of which is preferably perforated.

7. Device according to claim 5 or 6, characterized in that the compressed air enters the outer space (5 b) through a calibrated opening (12). B. Device according to claim 7, characterized in that the outer space (5b) is supplied with oxygen or another combustion medium in addition to the compressed air. 9. Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that it is designed to be removable, wherein the outlet pipes (8) of the antechamber (5) in openings (24) which are formed in your housing (22) of the recoil drive, free are included. 10. Device according to claim 9, characterized in that locking means (29, 30) are provided which allow the ignition device to be attached to the recoil drive and to be removed from it. 11. Device according to claim 9 or 10, characterized in that the openings (24) provided in the housing (22) of the recoil drive are associated with shut-off elements (25) which are subjected to the action of a spring (26) and serve the purpose Openings (24) to close when the ignition device of the Ge. housing (22): the recoil drive has been removed. 12. Device according to claim 11, characterized in that it is used in a pulse jet engine or a ramjet engine. 13. Device according to claim 12, characterized in that it is permanently arranged on an aircraft (37) and the jet engine belongs to a projectile (36) which can be dropped and carried by the aircraft. Considered publications: German Patent Specifications No. 895 078, 852 790; Swiss Patent No. 273 506; French Patent No. 944 889; U.S. Patents Nos. 2,672,729, 2,648,951. Prior Patents Considered: German Patent No. 768,049.