DE1247070B

DE1247070B - Device for deflecting hot gas jets

Info

Publication number: DE1247070B
Application number: DEG46426A
Authority: DE
Inventors: Dr Rer Nat Guenther Dipl-Phys; Dipl-Ing Dr-Ing Hans Fernholz
Original assignee: Gruenzweig und Hartmann AG
Current assignee: Saint Gobain Isover G+H AG
Priority date: 1966-03-26
Filing date: 1966-03-26
Publication date: 1967-08-10

Description

Vorrichtung zur Umlenkung heißer Gasstrahlen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Umlenkung heißer Gasstrahlen, insbesondere zur Verwendung als Schalldämpfer für den Bodenbetrieb von Strahltriebwerken, gegebenenfalls mit Nachbrennerbetrieb, im wesentlichen bestehend aus einer oder mehreren neben- und/oder übereinander angeordneten konvex zum Gasstrom gewölbten Führungsplatten, die gegebenenfalls mit seitlichen Begrenzungswänden jeweils einen wenigstens zum überwiegenden Teil seiner Uänge offenen Kanal bilden, der vorzugsweise mit Schallschluckstoff ausgekleidet ist, insbesondere nach Patentanmeldung G 41626 1 a/46 c6 (deutsche Auslegeschrift 123 1484).Device for deflecting hot gas jets The invention relates to a device for deflecting hot gas jets, in particular for use as a silencer for the ground operation of jet engines, optionally with afterburner operation, essentially consisting of one or more guide plates arranged next to and / or on top of one another convexly curved to the gas flow, which optionally with lateral boundary walls each form a channel open at least for the most part of its length, which is preferably lined with sound absorbing material , in particular according to patent application G 41626 1 a / 46 c6 (German Auslegeschrift 123 1 484).

Vorrichtungen mit derartigen Leitmitteln sind bereits vorgeschlagen worden. Sie haben gegenüber konkav zum Gasstrahl gewölbtem Leitmitte! den Vorteil, daß ihr Werkstoff weniger hitzebeständig sein kann, da der sehr heiße Strahlkern das Leitmittel nicht berührt. Während der Strahlkem - der bei Strahltriebwerken Temperaturen bis 2000' C aufweisen kann - bei konkav gewölbtem Leitmittel, z. B. Umlenkblechen u. dgl., mit wenigstens einer Strömungs- bzw. Kraftkomponente auf dieses auftrifft und es dadurch gegebenenfalls überhitzt und beschädigt, wird bei konvex gewölbter Führungsplatte der wärmste Teil des Gasstrahls im Abstand zur Führungsfläche umgelenkt.Devices with such conducting means have already been proposed. You have a concave guide center opposite to the gas jet! the advantage that their material can be less heat-resistant, since the very hot jet core does not touch the guide means. While the jet core - which can have temperatures of up to 2000 ° C in jet engines - with concavely curved guide means, e.g. B. baffles and the like. Impinges on this with at least one flow or force component and thereby possibly overheated and damaged, the warmest part of the gas jet is deflected at a distance from the guide surface in the case of a convexly curved guide plate.

Diese Maßnahme reicht jedoch in vielen Fällen nicht aus, um die bereits vorgeschlagene Führungsplatte vor Beschädigung durch überhitzung zu schützen.In many cases, however, this measure is not sufficient to resolve the proposed to protect the guide plate from damage due to overheating.

Um diesen Nachteil zu beheben, soll die Umlenkvorrichtung wenigstens an der Führungsplatte öffnungen für den Eintritt von Kühlluft aufweisen, wobei der Querschnitt der öffnungen gegebenenfalls verstellbar sein soll.In order to remedy this disadvantage, the deflection device should at least have openings on the guide plate for the entry of cooling air, the Cross-section of the openings should optionally be adjustable.

Die Führungsplatte kann gleich- oder ungleichmäßig gekrümmt sein bzw. aus mehreren geraden, winklig zueinander angeordneten Stücken bestehen und somit eine facettenartige Umlenkfläche aufweisen.The guide plate can be curved evenly or unevenly. consist of several straight, angularly arranged pieces and thus have a facet-like deflecting surface.

Die mit hoher Geschwindigkeit über die Führungsfläche strömenden Gasstrahlen schmiegen sich an diese an und saugen durch die öffnungen injektorartig Frischluft an, die eine Kühlschicht zwischen der Führungsfläche und dem strömenden heißen Gas bildet. Durch die Regelbarkeit des Kühlluftquerschnitts kann ferner eine Ablösung des Gasstrahls von der Führungsfläche unterbunden und eine mehr oder weniger große Auffächerung des Strahls bewirkt werden.The gas jets flowing over the guide surface at high speed nestle against them and suck in fresh air through the openings like an injector that a cooling layer between the guide surface and the flowing hot gas forms. Due to the controllability of the cooling air cross-section, separation can also occur of the gas jet prevented by the guide surface and a more or less large Fanning of the beam can be effected.

Die Führungsfläche und/oder die Seitenflächen können auch aus porösem Werkstoff bestehen, so daß gegebenenfalls keine weiteren öffnungen für den C Kühllufteintritt vorzusehen sind. Hierzu werden die USA.-Patentschriften 2 658 332 und 2 886 121 genannt, nach denen durch durchlässige Kanalwände flüssiges Kühlmittel zugeführt bzw. Umgebungsluft zu Kühlzwecken injektorartig eingesaugt wird.The guide surface and / or the side surfaces may also consist of a porous material, so that, where appropriate, no further openings are to be provided for the C cooling air inlet. For this purpose the USA. Patents 2,658,332 and 2,886,121 are known by which liquid permeable by channel walls coolant supplied or ambient air is sucked injector-for cooling purposes.

Eingangsseitig kann ferner ein an sich bekanntes Einlaufrohr von vorzugsweise rundem oder rechteckigem Querschnitt vorgesehen sein. Durch dieses soll der Strahl erfaßt und am Umfang mit Sekundär-, d. h. Frischluft vermischt und dadurch gekühlt werden.On the inlet side, an inlet pipe known per se, preferably of round or rectangular cross section, can also be provided. Through this the beam is to be captured and on the circumference with secondary, d. H. Fresh air can be mixed and thereby cooled.

Weiterhin kann am Ende des Einlaufrohrs, gegenüber der Führungsfläche, eine vorzugsweise verstellbare Steuerschneide vorgesehen werden. Sie soll bewirken, daß eine Umlenkung der Strömung auch bei sehr kleinem Krümmungsradius der Führungsfläche - der in Verbindung mit den öffnungen zu deren Kühlung an sich nicht mehr möglich wäre - gewährleistet wird.Furthermore, a preferably adjustable control cutter can be provided at the end of the inlet pipe, opposite the guide surface. It will cause a deflection of the flow even at very small radius of curvature of the guide surface - would not be possible in connection with the openings for cooling thereof per se - is ensured.

Unmittelbar vor der Steuerschneide kann ein den Strömungsquerschnitt verengendes Einsatzteil angeordnet sein, das in einem allmählichen übergang zur Schneide hinführt. Abströmseitig dagegen soll die Abreißkante scharf gehalten sein, damit die Strömung sich einwandfrei von der Kante ablöst.Immediately in front of the control cutting edge, the flow cross-section can be narrowing insert part, which is in a gradual transition to Cutting edge. On the other hand, the outflow side should the tear-off edge sharp be held so that the flow separates properly from the edge.

Auch soll in Verlängerung der unteren Wandung des Einlaufrohrs unmittelbar hinter d--r SI.eu-zrschneide vorzugsweise eine nach außen vorspringende, gegebenenfalls verstellbare Stufe vorgesehen sein, so daß die Strömung von der Wandung nicht beeinflußt werden kann. Damit soll vor allem ein Anlegen der Strömung an der steuerschneidseitigen Wandung unterbunden werden.It should also be an extension of the lower wall of the inlet pipe directly behind the SI.eu cutting edge preferably an outwardly protruding, if necessary adjustable step can be provided so that the flow is not influenced by the wall can be. This is primarily intended to apply the flow to the control cutting edge Wall are prevented.

In einer weiteren Ausführung kann die Bodenfläche in an sich bekannter Weise mit Schallabsorbern versehen sein. Ebenso können an der offenen Seite des Kanals schalldämpfende Platten, insbesondere in Jalousieform, angeordnet sein, ferner kann der erfindungsgemäßen Vorrichtung in an sich bekannter Weise ein vorzugsweise in Form eines senkrechten Rohrs ausgebildeter Schalldämpfer nachgeschaltet sein.In a further embodiment, the floor area can be known per se Way be provided with sound absorbers. Likewise, on the open side of the Channel sound-absorbing plates, in particular in the form of louvres, can also be arranged can the device according to the invention in a known manner a preferably be connected downstream trained in the form of a vertical pipe silencer.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind aus der Zeichnung und der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen. Es zeigt F i g. 1 eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung zur Umlenkung heißer Gasstrahlen, F i g. 2 eine perspektivische Ansicht einer Weiterbildung der Vorrichtung nach F i g. 1. Further details of the invention can be found in the drawing and the description below. It shows F i g. 1 shows a perspective view of the device for deflecting hot gas jets, FIG . FIG. 2 shows a perspective view of a further development of the device according to FIG. 1.

Die Vorrichtung zur Umlenkung heißer Gasstrahlen besteht im wesentlichen aus einem oder mehreren neben- und/oder übereinander angeordneten Führungsplatten 1, deren jeweilige Führungsfläche 1 a konvex zum Gasstrom 1 b (s. Pfeil) gekrümmt ist und öffnunaen ld für den Eintritt von Kühlluft aufweist. Die Führungsplatte 1 weist seitliche Begrenzungswände 1 c auf, so daß die Vorrichtune im Querschnitt etwa U-förmig ausgebildet ist, Ein gangsseitig kann ein Einlaufrohr 2 vorgesehen sein, das z. B., wie dargestellt, quadratischen Querschnitt aufweisen kann. Am Ende 2a des Einlaufrohres 2, gegenüber der Führungsfläche la soll vorzucIsweise eine in Pfeilrichtung 3 a verstellbare Steuerschneide 3 vorgesehen sein. Vor der Steuerschneide 3 kann ein Einsatzteil 4 angeordnet sein, durch das ein allmählicher übergang von der entsprechenden Rohrwandung 2 b zur Steuerschneide 3 gebildet wird. Dagegen soll in Verlängerung der unteren Rohrwandung 2b hinter der Steuerschneide 3 vorzugsweise eine nach außen vorspringende, gegebenenfalls verstellbare Stufe 4a vorgesehen sein, die ein Anlegen der Strömung an die steuerschneidseitige Wandung ausschließt. Dieser Vorgang wird insbesondere durch eine scharfe Abreißkante 3b an der Steuerschneide eingeleitet. Die erfindungsgemäße Vorrichtung und/ oder die Bodenfläche 5 kann in an sich bekannter Weise mit schalldämpfendem Werkstoff, wie Steinwollefasern u. dgL, ausgekleidet sein. Ebenso kann an der offenen Seite des Kanals ein oder mehrere, gegebenenfalls verstellbare Schalldämpfer, insbesondere in Kulissen- oder Jalousieform 5a, angeordnet und/oder in Form eines senkrechten Rohrs 5 b nachgeordnet sein. Die Führungsfläche la, gegebenenfalls auch die Begrenzungsteile lc können beliebig geformte Öffnungen, z. B. Schlitze 1 d aufweisen, durch welche die die Vorrichtung umgebende Frischluft 1 e an-esauat werden kann. Durch die hohe Geschwindigkeit des z. B. aus einem Triebwerk ausströmenden Abgases wird ein Unterdruck erzeugt, durch den die Frischluft selbsttätig angesaugt und das Leitmittel gekühlt wird, so daß auch weniger hitzebeständige und handelsübliche Werkstoffe verwendet werden können. Die Größe der Kühllufteintritte 1 d soll nach Möglichkeit regelbar sein. tiin für die jeweilige Geschwindigkeit die optimale Frischluftzufuhr zu erhalten. Durch eine verminderte Frischluftzufuhr könnte das Leitmittel überhitzt und beschädigt werden, bei zu starker Frischltiftzufubr würde sich dagegen der heiße Gasstrahl von der Führungsfl äche la ablösen und seine Funktion beeinträchtigen.The device for deflecting hot gas jets consists essentially of one or more guide plates 1 arranged next to and / or one above the other, the respective guide surface 1 a of which is convexly curved to the gas flow 1 b (see arrow) and has openings 1d for the entry of cooling air. The guide plate 1 has lateral boundary walls 1 c , so that the Vorrichtune is approximately U-shaped in cross-section, an input side can be an inlet pipe 2 which, for. B., as shown, may have a square cross-section. At the end 2a of the inlet pipe 2, against the guide surface la to a vorzucIsweise be provided in the direction of arrow 3 a control variable cutting. 3 In front of the control cutting edge 3 , an insert 4 can be arranged, by means of which a gradual transition from the corresponding pipe wall 2 b to the control cutting edge 3 is formed. On the other hand, an outwardly projecting, optionally adjustable step 4a should preferably be provided as an extension of the lower pipe wall 2b behind the control cutter 3 , which prevents the flow from being applied to the control cutter-side wall. This process is initiated in particular by a sharp tear-off edge 3b on the control cutting edge. The device according to the invention and / or the floor surface 5 can be lined in a manner known per se with sound-absorbing material, such as rock wool fibers and the like. Likewise, one or more, optionally adjustable sound absorbers, in particular in the form of a link or louvre 5a, can be arranged on the open side of the channel and / or be arranged downstream in the form of a vertical pipe 5b. The guide surface la, optionally also the limiting parts lc, can have openings of any shape, for. B. slots 1 d , through which the device surrounding fresh air 1 e can be an-esauat. Due to the high speed of the z. B. exhaust gas flowing out of an engine, a negative pressure is generated through which the fresh air is automatically sucked in and the conducting means is cooled, so that less heat-resistant and commercially available materials can be used. The size of the cooling air inlets 1 d should be adjustable if possible. tiin to get the optimal fresh air supply for the respective speed. A reduced supply of fresh air could overheat and damage the guide means; if the supply of fresh air is too strong, on the other hand, the hot gas jet would detach itself from the guide surface la and impair its function.

Claims

Claims-1. Device for deflecting hot gas jets, in particular for use as a silencer for the ground operation of jet engines, if necessary with afterburner operation, essentially consisting of one or more convex guide plates arranged next to and / or above one another in relation to the gas flow (arched guide plates, each with at least one lateral boundary walls Form an open channel for the major part of its length, which is preferably lined with sound- absorbing material, in particular according to patent application G 416216 la / 46c 6 (German Auslegeschrift 1231 484), characterized in that at least each guide plate (1) has openings (1d) for the entry of Has cooling air.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the guide plate (1) is formed like a facet. 3. Apparatus according to claim 1, optionally 2, characterized in that the cross section of the openings (1 d) is adjustable. 4. Device according to claim 1, optionally 2, characterized in that the guide plate (1) and / or the lateral boundary walls (1 e) are sawn from a porous material. 5. Apparatus according to claim 1 to 4, characterized in that an inlet pipe (2) of preferably round or rectangular cross-section is provided on the input side in a manner known per se. 6. Apparatus according to claim 1 to 5, characterized in that at the end (2a) of the inlet pipe (2), the guide surface (la) opposite, a projecting into the channel and preferably adjustable control cutter (3) is provided. 7. Apparatus according to claim 1 to 6, characterized in that an insert part (4) which narrows the flow cross-section is arranged immediately in front of the control cutting edge (3). 8. Apparatus according to claim 6, optionally 7, characterized in that an outwardly projecting, optionally adjustable step (4a) is provided in extension of the lower wall (2 b) of the inlet pipe (2) immediately behind the control cutter (3). 9. Vorrichtuno, according to claim 1 to 8, characterized in that the bottom surface (5) is provided in a known manner with sound absorbers. 10. Device according to one of the above claims, characterized in that sound-absorbing plates (5a), in particular in the form of louvres, are arranged on the open side of the channel (F i g. 2). 11. Device according to one of the above claims, characterized in that it is connected downstream in a manner known per se, preferably in the form of a vertical tube (5 b) designed silencer. Contemplated publications: USA. Patents No. 2886121, 2658332..