DE1426292B1 - Device for the ignition of liquid fuel in jet pipes of air-breathing engines - Google Patents
Device for the ignition of liquid fuel in jet pipes of air-breathing enginesInfo
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Description
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung Spiralrolle werden die Verhältnisse in bezug auf dieThe invention relates to a device spiral roller are the relationships with respect to the
zur Zündung von flüssigem Brennstoff in Strahlrohren Zündung ebenfalls günstig beeinflußt,for the ignition of liquid fuel in jet pipes, ignition is also favorably influenced,
von luftatmenden Triebwerken mit einem kataly- Bei einer Ausführungsform der neuen Vorrichtungof air-breathing engines with a catalyzer In one embodiment of the new device
tischen Element, das in einem axialen Durchlaß für liegt das als Spiralrolle ausgebildete katalytische EIe-table element, which lies in an axial passage for the catalytic EIe- designed as a spiral roller
den Gasstrom angeordnet und von diesem durch- 5 ment in axialer Richtung zwischen dem an seinerarranged the gas flow and from this through- 5 ment in the axial direction between the at its
strömt ist, wobei das katalytische Element zu seiner einen Stirnseite anliegenden, eine Rippe aufweisen-is flowing, the catalytic element resting on its one end face, having a rib
Halterung an einem Ende von einem Sieb begrenzt ist. den Sieb und einem an seiner gegenüberliegendenBracket is limited at one end by a sieve. the sieve and one on its opposite
Eine derartige Vorrichtung ist bekannt (USA.-Pa- Stirnseite anliegenden, zusätzlichen scheibenförmigen tentschrift 2 970 439). Hierbei besteht das kataly- Sieb. Diese Siebe begrenzen dann die Bewegungstische Element aus einem körnigen Material, das von io möglichkeiten der Spiralrolle in beiden axialen Richeinem konischen Sieb begrenzt ist und in das der tungen.Such a device is known (USA.-Pa front side adjacent, additional disk-shaped publication 2 970 439). Here there is the kataly sieve. These sieves then limit the movement table element made of a granular material, which is of io possibilities of the spiral roller in both axial directions conical sieve is limited and in which the ducts.
flüssige Brennstoff über eine Zuführungsleitung Zum Schutz des inneren Endes, d. h. der radialliquid fuel via a feed line to protect the inner end, i.e. H. the radial
direkt eingeführt wird, während Luft durch beson- inneren Oberfläche der Spiralrolle gegen Schwingun-is introduced directly, while air is protected against vibration through the special inner surface of the spiral roller
dere Bohrungen in das Element eintreten kann. Bei gen und Überhitzung kann vorgesehen sein, daß daswhose holes can enter the element. With gene and overheating it can be provided that the
dieser Vorrichtung wird es als Nachteil angesehen, 15 als Spiralrolle ausgebildete katalytische Element umIn this device, it is considered a disadvantage to use a catalytic element designed as a spiral roller
daß innerhalb des katalytischen Elements ein großer ein radiale Durchbrechungen aufweisendes Rohr ge-that within the catalytic element there is a large tube with radial openings
Bereich nicht zur Zündung zur Verfügung steht, da wickelt ist.Area not available for ignition because it is winding.
dort der eingeführte Brennstoff eine zu hohe Kon- Eine Verdrehsicherung der Spiralrolle und des mitThere the imported fuel has too high a degree of resistance
zentration hat, und daß das körnige Material einen einer Rippe versehenen Siebes kann dadurch erreichtcentering, and that the granular material can reach a ribbed screen thereby
hohen Strömungswiderstand für die es durchströ- 20 werden, daß das als Spiralrolle ausgebildete kataly-high flow resistance for which it is flown through that the catalytic converter designed as a spiral roller
mende Luft bildet, wodurch ebenfalls die Durch- tische Element von einem hohlzylindrischen, feuer-forming air, whereby the through-
mischung von Brennstoff und Luft verringert und da- festen Teil umgeben ist, daß dieser Teil an seinerMixture of fuel and air is reduced and is surrounded by a solid part that this part is at its
durch die Zündung behindert wird. dem mit einer Rippe versehenen Sieb zugekehrtenis hindered by the ignition. facing the ribbed sieve
Es ist andererseits eine Vorrichtung zur kata- Stirnseite mit dem über die Stirnseite der Spiralrolle lytischen Umwandlung von Kohlenmonoxid in 25 verlaufenden Schlitz fluchtende Schlitze aufweist und Kohlendioxid bekannt, bei der das katalytische EIe- daß das mit einer Rippe versehene Sieb mit der Rippe ment als Spiralrolle mit in Durchströmungsrichtung zusätzlich in die Schlitze des hohlzylindrischen Teils liegender Wickelachse ^ausgebildet ist (USA.-Patent- eingreift. Um im Falle des zusätzlich vorgesehenen schrift 1 932 927). Eine solche Vorrichtung ist zur scheibenförmigen Siebes beide Siebe ohne axiale BeVerwendung in luftatmenden Triebwerken auf Grund 30 lastung der Spiralrolle in genauem Abstand zu dieser der mangelnden Festigkeit einer Spiralrolle gegen zu halten, ist vorzugsweise vorgesehen, daß das mit Verdrehschwingungen- nicht ohne weiteres geeignet. einer Rippe versehene Sieb auf seiner dem hohlzylin-On the other hand, it is a device to the kata face with the over the face of the spiral roller lytic conversion of carbon monoxide in 25 extending slit having aligned slits and Carbon dioxide is known in which the catalytic EIe- that the screen provided with a rib with the rib ment as a spiral roller with in the flow direction additionally in the slots of the hollow cylindrical part lying winding axis ^ is formed (USA.-Patent- engages. To in the case of the additionally provided document 1 932 927). Such a device is for disk-shaped sieves both sieves without axial use in air-breathing engines due to the load on the spiral roller at a precise distance from it to counteract the lack of strength of a spiral roller, it is preferably provided that with Torsional vibrations - not readily suitable. a ribbed sieve on its hollow cylindrical
Schließlich ist auch eine Vorrichtung zur Förde- drischen Teil abgekehrten Außenseite von dem ringrung der Zündung vöfl 'flüssigem Brennstoff in Strahl- förmigen, eine Durchtrittsöffnung aufweisenden rohren von luftatmenden Triebwerken bekannt, bei 35 Boden eines topfförmigen, den hohlzylindrischen Teil dem ein katalytisches Element als Hohlzylinder mit umgebenden Gehäuses gehalten ist, daß die axiale radialen Durchbrechungen ausgebildet ist. Hierbei Länge des hohlzylindrischen Teils gleich der axialen gelangt das Brennstoff-Luft-Gemisch im Betrieb im Länge des als Spiralrolle ausgebildeten katalytischen wesentlichen nur radial von außen auf die Oberfläche Elements ist und daß das zusätzliche scheibenförmige des katalytischen Elements, so daß dieses trotz seiner 40 Sieb auf einer Stirnseite des hohlzylindrischen Teils siebartigen Ausbildung eine nur geringe wirksame anliegt und auf seiner dem hohlzylindrischen Teil abOberfläche hat. Dazu^kofiiöit, daß das katalytische gekehrten Außenseite von einem eine Durchtrittsöff-Element innerhalb eines im bekannten Fall notwen- nung aufweisenden, mit dem topfförmigen Gehäuse digen Verwirbelungstrichters angeordnet ist. verbundenen Abdeckring gehalten ist. Um zu verhin-Finally, there is also a device for the conveying part facing away from the outside of the ring the ignition of vöfl 'liquid fuel in jet-shaped, having a passage opening pipes of air-breathing engines known, at 35 bottom of a cup-shaped, the hollow cylindrical part which a catalytic element is held as a hollow cylinder with surrounding housing that the axial radial openings is formed. Here the length of the hollow cylindrical part is equal to the axial During operation, the fuel-air mixture reaches the length of the catalytic, which is designed as a spiral roller is essentially only radially from the outside onto the surface element and that the additional disk-shaped of the catalytic element, so that this despite its 40 screen on one end face of the hollow cylindrical part sieve-like training is only slightly effective and abOberfläche on its hollow cylindrical part Has. In addition, the fact that the catalytic turned outside of a passage opening element within a cup-shaped housing which is necessary in the known case Digen vortex funnel is arranged. connected cover ring is held. To prevent
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den 45 dem, daß die Spiralrolle im Betrieb einen axialenThe invention is based on the object of the 45 that the spiral roller in operation an axial
Strömungswiderstand; des katalytischen Elements bei Druck auf das stromab von ihr liegende, hocherhitzteFlow resistance; of the catalytic element under pressure on the highly heated one located downstream from it
einer Vorrichtung zur Zündung von flüssigem Brenn- Sieb ausübt, können das als Spiralrolle ausgebildetea device for igniting a liquid burner screen can be designed as a spiral roller
stoff in Strahlrohren von luftatmenden Triebwerken katalytische Element und der hohlzylindrische Teilsubstance in the jet pipes of air-breathing engines catalytic element and the hollow cylindrical part
und die damit verbundenen Nachteile in bezug auf quer zu ihrer axialen Richtung von einem Sicherungs-and the associated disadvantages with regard to transverse to their axial direction of a safety
die Gewährleistung der Zündung zu vermeiden. Die 50 stift durchsetzt sein.to avoid ensuring the ignition. The 50 pen will be interspersed.
Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs ge- Die Erfindung wird im folgenden an Hand derThe object of the invention is described in the following with reference to the
nannten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, Zeichnungen näher erläutert, in denen drei Ausfüh-called type solved according to the invention, drawings explained in more detail in which three execution
daß das katalytische Element als Spiralrolle mit in rungsbeispiele dargestellt sind. Es zeigtthat the catalytic element are shown as a spiral roller with in approximately examples. It shows
Durchströmungsrichtung liegender Wickelachse und Fig. 1 eine erste Ausführungsform der Vorrich-Winding axis lying through the direction of flow and FIG. 1 shows a first embodiment of the device
mit radialen Durchbrechungen ausgebildet ist und 55 tung in perspektivischer Explosionsdarstellung,is designed with radial openings and 55 device in a perspective exploded view,
daß das Sieb scheibenförmig ist und eine senkrecht Fig. 2 eine zweite Ausführungsform in einemthat the sieve is disc-shaped and a vertical Fig. 2 is a second embodiment in one
zu seinem Scheibenteil angeordnete Rippe aufweist, axialen Längsschnitt,has a rib arranged to its disk part, axial longitudinal section,
die in einen diametral über die dem Sieb benach- Fig. 3 eine in einem Flammenhalter eines Strahlbarte Stirnseite der Spiralrolle verlaufenden Schlitz rohres montierte dritte Ausführungsform in geschniteingreift. 60 tener, perspektivischer Darstellung.in a diametrically above the sieve adjacent Fig. 3 one in a flame holder of a jet beard End face of the spiral roller running slotted tube mounted third embodiment in cutting engagement. 60 tener, perspective illustration.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist das Die in Fig.. 1 dargestellte Vorrichtung weist ein katalytische Element auf Grund seiner Ausbildung als Spiralrolle ausgebildetes katalytisches Element 12 als Spiralrolle und mit radialen Durchbrechungen auf, das in der axialen Bohrung 11 eines hohlzylineine große wirksame Oberfläche und einen trotzdem drischen Teils 10 aus feuerfestem und gegen plötznur sehr geringen Strömungswiderstand auf. Dabei 65 liehe Temperaturänderungen unempfindlichem Matewird die Stabilität der Spiralrolle während des Zün- rial untergebracht ist. Das Element 12 ist aus einer dens durch das mit seiner Rippe als Sicherungsele- Gaze gebildet, die aus einer 2O°/oigen Rhodiumment wirkende Sieb gewährleistet. Durch eine stabile Platin-Legierung besteht. Der Teil 10 besteht bei-In the device according to the invention, the device shown in FIG. 1 has a catalytic element due to its design as a spiral roller catalytic element 12 as a spiral roller and with radial openings, which is in the axial bore 11 of a hollow zyline large effective surface and a nevertheless thresher part 10 made of fireproof and against suddenly only very low flow resistance. In doing so, 65 lent temperature changes become insensitive material the stability of the spiral roll is housed during the zen rial. The element 12 is made of a dens formed by the gauze with its rib as a safety element, which consists of a 20% rhodium ment effective sieve guaranteed. Consists of a stable platinum alloy. Part 10 consists of both
spielsweise aus Tonerde, Siliziumkarbid, Siliziumnitrid oder einem Aluminiumsilikat, da diese Materialen die geforderten thermischen Eigenschaften haben und die Rhodium-Platin-Legierung des Elements 12 auch bei hohen Temperaturen nicht angreifen. for example from alumina, silicon carbide, silicon nitride or an aluminum silicate, as these materials have the required thermal properties and the rhodium-platinum alloy of the element 12 do not attack, even at high temperatures.
Stromab des Elements 12 ist ein scheibenförmiges Sieb 13 vorgesehen, das in zusammengebautem Zustand der Vorrichtung an einer Stirnseite der Spiralrolle zur Anlage kommt und an dem eine Rippe 113 a " angeformt ist, die in einen diametral über die benachbarte Stirnseite der Spiralrolle verlaufenden Schlitz und in mit diesem fluchtende Schlitze 114 des Teils 10 eingreift. Damit das Element 12 das Sieb 13 im Betrieb nicht in axialer Richtung belastet, erstreckt sich quer zur axialen Richtung des Elements 12 und des Teils 10 durch diese hindurch ein Sicherungsstift 15. Downstream of the element 12, a disc-shaped screen 13 is provided which, in the assembled state of the device, comes to rest on one end face of the spiral roller and on which a rib 113 a "is formed which extends into a diametrically across the adjacent end face of the spiral roller slot and in with this engages aligned slots 114 of the part 10. So that the element 12 does not load the sieve 13 in the axial direction during operation, a locking pin 15 extends transversely to the axial direction of the element 12 and the part 10 through them.
Da die Länge des Elements 12 gleich derjenigen des Teils 10 ist, liegen deren Stirnseiten jeweils in einer Ebene. An den stromauf gelegenen Stirnseiten liegt ein zusätzliches, scheibenförmiges Sieb 14 an.Since the length of the element 12 is the same as that of the part 10, its end faces are each in one level. An additional, disk-shaped sieve 14 rests on the upstream end faces.
Sämtliche bisher genannten Teile werden von einem topfförmigen, feuerfesten Gehäuse 15 und einem Abdeckring 17 umschlossen, die jeweils Durchtrittsöffnungen 16, 18 aufweisen. Das Gehäuse 15 dient gleichzeitig zur Festlegung des Sicherungsstifts 115 in dessen Längsrichtung, und der Abdeckring 17 ist an dem Gehäuse 15 beispielsweise durch Verkleben befestigt.All parts mentioned so far are of a cup-shaped, fireproof housing 15 and enclosed by a cover ring 17, each of which has passage openings 16, 18. The case 15 is used at the same time to fix the locking pin 115 in its longitudinal direction, and the cover ring 17 is attached to the housing 15, for example by gluing.
Die beiden Siebe 13, 14 können ebenfalls katalytisch wirksam sein, um die Wirkung des Elements 12 zu unterstützen und/oder um die Baugröße der Vorrichtung zu verringern.The two screens 13, 14 can also be catalytically effective in order to ensure the effect of the element 12 to support and / or to reduce the size of the device.
Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform weist die Vorrichtung ein katalytisches Element 22 auf, das um ein ebenfalls aus katalytischem Metall bestehendes Rohr 20 gewickelt ist. Element 22 und Rohr 20 bestehen hierbei aus Streckblech mit rautenförmigen Öffnungen. Das stromab des EIements 22 liegende Sieb 21 besteht aus dem gleichen Werkstoff, ist an dem Ende des Rohres 20 angeschweißt und weist eine mittige Öffnung 21 α auf. Stromauf des Elements 22 ist ein Sieb 27 aus katalytisch wirkender Gaze vorgesehen, das eine Rippe 27 a trägt. Diese weist in Querschlitze des Rohres 20, des Elements 22 und eines dieses umgebenden topfförmigen Gehäuses 23 ein. Das Sieb wird von dem katalytischen Element 22 erwärmt und gibt seinerseits Wärme an das durch die Durchtrittsöffnung26a eintretende Brennstoff-Luft-Gemisch ab, wodurch dessen katalytische Zündung verbessert wird.In the embodiment shown in FIG. 2, the device has a catalytic element 22 which is wound around a tube 20 which is also made of catalytic metal. Element 22 and tube 20 consist of expanded sheet metal with diamond-shaped openings. The sieve 21 located downstream of the element 22 consists of the same material, is welded to the end of the tube 20 and has a central opening 21 α . Upstream of the element 22, a sieve 27 made of catalytically acting gauze is provided, which carries a rib 27 a. This has into transverse slots of the tube 20, the element 22 and a pot-shaped housing 23 surrounding it. The sieve is heated by the catalytic element 22 and in turn gives off heat to the fuel-air mixture entering through the passage opening 26a, as a result of which its catalytic ignition is improved.
Die gesamte Vorrichtung ist in der Bohrung 24 a einer feuerfesten Masse 24 gehalten, die eine Austrittsöffnung 24 b aufweist. Dabei ist das Sieb 21 zwisehen der Außenseite des Bodens 23 a des Gehäuses 23 und einem Ring 25 aus feuerfestem Material eingeklemmt, und ein das Sieb 27 und das Gehäuse 23 in axialer Richtung haltender Abdeckring 26 mit einer Durchtrittsöffnung 26 α ist unmittelbar in der Masse 24, beispielsweise durch Verkleben, befestigt.The entire device is held in the bore 24 a of a refractory mass 24 which has an outlet opening 24 b . The sieve 21 is clamped between the outside of the bottom 23 a of the housing 23 and a ring 25 made of refractory material, and a cover ring 26 holding the sieve 27 and the housing 23 in the axial direction with a passage opening 26 α is directly in the mass 24 , for example by gluing attached.
Bei der Ausführung gemäß F i g. 2 ist das Sieb 21 nicht unbedingt erforderlich und kann beispielsweise durch eine mit dem Rohr 20 verschweißte, ringförmige Platte ersetzt sein.In the execution according to FIG. 2 is the sieve 21 not absolutely necessary and can, for example, by means of an annular, welded to the tube 20 Plate to be replaced.
Die Vorrichtung kann beispielsweise in den stromab offenen Rinnen eines Flammenhalters angeordnet sein.The device can, for example, be arranged in the channels of a flame holder, which are open downstream be.
Eine andere Möglichkeit zeigt Fig. 3. Danach sind zwei gleichartige Vorrichtungen 40 zur Förderung der Zündung innerhalb einer zwei Ringkanäle 35, 37 verbindenden Speiche 38 eines Flammenhalters mittels Halteplatten 43 und Profilschienen 42 befestigt. Die Vorrichtungen40 sind ähnlich wie in Fig. 2 ausgeführt und weisen Austrittsöffnungen 40 b auf. Sie sind in ihrer Lage zusätzlich dadurch gesichert, daß Sicken 40 α einer Speiche 38 in die sie umgebende feuerfeste Masse eingreifen.Another possibility is shown in FIG. 3. Thereafter, two similar devices 40 for promoting the ignition are fastened within a spoke 38 of a flame holder connecting two ring channels 35, 37 by means of holding plates 43 and profile rails 42. The devices 40 are designed similarly to FIG. 2 and have outlet openings 40 b . They are additionally secured in their position by the fact that beads 40 α of a spoke 38 engage in the refractory mass surrounding them.
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