DE1950033U - Verbrennungseinrichtung an rueckstosstriebwerken, insbesondere zur nachverbrennung. - Google Patents

Description

511011*30. S,66

DH. ING. H, NEGEBfDANK ^V

D!pl.-lng.H; Hau* —™ DipL - Phys. W. Schmite

HAMBURG 36 · NEUER WALX 41 · PERNRTTP 36.74 88 UND 36 41 15

XE|JBGKAMM'A»SOHBIFT ι H"EGH»A^PATEH"T

S 52 612/46g G-bm _:

SOOIETE UiIDIOlAXiB D¹BEUDE EO? DS
OOHS!DRUO!EIOEr DE MOiDEMS D¹ ATIAiDIOH

27. September 1966

Verbrennungseinrichtung an Rückstoßtriebwerken, insbesondere zur !Nachverbrennung

Im deutschen Patent 1 135 185 ist eine Yerbrennungseinrichtung für Rückstoßtriebwerke, insbesondere zur nachverbrennung, beschrieben, weiche Brennerringe, mit V-förmigem Querschnitt umfaßt, die ge ein Brennstoff-Einspritzrohr enthalten, welches im G-egenstrom durch in der Spitze des V angeordnete öffnungen einspritzt.

Wegen der sehr hohen Flammtemperaturen, denen die 7erbrennungs- oder Haehverbrennungskammern ausgesetzt sind, müssen für diese Kammern besondere Torsichtsmaßnahmen ergriffen werden, um ihi?e Beschaffenheit und ihre richtige Arbeitsweise zu bewahren. Dies gilt besonders für Nachverbrennungskammern, in denen der !luftstrom schon beim Eintritt sehr heiß ist. Man sieht beispielsweise :.eine Kühlung der Wände, die Verwendunghoch temperaturfester Materialien, eine obere Begrenzung des Mischungsverhältnisses oder andere Hilfsmittel vor.

Es besteht jedoch, was den Brennstoff betrifft, eine weitere Schwierigkeit. Der Brennstoff soll gleichmäßig in den gesamten Querschnitt der Kammer eingespritzt werden, um eine gleichmäßige Verbrennung zu erzielen. Der Brennstoff ist manchmal gezwungen, vor seiner Zerstäubung einen merkliehen Weg im Inneren der Einspritzrohre zurückzulegen, falls man nicht Zuflucht zur Verwendung mehrerer Brennstoff-

eintrittssteilen am Umfang der Kammer nehmen will, was das Versorgungssystem kompliziert. Folglich, werden die Einspritzrohre im Inneren der Kammer durch die Flammen der stromabwärts stattfindenden Yerbrennia.nggela.eizt. Überdies empfangen sie die Wärmestrahlung der Brennerringe, in welchen sie befestigt sind.

Palis die Belastung vermindert wird, vermindert sich auch, die mittlere Verbrennung^temperatur, aber die Flammenfront steigt stromaufwärts und nähert sieh den Einspritzrohren. Die gleichzeitige Verminderung der luftzufuhr ergibt auch eine verminderte Kühlung der Ringe. Die Verweilzeit"des Brennstoffes in den Einspritzrohren vor der Einspritzung steigt infolge der Herabsetzung der Brennstoffzufuhr an. Die stark erhitzten Einspritzrohre werden somit durch, die in diesem Fall ungenügende Menge des durch sie hindurehströmenden Brennstoffes nicht wirksam gekühlt. Der Brennstoff erhitzt sich, verdampft und erleidet chemische Veränderungen, wie Verkokung, Kracken u.s.w.

Abgesehen davon, daß diese Veränderungefin der molekularen Struktur den Heizwert verringern, rufen sich auch Verstopfungen der Einspritzöffnungen und der inneren Querschnitte der Einspritzrohre durch Rückstandbildung hervor. Diese Fehler können zu einer rasehen Zerstörung der Verbrennungs- oder lachverbrennungskammernführen*

Die vorliegende !Teuerung betifft eine Verbesserung der in Rede stehenden Verbrennungsvorrichtung, die den Zweck hat, die Verkokung des Brennstoffes in den Einspriefetzrohren und-die anderen genannten Übelstände zu verhindern. Bach'· der vorliegenden JLeuerlung sind die Einspritzrohre ganz oder teilweise gegen die von der Abströmseite her eingestrahlte Wärme durch Blenden geschützt, die in geeigneter Weise hinter den Einspritzrohren angeordnet sind, und zwar gegenüber den an der Spitze der V-förmigen Brennerringe vorgesehenen Öffnungen, jedoch, auf der Innenseite der Brennerringe, wobei diese Blenden gegen die Einspritzrohre thermisch isoliert sind.

Weitere Merkmale und Vorteile der Neuerung gehen aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung hervor.

Ig. 1 _:'..-"-.. ist eine ieilansicht eines mustergemäßen Brennerringes, und zwar vom Ausgang der Verbrennungskammer her gegen die Vorderseite des Triebwerkes betrachtet.

Die !ig. 2 und 3 sind Radialschnitte nach, den linien II-II

bzw. ΙΙΪ-ΙΙΙ der fig 1r dabei liegt der erste Schnitt nach. 3?ig. 2 an einer Befestigungsstelle eines Blendenelementes und der zweite Schnitt nach. 3?ig. 3 an irgendeiner anderen Stelle der Vorrichtung.

3?ig. 4 ist ein trmfangsschnitt nach der linie IT-

der Pig. 2.

Die in den Zeichnungen dargestellte Verbrennungsvorrichtung entspricht dem Gegenstand des eingangs erwähnten Patentes. Sie enthält Brennstoff-Einspritzrohre 1, die in entsprechenden konzentrischen Ereisringen 2 angeordnet sind.

Diese Ringe stellen Plammhalter dar und werden durch Profile mit Y-fömLgem Querschnitt gebildet, deren Öffnungswinkel die Größe der Hinderniswirkung der Ringe-bestimmt, d. h. die zur Erziehlung einer stabilen Verbrennung, bei allen Strömungs zuständen in dem Kanal erforderliche Wirbelbildung. Dieser Winkel steht in Bezaäiung zu dem gewünschten Irwärmungsgrad.

Die in der Spitze der: V-iOrm der Ringe 2 angeordneten ringförmigen Einspritzrohre 1 enthalten eine gewisse Anzahl von Öffnungen, deren Durehmesser so bestimmt ist, daß die unter dem durch die Pumpe erzeugten Brennstoffdruck die für die Erwärmung^erforderliche Brennstoffzufuhr gewährleisten. ""^-^-^

Die Vorderkante der Rohre, d. h.. die Spitze der V-Porm, enthält fenster 3» durch die die in den Einspritzrohren vorgesehenen Spritzlöcher 4 den Brennstoff zerstäuben. Auf diese Weise erfolgt die Brennstoffeinspritzung im Gegenstcom.

Die in die Vorderkante eingeschnittenen Fenster 3 sollen hauptsächlich luft in den durch, die Ringe erzeugten Wirbelstrom leiten. Sie können kreisförmig, länglich oder anders ge

:: ■■.-"■" - 4 -

formt sein. Das Rohr 1 ist in dem Brennerring 2 mit Hilfe von Haltern 5 befestigt. Diese Halter bestellen aus ringförmigen Blechbanderη, deren Enden abgebogen sind, um ihre Zusammenfügung zu ermöglichen. Diese Enden sind einerseits bei 5 in einem rechtwinkligen Sinn abgebogen, so daß sie in einen ringförmigen Einstrieb, 6 eingefüTirt werden können, und andererseits bei 7 gelocht, um ."Ihre Befestigung zu ermöglichen. An einer diametral gegenüberliegenden Stelle ist eine Öffnung 8 für einen Iietkopf eingeschlagen. Auf dem Brennerring 2 sind an der'Spitze der V-IPorm Vorspränge _. 9 mit gegenseitigem Abstand angeordnet, die zwei senkrechte löcher aufweisen. -."-,;■*-" -~ / ^:

Die Befestigung wird in der folgenden Weise vorgenommen.

Eine Fiete 10 ist mit dem Kopf nach innen in dem loch- 8 der Halterung: angeordnet. Diese Halterung ist auf dem Einspritzrohr--1 befestigt, und ihre Enden sind in dem Yorsprung 9 untergebracht und passen sieh dank der bei 5 a vorgesehenen Krümmung der Wand an.. Die Befestigung wird durch eine Sehraube 11 fixiert.

Die mustergemäße Schutzblende besteht aus mehreren Elementen 12 aus hoch itemperaturfestern Stahlblech. Jedea dieser Elemente ist an einer Halterung 5 am Einspritzrohr entlang befestigt und wird durch die Meten 10, die zu diesem Zweck mit einer Schulter versehen said, vom Einspritzrohr auf passendem Abstand gehalten.

Vorher werden die-Elemente 12 aus rechteckigen Blechstücken der länge nach in dem Sinn gebogen, daß sie das Einspritzrohr abschirmen. Bei jedem Blendenelement wird über desseen ganze Länge die Einhaltung des passaiden Abstandes von dem Einspritzrohr 1 durch passend geformte ringförmige Scheiben 13 sichergestellt, die auf dem Einspritzrohr befestigt sind und, wie aus der Pig, 3 klar au ersehen ist, Versteifungen für die Enden des Blendenelementes 12 bilden.

Auf diese Weise wird die freie Ausdehnung jedes Blendenelementes ermöglicht, ohne daß irgendeine Verformung zu befürchten wäre. Andererseits ist die Berührung zwischen den Schutzelementen 12 und dem Einspritzrohr 1 auf das

äußerste Minimum herabgesetzt, so daß eine gute th.ermisch.e Isolation zwischen diesen !Eeiien gewährleistet ist.

Auf diese Weise kann die Wärme, die von den_: s/tomabwärts des Brennerringes 2 angeordneten Flammen abgestrahlt wird, nicht bis zum EinspritzroBr 1 gelangen, und die temperatur des Brennstoffes in diesem Einspritzrohr bleibt genügend tief, um irgendeweletie claemiscTaeTa odei? pnysikaliseTaen Veränderungen des Brennstoffes vor seinem Austritt durcla. die Einspritzlöelier 4 zu verhindern. ~

Andere Ausfünrungsformen s ind möglieb., o"h.ne den Rahmen der Heuerung zu verlassen, insbesondere können die Form und die Abmessungen der Blende 12 sowie die Art ihrer Befestigung verändert werden. Die Blende kann das Binspritzrohr 1 mehr oder weniger umgeben, sie kann flach, gelassen oder mit einem anderen Profil versehen werden. Auch, kann die Verteilung der Blenden in dem Ring anders sein. Sie können, wie in dem erläuterten Beispsiel, das Einspritzrohr nur tei!weise überdecken? bei abgeänderten Ausführungsformen können sie aber auch, miteinander verbünden sein oder sich, gegenseitig überdecken. ;: V ν

Schließlich können die an den Enäen der Blendenelemente 12 angeordneten Stützen 13 durch eine andere Anordnung ersetzt sein, die eine analoge Rolle spieltr beispielsweise könnten die Enden der -Blenden gegen die Einspritzrohre nach, innen abgebogen sein.

Claims (1)

1. .511011*30.9.61

   DR. ING. H. NEGENDANK

   ι ^v-niieiinwQDi Patentanwalt *°⁽

   Dipl.-Ing. H. Hauck Dipl.-Phys. W.Schrate

   HAMBURG 3β · NEtTEH WAI,Ii 411 . FERNRUP 3β 74 88 UND 88 41 15

   TBXiEGRAMM-AITSOHHIFTt

   S 52 612/46g Gbm

   SOGIEIE MIIOMLE D¹ETUDE EI DE
   CONSTRUCTION DE MOIEDES D¹ATIATIOI

   27. September 1966

   S c h xx. t z- an s ρ r u c h

   Yerbrennungseinrichtung für Rückstoßtriebwerke, insbesondere 25ur lacbverbrennung, mit Brennerringen von Y-förmigem Querschnitt, in denen je ein Brennst of f-Einspr it zrolar vorgesehen ist, das aus Öffnungen, die an der Spitze der Y-Porm angeordnet sind, den Brennstoff im G-egenstrom abgibt, dadurch, gekennzeichnet, daß die Einspritzrohre ganz oder teiweise gegen die von der Abstromseite her eingestrahlte Wärme durch Blenden geschützt sind, die gegenüber den Öffnungen, aber im Inneren der Brennerringe hinter den Einspritzrohren angeordnet und gegen die Einspritzrohre thermisch isoliert sind.