DE2544361C2

DE2544361C2 -

Info

Publication number: DE2544361C2
Application number: DE19752544361
Authority: DE
Inventors: Harold C. Richmond Heights Ohio Us Simmons; Robert R. Chardon Ohio Us Conrad; Mihkel Euclid Ohio Us Orav
Original assignee: Parker Hannifin Corp
Current assignee: Parker Hannifin Corp
Priority date: 1974-10-07
Filing date: 1975-10-03
Publication date: 1987-06-25
Also published as: FR2287592A1; DE2544361A1; FR2287592B1; CA1038912A; GB1491383A; JPS5164116A; JPS5832294B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennstoffdüse zum Zerstäuben von Brennstoff mit Hilfe von Druckluft nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.The invention relates to a fuel nozzle for atomizing Fuel using compressed air according to the generic term of Claim.

Bei einer aus der US-PS 25 95 759 bekannten Brennstoffdüse dieser Art tritt die durch den äußeren Luftkanal zugeführte Luft durch eine den Zuführungsquerschnitt verengende am Umfang mit Nuten versehene Lochplatte, bevor sie auf den aus dem zentralen Luftkanal austretenden und den Brennstoff in einem kegelmantelförmigen Strahl mitnehmenden Luftstrom etwa rechtwinklig trifft. Durch diese Art der Zusammenführung der den Brennstoff durch eine nachgeschaltete rinförmige Düse austra genden unverdrallten Luftströme wird keine gute Zerstäubung erreicht, weil im wesentlichen nur ein Sprühkegel in Form einer Kegelmantel fläche erzeugt wird. In a fuel nozzle known from US-PS 25 95 759 this type occurs the one supplied through the outer air duct Air through a perforated plate which narrows the supply cross section and is provided with grooves on the circumference, before it exits from the central air duct and entraining the fuel in a cone-shaped jet Airflow hits approximately at right angles. Through this way of merging the Discharge fuel through a downstream reed-shaped nozzle good atomization is not achieved because of essentially just a spray cone in the form of a cone jacket surface is generated.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Brennstoffdüse nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs so auszubilden, daß eine bessere Zerstäubung des Brennstoffs erreicht wird.The object of the invention is therefore to provide a fuel nozzle train the preamble of the claim so that a better atomization of the fuel is achieved.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Brennstoffdüse der gattungsgemäßen Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs gelöst.According to the invention, this object is achieved with a fuel nozzle of the generic type by the characterizing features of Claim resolved.

Bei der erfindungsgemäßen Brennstoffdüse wird eine gute Zerstäu bung des Brennstoffs dadurch erreicht, daß dieser zwischen zwei konzentrische Luftströme eingespeist wird, die mit einem Drall versehen sind. Zusätzlich wird die Zerstäubung des Brennstoffs durch die angegebenen Massenströme von Luft und Brennstoff be günstigt.Good atomization is achieved with the fuel nozzle according to the invention Exercise of the fuel achieved in that this between two Concentric air flows are fed in with a swirl are provided. In addition, the atomization of the fuel by the specified mass flows of air and fuel favorable.

Aus der US-PS 26 12 405 ist ein Zerstäuber mit einem ringför migen Flüssigkeitskanal bekannt, der beidseitig von Leitbleche aufweisenden ringförmigen Luftkanälen umgeben ist, so daß der Flüssigkeitsstrahl zwischen zwei verdrallten Luftströmen zer stäubt wird.From US-PS 26 12 405 is an atomizer with a ringför known liquid channel, the bilateral of baffles having annular air channels is surrounded so that the Liquid jet breaks between two swirled air streams is dusted.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigtEmbodiments of the invention are described below with reference to the Drawing explained in more detail. In this shows

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Gasturbine mit einer Brennstoffdüse, Fig. 1 shows a longitudinal section through a gas turbine with a fuel nozzle,

Fig. 2 einen Schnitt durch die Brennstoffdüse im größeren Maßstab, Fig. 2 shows a section through the fuel nozzle on a larger scale,

Fig. 3 einen Schnitt durch den Austrittsbereich der Brennstoffdüse nach Fig. 2 im nochmals vergrößerten Maßstab, Fig. 3 a section through the outlet region of the fuel nozzle of FIG. 2 in further enlarged scale,

Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform einer Brennstoffdüse und Fig. 4 shows a longitudinal section through a second embodiment of a fuel nozzle and

Fig. 5 einen Querschnitt durch die Brennstoffdüse längs der Linie 5-5 in Fig. 4. Fig. 5 shows a cross section through the fuel nozzle taken along line 5-5 in Fig. 4.

Der Längsschnitt durch eine Gasturbine 1 gemäß Fig. 1 dient der Erläuterung des allgemeinen Funktionsprinzips einer Brennstoff düse 2 zum Zerstäuben von Brennstoff mit Hilfe von Druck luft.The longitudinal section through a gas turbine 1 shown in FIG. 1 serves to explain the general principle of operation of a fuel nozzle 2 for atomizing fuel with the help of air pressure.

In einem Triebwerksverdichter 3 verdichtete Luft strömt durch die Brennkammer 4, die ein bereits perforiertes Flammrohr 5 enthält. Dieses dient der Steuerung der Verbrennung des Brenn stoffs und der Verdünnung der Verbrennungsprodukte.Air compressed in an engine compressor 3 flows through the combustion chamber 4 , which contains an already perforated flame tube 5 . This is used to control the combustion of the fuel and the dilution of the combustion products.

Aus der Düse 2 wird Brennstoff in das Flammrohr 5 gespritzt, in dem der Brennstoff mittels der Zündeinrichtung 6 gezündet wird. Das erhitzte Gas expandiert und durchströmt die Turbine 7. Da die Brennstoffdüse 2 in dem Flammrohr 5 montiert ist, sind die Luftkanäle der Brennstoffdüse im wesentlichen derselben stati schen Luftdruckdifferenz unterworfen wie die Löcher 8 in dem Flammrohr 5. Fuel is injected from the nozzle 2 into the flame tube 5 , in which the fuel is ignited by means of the ignition device 6 . The heated gas expands and flows through the turbine 7 . Since the fuel nozzle 2 is mounted in the flame tube 5 , the air channels of the fuel nozzle are subjected to substantially the same static air pressure difference as the holes 8 in the flame tube 5 .

Daher steht schnell strömende Luft zum Zerstäuben des Brennstof fes zur Verfügung. Im Betrieb der Turbine beträgt die Luftge schwindigkeit beispielsweise etwa 91,5 m/s, was einem Luftüber druck im Bereich von etwa 0,0176 bar bis 0,703 bar entspricht. Beim Anfahren des Triebwerks ist die Luftgeschwindigkeit gerin ger, doch erreicht sie einen Wert von etwa 30,5 m/s gewöhnlich schon vor der Zündung.Therefore, rapidly flowing air is available to atomize the fuel fes available. When the turbine is operating, the air is speed, for example, about 91.5 m / s, which means an air overflow pressure in the range of approximately 0.0176 bar to 0.703 bar. The air speed is low when starting the engine lower, but it usually reaches a value of around 30.5 m / s even before the ignition.

Fig. 2 zeigt die Brennstoffdüse, deren Einbau aus der Fig. 1 hervorgeht. Die Düse 2 besitzt einen Halter 10, in dessen Schaft ein Kanal 11 gebohrt ist, in dem der von einer Brennstoffpumpe und einem Steuerungssystem (nicht gezeigt) kommende Brennstoff geführt wird. Der Halter 10 trägt den Düsenkopf. Dieser umfaßt einen äußeren Drallerzeuger 12 für Luft, einen Drallerzeuger 13 für Brennstoff, einen inneren Drallerzeuger 14 für Luft und ein Deckband 15. Der äußere Drallerzeuger 12 für Luft trägt drall erzeugende Leitbleche 16 und ist auf den Halter 10 aufgeschraubt und mittels einer Umfangsschweißnaht festgelegt, wie aus der Zeichnung hervorgeht. Man kann das Deckband durch Hartlöten derart an den Außenrändern der drallerzeugenden Leitbleche 16 anbringen, daß es einen ringförmigen äußeren Luftkanal 17 be grenzt. FIG. 2 shows the fuel nozzle, the installation of which is shown in FIG. 1. The nozzle 2 has a holder 10 , in the shaft of which a channel 11 is drilled, in which the fuel coming from a fuel pump and a control system (not shown) is guided. The holder 10 carries the nozzle head. This comprises an outer swirl generator 12 for air, a swirl generator 13 for fuel, an inner swirl generator 14 for air and a shroud 15 . The outer swirl generator 12 for air carries swirl-producing guide plates 16 and is screwed onto the holder 10 and fixed by means of a circumferential weld seam, as can be seen from the drawing. You can attach the shroud by brazing such on the outer edges of the swirl-generating baffles 16 that it borders an annular outer air duct 17 be.

Der Drallerzeuger 13 für Brennstoff hat einen Randteil 18, der mit einer Anzahl von drallerzeugenden Schlitzen 19 ausgebildet ist, die unter einem Winkel zu der Achse des Drallerzeugers für Brennstoff angeordnet sind, so daß zusammen mit dem Drallerzeu ger 12 für Luft eine Wirbelkammer 20 für den Brennstoff gebildet wird. Wenn der Umfang des Randteils 18 in den Innenkonus des Drallerzeugers 12 für Luft bis zum Anschlag eingeführt worden ist, wird der Drallerzeuger 13 für Brennstoff an seinem strom aufwärtigen Ende an den Halter 10 bei 21 angeflanscht und durch eine Umfangsschweißnaht mit ihm verbunden. Mit 22 sind Abstands halterippen bezeichnet. Zwischen den Drallerzeugern 12 und 13 ist daher ein Ringraum 23 vorhanden, der mit dem gebohrten Kanal 11 in Verbindung steht und zum Zuführen von Brennstoff in die Wirbelkammer 20 dient.The swirl generator 13 for fuel has an edge part 18 which is formed with a number of swirl generating slots 19 which are arranged at an angle to the axis of the swirl generator for fuel, so that together with the swirl generator 12 for air, a swirl chamber 20 for the Fuel is formed. When the periphery of the edge portion 18 has been inserted into the inner cone of the swirl generator 12 for air as far as it will go, the swirl generator 13 for fuel is flanged at its upstream end to the holder 10 at 21 and connected to it by a circumferential weld. With 22 spacing ribs are called. An annular space 23 is therefore present between the swirl generators 12 and 13 , which is connected to the drilled channel 11 and serves to supply fuel into the swirl chamber 20 .

Der innere Drallerzeuger 14 für Luft kann im Innern des Drall erzeugers 13 für Brennstoff in dem erweiterten stromaufwärtigen Teil des zentralen Luftkanals 24 durch Hartlöten festgelegt sein. Der zentrale Luftkanal 24 ist so ausgebildet, daß er strom abwärts von A 1 eine kleinere Strömungsquerschnittsfläche hat als der Drallerzeuger 14 für Luft, wobei das Verhältnis etwa 90% be trägt. Durch dieses Merkmal wird der Vorteil erzielt, daß strom abwärts von jedem Leitblech 25 keine Wirbel auftreten und daß in dem zentralen Luftkanal eine laminare Luftströmung erzielt wird, die in der Querrichtung ein solches Geschwindigkeitsprofil hat, daß an den Wänden eine hohe Luftgeschwindigkeit erhalten wird. Dasselbe Prinzip kommt in dem äußeren drallerzeugenden Luftkanal 17 zur Anwendung, der an seiner engsten Stelle A 2 am Ende einen Querschnitt besitzt, der kleiner ist als der wirksame Strömungsquerschnitt der drallerzeugenden Leitblechanordnung 16, wobei das Verhältnis wieder etwa 90% beträgt. Die drallerzeugen den Leitbleche 16 und 25 in dem äußeren und dem inneren Kanal sind so ausgebildet, daß die Luft aus der Düse 2 mit einem Kegel winkel des kegelmantelförmigen Luftstrahls von beispielsweise 80° ausströmt. Es versteht sich, daß der Winkel und die Dreh richtung des Dralles im Hinblick auf die Ausbildung der Brenn kammer 4 gewählt werden und keine kritischen Auslegungsmerkmale der Brennstoffdüse 2 sind.The inner swirl generator 14 for air can be fixed inside the swirl generator 13 for fuel in the expanded upstream part of the central air duct 24 by brazing. The central air duct 24 is formed so that it has a smaller flow cross-sectional area downstream of A 1 than the swirl generator 14 for air, the ratio being about 90%. This feature provides the advantage that no vortices occur downstream of each baffle 25 and that a laminar air flow is achieved in the central air duct which has a velocity profile in the transverse direction such that a high air velocity is obtained on the walls. The same principle is used in the outer swirl-generating air duct 17 , which at its narrowest point A 2 at the end has a cross section that is smaller than the effective flow cross section of the swirl-generating guide plate arrangement 16 , the ratio again being approximately 90%. The swirl generate the baffles 16 and 25 in the outer and the inner channel are designed so that the air flows out of the nozzle 2 with a cone angle of the cone-shaped air jet of, for example, 80 °. It is understood that the angle and the direction of rotation of the swirl are chosen with regard to the formation of the combustion chamber 4 and are not critical design features of the fuel nozzle 2 .

Der Luftkanal 24 hat an seinem stromabwärtigen Ende einen klei neren Durchmesser als die Austrittsöffnung des die Kammer 20 enthaltenden Brennstoffkanals. Die Austrittsöffnung des Kanals 24 endet stromaufwärts von der Austrittsöffnung der Kammer 20 des Brennstoffkanals. Man erkennt ferner, daß sich die Austritts öffnung des Kanals 17 stromabwärts von der Austrittsöffnung des Brennstoffkanals befindet und einen größeren Durchmesser hat als die Austrittsöffnung des Brennstoffkanals.The air duct 24 has a smaller diameter at its downstream end than the outlet opening of the fuel duct containing the chamber 20 . The outlet opening of the channel 24 ends upstream of the outlet opening of the chamber 20 of the fuel channel. It can also be seen that the outlet opening of the channel 17 is located downstream of the outlet opening of the fuel channel and has a larger diameter than the outlet opening of the fuel channel.

Die Brennstoffdüse 2 sitzt passend in einer Öffnung 26 des Flammrohrs 5. Dieses kann mit weiteren Einrichtungen versehen sein, beispielsweise mit Drallerzeugern für Luft oder mit Kühl luftschlitzen.The fuel nozzle 2 fits in an opening 26 of the flame tube 5 . This can be provided with further devices, for example with swirl generators for air or with cooling louvers.

Die Wirkungsweise der Brennstoffdüse 2 kann am besten anhand der Fig. 3 erläutert werden, in der ein Teil des Düsenkopfes stark vergrößert dargestellt ist, wobei die kritischen Auslegungsmerk male der Deutlichkeit halber etwas übertrieben sind. Man erkennt deutlich, daß die Wirbelkammer 20 für Brennstoff dazu dient, einen rotierenden Flüssigkeitskörper zu erzeugen, dessen Innen fläche C mit einem Luftkern in Berührung steht. An dieser Fläche C ist der statische Druck der Flüssigkeit gleich dem statischen Druck der Luft. Der rotierende Flüssigkeitskörper hat die Eigen schaften eines freien Wirbels, so daß seine Tangentialgeschwin digkeit an dem Luftkern im Verhältnis R 1/R 2 höher ist als an dem größten Durchmesser der Wirbelkammer 20 für Brennstoff. Diese Beschleunigung der Flüssigkeit wirkt im Sinne eines Ausgleichs von Geschwindigkeitsunterschieden am Austritt der Wirbelkammer 20. Dieser Austritt ist von dem kreisförmigen Randteil des Drall erzeugers 12 für Luft mit dem Radius R 0 begrenzt. Die Differenz R 0-R 2 = t zwischen den Radien bestimmt die Dicke des Flüssig keitsfilms F. Es ist bekannt, daß bei einer gegebenen Flüssig keit und bei gegebenen Abmessungen der Wirbelkammer 20 die Dicke des Films im wesentlichen unabhängig ist von dem Durchfluß der Flüssigkeit. Bei einer Wahl von geeigneten Abmessungen kann man einen sehr dünnen Film erzielen. Beispielsweise beträgt bei R 0 = etwa 12,7 mm und Kohlenwasserstoff-Brennstoffen mit einer Visko sität von unter 12 cSt die Filmdicke etwa 0,127 mm. Dieser Film hat beim Verlassen der Wirbelkammer 20 eine beträchtliche Tangen tialgeschwindigkeit, so daß er einen sich erweiternden, kegelman telförmigen Strahl bildet, der in Fig. 3 mit F bezeichnet ist.The mode of operation of the fuel nozzle 2 can best be explained with reference to FIG. 3, in which a part of the nozzle head is shown greatly enlarged, the critical design features being somewhat exaggerated for the sake of clarity. It can clearly be seen that the swirl chamber 20 for fuel serves to produce a rotating liquid body, the inner surface C of which is in contact with an air core. At this surface C , the static pressure of the liquid is equal to the static pressure of the air. The rotating liquid body has the properties of a free vortex, so that its Tangentialgeschwin speed at the air core in the ratio R 1 / R 2 is higher than at the largest diameter of the swirl chamber 20 for fuel. This acceleration of the liquid acts to compensate for speed differences at the exit of the swirl chamber 20 . This exit is limited by the circular edge part of the swirl generator 12 for air with the radius R 0 . The difference R 0 - R 2 = t between the radii determines the thickness of the liquid film F. It is known that for a given liquid speed and given dimensions of the swirl chamber 20, the thickness of the film is essentially independent of the flow of the liquid. With a choice of suitable dimensions, a very thin film can be obtained. For example, at R 0 = about 12.7 mm and hydrocarbon fuels with a viscosity of less than 12 cSt, the film thickness is about 0.127 mm. This film has a considerable tangential speed when leaving the vortex chamber 20 , so that it forms an expanding, conical-shaped beam, which is denoted by F in Fig. 3.

Jetzt sei zunächst der aus dem Kanal 24 in Fig. 2 austretende Luftstrom betrachtet. Die äußerste Schicht des Luftstroms ver läßt den stromabwärtigen Rand des Drallerzeugers 13 in Form eines sich erweiternden Kegels, dessen Winkel in Fig. 3 durch den Pfeil V 1 angedeutet und durch eine geeignete Auslegung so gewählt ist, daß diese Luftschicht auf den Brennstoffilm im wesentlichen an dem Rand des Drallerzeugers auftrifft, d. h. an der Stelle, an welcher der Film durch die Metalloberfläche des Drallerzeugers 12 praktisch nicht beeinflußt wird. Ein uner wünschter Vorfilm wird daher nicht gebildet.Let us first consider the air flow exiting duct 24 in FIG. 2. The outermost layer of the air flow ver leaves the downstream edge of the swirl generator 13 in the form of an expanding cone, the angle of which is indicated in Fig. 3 by the arrow V 1 and is chosen by a suitable design so that this air layer on the fuel film essentially at strikes the edge of the swirl generator, ie at the point at which the film is practically not influenced by the metal surface of the swirl generator 12 . An undesired pre-film is therefore not formed.

Der Luftstrom in dem äußeren Kanal 17 ist allgemein durch den einwärts gerichteten Pfeil V 2 angedeutet. Die durch den Pfeil V′ 2 angedeutete, innerste Luftschicht trifft auf den flächigen Brennstoffstrahl auf, wenn dieser den Rand des Drallerzeugers 12 verläßt. Dabei beträgt der Winkel zwischen der Strömungsrich tung der Luft und der Oberfläche des flächigen Brennstoffstrahls annähernd 90°. Es versteht sich jedoch, daß die Luft in dem äußeren Luftkanal 17 infolge der drallerzeugenden Leitbleche 16 eine solche tangentiale Geschwindigkeitskomponente hat, daß die Luft stromabwärts von der Düse allgemein längs eines sich erweiternden Kegelmantels strömt, der durch den Pfeil V 3 dar gestellt ist, der im wesentlichen dieselbe Richtung hat wie der Pfeil V 1. In der Praxis hat es sich gezeigt, daß man einen Brennstoffnebel mit besonders vorteilhaften Eigenschaften erzielt, wenn die Düse 2 so ausgebildet ist, daß der innere Luftstrom mit einem etwas kleineren wirksamen Kegelwinkel ausströmt als der äußere Luftstrom.The air flow in the outer duct 17 is generally indicated by the inward arrow V 2 . The innermost air layer indicated by the arrow V ' 2 strikes the flat fuel jet when it leaves the edge of the swirl generator 12 . The angle between the direction of flow of the air and the surface of the flat fuel jet is approximately 90 °. It is understood, however, that the air in the outer air duct 17, due to the swirl-generating baffles 16, has such a tangential velocity component that the air flows generally downstream of the nozzle along an expanding cone shell, which is represented by the arrow V 3 , which has essentially the same direction as the arrow V 1 . In practice, it has been shown that a fuel mist with particularly advantageous properties can be achieved if the nozzle 2 is designed in such a way that the inner air stream flows out with a somewhat smaller effective cone angle than the outer air stream.

Die Fig. 3 ist eine im wesentlichen zweidimensionale Darstel lung eines dreidimensionalen Vorgangs. Da aber die tangentiale Komponente der Geschwindigkeit nur das Verhältnis der Winkel beeinflußt, unter denen sich die Luftströme der Oberfläche des Flüssigkeitsfilms nähern, ist diese Komponente für den Zerstäu bungsvorgang prinzipiell nicht wichtig. Es ist bekannt, daß das Zerstäuben eines flächigen Flüssigkeitsstrahls, d. h. seine Auf lösung in Tropfen, prinzipiell durch die Instabilität des flä chigen Flüssigkeitsstroms bedingt ist und durch dessen Neigung, unter der Einwirkung der Relativströmung der Luft Wellen zu bil den. Diese Wellen führen zum Auftreten von örtlichen Luftdruck unterschieden, welche trachten, die Amplituden der Wellen auf einen kritischen Wert zu erhöhen, bei dem der flächige Film in Fäden zerfällt, die ihrerseits in Tropfen zerfallen. In der Düse wird ein flächiger Brennstoffstrahl von sehr geringer Dicke er zeugt, der sehr dünn ist und an seinem Anfangspunkt eine kon stante Dicke hat. Dieser Strom wird dann auf beiden Seiten der Einwirkung strömender Luft unterworfen, die auf beiden Seiten mit annähernd gleichen Geschwindigkeiten strömt und frei ist von örtlichen Geschwindigkeitsunterschieden. FIG. 3 is a substantially two-dimensional development depicting a three-dimensional process. However, since the tangential component of the speed only influences the ratio of the angles at which the air currents approach the surface of the liquid film, this component is in principle not important for the atomization process. It is known that the atomization of a flat liquid jet, ie its solution in drops, is principally due to the instability of the flat liquid flow and its tendency to form waves under the action of the relative flow of the air. These waves lead to the occurrence of local air pressure differentials, which seek to increase the amplitude of the waves to a critical value at which the flat film disintegrates into threads, which in turn disintegrate into drops. In the nozzle, a flat fuel jet of very small thickness is generated, which is very thin and has a constant thickness at its starting point. This flow is then subjected to flowing air on both sides, which flows at approximately the same speed on both sides and is free of local speed differences.

Es wurde festgestellt, daß für eine gute Zerstäubung die Massen der strömenden Luft und des strömenden Brennstoffes annähernd gleich sein sollen, d. h. daß deren Massenverhältnis etwa gleich 1 sein soll. Ferner hat es sich gezeigt, daß die Zerstäubung schnell schlechter wird, wenn dieses Verhältnis kleiner ist als etwa 0,5, und daß ein Verhältnis von mehr als etwa 4 nur zu einer geringen Verbesserung führt. Das Massenverhältnis zwischen den auf beiden Seiten des flächigen Brennstoffstrahls vorhande nen Strömen der Zerstäubungsluft ist ebenfalls nicht kritisch, doch werden optimale Ergebnisse erzielt, wenn das Massenverhält nis des äußeren Luftstroms zu dem inneren Luftstrom zwischen 1 und 2 liegt.It was found that for a good atomization the masses of the flowing air and the flowing fuel should be the same, d. H. that their mass ratio is about the same Should be 1. Furthermore, it has been shown that the atomization quickly gets worse if this ratio is less than about 0.5, and that a ratio greater than about 4 only increases leads to a slight improvement. The mass ratio between existing on both sides of the flat fuel jet streams of atomizing air is also not critical, but optimal results are achieved if the mass ratio between the outside air flow and the inside air flow between 1 and 2 lies.

Die Menge der Zerstäubungsluft entspricht einem konstanten Bruch teil der Gesamtmenge der in die Brennkammer eingeleiteten Luft. Dagegen ist das Verhältnis der Brennstoffmenge zu der Gesamtluft menge von der Belastung des Triebwerkes abhängig. Daraus geht hervor, daß auch das Verhältnis der Zerstäubungsluftmenge zu der Brennstoffmenge von dem Betriebszustand des Triebwerkes abhängig ist. Es ist im allgemeinen das Verhältnis der Zerstäubungsluft menge zur Brennstoffmenge beim Anfahren des Triebwerks größer, was den Vorteil hat, daß der Brennstoff während der kritischen Zünd- und Anfahrphase besser zerstäubt wird.The amount of atomizing air corresponds to a constant break part of the total amount of air introduced into the combustion chamber. In contrast, the ratio of the amount of fuel to the total air quantity depends on the load on the engine. It goes out shows that the ratio of the amount of atomizing air to the The amount of fuel depends on the operating state of the engine is. It is generally the ratio of the atomizing air the amount of fuel when starting the engine is larger, which has the advantage that the fuel during the critical Ignition and start-up phase is better atomized.

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 4 und 5 wird die Brenn stoffdüse 30 derart in die Brennkammer eingesetzt, daß in dem inneren Luftkanal 24 keine drallerzeugenden axialen Leitbleche 25 verwendet werden können, weil die Luft in den Düsenkopf nicht gemäß Fig. 2 an dessen stromaufwärtigem Ende, sondern von der Seite eintreten muß. In Fig. 4 sind jene Teile, die Teilen gemäß Fig. 2 entsprechen, mit denselben Bezugsziffern bezeichnet. Man erkennt, daß das Deckband 15 und der äußere Drallerzeuger 12 für Luft den in Fig. 2 gezeigten Teilen entsprechen. Der in Fig. 2 mit 13 bezeichnete Drallerzeuger für Brennstoff ist jetzt mit dem in Fig. 2 mit 10 bezeichneten Halter zu einem Teil 31 ver einigt. Die Funktion des in Fig. 2 mit 14 bezeichneten, inneren Drallerzeugers für Luft wird durch Schlitze 32 erzielt, die gemäß Fig. 5 in dem Körper 31 ausgebildet sind. Der Brennstoff wird durch gebohrte Kanäle 33 zugeführt, welche die Leitbleche 34 durchsetzen. Der Innenkanal ist an seinem stromaufwärtigen Ende nicht erweitert, weil man den durch die Schlitze 32 gegebe nen Strömungsquerschnitt für die Luft ohne weiteres größer machen kann als die Querschnittsfläche A 1.In the embodiment according to FIGS. 4 and 5, the fuel is material nozzle 30 so inserted into the combustion chamber that can be used in the internal air duct 24 no swirl-generating axial baffles 25, because the air stromaufwärtigem into the nozzle head is not shown in FIG. 2 at its End, but must enter from the side. In Fig. 4, those parts which correspond to parts according to Fig. 2 are designated by the same reference numerals. It can be seen that the cover band 15 and the outer swirl generator 12 for air correspond to the parts shown in FIG. 2. The swirl generator for fuel designated in FIG. 2 with 13 is now united to a part 31 with the holder designated in FIG. 2 with 10 . The function of the inner swirl generator for air designated by 14 in FIG. 2 is achieved by slots 32 which are formed in the body 31 according to FIG. 5. The fuel is supplied through drilled channels 33 which pass through the guide plates 34 . The inner channel is not widened at its upstream end because the flow cross-section for the air given by the slots 32 can easily be made larger than the cross-sectional area A 1 .

Bei der Verwendung von Leitblechen 34, die an der Bohrung 24 im wesentlichen in scharfkantigen Rändern enden, ist die Eintritts querschnittsfläche gleich A 1, wenn die Länge L gleich ¹/₄ des Durchmessers des Kanals 24 ist. Wenn daher L gleich dem 0,3 fachen dieses Durchmessers ist, beträgt das Verhältnis von A 1 zu der Eintrittsquerschnittsfläche 83%. Bei dieser Ausführungs form erzeugen die drallerzeugenden Leitbleche im wesentlichen keine Wirbel.With the use of baffles 34, which terminate at the bore 24 substantially in sharp edges, the inlet cross-sectional area equal to A 1, if the length L is equal to ^_1/4 of the diameter of the channel 24th Therefore, when L is 0.3 times this diameter, the ratio of A 1 to the entrance cross-sectional area is 83%. In this embodiment, the swirl-generating baffles produce essentially no eddies.

Claims

Fuel nozzle for atomizing fuel using compressed air, consisting of
a fuel channel, which has at its downstream end an outlet opening and a vortex chamber connected upstream thereof, in which a swirl is generated which generates a cone-shaped jet,
a central air duct which is provided in the fuel duct and ends upstream of the outlet opening of the fuel duct so that the air stream emerging from this air duct hits the fuel jet and which has a smaller diameter at its downstream end than the outlet opening of the fuel duct, and
an outer air duct which emits air from its downstream end at an angle to the cone-shaped fuel jet, characterized in that
that the central air duct ( 24 ) is provided with a swirl generator ( 25 ) for the air flowing through,
that the annular outer air duct ( 17 ) has a swirl generator ( 16 ), the air stream emerging from the end (A 2 ) of the air duct ( 17 ) flowing freely along a cone-shaped path into the combustion chamber ( 4 ),
that the mass flows of air and fuel are approximately the same and
that the ratio of the mass flows of air in the outer ( 17 ) and in the central air duct ( 24 ) is between 1 and 2.