DE2925282A1

DE2925282A1 - Flammenrueckhalte-vorrichtung

Info

Publication number: DE2925282A1
Application number: DE19792925282
Authority: DE
Inventors: Gerard J P Bayle-Laboure; Marc F B Buisson; Roger A J Vandenbroucke
Original assignee: SNECMA SAS
Current assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Priority date: 1978-06-22
Filing date: 1979-06-22
Publication date: 1980-01-10
Also published as: FR2429326B1; SE7905431L; SE438356B; GB2024403A; FR2429326A1; DE2925282C2; US4259839A; GB2024403B

Description

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Bipt.-lng. K. 6UIiSCHUAItIt 2925282

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Stem5dufstt.10.eQa3ttQHCHEN22 22. Juni 1979

SE/on

SOCIETE NATIONALE D¹ETBDE ET BE
CONSTRUCTION DE MOTEÜRS O¹AVIATION
(.S.N.E.C.M.A.)

2, Boulevard Victor
Paris /Frankreich

Flanmenrüc khal t e-Vorri cht ung

Die Erfindung betrifft FIaremenrückhalte-Vorrichtungen für Brennkammern, durch die ein Strom an gasförmigem Brennstoff hindurchgeht. Insbesondere richtet sich die Erfindung auf eine Fl anssenrückhalte-Vorrichtung für Brennkammern von Luftfahrt-TurbinenstrahltriebwerKen und vor allen Dingen für Nachbrennerkanäle von Turbinenstrahltriebwerken mit Nachverbrennung, die «sit einen Erhxtsersystem ausgerüstet sind.

Es ist bekannt, Turbinenstrahltriebwerke mit Kachverbrennung, die der kommerziellen Luftfahrt dienen, mit einem partiellen Erhitzersystem auszurüsten, das xhe Kachbrennerkanal wirksam wird, sei es durch Erhöhung des Durchsatzes des Injektionsarins im Nachbrennerkanal, sei es durch Einsehalten eines

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zusätzlichen Injekciancarmt-s , um den unzureichenden Schub auszugleichen, der sich bei" Ausfall eines Triebwerks wegen St ^ömungsablösung ergibt., wobei dieser Ausgleich eine momentane Erhöhung des Nacherhitzungsanteils der intakten Triebwerke beinhaltet.

Der Nachbrennerkanal jedes Triebwerks ist normalerweise mit einem Plammenrückhalte-Ring versehen, der stromab der Injektionsarme liegt. Es ist bekannt, im Hinblick auf die Leistungsbereich-Änderung, die durch das Eingreifen des partiellen Erhitzungssystems hervorgerufen wird, die wirksame Fläche des Flammenrückhalte-Rings durch Plammenrückhalte-Arme zu erhöhen, die an dem Ring befestigt und derart angeordnet sind, daß sie strahlenförmig von letzterem ausgehen. Bekannt sind im übrigen folgende Anordnung:

a) Um dem Flamraenrüekhalte-Ring eine optimale Wirksamkeit au verleihen, wird sein laufender Querschnitt vorzugsweise U- oder V-förmig ausgebildet, wobei dessen Flanken durch einen kleinen Bogen miteinander verbunden sind, dessen Scheitel in der Brennkammer stromaufwärts gerichtet ist,

b) gleichermaßen wird der Querschnitt jedes Flammenrückhalte-Anns U- oder V-förmig ausgeoildet, wobei dessen Flanken duner, einen kleinen Bo^.en miteinander verbunden sind, dessen Scheitel ebenfalls stromaufwärts gegen die Strömung gerichtet ist,

c) um eine überhitzung der Kanalwand durch die Nähe der Enden derjenigen Arme zu vermeiden, die auf der Außenflanke des Rings (d.h., auf der der Wand gegenüber-

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liegenden Planke) sitzen, ist es vorzuziehen, sofern nicht der Durchmesser des Rings sehr viel kleiner als der des Kanals ist, die Arme auf der Innenflanke des Rings zu befestigen, von wo aus sie strahlenförmig in Richtung auf die Achse des Kanals verlaufen.

Zwar ist es nicht erforderlich, auf der letztgenannten Anordnung zu bestehen, jedoch sei hervorgehoben, daß ihr weiterer Vorteil darin liegt, daß am Auslaß des Kanalrohres ein Heißgaskern erzeugt wird, der sich stromabwärts des Auslasses erstreckt und innerhalb dessen sich die Verbrennungsreaktionen fortsetzen können, was dazu beiträgt, den Anteil an unverbrannten Stoffen zu vermindern.

Unabhängig davon, ob die Arme auf der Innenflanke oder auf der Außenflanke des Ringes befestigt sind, ist es üblich, sie durch Schweißen zu befestigen und ihre Anordnung relativ zum Ring so zu treffen, daß die Länge der Schweißraupe zu groß wie möglich wird, mit dem offensichtlichen Ziel, der aus dem Ring und den Armen bestehenden Baugruppe eine maximale mechanische Widerstandsfähigkeit und Starrheit zu verleihen.

Erfindungsgemäß wurde jedoch gefunden, daß die gebräuchliche Anordnung aur> Gründen, die noch erläutert werden sollen, Uberhitzungen und lokale Brandstellen am Ring hervorruft , die sich nachteilig auf die Lebensdauer der Flanmenrückhalte-Vorrichtung auswirker.. Anders ausgedrückt, die ergriffene Maßnahme läuft dem Angestrebten zuwider.

Der Erfindung liegt; die Aufgabe zugrunde, nicht nur die Uberhitzungen in den Verbindungszonen zwischen den Armen und dem Ring zu verhindern, sondern auch die Erwärmung der Arme zu begrenzen.

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Erfindungsgemäß ist jeder Arm bezüglich des Elngs derart angeordnet, daß der Scheitel des kleinen Bogens des Anas von der Flanke des Rings, an der der Ana befestigt ist, im wesentlichen stromab des kleinen Bogens des EInges ausgeht. Wie es später noch gezeigt wird, gestattet diese Anordnung die Verminderuung lokaler Erwärmungen.

Es ergibt sich also das Interesse, um diese Erwärmungen so weit wie möglich zu reduzieren, den Ausgangsquerschnitt jedes Anns so weit wie möglich stromabwärts zu verschieben, wobei die Spitze des kleinen Bogens dieses Äusgangsquersennltts dementsprechend merklich näher an die stromab gelegene Kante der Flanke des Rings als an die Verbindungsstelle zwischen der Flanke und dem kleinen Bogen des Hlngs gelangt. Dennoch kann unter Umständen der verschweißte Querschnitt Gefahr laufen, den Anforderungen nicht mehr gewachsen zu sein. Die Erfindung schlägt daher zusätzlich vor, jeden Arm an dem Hing mittels mindestens eines Eckstücks zu befestigen, welches zum einen an einem Teil der Hantellinie des Rings und zum anderen In der Nähe des Scheitels des kleinen Bogens des Arms festgeschweißt ist. Die Schweißraupen, die das Eckstück an dem Ring und an dem Arm befestigen, können In solcher Länge ausgeführt sein, daß die Möglichkeit besteht, auf die Befestigungsnaht des Arms an dem Ring zu verzichten. Es ist femer vorteilhaft, zwischen dem Ausgangsqiserschnitt des Arms und der Flanke des Rings einen solchen Zwischenraum vorzusehen, daß die in diesem Zwischenraum zirkulierende Strömung die Kühlung des Ausgangsquerschnittes und des Abschnittes stromab der Flanke fördert. Vorzugsweise ordnet man die Eckstücke in Ebenen an, die ihrer Ausrichtung nach durch die Achse des Kanals hindurchgehen, so daß das Vorhandensein der Eckstücke praktisch keine Störung der Strömung darstellt.

Schließlich kann die Erfindung vorteilhafterweise noch da-

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durch gekennzeichnet sein

- daß der Querschnitt jedes Arms sich derart entwickelt, daß der von seinen Flanken eingeschlossene Flächenwinkel sich um so mehr öffnet, je näher der Querschnitt am Ring liegt. Man erhält auf diese Weise eine merkliche Verminderung des Strömungswiderstandes jedes Arms und eine Verschiebung des Zentrums der Druckkräfte in die Nähe des Rings;

- und/oder daß das dem Ausgang gegenüberliegende Ende jedes Arms durch eine Platte verschlossen ist, die die Kühlung des Arms durch Konvektions- und Strahlungswirkung fördert, wobei sämtliche Platten der Vielzahl von Armen derart ausgerichtet sind, daß sie eine konische Fläche definieren, deren Spitze stromab des Rings liegt, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß die Neigung der Platten bezüglich der Strömung das Risiko von S'orömungsablösungen ausschaltet, die einen nachteiligen Einfluß auf die Wirksamkeit der Kühlung haben.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung. Die Zeichnung zeigt in:

Figur 1 einen axialen Halbschnitt durch einen Teil eines Nachbrennerkanals, der mit einer erfindungsgemäßen Flammenrückhalte-Vorrichtung versehen ist;

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Figur 2 in vergrößertem Maßstab eine Stirnansicht eines Teils der Flammenrückhalte-Vorrichtung nach Figur 1;

Figur 3 einen Schnitt entlang der Ebene x-x in Figur 2; Figur H einen Schnitt entlang der Ebene y-y nach Figur 2; Figur 5 einen Schnitt entlang der Axialebene in Figur 2;

Figur 6 einen ähnlichen Schnitt durch einen Teil einer Flanmenrückhalte-Vorrichtung nach dem Stande der Technik.

Eingangs sei auf Figur 1 Bezug genommen, die im Inneren eines Nachbrennerkanals (dessen Wand nicht dargestellt ist) eines Turbinenstrahltriebwerks ein Ausführungsbeispiel eines Nacherwärmsystems zeigt. Dabei werden zuerst die bekannten Anordnungen des Systems beschrieben. Ein Flammenrückhalte-Ring

20 einer Flammenrückhalte-Vorrichtung 10 weist einen laufenden Querschnitt in Form eines U oder V mit einem kleinen Bogen

21 auf. Er ist derart angeordnet, daß der Scheitel des kleinen Bogens stromaufwärts weist und daß die Kanten der Arme des U oder des V stromabwärts gerichtet sind. Der Ring 20 trägt eine Mehrzahl von Flammenrückhalte-Armen 30, die von der inneren Flanke des Rings ausgehen, d.h., von derjenigen Flanke, die gegen die Achse des Kanals gerichtet ist. Die Arme erstrecken sich in Richtung dieser Achse. Ein ringförmiger Injektionsarm 30, der von nicht dargestellten Kanälen versorgt wird, ist um das Ende 50 des Zentralkörpers des Turbinenstrahltriebwerks angeordnet, und zwar stromauf der Flammenrückhalte-Vorrichtung 10. Er gibt den Kraftstoff im Gegenstrom durch nicht dargestellte Injektionsöffnungen gegen eine ringförmige Pralleinrichtung 41 ab, die einen rinnenförmigen Querschnitt besitzt. Der Ring 2 0 wird auf dem Ende 50 des Zentralkörpers über schräge Stangen 60 gehalten, von denen

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jede zum einen auf dem Ende 50 des Zentralkörpers mittels einer Kappe 6l, die mit dem Ende verschweißt ist, und zum anderen auf dem kleinen Bogen 21 des Rings 20 mittels einer Kappe 62, die mit dem kleinen Bogen verschweißt ist, angelenkt ist. Der InjektionsaiT. 40 wird von dem Ring 20 unter Zwischenschaltung von geneigten Armen 70 getragen, von denen jeder einerseits auf dem Ring 20 mittels der Kappe 62 und andererseits auf dem Injektionsarm 40 mittels einer ringförmigen Kappe 63, die mit dem Injektionsarm fest verbunden ist, angelenkt ist. Die Pralleinrichtung 4l ist auf dem Injektionsarm 40 durch nicht dargestellte Eckstück befestigt.

Der Injektionsarm wirkt mit der Pralleinrichtung derart zusammen, daß in den Nachbrennerkanal ein ringförmiger, sehr homogener Kraftstoffschleier· eingespritzt wird. Durch die Verankerung des Ringes 20 am Ende 50 des Zentralkörpers mittels der schwenkbaren Stangen 60 sowie durch die Verankerung des Injektionsarms 40 am Ring 2 0 mittels der schwenkbaren Standen 70 erzielt man eine zusammengesetzte isostatische Aufhängung, die den Ring und den Injektionsarm auf die Achse des Nachorennerkanals zentriert hält, ohne Spannungen zu verursachen, und dies trotz der beträchtlichen Temperaturändeen, denen diese Bauteile unterworfen sind.

In dem speziellen Anwendungsfall einer Zweistromturbine wird die gesamte Gasbeaufschlagung, die durch den Nachbrennerkanal hindurchgeht, in erster Näherung von zwei konzentrischen ringförmigen Strömungen gebildet. Die eine, die durch den Pfeil G wiedergegeben ist, umgibt das Ende 50 des Zentralkörpers; sie beetent aus der Gasströmung, die von der nicht dargestellten Turbine geliefert wird. Die andere ringförmige Strömung, die durch den Pfeil A wiedergegeben ist, umgibt die Strömung G; sie wird von der nicht dargestellten Wand

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des Nachbrennerkanals umgeben. Sie besteht aus der in den Nachbrennerkanal eingelassenen Sekundärluft, der der Brennstoff beigemischt wird, der durch den Injektionsarm 40 eingebracht und durch die Pralleinrichtung ^l verteilt wird.

Bei normaler Funktion reicht der Flammenrückhalte-Ring 20 aus, um lokal die Geschwindigkeit der ringförmigen Strömung A zu vermindern und um eine ringförmige Rezirkulationszone zu erzeugen, mit dem Zweck, die Flamme an ihrem Platz festzuhalten. Das Aufblähen der Rezirkulationszone stromab der Flammenrückhalte-Arme erzeugt sehr stabile Verbrennungszonen, die die Flamme in diejenigen Regionen des Rings 20 richtet, in denen keine Flammenrückhalte-Arme vorhanden sind. Aufgrund dieses Effektes ist es möglich, die Reichheit des Kraftstoffgemisches zu erhöhen, sei es durch einen zusätzlichen Injek™ tionsarm, sei es, wie im Falle des Systems nach Figur 1, durch Vergrößerung der Kraftstoffmenge, die durch den Injektionsarm kO eingebracht wird.

Wie bereits dargelegt, besteht die Erfindung in der Form der Flammenrückhalte-Arme 30 und in der Art ihrer Befestigung am Flammenrückhalte-Ring 2 0.

Um die Vorteile der Erfindung zu erfassen, sei Figur 6 betrachtet, die einen Flammenrückhalte-Ring 20 zeigt, der mit Flammenrückhalte-Armen 70 bekannter Art in Form von Rinnen versehen ist, d.h., wie es der nach unten geklappte Halbschnitt 70a darstellt, mit einem U- oder V-förmigen Querschnitt, dessen Flanken durch einen kleinen Bogen verbunden sind, wobei der Scheitel des Bogens stromaufwärts gerichtet ist. Das eine Ende des Arms 70 ist über der Gesamtheit seines Querschnitts an der einen Flanke des Ringes 2 0 und an rnindes-

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tens einem Teil von dessen kleinem Bogen befestigt, und zwar mittels einer Schweißraupe 71.

Die Erfahrung zeigt, daß derartige Arme 70 in wirksamer Weise ihre Rolle als zusätzliche Flammenrückhalterungen spielen. Hingegen vermindert ihre Anbringung beträchtlich die Lebens-

man dauer des Ringes 2 0. Insbesondere bemerkt das Auftreten von Rissen in den Schweißraupen 71 und von Brandstellen im Ring in den,Zonen, die von diesen Schweißraupen begrenzt werden.

Erfindungsgemäß wurde gefunden, daß diese Folgeerscheinungen auf eine überhitzung zurückgehen, welche von der Rezirkulation der heißen Gase in dem Hohlraum der Arme in der Nähe des Ringes hervorgerufen werden. Diese Rezirkulation ist in Figur 6 durch die Bahnlinie "r" wiedergegeben. Während die Zonen des Rings zwischen den Armen normalerweise durch das Brennstoffgemisch (Pfeil A in Figur 1) gekühlt werden, werden die Zonen, die von den erwähnten Ausnehmungen begrenzt sind, ständig von den Verbrennungsgasen erwärmt. Daraus resultieren Spannungen aufgrund von Temperaturunterschieden, die um so gefährlicher sind, als die überhitzung zu örtlichen negativen Beeinflussungen der Metallstruktur des Rings führt.

Es sei nun Bezug genommen auf die Figuren 2 bis 5» die alle ein Ausführungsbeispiel einer Flammenrückhalte-Vorrichtung zeigen, bei der sämtliche erfindungsgemäßen Lösungsmöglichkeiten zum Eliminieren dieser schädlichen Phänomene verwirklicht sind.

Wie insbesondere Figur 5 zeigt, ist jeder Flammenrückhalte-Arm 30 (siehe Figur 1) so weit wie möglich stromabwärts versetzt, um in gleichem Maße die Fläche desjenigen Abschnitts des Ringes zu vermindern; der der überhitzung ausgesetzt ist. Der Ansatzpunkt des Scheitels 31 des kleinen Bogens des Armes

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liegt also merklich stromab des kleinen Bogens 22 des Rings und sogar, wenn möglich, viel näher an der Abström- · kante der Planke 23 des Rings als an der Verbindungsstelle dieser Planke mit dem kleinen Bogen 22.

Andererseits sind die Abströmkanten "52 der Planken des Arms 30 so angepaßt, daß ihre Ausgangspunkte in der Nähe der Abströmkante 24 des Flanschs 23 liegen, wodurch jegliche überhitzung des Arms in einer Zone verhindert wird, die stromabwärts über die Abströmkante 24 vorspringen könnte. Diese Anpassung kann dadurch erzielt werden, daß man die Abströmkanten 32 schräg schneidet. Man kann die Anpassung auch so realisieren, daß man dem Arm 30 einen laufenden Querschnitt gibt, der sich so entwickelt, daßder von seinen Planken 34 gebildete Plächenwinkel (siehe Figur 3 und 4 , die Schnitte des Arms in den Ebenen χ und y nach Figur 2 darstellen) um so weiter geöffnet ist, je mehr sich der Querschnitt dem Ring annähert. Die zweite Ausführungsform bringt den weitex*en Vorteil rr.it sich, daß sich das Zentrum der Druckkräfte des Gases auf jedem Arm in die Nähe des Ringes verschiebt, indem der Luftwiderstand der vom Ring entfernt liegenden Enden der Arme vermindert wird.

Sämtliche dieser Anordnungen können gleichzeitig mit der Schweißbefestigung der Arme am Ring realisiert werden, jedoch unter der Bedingung, daß die mechanische Festigkeit der Baugruppe ausreichend groß bleibt. Die optimale Lösung zur Unterdrückung der überhitzung besteht allerdings darin, daß jeder Arm 30 so weit wie möglich stromabwärts des Ringes 20 verschooen wird, und zwar derart, wie es auch Figur 5 zeigt, daß der Scheitel 31 des Arms von der Flanke 2 3 des Rings in der Nähe der Abströmkante 24 ausgeht. Die Festig-

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keit der Schweißkonstruktion stellt somit eine Kompromißlösung dar. überdies sient die Erfindung die Verstärkung · der Verbindungsstelle zwischen dem Arm und dem Ring durch mindestens ein Eckstück 33 vor, das einerseits an einem Abschnitt der Mantellinie des Rings stromauf des Arms und andererseits in der Nähe des Scheitels 31 des kleinen Bogens verschweißt ist. Das Eckstück 33 liegt folglich seiner Ausrichtung nach in einer Axialebene des Nachbrennerkanals und stellt praktisch keine Störung der Strömung dar. Der Arm ist also am Ring um so sicherer befestigt, als sich die Schweißraupen über den gesamten Scheitel des Armes und über eine große Länge der Mantellinie des Rings erstrecken können. Andererseits bietet die Anordnung von zwei Eckstücken 33 (siehe Figur 3 und 4) die Möglichkeit, der Verbindungsstelle eine hohe Festigkeit zu verleihen und dabei die Dicke der Eckstücke und der Schweißnähte zu reduzieren. Die Verwendung von einem oder von zwei Ecksr,ücken bietet letzten Endes die Möglichkeit, die Verschweißung des Arms auf dem Ring zu vermeiden und zwischen beiden einen Zwischenraum 25 (Figur 5) vorzugehen, der einen freien Durchgang des Brennstoffgemisches zur Verbesserung der Kühlung der beiden Bauteile gestattet.

Die Figuren 2,4 und 5 zeigen ferner eine Platte 35, die das dem Ring 20 entgegengesetzte Ende des Querschnitts des Arms 30 verschließt. Ihre tatsächliche Wirkung beruht auf Strahlung und Konvektion, um die Kühlung des Arms zu fördern. Vorzugsweise sollte die Platte 35, wie in Figur 5 dargestellt, stromabwärts gegen die Achse des Nachbrennerkanals geneigt sein. Anders ausgedrückt, ist die Vielzahl der Platten 35 auf einer konischen Fläche angeordnet, deren Spitze stromab des Rings liegt. Diese Anordnung vermeidet Strömungsablösungen, die die Wirksamkeit der Platten merklich beeinträchtigen könnten.

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Figur 2 zeigt anhand der Verlängerungen 35a, die in gestrichelten Linien wiedergegeben sind, wie man jede Platte 35 zu beiden Seiten ihres Arms 30 verlängern kann. Im Grenzfalle können die Platten 35 Abschnitte eines Kühlringes bilden, der konzentrisch zum Flammenrückhalte-Ring 20 liegt, oder aber sie können gleichermaßen eine der Flanken eines zweiten Flammenrückhalte-Rings bilden, der mit dem Ring 20 konzentrisch ist. Die Befestigung der Arme auf dem zweiten Flammenrückhalte-Ring kann vorzugsweise unter Verwendung von Eckstücken in analoger Art wie die Befestigung -der Arme auf dem Ring 2 0 erfolgen.

Man erkennt schließlich aus den Figuren 1 und 5, daß die Arme 30 , bezogen auf den Querschnitt des Nachbrennerkanals, derart geneigt sind, daß sie in einem Punkt auf der Achse stromab des Rings 20 konvergieren. Anders ausgedrückt, handelt es sich bei dem Winkel "a", der zwischen der Hauptströmungsrichtung A und dem Scheitel des kleinen Bogens jedes Armes gebildet wird, um einen stumpfen Winkel. Diese Anordnung fördert die Ausbildung eines Heißgaskerns, auf den zu Beginn dieser Beschreibung Bezug genommen wurde.

Es sei^einun einige Zahlenangaben genannt. Wenn zwei Eckstücke 33 pro Arm 30 (Figur 3 und k) vorgesehen sind, so sollten diese ausreichend dicht nebeneinanderliegen, daß sich keine Rezirkulation in dem von ihnen begrenzten Hohlraum ausbildet;, und sie sollten ausreichend weit voneinander entfernt sein_s um eine Wechselwirkung zwischen den Schweißraupen zu vermeiden₉ welche ersichtlich ausgehend von derjenigen Fläche jedes Eckstücks ausgebildet sind,, tfeiche dem anderen Eckstück gegenüberliegt. Der Optimalabstand zwischen den beiden Eckstücken liegt in der Größenordnung von 1 bis 2 mm.

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Was den Zwischenraum 25 zwischen dem Ring 20 und jedem Arm 30 (Figur 5) anbelangt, so sollte dieser breit genug sein, um einen freien Durchgang einer ausreichenden Menge an Kühlgas zuzulassen, ohne jedoch einen Grenzwert zu überschreiten, jenseits dessen die Gasströmung die Gefahr mit sich bringt, daß die Flamme stromabwärts des Armes geblasen wird. Erfindungsgemäße Versuche haben.gezeigt, daß die Breite im wesentlichen zwischen 0,5 und 4 mm liegen sollte, und daß in den meisten Fällen eine Breite 1 bis 2 mm besonders vorteilhaft ist.

Erfindungsgemäße Versuche mit einer Flammenrückhalte-Vorrichtung nach der Erfindung, die jedoch keine Verschluß-Platte 35 aufwies, haben gezeigt, daß in unterschiedlichen Zonen der Vorrichtung folgenden Temperaturen erreicht wurden:

-Eckstücke 33: etwa 85O⁰C;

-außerhalb (Außenwand) des rinnenförmigen Querschnitts des Rings 20: etwa 85O⁰C; einschließlich innerhalb des Bereichs, der den Zwischenraum 25 begrenzt;

-außerhalb (Außenwand) des rinnenförmigeirueischnitts des Arms 30: etwa 85O⁰C an dem Ende nahe dem Ring 20, 1050 bis 115O⁰C am gegenüberliegenden Ende, 900 bis 1050⁰C in den Zwischenregionen;

-im Inneren des rinnenförmigen Querschnitts des Arms 30: etwa 95O°C an dem Ende nahe dem Ring 20, 1050 bis 1150⁰C am gegenüberliegende Ende, 1000 bis 1050⁰C in den Zwischenregionen.

Man sieht, daß der Zwischenraum 25 in wirksamer Weise die Möglichkeit bietet, die Regionen gegenüber dem Ring und den Armen zu kühlen. Was die diesen Regionen gegenüberliegenden Enden der Arme anbelangt, so bietet die Anfügung der Platten

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ersichtlich die Möglichkeit, deren Temperatur zu senken.

Die vorliegende Erfindung ist nicht nur im Zusammenhang mit Gegenstrom-Injektionsarmen wie im hier beschriebenen Ausführungsbeispiel verwendbar, sondern gleichermaßen auch im Zusammenhang mit Gleichstrom-Injektionsarmen. Die Verteilung der Plammenruckhalte-Arme ist ersichtlich im erstgenannten Fall weniger kritisch als im zweiten Fall.

Zusammenfassend schafft die Erfindung eine Plammenrüekhalte-Vorrichtung mit einem umlaufenden Plammenrückhalte-Ring, der einen laufenden Querschnitt in Form eines U oder V aufweist, und mit einer Mehrzahl von Plammenruckhalte-Armen, die einen laufenden Querschnitt in Form eines U oder V aufweisen und strahlenförmig von einer der Flanken des Rings ausgehen.

Erfindungsgemäß ist jeder Arm an dem Ring unter Zwischenschaltung von Eckstücken befestigt, die die Möglichkeit bieten, den Arm etwas vom Ring zu entfernen, um lokale überhitzungen des Rings durch die Rezirkulation der Verbrennungsgase zu verhindern.

Die Erfindung erstreckt sich ferner auf Turbinenstrahltriebwerke mit einem Nachbrennerkanal, der mit einem Erhitzersystem versehen ist.

Der Patentanwalt

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Claims

SOCISTE MATIONALE D'ETUDE ET DE
CONSTRUCTION DE MOTEURS D'AVIATION (S.N.E.C.M.A.)

2, Boulevard Victor Paris /Frankreich

22 - Juni 1979 SE/on

PATENTANSPRÜCHE

ΑΛ Flammenrückhalte-Vorrichtung für Brennkammern, insbesondere für Naehbrennerkanäle von Turbinenstrahltriebwerken, mit ein «Ti umlaufenden FlammenruOkhalte-Ring, der einen laufenden Querschnitt in Forra eines U oder V aufweist, dessen Flanken durch einen kleinen Bogen verbunden sind, dessen Scheitel stromaufwärts gegen die durch die Brennkammer gehende ^Strömung gerichtet ist, und mit einer Mehrzahl von Flarnmenrückhalte-Armen, die strahlenförmig von der einen Flanke des Rings ausgehen, wobei jeder Arm einen U- oder V-förmigen Querschnitt aufweist, dessen Flanken durch einen kleinen Bogen verbunden sind, dessen Scheitel ebenfall.·, sf ronia^fwärts gegen die Strömung gerichtet; ist,
dadurch gekennzeichnet,

daß der Ausgangspunkt des Scheitels (31) des kleinen Bogens jedes Arms (30) auf der genannten Flanke (23) merklich näher

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an der stromab gelegenen Kante oder Abströmkante (24) dieser Planke als an der Verbindungsstelle zwischen dieser Flanke und dem kleinen Bogen (21) des Rings (20) liegt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß jeder Arm (30) an dem Ring (20) über mindestens ein Eckstück (33) befestigt ist, das im wesentlichen in einer Axialebene des Nachbrennerkanals liegt und einerseits an einem Abschnitt der Mantellinie des Rings sowie andererseits in der Nähe des Scheitels (31) des Arms (30) festgeschweißt ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

daß jeder Arm (30) an dem Ring (20) unter Zwischenschaltung von zwei im wesentlichen parallelen Ecks tue ken (33) befestigt ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,

daß der Ausgangsquerachnitt jedes Anns (30) mindestens teilweise mit der genannten Planke (23) des Rings (20) verschweißt ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,

daß ein Zwischenraum (25) zwischen dem Ausgangsquerschnitt jedes Anna (30) und der genannten Flanke (23) des Rings (20) vorgesehen ist.

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6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Zwischenraums (25) 0,5 bis ^ Millimeter beträgt.
7· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Querschnitt jedes Arms (30) derart entwickelt, daß der von dessen Flanken (3*0 eingeschlossene Plächenwinkel sich um so mehr öffnet, je näher der Querschnitt an dem Ring (2 0) liegt.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7> dadurch gekennzeichnet, daß der dem Ausgangsquerschnitt gegenüberliegende Endquerschnitt jedes Arms (30) durch einen Abschnitt (35) eines Ringes verschlossen ist, der konzentrisch zum Flammenrückhalte-Ring (20) liegt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der konzentrische Ring ein Flammenrückhalte-Ring ist.
10. Brennkammer, insbesondere Nachbrennerkanal für Turbinenstrahltriebwerke, dadurch gekennzeichnet, daß er mit einer Flammenrückhalte-Vorriehtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 versehen ist.

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