DE3839884A1 - Verfahren und vorrichtung zum schuetzen eines messgeraets, -elements o. dgl. - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum schuetzen eines messgeraets, -elements o. dgl.Info
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein den Schutz
der Umgebung, insbesondere eines Bereichs, eines Objektes,
das einem Fluidstrom hoher Gesamtenthalpie ausgesetzt ist,
insbesondere von einem Gasstrom hoher Gesamtenthalpie um
strömt wird. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Ver
fahren und eine Einrichtung zum Verlangsamen bzw. Vermindern
der Wärmeübertragung in diesem Bereich, insbesondere in
dieser Umgebung, bzw. ein Verfahren und eine Vorrichtung,
welche die Erhitzung in der erwähnten Umgebung oder Zone
vermindert.
Es ist oft erwünscht, Versuche unter Verwendung von Meß
geräten, -elementen o. dgl. verschiedenster Arten auszu
führen, die in Strukturen, Versuchskörpern o. dgl. vorge
sehen sind, welche Strömungen, insbesondere Gaströmungen ,
hoher Geschwindigkeit und/oder hoher Temperatur ausgesetzt
sind, das heißt Strömungen hoher Gesamtenthalpie. Insbeson
dere ist es oft notwendig, Versuche an einem Versuchskör
per auszuführen, in dem Meßgeräte, -elemente o. dgl. in Zo
nen eingebaut werden müssen, welche Fluidströmungen, ins
besondere Gasströmungen, der erwähnten Art, also hoher Ge
samtenthalpien, ausgesetzt sind. Das ist beispielsweise
der Fall bei magneto-hydro-dynamischen Generatoren, soge
nanten MHD-Generatoren, insbesondere bei deren Erprobung,
Versuchsbetrieb etc., sowie bei Strahltriebwerken, Raketen,
Raketensonden, insbesondere bei der Erprobung von Raketen
und Raketensonden, bei einigen Messungen, die in Windtunneln
durchgeführt werden, oder auch bei manchen Messungen, die
an Bord fliegender Körper bzw. an Bord von Luft- oder Raum
fahrzeugen ausgeführt werden. Die Funktionen vieler Meßge
räte, -elemente o. dgl. werden durch hohe Temperaturen oder
durch Temperaturänderungen beeinträchtigt, zumindest ist es
so, daß viele Elemente in derartigen Meßgeräten solchen Be
einträchtigungen unterworfen sind. Um bei diesen Meßgeräten,
-elementen o. dgl. einen möglichst zuverlässigen Betrieb bzw.
eine zuverlässige und angemessene Funktion sicherzustellen,
müssen sie vor hohen Temperaturen und hoher Strömungsge
schwindigkeiten weitgehend geschützt werden, insbesondere
sollten derartige Meßgeräte, -elemente o. dgl. auf einer
ziemlich stabilen und relativ niedrigen, das heißt nicht zu
hohen, Temperatur gehalten werden.
Das ist insbesondere der Fall, wenn die erwähnten Meßge
räte, -elemente o. dgl. benachbart oder in der Nähe einer
Anströmkante oder an der Spitze eines Körpers, die bzw. der
einer Strömung hoher Enthalpie, insbesondere hoher Gesamt
enthalpie, ausgesetzt ist, vorgesehen, insbesondere ange
bracht, sind, da dort die Erwärmung besonders stark und/oder
die Erwärmungsgeschwindigkeit sehr hoch ist. Diese Anbringungs
bzw. Anordnungsbereiche von Meßgeräten, -elementen o. dgl.
sind trotzdem für viele Messungen unentbehrlich, weil gerade
an diesen Orten Turbulenzmessungen von anströmender Luft vor
genommen werden müssen, wobei die Strömung von den Meßgerä
ten, -elementen o. dgl. möglichst nicht beeinflußt werden
soll. In anderen Fällen sollen Temperatur- und Temperatur
gradientenmessungen durchgeführt werden, beispielsweise auch
Ungleichförmigkeiten der Temperaturverteilung ermittelt wer
den, oder es sollen Partikelgeschwindigkeitsmessungen in den
erwähnten Zonen durchgeführt werden, oder es muß eine Infra
rotdetektion von Wärme bei Wärmesuchraketen und dergleichen
in den erwähnten Strömungszonen ausgeführt werden, auch kann
es notwendig sein, Infrarotmeßgeräte, -elemente o. dgl., zum
Beispiel in Raketen und ähnlichen Flugkörpern in Strömungs
bereichen mit hoher Gesamtenthalpie der Strömung unterzu
bringen.
Die Verwendung einer stumpfen oder dicken Anströmkante oder
-spitze, wodurch die Erhitzung, insbesondere die Erhitzungs
geschwindigkeit, reduziert wird, würde in vielen Fällen eine
Störung der Fluidströmung und der aerodynamischen Funktionen
des jeweiligen Modells, der jeweiligen Sonde, der jeweiligen
Einrichtung oder des jeweiligen Flugkörpers, -fahrzeugs oder
dergleichen, wo das Meßgerät, -element o. dgl. vorgesehen
ist, zur Folge haben.
Es ist üblich, in Aufklärungsflugzeugen an der Seite, das
heißt parallel zur Luftströmungsrichtung eine Aussparung
oder Kammer auszubilden, worin eine Photokamera hinter einem
Glasfenster montiert ist; und zwar wird diese Aussparung
oder Kammer insbesondere im Flugzeugrumpf vorgesehen. Der
Innenraum dieser Aussparung oder Kammer ist einer sehr un
gleichmäßigen Erhitzung bzw. Erhitzungsgeschwindigkeit aus
gesetzt, was eine Beeinträchtigung der Funktion des Fensters
und der in der Kammer bzw. Aussparung montierten Geräte zur
Folge hat. Je größer die Erhitzung ist, um so weniger ef
fizient ist das Funktionieren des Fensters und der Instrumen
te in der Kammer bzw. in der Aussparung.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es insbesondere, die
nötigen Maßnahmen zum Schutz vor zu starker Erhitzung oder zu
schneller Erwärmung von Meßgeräten, -elementen o.dgl., die Strömungen hoher Gesamt
enthalpien ausgesetzt sind, zur Verfügung zu stellen, und
zwar derart, daß die aerodynamischen Eigenschaften des je
weiligen Objekts, insbesondere Flugkörpers, von diesen Maß
nahmen nicht merklich beeinflußt werden. Insbesondere sollen
mit der vorliegenden Erfindung ein Verfahren und eine Vor
richtung zum Vorsehen eines geschützten, der Strömung zuge
wandten Bereichs in einem Objekt, das einer Fluidströmung
mit hoher Gesamtenthalpie ausgesetzt ist, zur Verfügung ge
stellt werden, wodurch die Erhitzungsgeschwindigkeit bzw. die
Erhitzung des Objekts in dem geschützten Bereich in einer Wei
se verlangsamt bzw. vermindert wird, durch die die aerody
namischen Eigenschaften des Objekts nicht wesentlich herab
gesetzt werden.
Es ist weiterhin ein Ziel der Erfindung, ein Verfahrung zum
Schützen irgendeines wäremeempfindlichen Elements, das in
ziemlich direktem Kontakt mit einer Fluidströmung hoher Ge
samtenthalpie, die angenähert senkrecht zu dem Element
fließt, sein sollte, zur Verfügung zu stellen, was durch
Anordnen des durch Wärme nachteilig beeinflußbaren Elements
in einem geschützten Bereich eines Objekts geschieht, wel
ches einer Strömung hoher Gesamtenthalpie ausgesetzt ist.
Insbesondere ist es auch ein Ziel der Erfindung, ein Ver
fahren zur Verfügung zu stellen, das es ermöglicht, ein
wärmeempfindliches Meßgerät, -element o. dgl., das in ziem
lich engem Kontakt mit einer Strömung hoher Enthalpie ist,
die etwas senkrecht bzw. rechtwinklig auf das Meßgerät, -element o. dgl.
zuströmt, durch Anbringung des Meßgeräts, -elements o. dgl.
in einer geschützten Zone zu schützen.
Die Erfindung ermöglicht es, die Erwärmung eines Meßgeräts,
-elements o. dgl., dem ein Strom hoher Enthalphie entgegen
strömt und das an einer Anströmkante oder einer Anström
spitze eines von einer Strömung hoher Enthalpie umströmten Körpers oder
Flugkörpers angebracht ist, dadurch zu beschränken, daß das
Meßgerät, -element o. dgl. in einer Aussparung oder Ver
tiefung in dem Flugkörper, umströmten Körper o. dgl. mon
tiert ist, wobei das Verhältnis zwischen dem Durchmesser
oder der Weite der Aussparung oder Vertiefung zu deren Tie
fe einen beträchtlichen Einfluß auf die erwärmungsbehindern
de Wirkung der Aussparung oder Vertiefung hat, wobei es ins
besondere zu bevorzugen ist, daß die Aussparung oder Vertie
fung eine relativ große Tiefe im Verhältnis zu ihrem Durch
messer oder ihrer Weite aufweist. Gemäß der Erfindung wird
infolgedessen ein Verfahren zum Verlangsamen der Wärmeüber
tragungsgeschwindigkeit bzw. zum Vermindern der Wärmeübertra
gung auf einen einer Strömung zugewandten Teil, insbesondere
ein Meßgerät, -element o. dgl., in der Nähe der Anströmkan
te oder -spitze eines Objekts, das einer Fluidströmung von
hoher Gesamtenthalpie ausgesetzt ist, zur Verfügung gestellt.
Dieses Verfahren umfaßt den Verfahrenssschritt des Vorsehens
dieses Teils, insbesondere Meßgeräts, -elements o. dgl., in
einer Ausnehmung, und zwar insbesondere in einer in der An
strömkante oder -spitze vorgesehenen und der herankommenden
Strömung zugewandten Ausnehmung.
Weiterhin ermöglicht es die Erfindung, ein wärmeempfindliches
Gerät, insbesondere Meßgerät, -element o. dgl. das in einem
Flugkörper montiert ist, der sich in einer Strömung, insbe
sondere Gasströmung hoher Gesamtenthalpie befindet, und das
der direkten Anströmung des Strömungsmittels, insbesondere
des Gases der Gasströmung, ausgesetzt ist, vor hoher Erwär
mung zu schützen, und zwar dadurch, daß das Gerät, insbeson
dere Meßgerät, -element o. dgl. in einer Aussparung oder Ver
tiefung in der Nähe einer Anströmkante oder -spitze versenkt
wird. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird infolgedessen ein
Verfahren zum Schützen eines wärmeempfindlichen Geräts, In
struments o. dgl., insbesondere eines Meßgeräts, -elements
o. dgl., welches einer Fluidströmung hoher Gesamtenthalpie
ausgesetzt ist, die senkrecht zu dem Gerät, Instrument o.
dgl. verläuft, und welches sich in einem Objekt bzw. Gegen
stand befindet, das bzw. der in der Strömung angeordnet ist,
zur Verfügung gestellt. Dieses Verfahren umfaßt den Verfah
rensschritt des Anordnens des Geräts, Instruments o. dgl.
in einer Ausnehmung in oder in der Nähe der Anströmkante
oder -spitze des Objekts bzw. Gegenstands.
Mit der Erfindung wird außerdem eine Anordnung zum Schutz
eines wärmeempfindlichen Geräts, Instruments o. dgl., ins
besondere eines wärmeempfindlichen Meßgeräts, -elements o.
dgl., welches, um seine erwünschte Funktion zu erfüllen, an
einer Kante bzw. Anströmkante oder Spitze bzw. Anström
spitze einer Strömung hoher Enthalpie ausgesetzt werden
muß, zur Verfügung gestellt. Diese Anordnung zeichnet sich dadurch
aus, daß das wärmeempfindliche Gerät, lnstrument o. dgl.
in einer an der Kante bzw. Anströmkante oder an der Spitze
bzw. Anströmspitze angebrachten bzw. vorgesehenen Ausspa
rung vertieft untergebracht wird. Mit der Erfindung wird in
folgedessen eine Einrichtung zum Schützen eines wärmeempfind
lichen Geräts, Instruments o. dgl., insbesondere eines wär
meempfindlichen Meßgeräts, -elements o. dgl., in einem Objekt
bzw. Gegenstand vor einer Fluidströmung hoher Enthalpie, die
auf das Gerät, Instrument o. dgl. auftrifft und der es auf
grund der Art seiner gewünschten Funktion ausgesetzt sein
muß, zur Verfügung gestellt, und diese Einrichtung zeichnet
sich aus durch eine Ausnehmung, Aussparung, Vertiefung o.
dgl., die in oder in der Nähe der Anströmkante oder -spitze
des Objekts bzw. Gegenstands ausgebildet ist, wobei das Ge
rät, Instrument o. dgl. in der Ausnehmung, Aussparung, Ver
tiefung o. dgl. angeordnet ist.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Ausneh
mung, Aussparung, Vertiefung o. dgl. zylindrisch, während
die Ausnehmunq, Aussparung, Vertiefung o. dgl. in einer
alternativen Ausführungsform der Erfindung kegelstumpfför
mig ist, und zwar vorzugsweise derart, daß das Ende der ke
qelstumpfförmigen Ausnehmung, Aussparung, Vertiefung o. dgl.,
welches den größeren Durchmesser hat, der Strömung zuge
wandt ist bzw. in die Anströmkante oder -spitze mündet, wäh
rend der Teil, welcher den kleineren Durchmesser hat, vorzugs
weise dem Inneren des Objekts bzw. Körpers zugewandt ist.
Die Erfindung sei zum besseren Verständnis anhand einiger in
den Fig. 1 bis 4 der Zeichnung dargestellter, besonders
bevorzugter Ausführungsformen näher erläutert; es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Objekts, Gegen
stands, Körpers o. dgl., das bzw. der gemäß der vorliegen
den Erfindung gestaltet und wirksam ist;
Fig. 2 einen schematischen Teillängsschnitt eines Objekts,
Gegenstands, Körpers o. dgl., das bzw. der ent
sprechend einer ersten Ausführungsform der Erfin
dung gestaltet und mit einem darin angeordneten
Gerät, Instrument o. dgl., insbesondere einem
darin eingebauten Meßgerät, -element o. dgl., ver
sehen ist;
Fig. 3 einen schematischen Teillängsschnitt eines Objekts,
Gegenstands, Körpers o. dgl., das bzw. der gemäß einer al
ternativen Ausführungsform der Erfindung gestaltet
und wirksam ist, wobei ebenfalls ein Gerät, In
strument o. dgl. darin angeordnet, insbesondere
ein Meßgerät, -element o. dgl., darin eingebaut
ist; und
Fig. 4 einen schematischen Teillängsschnitt durch ein
Objekt, einen Gegenstand, einen Körper o. dgl.,
das bzw. der gemäß einer anderen alternativen
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gestal
tet und wirksam ist, wobei auch ein Gerät, Instru
ment o. dgl. darin angeordnet, insbesondere ein
Meßgerät, -element o. dgl., darin eingebaut ist.
Die Erfindung sei nun anhand der erwähnten verschiedenen
Ausführungsformen in näheren Einzelheiten beschrieben:
Es gibt viele Fälle, bei denen eine Sonde, ein Sensor, ein
Detektor oder ein anderes Gerät, Instrument o. dgl. und/
oder ein Schutzfenster oder anderes Element, welches dem
selben zugeordnet ist, in der Nähe einer Strömungsstauzone
eines Objekts, Gegenstands, Körpers o. dgl., die einer
Fluidströmung einer hohen Gesamtenthalpie ausgesetzt ist,
angeordnet ist. Die Begriffe Gerät, Instrument o. dgl.,
insbesondere Meßgerät, -element o. dgl. sollen hier unter
anderem auch Sonden, Sensoren und Detektoren umfassen.
Im Rahmen der Beschreibung und der Ansprüche wird der Be
griff "Kante" bzw. "Anströmkante" und "Spitze" bzw. "An
strömspitze" eines Objekts, Gegenstands, Körpers o. dgl.
für eine Anströmkante oder -spitze dieses Objekts, Gegen
stands, Körpers o. dgl. verwendet, welche die Staulinie oder
den Staupunkt der auftreffenden Strömung umfaßt. Die in
Frage stehenden Geräte, Instrumente o. dgl., insbesondere
Meßgeräte, -elemente o. dgl., die an einer Anströmkante oder
-spitze, welche von Gasströmungen hoher Gesamtenthalpien
umströmt wird, angeordnet bzw. eingebaut werden, umfassen
zum Beispiel Turbulenzsonden bzw. -meßgeräte, Druck-, Akustik-
oder Wärmesensoren bzw. -meßgeräte sowie Licht- oder Infra
rotdetektoren bzw. -meßgeräte.
Diese Geräte, Instrumente o. dgl. müssen oft der Strömung
direkt ausgesetzt werden, jedoch enthalten sie oft wärme
empfindliche Teile bzw. Elemente, deren Funktion durch die
Stauungswärme gestört wird und deren Lebensdauer durch hohe
Temperaturen verkürzt wird. Derartige Teile bzw. Elemente
werden hier auch mit den Begriffen wärmeempfindliche Geräte,
Instrumente o. dgl. und/oder wärmeempfindliche Meßgeräte,
-elemente o. dgl. erfaßt. Solche Instrumente, Geräte o. dgl.
selbst oder deren zugeordnete Schutzelemente müssen oft der
Strömung ausgesetzt und angenähert senkrecht zu der Strömung
(das heißt der Strömung zugewandt) angeordnet werden, wo
durch sich die vorstehend angesprochenen Funktionsstörungen
und/oder Lebensdauerverkürzungen ergeben können.
Das Verfahren und die Anordnung bzw. Vorrichtung nach der
vorliegenden Erfindung dienen dazu, die nutzbare Funktions
lebensdauer dieser Geräte, Instrumente o. dgl. dadurch zu
verlängern, daß eine Umgebung für diese Geräte, Instrumente
o. dgl. gemäß der Erfindung vorgesehen wird, in welcher gün
stigere Bedingungen herrschen als in ähnlichen Zonen, die
nicht gemäß der Erfindung ausgebildet sind.
Die vorlieqende Erfindung hat zum Ziel, die Erwärmung eines
Geräts, Instruments o. dgl., das an oder im Bereich einer
Anströmkante oder -spitze montiert wird, wobei es in annä
hernd direktem Kontakt mit der Strömung, insbesondere dem
strömenden Gas, kommt, zu vermindern. Das Verfahren nach
der Erfindung besteht insbesondere darin, daß das Gerät,
Instrument o. dgl. unter die Fläche bzw. unter die ange
strömte Fläche versenkt wird. Der Wärmeschutzgrad dieses
Verfahrens hängt weitgehend von dem Verhältnis der Tiefe
der zur Versenkung vorgesehenen Aussparung zu dem Durch
messer oder der Öffnungsweite dieser Aussparung ab. Die
Verminderung der Erwärmung ist auf die Reduzierung der
Radialgeschwindigkeitskomponente zurückzuführen, das heißt
der Geschwindigkeitskomponente, die parallel zur Boden
fläche der Aussparung ist. Insbesondere bezieht sich die
vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zum Vermindern der
Erwärmung eines Teils bzw. Elements benachbart der Anström
kante oder auf der Anströmkante eines Objekts, Gegenstands,
Körpers o. dgl., das bzw. der einer Fluidströmung hoher
Gesamtenthalpie ausgesetzt ist, wenn das der Strömung zuge
wandte Teil bzw. Element in direkten Kontakt mit der darauf
auftreffenden Strömung kommt. Das Verfahren umfaßt das Ver
tiefen dieses Teils bzw. Elements des Objekts, Gegenstands,
Körpers o. dgl.
Die Erfindung bezieht sich außerdem auf die Unterbringung
eines wärmeempfindlichen Geräts, Instruments o. dgl., das
in einem umströmten Objekt, Gegenstand, Körper o. dgl.
sachgemäß direkt der Strömung gegenüber angebracht wird
und vor dem direkten Aufprallen der Strömung hoher Enthal
pie geschützt werden soll. Nach dem erfindungsgemäßen Verfah
ren wird das Gerät, Instrument o. dgl. in einer Aussparung,
Ausnehmung, Vertiefung o. dgl., die in oder an der Kante an
gebracht ist, versenkt. Die Aussparung, Ausnehmung, Ver
tiefung o. dgl. kann von zylindrischer Form sein, sie ist
jedoch nicht hierauf beschränkt, sondern sie kann jede an
dere beliebige bzw. gewünschte Form bzw. Konfiguration ha
ben, insbesondere kann sie kegelstumpfförmig sein.
Es sei nun auf Fig. 1 Bezug genommen, die eine allgemein
perspektivische Ansicht eines gemäß der vorliegenden Er
findung aufgebauten bzw. gestalteten und wirksamen Objekts
bzw. Körpers zeigt,das bzw. der hier als Strahltriebwerksschaufel
oder -flügel 10 dargestellt ist, die bzw. der eine An
strömkante oder Staulinie 12 aufweist, an welcher die
Strömung weitgehend bzw. im wesentlichen gestoppt bzw.
gestaut wird.
Auf oder neben bzw. in der Nähe der Anströmkante 12 ist
eine Aussparung, Ausnehmung, Vertiefung o. dgl. 14 ausge
bildet, die nach der Darstellung der Fig. 1 eine zylindri
sche Form hat. Die Bodenfläche 16 dieser Aussparung o. dgl.
14 ist der am besten geschützte Bereich, das heißt der Be
reich, in welchem die geringste Erwärmung zu erwarten ist.
Die Seitenwände des Bodens 16 sind ebenfalls, wenn auch in
einem geringeren Grade, wärmegeschützt. Die Variationen der
Erwärmungsrate innerhalb der Aussparung o. dgl. 14 sind
weitgehend vom Verhältnis der Tiefe 18 der Aussparung o.
dgl. 14 zu deren Durchmesser oder zu deren Öffnungsweite
19 abhängig.
Es sei darauf hingewiesen, daß die Erwärmung an der Aus
sparungsöffnungskante bzw. an den äußeren Rändern der
Aussparung o. dgl. höher als an der entsprechenden Stelle
auf einem identischen Objekt ohne eine Aussparung o. dgl.
ist. Diese Schwierigkeit kann dadurch kompensiert werden,
daß wärmebeständigere Materialien an diesen Stellen des
Objekts bzw. im Bereich der Aussparungsöffnung verwendet
werden. Die Erfindung ermöglicht infolgedessen den Schutz
empfindlicher Geräte an Anströmkanten oder -spitzen, je
doch verbessert die Erfindung nicht die Wärmebelastung an
den Anströmkanten oder -spitzen im allgemeinen.
Es nun auf Fig. 2 Bezug genommen, die eine schematische
Teillängsschnittansicht eines Objekts bzw. Körpers ent
sprechend einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt,
worin ein Gerät, Instrument o. dgl. eingebaut ist. Das Ob
jekt bzw. der Körper 20 ist einer Fluidströmung ausge
setzt, deren Richtunq durch die Pfeile angedeutet ist.
Eine Aussparung, Ausnehmung, Vertiefung o. dgl. 22 ist in
dem Objekt bzw. Körper 20 ausgebildet. Am Boden 24 der
Aussparung 22 ist ein Gerät, Instrument o. dgl. 26 ange
ordnet bzw. montiert. Dieses Gerät, Instrument o. dgl. 26
kann beispielsweise eine Turbulenzmeßeinrichtung bzw. ein
Turbulenzmeßgerät, wie zum Beispiel ein Dehnungsmesser bzw.
-meßstreifen oder ein beliebiges anderes Meßgerät, -element
o. dgl. sein, das vor Überhitzung geschützt werden soll.
Die elektrischen Leitungen 28 von dem Meßgerät o. dgl. 26
können in an sich bekannter Weise in dem Objekt bzw. Kör
per versenkt werden bzw. sich in das Objekt bzw. den Kör
per 20 erstrecken.
Es ist eine wichtige Eigenschaft bzw. ein spezielles Merk
mal der vorliegenden Erfindung, daß die Aussparung, Aus
nehmung, Vertiefung o. dgl. keinen Strömungsdurchfluß zu
läßt, also praktisch die Strömung wie eine Anströmkante
oder -spitze aufhält. Zur Erreichung dieses Zwecks ist es
nicht nötig, die elektrischen Leitungsdurchführungen in
dem Objekt bzw. Körper hermetisch abzudichten.
Es sei nun auf Fig. 3 Bezug genommen, die eine alterna
tive Ausführungsform der Erfindung zeigt, worin ein Objekt
bzw. Körper 30 mit einer Aussparung, Ausnehmung, Vertie
fung o. dgl. 32 versehen ist. Hier hat die Aussparung o.
dgl. 32 die Form eines Kegelstumpfes, der an der Öffnung,
an welcher er in die Anströmkante des Objekts bzw. Körpers
30 mündet, weiter als am Boden 34 ist. Diese Form ist be
sonders für Instrumente, Geräte o. dgl., insbesondere Meß
geräte, geeignet, die einen weiteren Sicht- bzw. Erfassungs
winkel erfordern. Am Boden 34 der Aussparung o. dgl. 32 ist
ein Photo- oder Infrarotdetektionsgerät bzw. -element 36
eingebaut. Weiter ist eine Linse oder Linsengruppe 35 in
der Aussparung 32 im Abstand von dem Meßgerät bzw. -ele
ment 34 und strömungsaufwärtig von letzterem angeordnet.
Man erkennt, daß sowohl die Linse bzw. Linsengruppe 38 als
auch das Gerät, Instrument o. dgl. 36 durch diese Anordnung
geschützt sind. Die Tiefe der Aussparung o. dgl. 32 und die
Lage der Linse bzw. Linsengruppe 38 sind den Wärmeübertra
gungsanforderungen bzw. -bedingungen der jeweiligen spezi
fischen Anwendung angepaßt.
Zusätzliche bekannte Schutzmittel bzw. -einrichtungen für
das Gerät, Instrument o. dgl. können in Kombination bzw. in
Verbindung mit der Anordnung bzw. Vorrichtung bzw. den be
schriebenen Mitteln der Erfindung angebracht sein.
Es sei schließlich auf Fig. 4 Bezug genommen, die einen
schematischen Teillängsschnitt durch ein Objekt bzw. einen
Körper 40 zeigt, das bzw. dergemäß einer weiteren alternativen
Ausführungsform der Erfindung gestaltet ist. In diesem Ob
jekt bzw. Körper 40 ist ebenfalls ein Gerät, Instrument o. dgl.,
insbesondere ein Meßgerät 44, in einer Aussparung,
Vertiefung o. dgl. 42 eingebaut. Ein Schutzfenster 46 kann
nach einer beliebigen herkömmlichen Ausführung zum zusätz
lichen Schutz gegen Erwärmung oder Verschleiß des Meßgeräts
44 verwendet werden. Dieses Schutzfenster 46 ist in die
Aussparung 42 eingebaut, und zwar vorliegend in deren be
züglich der ankommenden Strömung vorderen Teil, wobei zwi
schen dem Schutzfenster 46 und dem wärmeempfindlichen Meß
gerät 44 noch eine in Fig. 4 nicht näher bezeichnete Lin
se oder Linsengruppe in der Aussparung 42 eingebaut sein
kann, während das Meßgerät 44 vorzugsweise, wie dargestellt,
am Boden der Ausnehmung 42 angeordnet ist. Alternativ zu
dem Schutzfenster 46 oder zusätzlich hierzu kann eine Kühl
einrichtung 48 von beliebiger konventioneller Art vorgese
hen sein, die zur Kühlung der Halterung des Geräts, In
struments o. dgl. 44 dient und dadurch die Erwärmung des
selben vermindert. Vorstehend ist die Kühleinrichtung 48
derart ausgebildet, daß kühlendes Fluid in eine Ausnehmung
einströmen gelassen wird, die in dem Objekt bzw. Körper 40,
bezogen auf die Strömungsrichtung der von außen anströmen
den Strömung, hinter der Aussparung 42 angeordnet ist. Vor
liegend ist die Ausnehmung, in welcher das kühlende Fluid,
wie durch Pfeile angedeutet ist, so ausgebildet, daß sie
einen relativ großen Durchmesser, bezogen auf den Durchmes
ser der Aussparung 42, hat, so daß dadurch nicht nur der
Boden der Aussparung 42, sondern auch die Seitenwandung
derselben durch Wärmeleitung über die dazwischenliegenden
Bereiche des Objekts bzw. Körpers 40 gekühlt werden.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die darge
stellten und beschriebenen Ausführungsformen beschränkt,
sondern läßt sich im Rahmen des Gegenstandes der Erfindung,
wie er in den Patentansprüchen angegeben ist, sowie im Rah
men des allgemeinen Erfindungsgedankens, wie er den gesam
ten Unterlagen zu entnehmen ist, in vielfältiger Weise ab
wandeln und mit Erfolg ausführen.
Claims (8)
1. Verfahren, um ein Gerät, Instrument o. dgl., insbeson
dere ein Meßgerät, -element o. dgl. zu schützen, indem die
Erwärmung des Geräts, Instruments o. dgl., insbesondere des
Meßgeräts, -elements o. dgl., das annähernd direkt einer
Strömung, insbesondere einer Gasströmung, hoher Enthalpie
ausgesetzt ist, reduziert wird, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Gerät. Instrument o. dgl., ins
besondere das Meßgerät, -element o. dgl. (26; 36; 44), in
eine Aussparung, Ausnehmung, Vertiefung o. dgl. (14; 22; 32;
42) versenkt bzw. in einer Aussparung, Ausnehmung, Vertie
fung o. dgl. (14; 22; 32; 42) untergebracht wird, welche in
einem Objekt, Gegenstand, Körper o. dgl. (10; 20; 30; 40) aus
gebildet ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Gerät, Instrument o. dgl., insbe
sondere das Meßgerät, -element o. dgl. (26; 36; 44), in dem
Objekt, Gegenstand, Körper (10; 20; 30; 40), das bzw. der hohen
Enthalpieströmungen ausgesetzt ist und bei dem die Strömung
direkt oder fast direkt auf das Gerät, Instrument o. dgl.,
insbesondere das Meßgerät, -element o. dgl. (26; 36; 44), zu
fließt, durch die Aussparung, Ausnehmung, Vertiefung o. dgl.
(14; 22; 32; 42) vor Überhitzung geschützt wird, wobei das Ge
rät, Instrument o. dgl., insbesondere das Meßgerät, -ele
ment o. dgl. (26; 36; 44),vorzugsweise auf dem Boden der Aus
sparung, Ausnehmung, Vertiefung o. dgl. (14; 22; 32; 42) ange
ordnet wird.
3. Vorrichtung, um ein Gerät, Instrument o. dgl., insbe
sondere ein Meßgerät, -element o. dgl., zu schützen, indem
die Erwärmung des Geräts, Instruments o. dgl., insbesondere
des Meßgeräts, -elements o. dgl., das einer Strömung, ins
besondere einer Gasströmung, hoher Enthalpie ausgesetzt ist,
reduziert wird, dadurch gekennzeichnet, daß
das wärmeempfindliche Gerät, Instrument o. dgl., insbeson
dere das Meßgerät, -element o. dgl. (26; 36; 44), damit es
seine Funktion erfüllt, in einer Aussparung, Ausnehmung, Ver
tiefung o. dgl. (14; 22; 32; 42) montiert ist, die in einem der
Strömung ausgesetzten Objekt, Gegenstand, Körper o. dgl. (10;
20; 30; 40) ausgebildet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Gerät, Instrument o. dgl., insbe
sondere das Meßgerät, -element o. dgl. (26; 36; 44), am Boden
der Aussparung, Ausnehmung, Vertiefung o. dgl. (14; 22; 32; 42)
oder an dem von der angeströmten Fläche des Objekts, Gegen
stands, Körpers o. dgl. (10; 20; 30; 40) entfernten Ende der Aus
sparung, Ausnehmung, Vertiefung o. dgl. (14; 22; 32; 42) ange
ordnet, insbesondere montiert, ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Aussparung, Ausnehmung,
Vertiefung (14; 22) o. dgl. eine zylindrische Form hat.
6. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Aussparung, Ausnehmung,
Vertiefung o. dgl. (32; 42) kegelstumpfförmig ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, ge
kennzeichnet durch ein Fenster (46) als zusätz
liche Abschirmung, welches vor dem Gerät, Instrument o. dgl.,
insbesondere dem Meßgerät, -element o. dgl. (44) vorgesehen,
insbesondere in die Aussparung, Ausnehmung, Vertiefung, o.dgl. (42) eingebaut, ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, ge
kennzeichnet durch eine mindestens einen Teil
des Raumes der Aussparung, Ausnehmung, Vertiefung o. dgl.
(42) kühlende Einrichtung (48).
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