DE3884751T2 - Gasgekühlter Flammenhalter. - Google Patents

Gasgekühlter Flammenhalter.

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DE3884751T2 DE88310425T DE3884751T DE3884751T2 DE 3884751 T2 DE3884751 T2 DE 3884751T2 DE 88310425 T DE88310425 T DE 88310425T DE 3884751 T DE3884751 T DE 3884751T DE 3884751 T2 DE3884751 T2 DE 3884751T2
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Description

  • Diese Anmeldung steht in Beziehung zu der gleichzeitig anhängenden Anmeldung Nr. 88 310 426.7 (0315486) (Anmelderzeichen 13LN-1719) die gleichzeitig hiermit eingereicht wurde und den Titel trägt "Aircraft Engine Frame Construction". Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine gekühlte Flammhalteranordnung.
  • Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Gasturbinen- oder Strahltriebwerke und insbesondere auf Triebwerke, die Nachbrenner stromabwärts von einem Kerntriebwerk mit Mitteln zum Zufügen von Brennstoff zu der Abgasströmung zur Schubverstärkung aufweist.
  • Ein Bypass-Strahltriebwerk enthält einen Niederdruckverdichter (NDV) zum Verdichten von Einlaßluft zum Triebwerk, ein Kerntriebwerk zum Erzeugen von Schub und auch zum Antreiben des NDV und ferner kann ein Nachbrenner vorgesehen sein, um Brennstoff zu der Abgasströmung des Kerntriebwerks hinzuzufügen, der dann gezündet wird, um für eine Schubverstärkung zu sorgen. Das Bypass-Triebwerk wird so genannt, weil es ein ringförmiges Außengehäuse aufweist, das im wesentlichen konzentrisch um das Kerntriebwerksgehäuse herum angebracht ist, um dazwischen einen ringförmigen Bypasskanal zu bilden. Die Ausgangsluft aus dem NDV wird zwischen dem Bypasskanal und dem Kerntriebwerk aufgeteilt.
  • US-A-3 701 255 beschreibt ein Gasturbinentriebwerk, das wenigstens ein ringförmiges Außenteil aufweist, das eine Abgasströmungsbahn mit einer stromaufwärtigen Seite und einer stromabwärtigen Seite in Bezug auf die Strömungsrichtung der Abgase bildet. Ein Flammhalter zum Halten einer Pilotflamme ist in der Abgasströmungsbahn angeordnet. Stromabwärts von dem Flammhalter zwischen dem ringförmigen Außenteil und einem hinteren Körper befinden sich mehrere hohle radiale Trennwände, die zwischen den äußeren und inneren Teilen angeordnet ist. Jede Trennwand ist stromlinienförmig und hat eine stromaufwärtige Vorderkante und eine stromabwärtige Oberfläche. Es sind Mittel vorgesehen zum Leiten von nicht-brennbarem Gas in den Innenraum von wenigstens einigen der Trennwände. Das nicht-brennbare Gas tritt aus den Trennwänden durch Auslässe auf den stromaufwärtigen Seiten der Trennwände aus.
  • Im allgemeinen reifen Triebwerksentwicklungen, und wenn fortentwickelte Versionen von bestehenden Triebwerken abgeleitet werden, bestand eine der Auslegungsmethoden, um einen erhöhte Triebwerksausgangsleistung zu erhalten, darin, die Turbineneinlaßtemperatur zu erhöhen mit einer daraus resultierenden Erhöhung in der Einlaßtemperatur zu dem Nachbrenner. Die Flammrückschlaggrenze des Brennstoff/Luft-Gemisches, das die Nachbrenner-Hardware umströmt, wird dadurch proportional verkleinert. Der Flammenrückschlag ist die Bewegung der Flammenfront stromaufwärts ihrer Auslegungsposition entgegen der Richtung der Hauptgasströmung und in Richtung auf die Flammhalter und die Brennstoffinjektionsquelle. Die Flammrückschlaggrenze ist die Differenz in der tatsächlichen Temperatur der Abgase und ihrer Temperatur, die einen Flammrückschlag bewirken würden.
  • Wenn die Turbinenabgastemperaturen genügend erhöht werden, dann würde sich die Nachbrenner-Flammenfront stromaufwärts in der Nachbrenner-Brennkammer in Richtung auf die Flammhalter bewegen. Der Flammhalter würde dann eine erhöhte Temperatur annehmen aufgrund der Strahlungs/Konvektionswärmebelastungen, die dann zu einer verkürzten Lebensdauer des Flammhalters führen könnten.
  • Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Flammhalter mit Kühlmitteln zu sorgen, vorzugsweise um so die Flammrückschlaggrenze in einem Nachbrenner zu vergrößern.
  • Gemäß der Erfindung wird eine Flammhalteranordnung für ein Gasturbinentriebwerk geschaffen, das wenigstens ein ringförmiges Gehäuse aufweist, das eine Abgasströmungsbahn mit einer stromaufwärtigen Seite und einer stromabwärtigen Seite in bezug auf die Strömungsrichtung der Abgase bildet, wobei die Flammhalteranordnung für eine Anordnung in der Abgasströmungsbahn angeordnet ist und ein äußeres Ringteil und ein inneres Ringteil enthält und mehrere hohle radiale Flammhalter-Abtrennungen, die zwischen den Ringteilen angeordnet sind, wobei jede Abtrennung stromlinienförmig ist und eine stromaufwärtige Vorderkante und eine stromabwärtige Oberfläche hat und Mittel aufweist zum Leiten eines nicht-brennbaren Gases in das Innere von wenigstens einigen Flammhalter-Abtrennungen, wobei jede der wenigstens einige Abtrennungen wenigstens eine Auslaßöffnung in der stromabwärtigen Oberfläche aufweist zum Verteilen des nicht-brennbaren Gases von ihrem Inneren über die radiale Erstreckung des Außenteiles der stromabwärigen Oberfläche zum Schützen der äußeren Oberflächen der Flammhalter-Abtrennungen und zum Vergrößern der Flammrückschlaggrenze des Gasturbinentriebwerks.
  • Die Erfindung wird in Verbindung mit weiteren Aufgaben und Vorteilen am besten verständlich aus einer Betrachtung bevorzugter Ausführungsbeispiele, die in der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen besonders beschrieben werden, in denen:
  • Fig. 1 ein schematisches Schnittbild von einem Bypassstrahltriebwerk ist, das einen Nachbrenner mit einer Flammhalteranordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung aufweist;
  • Fig. 2 eine stromwärts gerichtete Endansicht von der Flammhalteranordnung entlang der Linie 2-2 in Fig. 1 ist;
  • Fig. 3 eine vergrößerte schematische Ansicht von einem Teil einer Flammhalteranordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist;
  • Fig. 4 eine Draufsicht auf mehrere Abtrennungen entlang der Linie 4-4 in Fig. 3 ist;
  • Fig. 5 einen Abschnitt von der Flammhalteranordnung gemäß Fig. 4 und einen Ausschnitt zeigt, der eine Abtrennung darin zeigt;
  • Fig. 6 einen Abschnitt von einer Flammhalteranordnung und einen Ausschnitt zeigt, der eine Abtrennung darin gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
  • Fig. 7 eine schematische Darstellung von einem Teil einer Flammhalteranordnung ähnlich Fig. 3 ist und ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.
  • Fig. 1 zeigt als ein Beispiel ein Gasturbinentriebwerk 11 des Typs, der als ein Bypass-Strahltriebwerk betrachtet werden kann. Das Triebwerk 11 enthält einen Niederdruckverdichter (NDV) 13, der an dem Lufteinlaßende des Triebwerks 11 angeordnet ist. An den NDV 13 schließt sich in Richtung der Luftströmung ein Kerntriebwerk 15 an, das einen Hochdruckverdichter, eine Brennkammer und Hochdruck- und Niederdruckturbinen (nicht gezeigt) aufweist. Das Kerntriebwerk 15 ist von einem ringförmigen Innengehäuse 17 umgeben. Ein ringförmiger Bypasskanal 19 ist teilweise durch das Gehäuse 17 und ein ringförmiges Außengehäuse 21 gebildet, das im wesentlichen konzentrisch zu dem Innengehäuse 17 und im Abstand davon angeordnet ist. Die gestrichelten Strömungspfeile 22 zeigen denjenigen Teil der Ausgangsluft des NDV 13 an, der durch das Kerntriebwerk 15 geleitet wird, und die ausgezogenen Pfeile 24 geben den anderen Teil der Ausgangsluft des NDV 13 an, der durch den Bypasskanal 19 geleitet wird.
  • Stromabwärts von dem Kerntriebwerk 15 in Richtung der Luftströmung ist ein Nachbrenner 25 angeordnet. Eine Flammhalteranordnung 31 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in einem Einlaß des Nachbrenners 25 angeordnet. Brennstoff wird in den Nachbrenner 25 durch mehrere (nur eine ist gezeigt) Brennstoff Zufuhrleitungen 35 eingeführt. Der Brennstoff wird mit einem Teil 26 der Bypasskanal-Luftströmung 24 gemischt und dann durch wenigstens einen Zünder 39 gezündet, um für eine Schubverstärkung in dem Triebwerk 11 zu sorgen. Der Luftanteil 26 aus dem Bypasskanal 19 wird zu der Abgasströmung des Kerntriebwerks 15 durch eine ringförmige Mischvorrichtung 41 zugesetzt, die in der Flugzeug- Triebwerkstechnologie allgemein bekannt ist. Der Nachbrenner 25 enthält ferner eine innere Brennkammerauskleidung 45 und eine flächenvariable Abgasdüse 49. Die vorstehende allgemeine Beschreibung wurde gemacht, um den Leser mit einer allgemeinen Beschreibung der Umgebung vertraut zu machen, in der die vorliegende Erfindung arbeitet, aber sie sollte nicht als Einschränkung in bezug auf die Beschreibung der Erfindung selbst genommen werden.
  • Fig. 2 stellt eine stromaufwärts gerichtete Endansicht der Flammhalteranordnung 31 dar. Die Flammhalteranordnung 31 enthält einen radial äußeren Flammhalter 51 und einen radial inneren Flammhalter 55. Der äußere Flammhalter 51 hat die Form von mehreren breiten Strömungskörpern, und der innere Flammhalter 55 hat die Form von einem V-förmigen Rinnenring. Der innere Flammhalter 55 wird von dem äußeren Flammhalter 51 durch mehrere in Umfangsrichtung im Abstand angeordnete Stützverbinder 57 gehaltert. Obwohl es in den Zeichnungen nicht speziell gezeigt ist, wird der äußere Flammhalter 51, der seinerseits den inneren Flammhalter 55 trägt, selbst von dem äußeren Gehäuse 21 durch Stützverbinder in einer Weise gehaltert, die den Flugzeug-Triebwerksbauern bekannt ist. Der äußere Flammhalter 51 steht mit dem inneren Flammhalter 55 durch wenigstens eine, wobei in dem dargestellten Ausführungsbeispiel zwei verwendet sind, Kreuzfeuerrinne 61 in Verbindung, die bewirkt, daß sich eine Flamme, die zunächst auf der stromabwärtigen Oberfläche des äußeren Flammhalters 51 erscheint, radial nach innen in Richtung auf den inneren Flammhalter 55 ausbreitet.
  • Fig. 3 zeigt ein schematisches Schnittbild von dem äußeren Flammhalter 51 und benachbarten Strukturen ohne den befestigten inneren Flammhalter 55 oder die Kreuzfeuerrinnen 61. Weiterhin ist zur Vereinfachung der Zeichnung ein einziger schematischer Brennstoff-Sprühstab 65, der von der Brennstoffleitung 35 ausgeht, gezeigt, wie er in den äußeren Flammhaltern 51 ragt und Brennstoff ausstößt. Wie aus Fig. 1 hervorgeht, ist die Brennstoffversorgungsleitung 35 tatsächlich mit mehreren radial nach innen ragenden Sprühstäben verbunden, die sowohl Hauptbrennstoff-Sprühstäbe und Pilotbrennstoff-Sprühstäbe aufweisen. Die Hauptbrennstoff- Sprühstäbe injizieren Brennstoffin der axial stromabwärtigen Richtung von Punkten radial innen und außen von dem äußeren Flammhalter 51, und in einem Beispiel können sogar 24 Leitungen vorgesehen sein, wogegen nur halb soviele Pilotbrennstoff-Sprühstäbe vorgesehen sein können. Andere mit Bezugszahlen versehene Teile des äußeren Flammhalters 51 und benachbarter Strukturen sind wie zuvor beschrieben.
  • Weiterhin enthält der äußere Flammhalter 51 ein radial äußeres Ringteil 71 und ein radial inneres Ringteil 73, die dazwischen einen Einlaß 70 an einem stromaufwärtigen Ende und einen Auslaß 72 an einem stromabwärtigen Ende aufweisen. Diese zwei Teil können an dem Einlaßende 70 des äußeren Flammhalters 51 durch mehrere abgerundete Befestigungsglieder oder Stäbe 101 miteinander verbunden sein, wie es in Fig. 7 gezeigt ist. Weiterhin erstrecken sich zwischen den inneren und äußeren Teilen 71 und 73 mehrere hohle, stromlinienförmige Abtrennungen 79. Die ausgefüllten Pfeilköpfe 74 geben einen ersten Teil des Kerntriebwerks- oder Turbinen-Verbrennungeabgases an, der um die Abtrennungen 79 herum strömt, wie es in Verbindung mit der Beschreibung von Fig. 4 erläutert wird.
  • Das innere Teil 73 des äußeren Flammhalters 51 hat eine stromaufwärts gerichtete Schöpfeinrichtung 83, die daran befestigt ist. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind mehrere derartige Schöpfeinrichtungen 83 an der radial inneren Oberfläche des inneren Teils 73 befestigt, wobei Löcher 85 durch das innere Teil 73 hindurch ausgebildet sind, die mit wenigstens einigen der Innenräume der Abtrennungen 79 in Verbindung stehen. Die Strömungspfeile 76, die offene Köpfe aufweisen, geben die Strömung von einem zweiten Teil des Turbinenabgases in die Innenräume der Abtrennungen 79 an. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann eine Schöpfeinrichtung 83 vorhanden sein zum Richten von Gas in eine entsprechende Abtrennung 79 durch ein entsprechendes Loch 85, das durch das innere Teil 73 hindurch ausgebildet ist.
  • Es ist wichtig, an dieser Stelle darauf hinzuweisen, daß das Gas, das durch jede Abtrennung 79 gerichtet wird, brennstoff- und sauerstoffarmes Turbinenabgas ist, d. h. der größte Teil, wenn nicht sogar der gesamte, Brennstoff und Sauerstoff darin die Verbrennung abgeschlossen hat. Wie nachfolgend in bezug auf ein anderes Ausführungsbeispiel beschrieben wird, kann das Gas alternativ Bypassluft sein, aber auf jeden Fall wird kein Brennstoff zu dem Gas in den Abtrennungen 79 zugesetzt. Brennstoff wird durch die Sprühstäbe 65 zu dem Gas zugefügt, das um die Abtrennungen 79 herumströmt. Das brennstoffarme Gas ist in den Fig. 3 und 4 durch die einen offenen Kopf aufweisenden Pfeile 76 angegeben, und das Gas, dem Brennstoff zugesetzt wird, ist durch die einen ausgefüllten Kopf aufweisenden Pfeile 74 angegeben.
  • In Fig. 4, die eine Draufsicht auf den Schnitt entlang der Linie 4-4 in Fig. 3 ist, sind mehrere in Umfangsrichtung im Abstand angeordnete Abtrennungen 79 und Sprühstäbe 65 gezeigt, wobei in diesem Ausführungsbeispiel einem Sprühstab 65 jeweils ein Paar benachbarter Abtrennungen 79 zugeordnet ist. Die Abtrennungen 79 enthalten jeweils einen Vorderkantenabschnitt 80 und einen Hinterkantenabschnitt 82. Die Abtrennungen 79 sind gemäß den Anforderungen des Brennstoff- und Gasgemisches innerhalb des äußeren Flammhalters 51 so geformt und bemessen, daß das Brennstoff/Luft-Gemisch richtig ist und daß ferner die Flamme auf der stromabwärtigen Seite oder der hinteren Oberfläche 84 des hinteren Randabschnittes 82 des äußeren Flammhalters 51 auftritt, anstatt an dem Punkt, wo die Zündeinrichtung 39 angeordnet ist. Die Abtrennungen 79 üben auch einen Verbirbelungs- oder Dreheffekt auf den Brennstoff und das Turbinenabgas auf, die gemeinsam als das Brennstoff/Luft- Gemisch bezeichnet sind, um deren Vermischung zu verbessern. In Fig. 4 sind auch die Löcher 85 gezeigt, die durch das innere Teil 73 unter dem Vorderkantenabschnitt 80 der Abtrennung 79 ausgebildet sind, die Gas in den Innenraum der Abtrennungen 79 einlassen.
  • Fig. 3, 4 und 5 sollten in bezug auf die vorliegende Erfindung gemeinsam betrachtet werden. Es sind gleiche Bezugszahlen verwendet, um gleiche Teile zu bezeichnen, die zuvor bereits erläutert wurden. Außerdem sei der Leser daran erinnert, daß die einen offenen Kopf aufweisenden Pfeile 76 brennstoffarmes Gas bezeichnen, wogegen die einen ausgefüllten Kopf aufweisenden Pfeile 86 karburiertes Gas bezeichnen, d. h. Gas 74, das mit Brennstoff gemischt ist.
  • Fig. 5 zeigt einen Teilschnitt von der Flammhalteranordnung 31, wobei der Vorderkantenabschnitt 80 der Abtrennung 79 zusätzlich um 90 in Richtung auf den Betrachter gedreht ist, um Strömungslinien und auch weitere Einzelheiten der Konstruktion in bezug auf die Abtrennung 79 zu zeigen. Die Ansicht der Flammhalteranordnung 31 ist von ihrer hinteren oder stromabwärtigen Fläche 84. Fig. 5 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des äußeren Flammhalters 51, bei dem die stromabwärtige Fläche 84 der Abtrennung 79 mit filmkühlenden Auslaßschlitzen 95 versehen ist. Die Schlitze 95 lassen brennstoffarmes Gas austreten, wie es durch die einen offenen Kopf aufweisenden Pfeile 76 angegeben ist. Die Filmkühlung der hinteren Fläche 84 der Abtrennungen 79 senkt die Metalltemperaturen an der stromabwärtigen Fläche 84. Es ist ferner wichtig, daß man sich vergegenwärtigt, daß zwar brennstoffarmes, für eine Filmkühlung sorgendes Gas 76 aus den Schlitzen 95 austritt, aber karburiertes oder Brennstoff-angereichertes Gas 86 zwischen den Abtrennungen 79 austritt, so daß gemäß dem Strömungspfeildiagramm deutlich wird, daß das Filmkühlgas 76 unmittelbar neben der stromabwärtigen Fläche 84 von jeder Abtrennung 79 ist, wogegen das brennstoffreiche Gas 86 in einer Strömung oder Schicht austritt, die jenseits des Filmkühlgases 76 relativ zu der stromabwärtigen Fläche 84 der Abtrennung 79 ist. Somit ist das Filmkühlgas 76 zwischen der Abtrennung 79 oder der stromabwärtigen Fläche 84 der Abtrennung und dem Brennstoff/Luft-Gemisch 86 angeordnet, das zwischen den Abtrennungen 79 hindurchgeleitet wird. Es sollte auch vergegenwärtigt werden, daß das karburierte Gemisch 86 durch die Zündeinrichtung 39 gezündet worden ist und somit eine Flammenfront stromabwärts von der stromabwärtigen Oberfläche 84 hervorruft, die eine höhere Temperatur als das relativ kalte Gas 76 hat, das durch die Schlitze 95 austritt.
  • Weiterhin ist speziell am Anfang von irgendeinem Flammenrückschlag, wenn das karburierte Gas 86 zu brennen beginnt und somit sehr heiß ist relativ zu den Auslegungstemperaturen des Metalls, das Filmkühlgas 86, das über die stromabwärtige Oberfläche 84 streicht, nun tausende von Grad kälter ist als das Gas 86 und somit während tatsächlicher kontinuierlicher oder sporadischer Flammrückschlagzustände für eine effektive Filmkühlung sorgt.
  • Zusätzlich zur Filmkühlung der stromabwärtigen Oberfläche 84 bilden die Gase 76 auch einen Trennfilm, der die Flammenfront davon abhält, mit der stromabwärtigen Oberfläche 84 in Kontakt zu kommen. Die Verwendung zuvor verbrannter Gase 76 ist auch vorteilhaft, weil sie selbst nicht mehr brennbar sind, was beispielsweise für eine wirksamere Filmkühl-Trennschicht sorgt.
  • In Fig. 6, die ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt, bei dem die stromabwärtige Oberfläche 84 der Abtrennung 79 durch Konvektion gekühlt wird, ist innerhalb der Abtrennung 79 eine Wand 97 etwa parallel zu der stromabwärtigen Oberfläche 84 der Abtrennung 79 angeordnet, die eine Strömungsbahn 98 neben der stromabwärtigen Oberfläche 84 bildet. In diesem Ausführungsbeispiel verläuft die Strömung von unkarburiertem oder brennstoffarmen Gas 76 über die innere Oberfläche der stromabwärtigen Oberfläche 84 der Abtrennung 79, und das Gas 76 wird aus einer Hinterkante 96 der Abtrennung 79 durch eine Auslaßöffnung 99 ausgestoßen. Obwohl beide Ausführungsbeispiele wirksam sind, für eine Kühlung der stromabwärtigen Oberfläche 84 der Abtrennung 79 zu sorgen, sei darauf hingewiesen, daß dort, wo das Kühlgas 76 in den Innenraum der Abtrennung 79 Turbinenausgangsgas 76 ist, dieses Gas 76 nicht nur brennstoffarm ist, sondern auch sauerstoffarm. Das Umströmen der stromabwärtigen Oberfläche 84 der Abtrennung 79 mit sauerstoff- und brennstoffarmen Gas 76 vermindert weiter die Möglichkeit des Auftretens einer Flamme auf der stromabwärtigen Oberfläche 84 des äußeren Flammenhalters 51.
  • Schließlich zeigt Fig. 7 ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung in schematischer Form. Fig. 7 soll Fig. 3 ähnlich sein, außer daß der Sprühstab 65 der Klarheit halber weggelassen ist. Das zuvor erwähnte abgerundete Befestigungsglied oder der Stab 101 ist so gezeigt, daß er die stromaufwärtigen Enden der äußeren und inneren Flammhalterteile 71, 73 verbindet.
  • In diesem Ausführungsbeispiel wird ein Teil der Bypassluft 24 aus dem Bypasskanal 19 entnommen und zum Inneren der Abtrennung 79 durch ein Rohr 105 und eine Öffnung 107 in dem äußeren Teil 71 geleitet. Die Öffnung 107 ist funktional äquivalent zu der Öffnung 85 in dem anderen Ausführungsbeispiel. Es sind mehrere Schöpfeinrichtungen 111 vorgesehen, die an der inneren Auskleidung 117 befestigt sind, die die innere Begrenzung des Bypasskanals 119 bildet. Der Vorteil von diesem Ausführungsbeispiel besteht darin, daß die Bypassluft 24 viel kälter ist als das Turbinenabgas 74.

Claims (9)

1. Flammhalteranordnung (31) für ein Gasturbinentriebwerk (11), das wenigstens ein ringförmiges Gehäuse (45) aufweist, das eine Abgasströmungsbahn mit einer stromaufwärtigen Seite und einer stromabwärtigen Seite in Bezug auf die Strömungsrichtung der Abgase bildet, wobei die Flammhalteranordnung (31) für eine Anordnung in der Abgasströmungsbahn angeordnet ist und ein äußeres Ringteil (71) und ein inneres Ringteil (73) enthält und mehrere hohle radiale Flammhalter-Abtrennungen (79), die zwischen den Ringteilen angeordnet sind, wobei jede Abtrennung stromlinienförmig ist und eine stromaufwärtige Vorderkante und eine stromabwärtige Oberfläche (84) hat, und Mittel aufweist zum Leiten eines nicht-brennbaren Gases (76) in das Innere von wenigstens einigen Flammhalter-Abtrennungen (79), wobei jede der wenigstens einigen Abtrennungen wenigstens eine Auslaßöffnung (95, 99) in der stromabwärtigen Oberfläche (84) aufweist zum Verteilen des nicht-brennbaren Gases (76) von ihrem Inneren über die radiale Erstreckung des Außenteils der stromabwärtigen Oberfläche zum Schützen der äußeren Oberflächen (84) der Flammhalter-Abtrennungen (79) und zum Vergrößern der Flammenrückschlaggrenze des Gasturbinentriebwerks.
2. Flammhalter nach Anspruch 1, enthaltend eine Einrichtung (35, 65) zum Einführen von Brennstoff an der stromaufwärtigen Seite der Flammhalteranordnung und zum Mischen des Brennstoffes mit den Verbrennungsgasen zum Erzeugen eines brennbaren Brennstoff/Gas-Gemisches, das stromabwärts um die Abtrennungen strömen kann.
3. Flammhalter nach Anspruch 1, enthaltend mehrere Auslaßöffnungen (95) in der stromabwärtigen Oberfläche (84) von jeder Abtrennung, wodurch nicht-brennbares Gas aus dem Inneren der Abtrennung über die radiale Erstreckung des Außenteils ihrer stromabwärtigen Oberfläche (84) geschwemmt wird.
4. Flammhalteranordnung nach Anspruch 1 oder 2, wobei jede Abtrennung einen Kanal (98) zwischen einer Innenwand (97) der Abtrennung und einer äußeren Oberfläche (84) der Abtrennung aufweist, wodurch nicht-brennbares Gas aus dem Inneren der Abtrennung durch den Kanal zu ihrer Auslaßöffnung (99) strömen kann.
5. Flammhalteranordnung nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, wobei ferner eine Zündeinrichtung (39) vorgesehen ist zum Zünden des Brennstoff/Gas-Gemisches, das zwischen den Abtrennungen strömt.
6. Flammhalteranordnung nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, wobei das nicht-brennbare Gas Gasturbinen-Abgas ist und wobei ferner eine Schöpfeinrichtung (83), die an der radial inneren Oberfläche des inneren Ringteils angeordnet ist, und wenigstens eine Öffnung durch das Innenteil vorgesehen sind zum Verbinden der Schöpfeinrichtung mit dem Inneren von wenigstens einer Abtrennung.
7. Flammhalteranordnung nach Anspruch 6, wenn dieser abhängig von Anspruch 2 ist, wobei die Schöpfeinrichtung ein offenes Ende aufweist, das in die stromaufwärtige Richtung gerichtet und stromaufwärts von der Brennstoffzuführeinrichtung angeordnet ist.
8. Flammhalteranordnung nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, wobei das nicht-brennbare Gas Kompressor-Ausgangsluft ist und wobei ferner eine Schöpfeinrichtung (111), die außerhalb der Abgas-Strömungsbahn des Triebwerkes, aber in einer Kompressorausgang-Luftströmungsbahn angeordnet ist, und eine Rohrleitung (105) enthaltende Mittel vorgesehen sind zum Leiten von Luft von der Schöpfeinrichtung zum Inneren der Abtrennung.
9. Flammhalteranordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die inneren und äußeren Ringteile einen radial äußeren Flammhalter (51) bilden und wobei auch ein konzentrischer, radial innerer Flammhalter (55) mit einem V-förmigen Rinnenring vorgesehen ist, wobei der radial äußere Flammhalter und der radial innere Flammhalter durch wenigstens eine radiale V-förmige Rinne verbunden sind, um die Flammhalteranordnung zu bilden.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2696502B1 (fr) * 1992-10-07 1994-11-04 Snecma Dispositif de post-combustion pour turbo réacteur double flux.
WO1992021872A1 (en) * 1991-05-29 1992-12-10 Volvo Flygmotor Ab A flame holder device in afterburner tubes of turbojet engines having an air fan rotor of by-pass type
CH687828A5 (de) * 1993-04-08 1997-02-28 Asea Brown Boveri Oberflaechen-Kuehlvorrichtung.
US5491974A (en) * 1993-04-15 1996-02-20 General Electric Company Removable afterburner flameholder
US5396763A (en) * 1994-04-25 1995-03-14 General Electric Company Cooled spraybar and flameholder assembly including a perforated hollow inner air baffle for impingement cooling an outer heat shield
US5396761A (en) * 1994-04-25 1995-03-14 General Electric Company Gas turbine engine ignition flameholder with internal impingement cooling
US5813221A (en) * 1997-01-14 1998-09-29 General Electric Company Augmenter with integrated fueling and cooling
US6125627A (en) 1998-08-11 2000-10-03 Allison Advanced Development Company Method and apparatus for spraying fuel within a gas turbine engine
US6438940B1 (en) * 1999-12-21 2002-08-27 General Electric Company Methods and apparatus for providing uniform ignition in an augmenter
US6463739B1 (en) 2001-02-05 2002-10-15 General Electric Company Afterburner heat shield
US6415609B1 (en) 2001-03-15 2002-07-09 General Electric Company Replaceable afterburner heat shield
US7334409B2 (en) * 2004-05-19 2008-02-26 Alltech, Inc. Retractable afterburner for jet engine
US7581398B2 (en) 2006-06-29 2009-09-01 General Electric Company Purged flameholder fuel shield
US7565804B1 (en) * 2006-06-29 2009-07-28 General Electric Company Flameholder fuel shield
US7568346B2 (en) * 2006-10-31 2009-08-04 General Electric Company Method and apparatus for assembling a flameholder for an augmenter
US8127550B2 (en) 2007-01-23 2012-03-06 Siemens Energy, Inc. Anti-flashback features in gas turbine engine combustors
US20110219776A1 (en) * 2010-03-15 2011-09-15 General Electric Company Aerodynamic flame stabilizer
JP6012407B2 (ja) 2012-10-31 2016-10-25 三菱日立パワーシステムズ株式会社 ガスタービン燃焼器及びガスタービン
JP6245057B2 (ja) 2014-04-30 2017-12-13 株式会社Ihi アフタバーナ及び航空機エンジン
JP6229590B2 (ja) 2014-04-30 2017-11-15 株式会社Ihi アフタバーナ及び航空機エンジン
JP6417620B2 (ja) * 2014-10-24 2018-11-07 三菱日立パワーシステムズ株式会社 燃焼器、ガスタービン
FR3032519B1 (fr) * 2015-02-10 2017-02-24 Herakles Dispositif accroche-flamme
EP3368827A1 (de) * 2015-10-28 2018-09-05 Siemens Energy, Inc. Verbrennungssystem mit injektoranordnung mit aerodynamisch geformtem körper und/oder ausstossöffnungen
US10151217B2 (en) 2016-02-11 2018-12-11 General Electric Company Turbine frame cooling systems and methods of assembly for use in a gas turbine engine
CN105650677B (zh) * 2016-02-26 2018-04-17 南京航空航天大学 带有新型冷却结构一体化设计的火焰稳定器
CN106351767B (zh) * 2016-08-26 2018-04-03 南京理工大学 一种可稳定点火器末端火焰的液体冲压发动机点火装置
CN106338084B (zh) * 2016-11-21 2018-11-20 深圳智慧能源技术有限公司 燃气轮机燃烧室
CN107191968A (zh) * 2017-06-05 2017-09-22 西北工业大学 一种组合冷却式整流支板火焰稳定器
JP6934359B2 (ja) * 2017-08-21 2021-09-15 三菱パワー株式会社 燃焼器及びその燃焼器を備えるガスタービン
US11643198B2 (en) * 2019-01-15 2023-05-09 Curtis Miller Vertical lift single engine vehicle system
CN113551259B (zh) * 2021-07-19 2022-09-30 南昌航空大学 一种带波瓣分隔板的波浪形中缝式v型火焰稳定器
CN114060853B (zh) * 2021-12-02 2022-07-19 厦门大学 一种用于一体化加力燃烧室的多级梯齿型混合器
CN114992674B (zh) * 2022-06-20 2024-03-19 中国航发贵阳发动机设计研究所 一种外置式接力点火及起动供油装置

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2763427A (en) * 1949-10-13 1956-09-18 Armstrong Siddeley Motors Ltd Axial-flow machines
US2799991A (en) * 1954-03-05 1957-07-23 Earl W Conrad Afterburner flame stabilization means
FR1146227A (fr) * 1955-02-24 1957-11-07 Power Jets Res & Dev Ltd Perfectionnements apportés aux moteurs à propulsion par réaction avec turbine à gaz
US2918794A (en) * 1955-09-21 1959-12-29 United Aircraft Corp Flameholder
US2961150A (en) * 1958-12-30 1960-11-22 Gen Electric Frame structure for turbo-machine
NL249340A (de) * 1959-03-13
US3062006A (en) * 1959-10-07 1962-11-06 Gen Motors Corp Afterburner combustion apparatus
US3750402A (en) * 1963-08-07 1973-08-07 Gen Electric Mixed flow augmentation system
FR1525092A (fr) * 1967-01-23 1968-05-17 Snecma Turbo-réacteur à flux de gaz chaud et à flux d'air froid
DE1923150A1 (de) * 1968-05-08 1970-01-15 Man Turbo Gmbh Zweistromturbinenstrahltriebwerk
US3701255A (en) * 1970-10-26 1972-10-31 United Aircraft Corp Shortened afterburner construction for turbine engine
US3800527A (en) * 1971-03-18 1974-04-02 United Aircraft Corp Piloted flameholder construction
BE795529A (fr) * 1972-02-17 1973-06-18 Gen Electric Allumeur monte sur un dispositif d'augmentation de la poussee de turboreacteurs et refroidi a l'air
GB1420934A (en) * 1972-03-22 1976-01-14 Penny R N Apparatus for effecting controllable vaporisation of liquid fuel
FR2188060B1 (de) * 1972-06-01 1976-06-11 Snecma
US3765178A (en) * 1972-09-08 1973-10-16 Gen Electric Afterburner flameholder
US3931707A (en) * 1975-01-08 1976-01-13 General Electric Company Augmentor flameholding apparatus
US4064691A (en) * 1975-11-04 1977-12-27 General Electric Company Cooling of fastener means for a removable flameholder
JPS5426414U (de) * 1977-07-23 1979-02-21
US4315401A (en) * 1979-11-30 1982-02-16 United Technologies Corporation Afterburner flameholder construction
US4445339A (en) * 1980-11-24 1984-05-01 General Electric Co. Wingtip vortex flame stabilizer for gas turbine combustor flame holder
US4490973A (en) * 1983-04-12 1985-01-01 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Flameholder with integrated air mixer

Also Published As

Publication number Publication date
EP0315485B1 (de) 1993-10-06
JP2738718B2 (ja) 1998-04-08
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DE3884751D1 (de) 1993-11-11
KR960005768B1 (ko) 1996-05-01
AU2410388A (en) 1989-05-11

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