DE4340616A1 - Befestigungsanordnung einer Zündkerze einer Gasturbine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Befestigungsanordnung einer Zündkerze am Brennkammergehäuse einer Gasturbine, wobei die Zündkerze gegen ein Kraftspeicherelement verschiebbar kolbenartig in einem Zylinder geführt ist.

Bekannt ist eine derartige Befestigungsanordnung beispielsweise aus der US 2 604 510. Dabei wird die verschiebbar gelagerte Zündkerze durch Federkraft in einer derartigen Position gehalten, daß die Zündspitze im Hinblick auf ein optima­ les Zündverhalten in die Brennkammer bzw. in das Flamm­ rohr hineinragt. Da jedoch nach erfolgter Zündung die Zündspitze in dieser Position einer extrem hohen Bela­ stung ausgesetzt wäre, kann die Zündkerze gegen die Kraft des Federelementes geringfügig verschoben werden, so daß die Zündspitze aus dem Bereich der höchsten Beanspruchung entfernt wird. Diese Verschiebung erfolgt dabei selbsttä­ tig durch den nach erfolgter Zündung anliegenden, erhöh­ ten Verdichterdruck, der dann in der Lage ist, die Zünd­ kerze entgegen der Federkraft zu verschieben.

Diese bekannte Befestigungsanordnung konstruktiv zu ver­ einfachen ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß der die Zündkerze kolbenartig führende Zylinder abschnittsweise als Balg ausgebildet ist, der zugleich als Kraftspeicher­ element wirkt. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sind Inhalt der Unteransprüche.

Erfindungsgemäß kann der Bauaufwand erheblich reduziert werden, wenn die Funktion des Kraftspeicherelementes gleichzeitig vom Zylinder mit übernommen wird. Hierzu ist das Kraftspeicherelement als Balg, bevorzugt als Metall­ faltenbalg, ausgebildet. Dieser Metallfaltenbalg kann einerseits an einem Zylinderabschnitt, der eine Führungs­ hülse für die Zündkerze bildet und andererseits an einem Zündkerzenhalter befestigt sein. Letzterer ist bevorzugt als Gewindehülse ausgebildet, in die die Zündkerze einge­ schraubt werden kann, und kann selbst wieder durch die Führungshülse geführt sein, derart, daß eine gewisse be­ grenzte Längsverschiebung des Zündkerzenhalters möglich ist. Die entsprechende Aufnahme für den Zündkerzenhalter in der Führungshülse kann dabei ähnlich einem Bayonett­ verschluß ausgebildet sein. Ferner kann die Führungshülse eine Druckausgleichsnut aufweisen, die in den durch den Balg sowie ggf. durch den Zündkerzenhalter gebildeten Raum führt, um diesen Raum sicher und einfach mit dem Verdichterdruck der Gasturbine beaufschlagen und somit die gewünschte Verschiebung der Zündkerze initiieren zu können.

Dies sowie weitere Vorteile der Erfindung werden auch aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungs­ beispieles ersichtlich, das in einem Prinzipschnitt dar­ gestellt ist.

Mit der Bezugsziffer 1 ist ein Brennkammergehäuse einer Gasturbine bezeichnet, innerhalb dessen ein Flammrohr 2 angeordnet ist. In dieses Flammrohr 2 kann eine Zündkerze 3 mit ihrer Zündspitze 4 hineinragen. Dabei ist die Zünd­ kerze 3 mittels eines Zündkerzenhalters 5 gemäß Pfeil­ richtung 6 im Brennkammergehäuse 1 verschiebbar gelagert.

Im einzelnen ist die Zündkerze 3 in den Zündkerzenhalter 5 fest eingeschraubt. Der Zündkerzenhalter 5 seinerseits ist in einer Aufnahme 7 einer Führungshülse 8 um einen Betrag x längsverschiebbar geführt. Die Aufnahme 7 ist hierzu ähnlich einem Bayonettverschluß ausgebildet, d. h. vorspringende Nasen sowohl der Führungshülse 8 als auch des Zündkerzenhalters 5 gestatten - wie ersichtlich - aus der gezeigten Position des Zündkerzenhalters 5 heraus nur eine Verschiebung desselben um den Betrag x nach oben. Im übrigen erstreckt sich die Führungshülse 8 vom Bereich der Aufnahme 7 bis hin zum Flammrohr 2 und führt damit die wie erläutert kolbenartig gemäß Pfeilrichtung 6 ver­ schiebbare Zündkerze 3. Bezüglich der kolbenartig ver­ schiebbaren Zündkerze 3 stellt die Führungshülse 8 somit einen Bestandteil eines Zylinders 9 dar, der durch einen Balg 10, insbesondere einen Metallfaltenbalg 10 vervoll­ ständigt wird. Dieser Metallfaltenbalg 10 ist an der Oberseite der Führungshülse 8 einerseits und an der Un­ terseite des Zündkerzenhalters 5 andererseits befestigt.

Durch die Federkraft des als Kraftspeicherelement wirken­ den Metallfaltenbalges 10 wird die Zündkerze 3 bei Still­ stand der Gasturbine in der gezeigten Position gehalten. Bei Inbetriebnahme der Gasturbine befindet sich somit die Zündspitze 4 in einer Position, die ein optimales Zünd­ verhalten sicherstellt. Nach dem Zünden und dem Hochfah­ ren des Gasturbinen-Triebwerks auf Leerlaufdrehzahl wird über eine Druckausgleichsnut 11 im Inneren der Führungs- Hülse 8 der Innenraum 12 des Metallfaltenbalges 10 mit dem Verdichteraustrittsdruck beaufschlagt. Diese Druck­ kraft bewegt den Zündkerzenhalter 5 zusammen mit der Zündkerze 3 gemäß Pfeilrichtung 6 um den Betrag x nach oben, wobei der Metallfaltenbalg 10 auseinanderanderzogen wird, so daß sich schließlich die Zündspitze 4 in dem durch die Verdichteraustrittsluft gekühlten Teil der Füh­ rungshülse 8 befindet. Wie bekannt, tritt die Verdichter­ austrittsluft dabei über Übertrittsbohrungen 13 in das Innere der Führungshülse 8 ein. In diesem zurückgezogenen Zustand ist die Zündspitze 4 vor den Einflüssen der hei­ ßen Flammzone innerhalb des Flammrohres 6 geschützt, d. h. sie ist geschützt vor der hohen Verbrennungstempera­ tur, der Flammstrahlung sowie vor unverbrannten Kraft­ stoffanteilen. Die Gefahr des Versagens der Zündkerze 3 wegen Verrußens oder Verlust der Fähigkeit zur Funkenbil­ dung wird somit erheblich reduziert.

Um zu große Bewegungen der Zündkerze 3 bei höchsten Drücken bei Vollast oder bei Versagen des Metallfalten­ balges 10 zu vermeiden, ist der Zündkerzenhalter 5 durch eine Art von Bayonettverschluß in der Aufnahme 7 gehal­ ten. In diese Aufnahme 7 wird der Zündkerzenhalter 5 bei der Vormontage der entsprechenden Bauteile in die Füh­ rungshülse 8 eingesteckt. Dabei wirkt der Metallfalten­ balg 10 stets als Federelement und behält diese Funktion auch bei einem möglichen Versagen, beispielsweise durch Leckage bei. Stets ist mit dieser Konstruktion gewährlei­ stet, daß sich die Zündkerze 3 mit ihrer Zündspitze 4 bei Stillstand der Gasturbine in der optimalen Zündposition bezüglich des Flammrohres 6 befindet. Dabei können durch­ aus eine Vielzahl von Details insbesondere konstruktiver Art abweichend vom gezeigten Ausführungsbeispiel gestal­ tet sein, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu verlas­ sen.

Claims (4)

1. Befestigungsanordnung einer Zündkerze am Brennkam­ mergehäuse (1) einer Gasturbine, wobei die Zündkerze (3) gegen ein Kraftspeicherelement verschiebbar kol­ benartig in einem Zylinder (9) geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (9) ab­ schnittsweise als Balg (10) ausgebildet ist, der zugleich als Kraftspeicherelement wirkt.

2. Befestigungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (9) eine Führungshülse (8) für die Zündkerze (3) aufweist, die mit einer eine begrenzte Längsverschiebung (x) erlaubenden Aufnahme (7) für einen Zündkerzenhalter (5) versehen ist.

3. Befestigungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der als Metallfaltenbalg (10) ausgebildete Balg (10) an der Führungshülse (8) einerseits und am Zündkerzenhalter (5) andererseits befestigt ist.

4. Befestigungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Führungshülse (8) eine Druckausgleichsnut (11) zum Balg-Innenraum (12) verläuft.