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Diese
Erfindung betrifft Nachbrenner und insbesondere Nachbrennerzündvorrichtungen.
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Nachbrenner
werden in Gasturbinentriebwerken verwendet, um den Schub nach Bedarf
in einem Flugleistungsbereich zu erhöhen. Eine Zündvorrichtung ist typischerweise
in Umfangsrichtung in der Nähe
eines Bodens des Nachbrenners angeordnet. Die Zündvorrichtung enthält typischerweise
eine Zündvorrichtungs-Befestigungsanordnung
und eine Zündleitung,
die sich von einem Zündsteuergerät zu einer
Zündvorrichtungsspitze
erstreckt. Die Zündvorrichtungsspitze
stellt eine Zündquelle
für den
Nachbrenner bereit.
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Eine
Zündvorrichtungs-Befestigungsanordnung
befestigt die Zündvorrichtung
an dem Nachbrenner. Typischerweise umfasst die Befestigungsanordnung
ein an dem Nachbrenner mit mehreren Befestigungselementen befestigtes
Zündvorrichtungsgehäuse. Das
Zündvorrichtungsgehäuse enthält eine Öffnung an
beiden Enden, welche es der Zündvorrichtung
ermöglicht,
sich dadurch hindurch in den Nachbrenner zu erstrecken. Die Zündvorrichtung
ist so eingebaut, dass sich die Zündvorrichtungsspitze über eine
vorbestimmte Eintauchtiefe in den Nachbrenner erstreckt.
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Wenn
ein Gasturbinentriebwerk arbeitet, strömen Brennstoff und Luft bei
hoher Temperatur und Geschwindigkeit durch den Nachbrenner. Die hohen
Temperaturen des Brennstoffs und der Luft unterwerfen den Nachbrenner
und seine zugeordneten Komponenten thermischen Spannungen und Wärmeausdehnungen.
Derartige Wärmeausdehnungen
drücken
oft die Zündvorrichtung radial
nach innen in einem Zündzonenbereich,
welcher die Temperatur der Zündvorrichtungsspitze
erhöht
und die Lebensdauer der Zündspitze
verkürzt.
Demzufolge ist die Zündvorrichtungsspitze
ständig
fehlausgerichtet, was die Gesamtleistung des zugeordneten Gasturbinentriebwerks
verringern kann. Um derartige Fehlausrichtungen der Zündvorrichtungsspitze
zu korrigieren, ist typischerweise eine bewegliche Hülse an einer
Schnittstelle zwischen der Zündvorrichtungsspitze
und der Zündzone
enthalten.
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In
dem Bemühen
zu verhindern, dass die Wärmeausdehnung
eine nachteilige Auswirkung auf die Zündvorrichtung hat, wird eine
unhandliche und einstellbare Zündvorrichtungs-Befestigungsanordnung
verwendet. Eine derartige Anordnung enthält mehrere fest miteinander
verbundene Komponenten, um zu verhindern, dass eine einzige Komponente sich
unabhängig
von irgendeiner anderen Komponente thermisch ausdehnt. Demzufolge
dehnen sich die Komponenten unter Bewirkung von Fehlausrichtungen
und fehlerhaften Eintauchtiefen thermisch aus. Zusätzlich dehnt
sich die unhandliche bewegliche Hülsenanordnung aus der Nachbrennerzündzone nach
außen
aus und blockiert einen Kühlluftstrom, der
zum Kühlen
anderer Gasturbinentriebwerkskomponenten verwendet wird. Ferner
kann, da die Komponenten aneinander befestigt sind, obwohl die Zündvorrichtungsspitze
in einer korrekten Ausrichtung in Bezug auf die Befestigungsanordnung
bleibt, diese nicht in einer korrekten Eintauchtiefe oder einer korrekten
Ausrichtung in Bezug auf den Nachbrenner bleiben. Demzufolge wird
das Anspringverhalten der gesamten Gasturbine verschlechtert.
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US 4,798,048 offenbart eine
Nachbrennerführung
für ein
Gasturbinentriebwerk Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird eine Nachbrennerzündvorrichtung
für ein
Gasturbinentriebwerk bereitgestellt, wobei das Triebwerk einen Flammenhalter
und einen Nachbrennerkanal enthält,
während
die Nachbrennerzündvorrichtung
aufweist: eine Zündleitung
mit einem ersten Körperabschnitt,
einem zweiten Körperabschnitt,
eine Zündvorrichtungsspitze
und einen Verbinder, wobei sich der erste Körperabschnitt aus dem zweiten
Körperabschnitt
zu dem Verbinder hin erstreckt, der zweite Körperabschnitt sich aus dem ersten
Körperabschnitt
zu der Zündvorrichtungsspitze
hin erstreckt; gekennzeichnet durch: einen Vorspannmechanismus,
der mit der Zündleitung
verbunden und so angeordnet ist, dass er die Zündleitung gegen den Flammenhalter
drückt,
wenn die Nachbrennerzündvorrichtung
mit dem Gasturbinentriebwerk verbunden ist, um so die Zündvorrichtungsspitze
bei einer konstanten Eintauchtiefe während des Betriebs des Gasturbinentriebwerks
zu halten.
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Gemäß einer
exemplarischen Ausführungsform
der Erfindung enthält
ein Nachbrenner eine Zündvorrichtungs-Befestigungsanordnung,
welche eine Zündvorrichtungsspitze
bei einer korrekten Eintauchtiefe hält. Die Zündvorrichtung enthält eine Zündleitung
und eine Zündvorrichtungs-Gehäuseanordnung.
Die Zündleitung
erstreckt sich von einem Zündsteuergerät aus und
endet in einer Zündvorrichtungsspitze.
Die Gehäuseanordnung
ist an dem Nachbrenner mit einem Befestigungselementepaar befestigt
und die Zündvorrichtung
ist in der Gehäuseanordnung
mit einer selbstsichernden Mutter befestigt.
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Die
Zündvorrichtung
und das Zündvorrichtungsgehäuse enthalten
auch einen zwischen der Zündvorrichtung
und dem Zündvorrichtungsgehäuse eingefügten Vorspannmechanismus.
Der Vorspannmechanismus spannt die Zündvorrichtung gegen den Nachbrenner
vor, um sicherzustellen, dass die Zündvorrichtung bei einer korrekten
Eintauchtiefe in der Nachbrennerzündzone während des Betriebs des Gasturbinentriebwerks
gehalten wird. Zusätzlich
enthält
die Zündvorrichtung
eine Ausrichtungsunterstützungsnabe,
die für
eine Aufnahme in einer angeschrägten Öffnung,
die innerhalb des Nachbrenners angeordnet ist, bemessen ist. Die
Kombination der Ausrichtungsunterstützungsnabe und der angeschrägten Öffnung richtet
die Zündvorrichtungsspitze automatisch
für einen
korrekten Betrieb aus, wenn die Zündvorrichtung vollständig an
dem Nachbrenner befestigt ist. Ferner hält der Vorspannmechanismus, sobald
das Gasturbinentriebwerk betrieben wird, die Zündvorrichtungsspitze bei der
korrekten Eintauchtiefe in dem Nachbrenner. Zusätzlich werden, da die Zündvorrichtung
innerhalb des Zündvorrichtungsgehäuses mit
nur einer einzigen selbstsichernden Mutter befestigt ist, Wartungsaufwendungen
für die
die Zündvorrichtung
vereinfacht.
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Eine
Ausführungsform
der Erfindung wird nun im Rahmen eines Beispiels unter Bezugnahme auf
die beigefügten
Zeichnungen beschrieben, in welchen:
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1 eine
schematische Darstellung eines Gasturbinentriebwerks ist;
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2 eine
perspektivische Ansicht einer Zündvorrichtung
ist, welche in einem in 1 dargestellten Gasturbinentriebwerks
verwendet werden kann;
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3 eine
perspektivische Ansicht der in 2 dargestellten
Zündvorrichtung,
angebaut an einem Nachbrenner, ist; und
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4 eine
Querschnittsansicht der in 3 dargestellten,
an einem Nachbrenner angebauten Zündvorrichtung ist.
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1 ist
eine schematische Darstellung eines Gasturbinentriebwerks 10 mit
einem Niederdruckverdichter 12, einem Hochdruckverdichter 14 und
einer Brennkammer 16. Das Triebwerk 10 enthält auch
eine Hochdruckturbine 18, eine Niederdruckturbine 20 und
einen Nachbrenner 24.
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Im
Betrieb strömt
Luft durch den Niederdruckverdichter 12 und komprimierte
Luft wird aus dem Niederdruckverdichter 12 an den Hochdruckverdichter 14 geliefert.
Hoch komprimierte Luft wird dann an die Brennkammer 16 geliefert
und der Gasstrom aus der Brennkammer 16 treibt die Turbinen 18 und 20 an.
Der Gasstrom tritt von der Turbine 20 und von einem Nebenstromkanal 26 in
den Nachbrenner 24 ein. Der Nachbrenner 24 zündet den
Gasstrom mit wenigstens einer (in 1 nicht
dargestellten) Zündvorrichtung
erneut, und der Gasstrom verlässt
das Gasturbinentriebwerk 10 über eine Düse 28.
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2 ist
eine perspektivische Ansicht einer in einem Gasturbinentriebwerk,
wie z.B. dem Gasturbinentriebwerk 10, verwendeten Zündvorrichtung 30. Die
Zündvorrichtung 30 enthält eine
Zündleitung 31 mit
einem ersten Körperabschnitt 32 und
einem zweiten Körperabschnitt 34.
Der erste Körperabschnitt 32 erstreckt
sich aus dem zweiten Körperabschnitt 34 zu einem
Verbinder 36. Der Verbinder 36 weist einen größeren Durchmesser 38 als
ein Durchmesser 40 der Zündleitung 31 auf.
Der Verbinderdurchmesser 38 ermöglicht die Anbringung des Verbinders 36 an einer
(nicht dargestellten) flexiblen Leitung, die sich aus einem (nicht
dargestellten) Zündsteuergerät erstreckt.
Der zweite Körperabschnitt 34 erstreckt
sich aus dem ersten Körperabschnitt 32 der
Zündvorrichtung
zu einer Zündvorrichtungsspitze 42.
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Der
erste Körperabschnitt 32 der
Zündvorrichtung
enthält
eine sich zwischen dem ersten Körperabschnitt 32 der
Zündvorrichtung
und dem zweiten Körperabschnitt 34 der
Zündvorrichtung
erstreckende Biegung 44. Die Biegung 44 ist so
gekrümmt, dass
der erste Körperabschnitt 34 der
Zündvorrichtung
im Wesentlichen senkrecht zu dem zweiten Körperabschnitt 34 der
Zündvorrichtung
ist.
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Ein
Mutternhaltebund 50 erstreckt sich von der Zündleitung 31 zwischen
der Zündvorrichtungsbiegung 44 und
dem zweiten Körperabschnitt 34 der Zündvorrichtung.
Der Mutternhaltebund 50 hat einen Durchmesser 52,
der größer als
der Zündleitungsdurchmesser 40 ist.
Der Durchmesser 52 ist auch größer als ein (in 2 nicht
dargestellter) Innendurchmesser einer (in 2 nicht
dargestellten) Öffnung
einer selbstsichernden Mutter 54. Die selbstsichernde Mutter 54 ist
im Umfang um die Zündvorrichtung 30 herum
angeordnet und enthält
eine (in 2 nicht dargestellte) Kappe
und mehrere (nicht dargestellte) Gewindegänge. Die Gewindegänge sind
so bemessen, dass sie mit einem (in 2 nicht
dargestellten) Zündvorrichtungsgehäuse in Eingriff
stehen, um die selbstsichernde Mutter 54 an dem Zündvorrichtungsgehäuse zu befestigen,
während
die Zündvorrichtung 30 in
verschiebbarem Kontakt mit dem Zündvorrichtungsgehäuse bleibt.
Daher kann sich die Zündvorrichtung 30 in
Bezug auf das Zündvorrichtungsgehäuse so verschieben,
dass der Mutternhaltebund 50 die selbstsichernde Mutter 54 berühren kann.
Der Durchmesser der Kappenöffnung
ist kleiner als der Durchmesser 52 des Mutternhaltebundes 50.
Demzufolge begrenzt der Mutternhaltebund 50 einen Bewegungs betrag
des zweiten Körperabschnittes 34 der
Zündvorrichtung
durch die selbstsichernde Mutter 54.
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Die
selbstsichernde Mutternkappe ist so aufgebaut, dass sie eine Zündvorrichtungskompressionsfeder 60 zusammendrückt, sobald
die selbstsichernde Mutter 54 an dem Zündvorrichtungsgehäuse angezogen
wird. Die Kompressionsfeder 60 ist ein Vorspannmechanismus,
der in Umfangsrichtung um die Zündleitung 31 zwischen
der selbstsichernden Mutter 54 und einer O-Ring-Nut 62 angeordnet
ist. Ein (in 2 nicht dargestelltes) erstes
Ende der Kompressionsfeder 60 ist in der selbstsichernden Mutter 54 angrenzend
an die selbstsichernde Mutternkappe angeordnet und ein zweites Ende 61 der Kompressionsfeder
ist angrenzend an eine O-Ring-Nut 62 positioniert. Die
O-Ring-Nut 62 ist
so bemessen, dass sie einen (in 2 nicht
dargestellten) O-Ring aufnimmt, um dichtend mit dem Zündvorrichtungsgehäuse in Kontakt
zu stehen.
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Der
zweite Körperabschnitt 34 der
Zündvorrichtung
enthält
eine zweite O-Ring-Nut 66, die so bemessen ist, dass sie
einen zweiten (in 2 nicht dargestellten) O-Ring
aufnimmt, um dichtend mit einer beweglichen (in 2 nicht
dargestellten) Hülse in
Kontakt zu stehen. Die zweite O-Ring-Nut 66 ist zwischen
der O-Ring-Nut 62 und der Zündvorrichtungsspitze 42 positioniert.
Eine Ausrichtungsunterstützungsnabe 70 erstreckt
sich radial von der Zündleitung 31 zwischen
der O-Ring-Nut 66 und der Zündvorrichtungsspitze 42 nach
außen.
Die Ausrichtungsunterstützungsnabe 70 ist
sphärisch
und besitzt ein (in 2 nicht dargestelltes) sphärisches
Querschnittsprofil, das für
eine Aufnahme in einer (in 2 nicht
dargestellten) Öffnung
bemessen ist, die innerhalb eines (in 2 nicht
dargestellten) Nachbrennerflammenhalters angeordnet ist.
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3 ist
eine perspektivische Ansicht einer an dem Nachbrenner 24 mit
einer Zündvorrichtungs-Befestigungsanordnung 76 befestigten
Zündvorrichtung 30.
Die Zündvorrichtungs-Befestigungsanordnung 76 enthält ein Zündvorrichtungsgehäuse 82 mit
einer Außenoberfläche 83.
Die Außenoberfläche 83 enthält mehrere
(nicht dargestellte) Gewindegänge,
die für
die Aufnahme der Gewindegänge
der selbstsichernden Zündvorrichtungsmutter
bemessen sind. Wenn die Zündvorrichtung 30 vollständig an dem
Nachbrenner 24 angebracht ist, ist das Zündvorrichtungsgehäuse 82 in
Umfangsrichtung um die Zündleitung 31 herum
angeordnet. Das Zündvorrichtungsgehäuse 82 enthält einen
ersten Körperabschnitt 84 und
einen zweiten Körperabschnitt 86.
Der erste Körperabschnitt 84 ist
zylindrisch und erstreckt sich aus dem zweiten Körperabschnitt 86 zu
einem (in 3 nicht dargestellten) ersten
Ende des Zündvorrichtungsgehäuses 82.
Die Gewindegänge
des Zündvorrichtungsgehäuses sind
unmittelbar an dem ersten Ende des Zündvorrichtungsgehäuses positioniert.
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Der
zweite Körperabschnitt 86 des
Zündvorrichtungsgehäuses ist
ein im Wesentlichen ebenes Element und enthält ein Paar von Öffnungen 88 und 90.
Der zweite Körperabschnitt 86 des
Zündvorrichtungsgehäuses ist
so bemessen, dass er in einer Gehäusefläche 92 aufgenommen
wird. Die Gehäusefläche 92 ist
in einem Nachbrennerkanal 94 positioniert und so bearbeitet,
dass der zweite Körperabschnitt 86 des
Zündvorrichtungsgehäuses genau
passend an einer (nicht dargestellten) bearbeiteten Oberfläche anliegt.
In einer Ausführungsform
hat die Gehäusefläche 92 die
Form eines Parallelogramms. Die Öffnungen 88 und 90 sind
zylindrisch und so bemessen, dass sie ein Paar (nicht dargestellter)
Befestigungselemente aufnehmen, welche sich dadurch hindurch in
ein Paar von (nicht darge stellten) Gewindeöffnungen erstrecken, die innerhalb
des Nachbrennerkanals 94 angeordnet sind. In einer Ausführungsform
sind die Befestigungselemente Schrauben mit einem Durchmesser von
4,83 mm (0,19 inches).
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4 ist
eine Querschnittsansicht der in dem Nachbrenner 24 eingebauten
Zündvorrichtung 30.
Die Zündvorrichtung 24 umfasst
einen Nachbrennerkanal 94, einen Nachbrennereinsatz 100 und
einen Flammenhalter 102. Der Nachbrennerkanal 94 ist
in Umfangsrichtung um den Nachbrennereinsatz 100 herum
angeordnet und stellt eine Außenoberfläche 104 bereit,
an welcher das Zündvorrichtungsgehäuse 82 verankert
ist. Der Nachbrennereinsatz 100 ist in Umfangsrichtung
um den Flammenhalter 102 herum angeordnet und trennt einen
Kühlluftringraum 106 von
dem Flammenhalter 102. Der Kühlluftringraum 106 ist
zwischen dem Nachbrennerkanal 94 und dem Nachbrennereinsatz 100 angeordnet
und stellt einen Durchtrittsweg bereit, durch welchen Kühlluft strömt, um den.
(nicht dargestellten) Abgaskanal und den Nachbrennereinsatz 100 des
Gasturbinentriebwerks 10 zu kühlen. Der Flammenhalter 102 kanalisiert
die heißen
Verbrennungsgase und den Luftstrom durch den Nachbrenner 24 zu
dem Gasturbinentriebwerksabgaskanal.
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Die
Zündleitung 31 enthält einen
ersten O-Ring 110 und einen zweiten O-Ring 112.
Der erste O-Ring 110 ist so bemessen, dass er in die O-Ring-Nut 62 passt,
und der zweite O-Ring 112 ist so
bemessen, dass er in die O-Ring-Nut 66 passt. Die O-Ring-Nut 62 hat
einen (nicht dargestellten) etwas größeren Durchmesser als ein (nicht
dargestellter) Durchmesser der O-Ring-Nut 66. Jede Nut 62 und 66 ist
innerhalb eines ringförmigen
Vorsprungs 116 und 118 angeordnet, der sich radial
von der Zündleitung 31 nach
außen
erstreckt. Der ringförmige
Vorsprung 116 besitzt einen Durchmesser 120 und
der ringförmige
Vorsprung 118 besitzt einen Durchmesser 122. Der
Durchmesser 120 ist etwas größer als ein Innendurchmesser 124 des
Zündvorrichtungsgehäuses 82,
was es ermöglicht,
dass der erste O-Ring 110 mit dem Zündvorrichtungsgehäuse 82 in
einem Dichtungskontakt steht, wenn die Zündleitung 31 vollständig in
dem Nachbrenner 24 eingebaut ist. Der O-Ring 110 verhindert,
dass Kühlluft durch
das Zündvorrichtungsgehäuse 82 entweicht.
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Der
zweite Körperabschnitt 34 der
Zündvorrichtung
wird zu Beginn durch ein erstes Ende 130 eines lose montierten
ersten Körperabschnittes 84 der Zündvorrichtung
und durch den zweiten Körperabschnitt 86 der
Zündvorrichtung
eingeführt.
Der zweite Körperabschnitt 86 des
zweiten Gehäuses
wird in das Gehäusefeld 92 eingesetzt
und das Zündvorrichtungsgehäuse 82 an
dem Nachbrennerkanal 94 mit Befestigungselementen befestigt.
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Die
Zündleitung 31 wird
dann durch eine in dem Nachbrennerkanal 94 ausgebildete Öffnung 94 eingeführt. Die Öffnung weist
einen im Wesentlichen gleichen Durchmesser wie der Innendurchmesser 124 des
Zündvorrichtungsgehäuses 82 auf.
Die Gehäusefläche 92 ist
um die Öffnung 132 herum
angeordnet.
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Die
Zündleitung 31 wird
weiter durch den Kühlluftringraum 106 in
eine in dem Nachbrennereinsatz 100 angeordnete Öffnung 140 eingeführt. Eine bewegliche
Hülse 142 erstreckt
sich aus der Öffnung 140 in
den Kühlluftringraum 106.
Die bewegliche Hülse 142 ist
im Wesentlichen zylindrisch und ist im Wesentlichen koaxial zu dem
Zündvorrichtungsgehäuse 82 und
dem zweiten Körperabschnitt 34 der
Zündvorrichtung,
nachdem das Zündvorrichtungsgehäuse 82 an
dem Nachbrennerkanal 94 befestigt ist. Die Öffnung 140 und
die bewegliche Hülse 142 weisen einen
Durchmesser 144 auf, welcher etwas größer als der Durchmesser 122 des
ringförmigen
Vorsprungs 118 ist. Demzufolge ist, wenn der O-Ring 112 in
der Nut 66 eingebaut ist, und die Zündvorrichtung 30 an dem
Nachbrenner 24 befestigt ist, der O-Ring 112 in einem
Dichtungskontakt mit der beweglichen Hülse 142. Der Dichtungskontakt
zwischen dem O-Ring 112 und der beweglichen Hülse 142 verhindert,
dass Brennstoff durch den Nachbrennereinsatz 100 hindurch
in den Kühlluftringraum 106 entweicht.
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Die
Zündleitung 31 wird
dann durch eine in dem Flammenhalter 102 angeordnete Öffnung 150 eingeführt und
erstreckt sich radial aus dem Flammenhalter 102. Die Öffnung 150 ist
zylindrisch und weist eine obere Kante 152 und eine Basiskante 154 auf.
Die Basiskante 154 erstreckt sich aus dem Flammenhalter 102 zur
oberen Kante 152. Die obere Kante 152 ist konisch,
um die Ausrichtungsunterstützungsnabe 70 aufzunehmen.
Die Ausrichtungsunterstützungsnabe 70 hat
ein sphärisches
Querschnittsprofil 156, welches einen ersten Durchmesser 160 und
einen zweiten Durchmesser 162 aufweist. Der erste Durchmesser 160 erstreckt
sich von der Zündleitung 31 aus
und ist im Wesentlichen gleich dem Zündleiterdurchmesser 40.
Der zweite Durchmesser 162 ist größer als der erste Durchmesser 160 und
erstreckt sich von dem Zündleiter 31 zwischen
dem ersten Durchmesser 160 und dem Nachbrennereinsatz 100.
Die Kombination des sphärischen
Profils 156 der Ausrichtungsunterstützungsnabe und der angeschrägten Öffnung 150 ermöglicht das
vollständige
Einsetzen der Zündleitung 31 in
den Nachbrenner 24, während
gleichzeitig die Zündvorrichtungsspitze 42 in
korrekter Ausrichtung für
den Gasturbinentriebwerksbetrieb selbständig ausgerichtet wird.
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Die
selbstsichernde Mutter 94 der Zündvorrichtung enthält eine
Kappe 166, welche eine Öffnung 168 aufweist.
Die Öffnung 168 weist
einen Durchmesser 170 auf, welcher größer als der Zündvorrichtungsdurchmesser 40 und
kleiner als der Durchmesser 52 des Mutternhaltebundes 50 ist.
Der Kappenöffnungsdurchmesser 170 ermöglicht ein Schwenken
der Zündleitung 31 in
Bezug auf den Nachbrenner 24 und das Zündvorrichtungsgehäuse 82,
während
gleichzeitig die Dichtung zwischen dem O-Ring 110 und dem Zündvorrichtungsgehäuse 82 aufrechterhalten
bleibt.
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Sobald
die selbstsichernde Mutter 54 angezogen wird, berührt die
Kappe 166 der selbstsichernden Mutter ein erstes Ende 172 der
Kompressionsfeder 60, während
das zweite Ende 61 der Kompressionsfeder in Kontakt mit
dem ringförmigen
Vorsprung 116 steht. Das Anziehen der selbstsichernden
Mutter 54 drückt
die Kompressionsfeder 60 zusammen und spannt die Zündvorrichtung 30 gegen
den Nachbrenner 24 vor, um die Zündvorrichtungsspitze 42 bei
einer korrekten Eintauchtiefe innerhalb des Flammenhalters 102 zu
halten. Zusätzlich
hält, sobald
die selbstsichernde Mutter angezogen ist, ein O-Ring 110 einen
Dichtungskontakt mit dem Zündvorrichtungsgehäuse 82 aufrecht,
und der O-Ring 112 hält einen
Dichtungskontakt mit der beweglichen Hülse 142 aufrecht.
Alternativ kann der Kompressionsring 60 dahingehend angeschrägt sein,
dass das erste Ende 172, welches einen Durchmesser angenähert gleich
dem Innendurchmesser 124 des Zündvorrichtungsgehäuses 82 hat,
kleiner oder größer als
das zweite Ende 61 ist.
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Während des
Betriebs des Gasturbinentriebwerks 10 ist der Nachbrenner 24 hohen
Temperaturen und Drücken
unterworfen, welche eine Wärmeausdehnung
und Toleranzsummierung bewirken. Als Folge der Wärmeausdehnung wird die Zündvorrichtungsspitze 42 von
dem Flammenhalter 102 auswärts zu dem Nachbrennerkanal 94 gedrückt. Die Kompressionsfeder 60 spannt
die Zündvorrichtung 30 gegen
den Flammenhalter vor, um die Zündvorrichtungsspitze 42 bei
einer korrekten Eintauchtiefe innerhalb des Nachbrenners 24 während des
Betriebs des Gasturbinentriebwerks zu halten. Ferner spannt die
Kompressionsfeder 60 die Ausrichtungsunterstützungsnabe 70 vor,
um sie mit der Flammenhalteröffnung 150 in
Kontakt zu halten, was den Gaspfad abdichtet. Die Kombination der
sphärischen
und konischen Ausrichtungsunterstützungsnabe 70 und der
angeschrägten
Flammenhalteröffnung 150 hält die Zündvorrichtungsspitze 42 während des
Triebwerksbetriebs in einer korrekten Ausrichtung innerhalb des
Nachbrenners 24 und ermöglicht
eine radiale, axiale und tangentiale Bewegungsmöglichkeit der Zündleitung 31.
In einer Ausführungsform
ist die radiale Bewegungsmöglichkeit
angenähert
etwa 11,4 mm (0,45 inches).
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Die
vorstehend beschriebene Zündvorrichtung
ist kosteneffektiv und hoch zuverlässig. Die Zündvorrichtung enthält ein Zündvorrichtungsaehäuse und
einen Vorspannmechanismus. Die Zündvorrichtung
ist an dem Zündvorrichtungsgehäuse mit
einer Selbstverriegelungsmutter befestigt und verbleibt in einem
verschiebbaren Kontakt mit der Zündvorrichtung,
nachdem die Selbstverriegelungsmutter angezogen ist. Der Vorspannmechanismus
ermöglicht der
Zündvorrichtung
sich radial zu bewegen, wenn sie thermischen Belastungen und Ausdehnungen
unterworfen wird, während
sie gleichzeitig eine korrekte Eintauchtiefe einer Zündvorrichtungsspitze
aufrechterhält.
Demzufolge wird eine Zündvorrichtung
bereitgestellt, welche den Betrieb eines Nachbrenners mit gleichmäßiger Zündung ermöglicht.
Somit kann ein entsprechendes Gasturbinentriebwerk mit einem hohen
Wirkungsgrad und hoher Leistung arbeiten.