DE841661C

DE841661C - Combustion chamber, e.g. B. for gas turbines

Info

Publication number: DE841661C
Application number: DEL5904A
Authority: DE
Original assignee: Joseph Lucas Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1944-12-13
Filing date: 1950-10-03
Publication date: 1952-06-19
Also published as: US2525206A; BE466639A; FR927508A; GB584477A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Brennkammern für Kraftmaschinen, die einen ununterbrochenen Heißgasstrom ausnutzen, und bezweckt eine Verbesserung der Mittel zur Erzeugung dieses Heißgasstroms. Die Erfindung soll vor allem ermöglichen, das Mischen von Luft, insbesondere der Verdünnungsluft, mit den Verbrennungsprodukten bei einem Minimum an Energieverlusten bewerkstelligen zu können.The invention relates to combustion chambers for engines that have an uninterrupted Exploit hot gas flow, and aims to improve the means for generating this hot gas flow. The main aim of the invention is to enable the mixing of air, in particular the dilution air, with the products of combustion with a minimum of energy losses to be able to.

ίο Die Erfindung löst ihre Aufgabe durch eine besonders günstige Vereinigung mehrerer Einzelmerkmale, die aus einem Brennraum und einer gleichachsig dazu angeordneten Mischkammer gebildet werden, welche aus mehreren ringförmigen Elementen von gedrungen konischer kegelstumpfartiger Form besteht, die zum Mischen der Verbrennungsprodukte mit Verdünnungsluft dienen, wobei Brennraum und Mischkammern von einem Mantel umgeben werden, der an seinem dem Einlaß gegenüberliegenden Ende geschlossen oder nahezu geschlossen ist und Verbindungspunkte aufweist, welche die ringförmigen Elemente der Mischkammer miteinander und mit der Brennraumwand verbinden und welche mit Lochungen für den Eintritt der Luft vom Mantel in die Mischkammer versehen sind.ίο The invention solves its task by a special favorable combination of several individual features, which are formed from a combustion chamber and a coaxially arranged mixing chamber which are made up of several annular elements of stocky conical frustoconical Form that are used to mix the combustion products with dilution air, the combustion chamber and mixing chambers being surrounded by a jacket which is attached to its inlet opposite end is closed or almost closed and has connection points, which the annular elements of the mixing chamber with each other and with the combustion chamber wall connect and which are provided with holes for the entry of air from the jacket into the mixing chamber are.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in einem Schnittbild durch die Brennkammer dargestellt, in welchem α die Brennraumwand vorstellt, welche von im wesentlichen zylin-The drawing shows an embodiment of the invention in a sectional view through the combustion chamber shown, in which α represents the combustion chamber wall, which consists of essentially cylindrical

drischer Form is.t und aus Metallblech besteht, das mit einem gelochten gewölbten Deckel b versehen ist. Letzterer trägt eine axial angeordnete Düse c für flüssigen Brennstoff, die von stationären Leitflächen d umgeben ist, hinter welchen Luft von irgendeiner passenden Quelle eintreten kann. Die Leitflächen d werden so gestellt, daß die Luft eine gleichmäßige Drehbewegung erhält.drischer form is.t and consists of sheet metal, which is provided with a perforated arched cover b . The latter carries an axially arranged nozzle c for liquid fuel which is surrounded by stationary baffles d, behind which air from any suitable source can enter. The guide surfaces d are set so that the air receives a uniform rotary movement.

Im Deckel b sind ferner Löcher b¹ vorgesehen, dieIn the cover b holes b ¹ are also provided which

ίο ebenfalls den Eintritt von Luft der genannten Quelle in den Brennraum α gestatten. Überdies kann in dem Deckel b eine durchlöcherte Prallfläche e angeordnet sein, um die richtige Verteilung der durch den Abschlußdeckel b rings um den Flüssigkeitsstrom der Düse eintretenden Luft zu gewährleisten. ίο also allow the entry of air from said source into the combustion chamber α . Moreover, a perforated baffle e, in the lid b may be arranged to determine the correct distribution of the end cap through the ring b to guarantee the incoming air to the flow of liquid of the nozzle.

Das andere und offene Ende des Brennraums a endigt in einer Mischkammer f, welche gleichachsig zur ersteren angeordnet ist und in welcher die Ver-The other and open end of the combustion chamber a ends in a mixing chamber f, which is arranged coaxially to the former and in which the

ao brennungsprodukte mit der Verdünnungsluft gemischt werden. Die Mischkammer besteht aus einer Reihe von zwei oder mehreren ringförmigen Blechelementen oder Rohrschüssen f¹ in Kegelstumpfform. Die größere öffnung des ersten Stumpfs oder.ao combustion products are mixed with the dilution air. The mixing chamber consists of a number of two or more ring-shaped sheet metal elements or pipe sections f ¹ in the shape of a truncated cone. The larger opening of the first stump or.

a5 Schusses Z¹ schließt an das Austrittsende des Brennraums α an, welcher auf einen kurzen Abschnitt konisch sein kann und an die kleinere öffnung des Elements f¹ schließt, dann das erweiterte Ende des zweiten Elements f¹ an. Wenn nur zwei Elemente f^l vorgesehen werden, ist der zweite Teil f¹ wesentlich länger als der erste Teil f¹. Die Elemente f¹ sind untereinander und an die Brennraumwand a durch ringförmige Verbindungsstücke f² angeschlossen, welche mit Löchern f^s für den Eintritt der Verdünnungsluft versehen sind. Wahlweise kann jedes Verbindungsstück zusammenhängend mit einem Ende eines der zu verbindenden Teile ausgebildet sein.a5 shot Z ¹ adjoins the exit end of the combustion chamber α , which can be conical over a short section and adjoins the smaller opening of the element f ¹ , then the widened end of the second element f ¹ . If only two elements f ^{l are} provided, the second part f ^{1 is} significantly longer than the first part f ¹ . The elements f ¹ are connected to one another and to the combustion chamber wall a by annular connecting pieces f ² , which are provided with holes f ^s for the entry of the dilution air. Optionally, each connector can be integral with one end of one of the parts to be connected.

Rings um die Brennraum- und Mischkammerwand a, f ist ein Blechgehäuse g angeordnet, welches einen ringförmigen Luftmantel h um die genannten Kammern α und / bildet. Der Mantel h nimmt Luft aus derselben Quelle wie der Brennraum α auf; die Verdünnungsluft wird in den Mantel durch einen ringförmigen Verteiler i geleitet, der sich an das abgeschlossene Ende des Brennraums α anschließt. Das Ende des Mantels h schließt sich an das Austrittsende der Mischkammer / an und ist durch einen Ring / nahezu oder ganz geschlossen, der ausdehnungsverschiebbar sich gegen das Ende der Mischkammer / stützt und der mit Längsnuten j versehen sein kann, durch welche ein begrenzter Luftstrom austreten kann, um eine Kühlwirkung im Bereiche des genannten Endes herbeizuführen. Der Ring / bildet daher einen Teil der Ausdehnungsverbindung zwischen dem Ende des Gehäuses g und dem Austrittsanschlußstutzen k, der mit dem Austrittsende der Mischkammer f in Verbindung steht.A sheet metal housing g is arranged around the combustion chamber and mixing chamber wall a, f and forms an annular air jacket h around said chambers α and /. The jacket h takes in air from the same source as the combustion chamber α ; the dilution air is passed into the jacket through an annular distributor i , which connects to the closed end of the combustion chamber α . The end of the jacket h adjoins the outlet end of the mixing chamber / and is almost or completely closed by a ring / which is slidably supported against the end of the mixing chamber / and which can be provided with longitudinal grooves j through which a limited flow of air can exit can to bring about a cooling effect in the area of said end. The ring / therefore forms part of the expansion connection between the end of the housing g and the outlet connection piece k, which is connected to the outlet end of the mixing chamber f .

Wenn die Brennkammer in Betrieb ist, tritt in dem Bereich des abgeschlossenen in der Zeichnung linksseitigen Endes der Verbrennungskammer α eine unvollständige Verbrennung ein, und die Verbrennung wird durch Zufuhr von Sekundärluft aus dem Mantel h durch Löcher m, die in dessen Bereich liegen, vollendet. Beim Austritt aus dem Brennraum α treffen die Verbrennungsprodukte einen Strom von Verdünnungsluft, die aus dem Mantel h durch die Löcher f³ zwischen dem Brennraum α und dem ersten Element f¹ der Mischkammer / einströmt. An der Verbindungsstelle dieses Elements f¹ mit dem zweiten Element f¹ der Mischkammer f wird ein weiterer Zustrom von Verdünnungsluft aus dem Mantel durch andere öffnungen f³ herbeigeführt, wobei dieser Vorgang sich wiederholt, wenn mehr als zwei Mischkammerelemente f¹ verwendet werden. Schließlich strömt die Mischung der heißen Gase aus der Mischkammer f aus und wird dann vom Auslaßstutzen k zur Turbine oder einem anderen Verbraucher hingeführt.When the combustion chamber is in operation, incomplete combustion occurs in the area of the closed end of the combustion chamber α on the left in the drawing, and the combustion is completed by supplying secondary air from the jacket h through holes m located in its area. When exiting the combustion chamber α , the combustion products meet a stream of dilution air which flows in from the jacket h through the holes f ³ between the combustion chamber α and the first element f ^{1 of} the mixing chamber /. At the junction of this element f ¹ with the second element f ^{1 of} the mixing chamber f , a further flow of dilution air is brought about from the jacket through other openings f ³ , this process being repeated if more than two mixing chamber elements f ¹ are used. Finally, the mixture of hot gases flows out of the mixing chamber f and is then fed from the outlet connection k to the turbine or another consumer.

Durch diese Erfindung wird es ermöglicht, das Mischen der Verdünnungsluft mit den Verbrennungsprodukten in einer Weise zu erreichen, welche ein Minimum an Energieverlusten erfordert. Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern kann jeweils baulich abgeändert werden, um sich den verschiedenen Erfordernissen anzupassen.This invention enables the dilution air to be mixed with the combustion products to be achieved in a manner that requires a minimum of energy losses. the The invention is of course not restricted to the exemplary embodiment described, but rather can be structurally modified in each case in order to adapt to the various requirements.

Claims

Claim:

Combustion chamber, ζ. B. for gas turbines, for the loss-free generation of a hot gas flow, characterized by the combination of a combustion chamber « (a) with an equiaxed mixing chamber (/) which is surrounded by a jacket (h) , the chambers being slightly tapered and shorter There are greatly expanding frustoconical elements (Z ¹ , f ² ) and have holes (/ ³ ) in the short truncated cone (P) to mix the combustion products with dilution air.

1 sheet of drawings

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