DE870342C - Prall-Zerstaeubungsduese zum Einspritzen des Kraftstoffs in die Brennkammern von Strahltriebwerken, Brennkraftturbinen u. dgl. - Google Patents

Description

• Prall-Zerstäubungsdüse zum Einspritzen des Kraftstoffs in die Brennkammern von Strahltriebwerken, Brennkraftturbinen u. dgl. Die Erfindung bezieht sich auf eine Prall-Zerstäubungsdüse zum Einspritzen des Kraftstoffs in die Brennkammern von Strahltriebwerken, Brennkraftturbinen u. dgl., wie sie im Patent 838969 näher beschrieben ist. Durch die Erfindung wird eine weitgehende Regelung der von der Düse ausgespritzten Kraftstoffmenge ohne unerwünscht große Änderung des Einspritzdrucks erzielt, so daß auch bei Teil.lastbetrieb eine ausreichend feine Zerstäwbung des Kraftstoffs gewährleistet ist, ohne dafür bei Vollastbetrieb unzulässig hohe Einspritzdrücke in Kauf nehmen zu müssen. Diese Eigenschaft der Düse ist für,den obengenannten Verwendungszweck von besonderer Bedeutung, weil hierbei eine Mengenregelung bei noch guter Zerstäubung bis auf etwa lho der Vollastmenge gefordert wird.
• Gemäß der Erfindung wird dieser Bedingung,dadurch genügt"daß bei einer Prall-Zerstäubungsdüse nach Patent 838 969 die Prallplatte und die Düsenmündung in federnder Verbindung miteinander stehen, derart"daß die Düsenmündung und die Prallplatte in der Ruhelage federnd gegeneinandergedrüdkt werden und: der zur Bildung des Zerstäubungsfächers notwendige Abstand erst durch den Kraftstoffdruck an der Düsenmündung erzeugt wird. Es hat sich bei einer so ausgebildeten Düse als besonders vorteilhaft erwiesen, den Durchmesser der Pra-llplatte -größer zu machen als den Außendurchmesser der Düse an der Düsenmündung, da hierdurch -die vollkommene Ausbildung einer zusammenhängenden Kraftstoffhaut an der Prallplatte wesentlich begünstigt wird.
• In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
• Die Abb. r zeigt eine besonders einfache Ausführung, bei welcher die Düsenmündung i i mit der Prallplatte 12 durch einen federnden Bügel 13 in der Weise verbunden ist, daß die Prallplatte in ihrer Ruhestellung 12' abdichtend an der Düsenmündung ii anliegt und erst durch den Druck des aus dem Spritzloch 14 austretenden Kraftstoffs je nach der von der Einspritzpumpe geförderten Kraftstoffmenge mehr oder weniger von -der Düsenmündung abgehoben wird. Der dabei zwischen der Düsenmündung und der Prallplatte iz entstehende Regelspalt 15 paßt sich also in seiner Weite selbsttätig der geförderten Kraftstoffmenge an, wobei :der Zerstäubungsdruck und damit d iie Feinheit der-Zerstäubung bei entsprechender Wahl der Federkennlinie des Bügels 13 annähernd gleich gehalten werden kann. Der Durchmesser der Prallplatte 12 ist sowohl bei dieser als auch bei allen übrigen in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen größer als derjenige der Düsenmündung i i, damit die für eine einwandfreie Zerstäubung Wesentliche Bildung eines zusammenhängenden Kraftstoffhäutchens an der Prallplatte ungestört vor sich gehen kann. Um ein sicheres Ablösen des Kraftstoffächers von den benetzten Flächen der Düsenmündung und der Prallplatte bei allen Spaltweitenzu erzielen, können diese beiden Teile an ihrem Umfang entsprechend Abb. 2 scharfkantig auslaufend hergestellt sein.
• Bei den Ausführungsformen der Abb. 3 bis 5 wird die Regelung der Spaltweite nicht durch die Eigenfedern des Haltebügels 13, sondern durch die bewegliche Lagerung der Düsenmündung an der Düse bzw. der Prallplatte am- Haltebügel erzielt. So ist in Abb. 3 die Düsenmündung i i als indem Düsenkörper 16 gegen die Wirkung einer Schraubenfeder 17 verschiebbarer, nach außen hin -durch ein -Wellrohr 18 abgedichteter Kolben ausgebildet, der in der Ruhelage mit seiner Stirnfläche dicht an der Prallplatte 12 anliegt und sich erst unter dem Druck -des Kraftstoffstrahles mehr oder weniger von der Prallplatte abhebt. Umgekehrt ist in den Abb. 4 und 5 die Prallplatte 12 als gegen die Wirkung der Schraubenfeder 17 verschiebbarer kolben-:bzw. topfförmiger Körper ausgebildet, der in Abb. 4 in einem am Haltebügel 13 angeordneten Hohlzylinder i9, in Abb. 5 auf einem Zapfen 2o frei verschiebbar gelagert ist.
• Die Abb.6 zeigt eine besondere Ausführungsform, bei welcher zwei Prallplatten i211, 12b hintereinander an einem federnden Haltebügel 13 mit zwei Stegen r3,ä, i3b angeordnet sind. Dadurch entstehen während des Betriebes zwei Regelspalte i511, i5b, .wobei dem Spalt 15b der Kraftstoff durch eine Bohrung 11i der Prallplatte i211 zugeführt wird, welche einen kleineren Durchmesser hat als das Spritzloch 14 der Düse. Die Vorspannung, mit welcher die Prallplatten 12a, i2b in der Ruhelage von den federnden Stegen 13a, 13b aufeinander bzw. gegen die Düsenmündung i i gepreßt werden, ist in diesem Fall so bemessen, daß bei kleineren Fördermengen der Einspritzpumpe, also im Leerlauf- bzw. Teillastbetrieb,'zunächst nur die Platte 12b von ihrem Sitz abgehoben und dadurch eine feine Zerstäubung auch kleiner Kraftstoffmengen gewährleistet wird, während die Platte 12,11 sich erst beim Einspritzen größerer Kraftstoffmengen von der Düsenmündung ii abhebt. Auf diese Weise wird feine sehr weitgehende Regelbarkeit der eingespritzten Kraftstoffmenge bei gleichbleibender Feinheit der Zerstäubung im gesamten Regelbereich erzielt.
• Wenn man wie bei dem Äusführungsbeispiel der Abb. 7 die Prallplatte 12 am äußeren Ende einer in 'einer Längsbohrung 22 der Düse geführten und durch eine Feder 17 vorbelasteten Nadel 23 anordnet, muß man dafür sorgen, daß im Gegensatz zu ähnlichen bekannten, jedoch eine reine Druckzerstäubung mit tellerförmigem Kraftstoffstrahl bewirkenden Düsenbauarten der Prallcharakter der Zerstäubung unter allen Umständen erhalten bleibt. Dies geschieht im vorliegenden Fall dadurch, daß zwischen der Naidel 23 und der Prallplatte 12 eine kegelförmigel-,eitfläche 24 angeordnet un.d die Düsenmündung ii entsprechend kegelförmig ausgebildet ist, wobei der Außendurchmesser der Düsenmündung wiederum kleiner ist als der Durchmesser des Grundkreises der kegelförmigen Leitfläche 24. Dadurch wird erreicht, daß der hohlkegelförmige Kraftstoffstrahl, wenn er .auf die eigentliche Prallfläche 25 auftrifft, auf seiner Außenseite durch keine feste Wand mehr geführt ist und sich infolgedessen beim Aufprall auf die Fläche 25 zwanglos zu einer tellerförmigen, zusammenhängenden Flüssigkeitshaut im Sinne des: Hauptpatents entfalten kann.
• Eine gleichartige Maßnahme empfiehlt sich auch dann, wenn man bei einer frei vor einer einfachen Düsenmündung aufgehängten Prallplatte von .der in Abb. i bis 6 gezeigten Art dafür Vorsorge treffen will, daß auch bei sehr kleinem Abstand der Prallplatte von der Düsenmündung, also z. B. bei Leerlaufbetrieb, eine reine Prall-Zerstäubun.g gewährleistet ist. Ein Ausführungsbeispiel hierfür ist in Abb. 8 dargestellt. Dort ist die der Düsenmündung 11 zugekehrte Fläche der Prallplatte 12 ebenfalls in zwei zueinander :geneigte Flächen unterteilt, und zwar in eine mittlere, ebene Fläche 26 und eine äußere, ringförmige Kegelfläche 27. Bei größerem Abstand der Prallplatte von der Düsenmündung, also bei Voll- un(d Teillastbetrieb, dient,die Fläche 26 genau wie bei den Ausführungsformen der Abb. i bis 6 unmittelbar als Prallfläche für den aus dem runden Spritzloch 14 frei austretenden Vollstrahl. Im Leerlaufbetrieb, wenn also die Prallplatte 12 wie in Abb. 8 ganz dicht vor der Düsenmündung sitzt, ist ein freier Austritt des Kraftstoffstrahles aus,dem Spritzloch 14 nicht möglich, da in 'diesem Fall der Kraftstoff zwischen der Stirnfläche 28 der Düsenmündung und der Fläche 26 immer noch eine allseitige Zwangsführung findet. Hier wirkt dann die Ringfläche 27 als Prallfläche, an welcher sich die zusamrnenhängende Flüssigkeitshaut zwanglos ausbilden kann. Die Verhältnisse sind in,der Zeichnung,

  insbesondere in den Abb.7 und 8, der besseren

  Deutlichkeit wegen in stark vergrößertem Maßstab

  darg,-stellt. In Wirklichkeit handelt es sich z. B.,bei

  dem Abstand zwischen Düsenmündung und Prall-

  platte in Abb. 8 nur um Bruchteile eines. Millimeters.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Prall-Zerstäubungsdüse zum Einspritzen des Kraftstoffs in die Brennkammern von Strahltriebwerken, Brennkraftturbinen u. dgl. nach Patent 838 969, dadurch gekennzeichnet, d.aß die Prallplatte und die Düsenmündung in federnder Verbindung miteinander stehen, derart, daß die Prallplatte und die Düsenmündung in der Ruhelage federnd gegeneinander gedrückt werden und der zur Bildung des Zerstäwbungsfächers notwendige Abstand zwischen diesen beiden Teilen erst durch den Kraftstoffdruck an der Düsenmündung erzeugt wird.
2. 2. Prall-Zerstäubungsdüse nach Anspruch i, dadurch gelcennzeichnet, daß der Durchmesser der Prallplatte (12) größer ist als der Außendurchmesser der Düsenmündung (i i).
3. 3. Prall-Zerstäubungsdüse nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenmündung (i i) mit der Prallplatte (12) durch einen federnden Bügel (13) verbunden ist.
4. Prall-Zerstäubungsdüse nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die kolbenförmig ausgebildete Düsenmündung (i i in Abb. 3) in dem Düsenkörper (16) gegen den Druck einer Feder (17) verschiebbar gelagert ist.
5. 5. Prall-Zerstäubungsdüse nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallplatte (12 in Abb.4 und 5) an ihrem Haltebügel (13) gegen den Druck einer Feder (17) verschiebbar gelagert ist.
6. 6. Prall-Zerstäubungsdüse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die kolbenförmige Prallplatte (12 in Abb. 4) in einem hohlzylindrischen Teil (ig) des Haltebügels (13) gleitet.
7. 7. Prall-Zerstäubungsdüse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die topfförmige Prallplatte (12 in Abb. 5) über einen Zapfen (20) des Haltebügels (13) gestülpt ist. B. Prall-Zerstäubungsdüse nach den Ansprüchen i bis 7, dadurch gekennzeichnet, diaß zwei Prallplatten (12a, I2b) hintereinander an einem Haltebügel (13 in Abb.6) angeordnet sind, von denen die der Düsenmündung (i i) zunächst liegende mit einer gleichachsig zum Spritzloch (14) der Düse angeordneten Bohrung (12) mit kleinerem Durchmesser als das Spritzloch (14) versehen ist, wobei die Vorspannung, mit welcher die beiden Prallplatten aufeinander bzw. .gegen die Düsenmündung gepreßt werden, so :bemessen ist, d.aß sich beim Einspritzen zunächst die von der Düsenmündung am weitesten entfernte Prallplatte (,2b) und erst bei größeren Einspritzmengen auch die der Düsenmündung zunächst liegende Prallplatte (12a) von ihrem Sitz abhebt, g. Prall-Zerstäubungsdüse nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallplatte (12 in Abb. 7) am äußeren Ende einer m einer Längsbohrung (22) der Düse gegen den Druck einer Feder (17) verschiebbaren Nadel (23) und zwischen der Nadel und der Prallplatte eine kegelförmige Leitfläche (24) angeordnet ist, wobei die Längsbohrung (22) an der Düsenmündung (i i) entsprechend kegelförmig ausgebildet und der Außendurchmesser der Düsenmündung(ii) kleine- ist als der Durchmesser des Grundkreises der Leitfläche (24). io. Prall-Zerstäubungsdüse nach den Ansprüchen i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die der Düsenmündung (i I) zugekehrte Fläche der Prallplatte (12) eine mittlere, ebene Fläche (26) und eine äußere, ringförmige Kegelfläche (27) aufweist, wobei der Außendurchmesser der Düsenmündung (I I) kleiner ist als der Außendurchmesser der mittleren Fläche (26) der Prallplatte.