DE882775C - Zuendeinrichtung fuer Gasturbinentriebwerke - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 13. JULI 1953

C 38951a j46 f

Die Erfindung betrifft Verbesserungen an. Zündeinrichtungen für Gasturbinentriebwerke oder ähnliche Kreiselradkraftmaschinen.

Obwohl sich der Verbrennungsvorgang in derartigen Kraftmaschinen normalerweise selbsttätig aufrechterhält, benötigen sie doch Zündeinrichtungen, wie Zündkerzen, für den. Start. Diese Zündeinrichtungen müssen weit genug in die Brennkammern ragen, daß sie die Zündung des Brennstoffs unter allen Betriebsbedingungen gewährleisten, andererseits aber auch nicht so weit, daß sie durch die entstehende Flamme überhitzt werden. Bei Gasturbinentriebwerken ist es, wie dem Fachmann bekannt ist, üblich, mehrere Brennkammern vorzusehen, die durch außen angeordnete Ausgleichrohre oder Leitungen verbunden sind. Diese Rohre sind als Zwischenverbindungen bekannt. Durch sie wird die Zündung von einer Kammer zu den benachbarten Kammern weitergetragen, so daß es nicht notwendig ist, für jede einzelne Kammer eine besondere Zündeinrichtung vorzusehen. Allerdings muß mindestens eine Kammer mit einer solchen Zündeinrichtung ausgerüstet sein.

In einer Brennkammer vollzieht sich die Verbrennung innerhalb eines inneren Einsatzes oder Flammrohres. Wegen der intensiven, bei der Verbrennung entstehenden Hitze ist irgendeine Isolation zwischen dem Flammrohr und dem Brennkammergehäuse erforderlich. Bei den meisten Triebwerken wird diese Isolierung dadurch erzielt, daß man Kühlluft durch einen ringförmigen Raum strömen läßt, der das Flammrohr umgibt und es von dem Gehäuse isoliert. Die Art und Weise, wie das Flammrohr in dem Gehäuse gehalten wird, und der Strömungsverlauf der Kühlluft durch den Ringraum sind daher für die Leistungsfähigkeit der Bauart ausschlaggebende Faktoren. Deshalb ist es wünschenswert, daß alle Ausbildungen, wie die

Einführung von Zündeinrichtungen und die Durchführungen der Verbindungsleitungen, die 'unbedingt zu Durchdringungen des Ringraums führen müssen, um an das Flammrohr zu gelangen, diese S Faktoren so wenig wie möglich beeinträchtigen! sollten'. Üblicherweise wird' eine Dreipunktaufhängung des Flammrohres mittels dreier symmetrisch angeordneter radialer Zapfen vorgesehen, die an dem Gehäuse befestigt sind. Zwei dieser Zapfen ίο werden dabei hohl ausgebildet und dienen als Eintrittsstutzen für die Verbindungsleitungen.

Hauptzweck der Erfindung ist es, eine Zündeinrichtung zu schaffen·, die gute Zündverhältnisse ergibt und trotzdem gegen Überhitzung durch die V5 entstehende Flamme geschützt ist. Außerdem soll die Anordnung der Zündeinrichtung so vorgesehen sein, daß sie zur Überwachung und Auswechselung leicht zugänglich ist.

Dies wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung erreicht, die aus mehreren durch Leitungen) miteinander verbundenen Brennkammern besteht, wobei in mindestens einer Verbindungsleitung eine Zündkerze so angeordnet ist, daß das Zündelement der Kerze etwa in der öffnung liegt, über die die Leitung mit der Brennkammer in Verbindung steht.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel

gemäß der Erfindung beispielsweise dargestellt, und zwar zeigt

Fig. ι eine Seitenansicht eines Gasturbinentriebwerkes, zum Teil aufgeschnitten, um Einzelheiten der Verbrennungsvorrichtung offenzulegen, ' Fig. 2 eine Seitenansicht einer Brennkammer mit teilweise aufgeschnittener Seitenwand, um die innere Ausbildung zu veranschaulichen, und Fig. 3 einen Schnitt durch eine Verbindungsleitung und Teile der benachbarten Brennkammern sowie eine Zündeinrichtung in größerem Maßstab. Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, weist das Gasturbinentriebwerk eine Verbrennungsvorrichtung auf, das aus mehreren symmetrisch um die Triebwerksachse angeordneten Brennkammern io besteht. Die Flammenzone, in der die: Verbrennung stattfindet, wird durch die Wände der Flammrohre Ii bestimmt, welche ihrerseits von den äußeren Wänden 12 der Brennkammern umschlossen sind. Verbindungsleitungen 13 sind rund um die Vorrichtung angeordnet und verbinden die benachbarten Brennkammern in bekannter Weise. Jede Verbindungsleitung ist innerhalb eines hohlen Zapfens 14 vorgesehen, und sowohl die Leitungen als auch die Zapfen weisen zwei Knicke auf, so daß sie aus je zwei Endstücken 16 und einem Mittelstück 17 bestehen. Die Knicke sind so gewählt, daß die Endstücke 16 etwa radial in die Flammrohre der jeweiligen Brennkammern eintreten. An· den Einmündungsstellen der Verbindungsleitungen in die Flammrohre sind in diesen öffnungen 18 vorgesehen. Die Verbindungsleitungen und die Zapfen sind so ausgebildet, daß sie sich beim Erhitzen ausdehnen können.

Je eine Zündkerze 19 üblicher Ausbildung ist in einem Endstück 16 von zweien der Verbindungsleitungen eingebaut. Jede Zündkerze weist an dem einen Ende ein Zündelement auf, das in dem dargestellten Beispiel aus zwei im Abstand voneinander angeordneten Zündelektroden 20 besteht, und am anderen Ende Anschlußklemmen 21, an die das Hochspannungskabel 22 angeschlossen wird. Die Zündkerze ist so angeordnet, daß die Elektroden 20 in der Mitte der öffnung 18 und etwa in einer Flucht mit der Innenwand des Flammrohres 11 liegen, so daß sie sich tatsächlich am Rande der Flammenzone befinden. Die Anschlußklemmen 21 der Zündkerze ragen durch die Wände der Mittelstücke 17 der Verbindungsleitung und des Zapfens in der Nähe des Knicks 15 hindurch nach außen. Zusätzlich zu den bereits beschriebenen Teilen ist am vorderen Ende jedes Flammrohres konzentrisch zu diesem eine Brennstoffeinspritzdüse 23 vorgesehen, die mit einer nicht dargestellten, entfernter angeordneten Brennstoffpumpe od. dgl. verbunden ist.

Zur Einleitung der Verbrennung in der Vorrichtung wird Brennstoff durch die Einspritzdüsen 23 in die Flammrohre eingespritzt. Gleichzeitig werden die Zündkerzen 19 unter Strom gesetzt, so daß an den Elektroden 20 Hochspannungslichtbögen entstehen. Im den Brennkammern mit Zündeinrichtung entzünden diese Lichtbögen den Brennstoff, während der Brennstoff in den übrigen Brennkammern durch die Flammen entzündet wird, die sich sofort durch die Verbindungsleitungen ausbreiten. Danach erhält sich die Verbrennung von allein aufrecht, so daß die Zündeinrichtungen; abgeschaltet werden können·,

Die Anordnung der Zündkerzen in den Verbindungsleitungen, insbesondere in den öffnungen, über die die Leitungen mit dem Inneren der Brennkammern in Verbindung stehen, bringt diese in eine verhältnismäßig geschützte Zone, in der sie nicht der Flamme des Verbrennungsvorganges ausgesetzt sind (denn sobald die Vorrichtung einmal gezündet ist, findet in den Verbindungsleitungen praktisch keine Strömung heißer Gase statt), und das eigentliche Zündelement gleichzeitig an. eine ideale Stelle für den Zündvorgang. Außerdem ermöglicht die leichte Zugänglichkeit der so angeordneten Zündkerzen eine gute Wartung oder sogar einen Ersatz der Zündkerzen durch anders ausgebildete, wenn sich diese Notwendigkeit durch Änderungen in der Bauart der Brennkammeranordnung ergeben sollte.

Es versteht sich von selbst, daß es sich bei der beschriebenen Vorrichtung nur um ein bevorzugtes Beispiel der Erfindung handelt und daß Änderungen der Form, Größe und Anordnung der Teile möglich sind, ohne daß dadurch der Rahmen der Erfindung verlassen zu werden braucht.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Verbrennungsvorrichtung für Gasturbinentriebwerke mit mehreren durch Leitungen miteinander verbundenen Brennkammern, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zündkerze (19) in einer Verbindungsleitung (13) derart ange-

   ordnet ist, daß ihr Zündelement (20) etwa in der Öffnung (18) liegt, über die die Leitung mit dem Inneren der Brennkammer (10) in· Verbindung steht.
2. 2. Verbrennungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zündelement durch zwei mit Abstand voneinander angeordnete Zündelektroden (20) gebildet wird und etwa am Rande der innerhalb der Brennkammer (10) vorhandenen Flammenzone vorgesehen ist.
3. 3. Verbrennungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitung (13) einen Knick (15) aufweist, so daß sie aus einem Stück (16) besteht, das etwa radial in die Brennkammer (10) einmündet, sowie einem Zwischenstück (17), wobei die Zündkerze (19) so in der Leitung angeordnet ist, daß die an ihrem äußeren Ende angeordneten Anschlußklemmen (21) durch das Zwischenstück nach außen vorstehen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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