DE903877C - Rueckstroemdrossel - Google Patents

Rueckstroemdrossel

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Publication number
DE903877C
DE903877C DES29603A DES0029603A DE903877C DE 903877 C DE903877 C DE 903877C DE S29603 A DES29603 A DE S29603A DE S0029603 A DES0029603 A DE S0029603A DE 903877 C DE903877 C DE 903877C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
backflow throttle
section
gas
backflow
throttle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DES29603A
Other languages
English (en)
Inventor
Jean Henri Bertin
Alexandre Achille Raoul Mihail
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Safran Aircraft Engines SAS
Original Assignee
SNECMA SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SNECMA SAS filed Critical SNECMA SAS
Application granted granted Critical
Publication of DE903877C publication Critical patent/DE903877C/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A62LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62CFIRE-FIGHTING
    • A62C4/00Flame traps allowing passage of gas but not of flame or explosion wave
    • A62C4/02Flame traps allowing passage of gas but not of flame or explosion wave in gas-pipes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02KJET-PROPULSION PLANTS
    • F02K7/00Plants in which the working fluid is used in a jet only, i.e. the plants not having a turbine or other engine driving a compressor or a ducted fan; Control thereof
    • F02K7/02Plants in which the working fluid is used in a jet only, i.e. the plants not having a turbine or other engine driving a compressor or a ducted fan; Control thereof the jet being intermittent, i.e. pulse-jet
    • F02K7/06Plants in which the working fluid is used in a jet only, i.e. the plants not having a turbine or other engine driving a compressor or a ducted fan; Control thereof the jet being intermittent, i.e. pulse-jet with combustion chambers having valves
    • F02K7/067Plants in which the working fluid is used in a jet only, i.e. the plants not having a turbine or other engine driving a compressor or a ducted fan; Control thereof the jet being intermittent, i.e. pulse-jet with combustion chambers having valves having aerodynamic valves

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Description

  • Rückströmdrossel Es sind schon verschiedene Ausführungsformen von Rückströmdrosseln vorgeschlagen worden, d. h. von Leitungen, die derart ausgebildet sind, daB ihr Widerstand gegen das Durchlassen eines Gases in der einen Richtung viel geringer als in der entgegengesetzten Richtung ist. Solche Leitungen können als Rückschlagventile verwendet werden. Sie sind frei offen, d. h. weisen keine beweglichen Teile auf, und vermeiden so die Nachteile, die solchen Teilen anhaften.
  • Solche Rückströmdrosseln eignen sich besonders zur Regelung der Zufuhr frischer Luft zu intermittierend arbeitenden Brennkammern (die sich in Resonanz oder außer Resonanz befinden können), wenn es sich um Brennkammern von Vorrichtungen handelt, die als intermittierende Strahltriebwerke bezeichnet werden und bei denen die Drossel die Aufgabe hat, den Zutritt von Außenluft zwischen den aufeinanderfolgenden Verpuffungen zu gestatten, aber das Entweichen der Verbrennungsgase in der entgegengesetzten Richtung zu unterbinden, oder wenn es sich um Brennkammern handelt, die zur Speisung von Turbinen bestimmt sind, wobei die Drossel meistens zwischen die Ausgangsseite eines Luftverdichters und jede Brennkammer geschaltet wird und ihre Aufgabe -darin besteht, den Durchgang der Luft vom Verdichter zu der entsprechenden Kammer zu gestatten; aber das Rückströmen der Gase von der Kammer zum Verdichter zu unterbinden. Die Rückströmdrossel, die den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet, gründet sich auf die Beobachtung, d'aß der Viskositätskoeffizient (innere Reibung) von Gasen hoher Temperatur, die bei einer Verbrennung entstehen, viel größer ist als derjenige der Frischluft, d. h. der Außenluft oder der vom Verdichter gelieferten Luft.
  • Zum Beispiel beträgt bei einem intermittierenden Strahltriebwerk der Unterschied zwischen der Temperatur der heißen Gase, welche die Rückströmdrossel zurückhalten soll, und der Temperatur der Frischluft ungefähr 2ooo°. In diesem Fall hat das Verhältnis der absoluten Viskositätskoeffizientender heißen Gase und der Frischluft einen Wert von ungefähr 3,8.
  • Gemäß der Erfindung wird die Rückström,drossel durch eine Vielheit von kleinen parallel angeordneten Einzelleitungen gebildet, deren Gesamtquerschnitt die gewünschte Gasmenge in der Richtung des freien Strömens durchläßt, wobei jede dieser Einzelleitungen jedoch einen genügend kleinen Querschnitt hat, .so daß der Strömungswiderstand für ein Gas hoher Temperatur beträchtlich größer als für ein verhältnismäßig kühles Gas ist.
  • Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert.
  • Fig. i -ist ein axialer Schnitt einer Ausführungsform einer Rückströmdrossel gemäß der Erfindung in ihrer Anwendung bei einem intermittierenden Strahltriebwerk; Fig. 2 ist ein Querschnitt in größerem Maßstab nach der Linie II-II der Fig. i ; Fig.3 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform der Rückströmdrossel ; Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Rückströmdrossel; Fig. 5 zeigt eine Einzelheit der Ausführungsform gemäß Fig. q. in größerem Maßstab.
  • Fig. 6 ist ein axialer Schnitt in größerem Maßstab einer Ausführungsform einer einzelnen Leitung. Bei der in Fig. i dargestellten Ausführungsform 'ist mit i die Verbrennungskammer eines intermittierenden Strahltriebwerkes, mit 2 -die die Außenluft einlassende Öffnung, die im allgemeinen gegen die Vorderseite des anzutreibenden Fahrzeuges gerichtet ist, und mit 3 die Düse bezeichnet, in welcher sich die Verbrennungsgase entspannen, um einen nach hinten gerichteten Antriebsstrahl zu liefern.
  • Die Vorrichtung ist mit einem Brennstoffinjektor (nicht dargestellt) und einer Zündvorrichtung, beispielsweise einer Zündkerze, versehen, die nur zum Anlassen dient, wenn es sich um eine in Resonanz arbeitende Vorrichtung handelt, bei der sich die Frequenz der aufeinanderfolgenden Verpuffungen von selbst auf die Frequenz des Schallrohres einstellt, das von der Umhüllung der Vorrichtung gebildet wird, wobei dann ,die Zündung bei jeder Verbrennung durch die Berührung der frischen Brennstoffmischung mit den Rückständen aus der vorangegangenen Verbrennung erfolgt.
  • Bei ,4 ist ;die Rückströmdrossel angeordnet, die einen geringen Widerstand gegen den Durchgang von Luft von 2 nach i, aber einen hohen Widerstand gegen das Rückströmen der Verbrennungsgase von i nach 2 haben soll.
  • Bei dem Beispiel gemäß Fig. i wird die Drossel von einer verhältnismäßig dicken Platte 5 gebildet, durch die eine Vielzahl von Kanälen 6 gebohrt ist, die einen genügend kleinen Durchmesser haben, :damit infolge des Unterschiedes der Viskositäten der kalten Luft und der .bei idier Verbrennung entstehenden Gase hoher Temperatur der Strömungswiderstand für die heißen Gase viel größer ist als der Strömungswiderstand für die kalte Luft, wodurch das Strömen der Gase von der Kammer i zur Öffnung 2 praktisch verhindert wird.
  • Nimmt man an, daß die Temperatur der heißen Gase 228o' K beträgt und die Strömungsgeschwindigkeit der heißen Gase unter hohem Druck durch die Kanäle 6 hindurch bleich der Schallgeschwindigkeit bei dieser Temperatur, z. B. ungefähr 750 m/s, ist, so zeigt die Rechnung, daß gute Ergebnisse erzielt werden, wenn man dem Durchmesser eines jeden Kanals 6 einen Wert gibt, der kleiner als ist, wobei P der maximale statische Druck in der Kammer i während,der Verbrennung ist. Das entspricht einer Reynoldschen Zahl der heißen Gase, die kleiner als 2000 ist.
  • Die Anzahl der vorzusehenden Kanäle 6 ist natürlich so zu wählen, daß sie die gewünschte Menge an Speiseluft abzugeben gestatten.
  • Viele andere Ausführungsformen sind im Rahmen der Erfindung möglich, die sich auf irgendwelche Bündel von Einzelkanälen erstreckt, deren jeder einen derart kleinen Leitungsquerschnitt hat, daß Reibungskräfte erhalten -werden, die für heiße Gase größer sind als für Gase geringerer Temperatur.
  • So wird bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig.3 die Rückström.dros:sel von einem Bündel nebeneinanderliegender zylindrischer Rohre 7 von kleinem Durchmesser gebildet. Diese Rohre können unter sich durch eine Bindung 8 aus. Eisendraht vereinigt sein, und dieses Gebilde, das in Fig.3 schaubildlich dargestellt ist, kann zwischen der Lufteinlaßöffnung 2 und der Kammer i eingebaut sein. Es ist nicht notwendig, die Zwischenräume zwischen den zylindrischen Rohren zu verstopfen, es ist sogar zweckmäßig, dies zu unterlassen, da diese Zwischenräume ebenfalls Einzelkanäle von kleinerem Querschnitt darstellen.
  • Fig. 4 zeigt eine andere Ausführungsform im Querschnitt (entsprechend dem der Fig.2). Die Einzelkanäle sind hier zwischen parallel zur Achse der Kammer i übereinandergesetzten Platten 9 geschaffen. Diese Platten werden dadurch in einem geringen Abstand voneinander gehalten, daß jede zweite Platte (Fig. 5) mit einer Wicklung io aus Draht von kleinem Durchmesser versehen ist, wobei d°r Wicklungsschritt derart festgelegt ist, daß der gewünschte geringe Querschnitt für jeden Einzelkanal erhalten wird, welcher durch zwei benachbarte Platten 9 und zwei benachbarte Windungen der Wicklung io begrenzt wird. Viele andere Ausführungen sind natürlich möglich.
  • Vorstehend wurde der Querschnitt eines Kanals vom einen Ende zum anderen Ende als konstant angenommen. Da jedoch der Druck der heißen Gase, die durch die Einzelkanäle zu entweichen suchen, wie auch die Reynoldsche Zahl von der Kammer aus kleiner wird, so steht dem nichts entgegen, daß der Querschnitt eines jeden einzelnen Kanals mit zunehmender Entfernung von der Kammer größer wird.
  • So zeigt Fig. 6 den Querschnitt eines von einer Umdrehungsfläche gebildeten Einzelkanals, der von der Kammer i zur Eintrittsöffnung :2 für die Außenluft hin divergiert. Man könnte auch jedem Kanal eine konische Gestalt oder irgendeine andere Form mit von der Kammer nach außen hin zunehmendem Querschnitt geben.
  • Natürlich ist die Anwendung der Erfindung auf Strahltriebwerke nur als Ausführungsbeispiel angegeben, d. h. die Erfindung ist in keiner Weise darauf beschränkt.
  • Die Erfindung läßt sich in allen Fällen anwenden, in denen man das Strömen von Gas von verhältnismäßig geringer Temperatur in einer Richtung zulassen, aber in entgegengesetzter Richtung den Durchgang von Gas von viel höherer Temperatur unterbinden will.
  • Es ist bereits vorgeschlagen worden, intermittierend arbeitende Verbrennungskammern für die Speisung von Gasturbinen zu verwenden.
  • In diesem Fall wird die Rückströmdrossel zwischen der Abgabeseite des Luftverdichters und dem Eingang in die Brennkammer oder in die Brennkammern angeordnet, deren Ausgang die Turbine speist. Die Speisung der Verbrennungskammer mit Druckluft gibt dann etwas weniger günstige Bedingungen als die Speisung mit Luft von Atmosphärendruck, da das Verhältnis der Viskositätskoeffizienten bei konstantem Temperaturunterschied abnimmt, wenn der Druck steigt. Diese Wirkung ist jedoch bei für die Luftfahrt bestimmten Turbinen wenig störend, da die Höhenzunahme im entgegengesetzten Sinne wirkt.

Claims (5)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Rückströmdrossel, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer Mehrzahl kleiner, parallel angeordneter Einzelleitungen zusammengesetzt ist, deren Gesamtquerschnitt die gewünschte Gasmenge in der Richtung des freien Strömens durchläßt, wobei jede dieser Leitungen einen genügend kleinen Querschnitt hat, so daß der Strömungswiderstand für ein Gas hoher Temperatur beträchtlich größer als für ein verhältnismäßig kühles Gas ist.
  2. 2. Rückströmdrossel nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelleitungen in Blöcke oder Platten gebohrt sind.
  3. 3. Rückströmdrossel nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelleitungen durch miteinander vereinigte kleine Rohre gebildet werden.
  4. Rückströmdrossel nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelleitungen von Platten und zwischen diesen Platten vorgesehenen Vorsprüngen begrenzt werden.
  5. 5. Strahltriebwerk, Gasturbine oder andere Maschine, die mit einer Rückströmdrossel nach den Ansprüchen i bis 4 ausgerüstet ist.
DES29603A 1951-08-03 1952-08-01 Rueckstroemdrossel Expired DE903877C (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR903877X 1951-08-03

Publications (1)

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DE903877C true DE903877C (de) 1954-02-11

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ID=9404824

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DES29603A Expired DE903877C (de) 1951-08-03 1952-08-01 Rueckstroemdrossel

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DE (1) DE903877C (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1052241B (de) * 1956-01-09 1959-03-05 Ernst Thiele Radio Elektro Han Ventillose Schwingkolbenpumpe
AP376A (en) * 1991-11-20 1995-01-12 Helispire Sarl Apparatus for restricting a fluid flow rate.

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1052241B (de) * 1956-01-09 1959-03-05 Ernst Thiele Radio Elektro Han Ventillose Schwingkolbenpumpe
AP376A (en) * 1991-11-20 1995-01-12 Helispire Sarl Apparatus for restricting a fluid flow rate.

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