DE942238C

DE942238C - Ignition device for flame stabilizers in afterburners of jet engines

Info

Publication number: DE942238C
Application number: DEA17218A
Authority: DE
Inventors: Sidney Allen
Original assignee: Armstrong Siddeley Motors Ltd
Current assignee: Armstrong Siddeley Motors Ltd
Priority date: 1952-01-31
Filing date: 1953-01-01
Publication date: 1956-04-26

Description

Zündeinrichtung für Flammenstabilisatoren in Nachbrennern von Strahltriebwerken Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Zünden einer in einem in der Schubdüse eines Strahltriebwerkes angebrachten Flammenstabilisator zu unterhaltenden Anlaßflamme, mit der Brennstoff zur Nacherhitzung der austretenden Verbrennungsgase entzündet wird. Der Flammenstabilisator hat hierbei die Aufgabe, diese Anlaßflamme für die, Zündung des für die Nachverbrennung bestimmten Hauptbrennstoffes zu stabilisieren und so eine Verbrennung dieses Brennstoffes mit gutem Wirkungsgrad zu gewährleisten. Es ist eine Formeines Stabilisators bekannt, die durch folgende Merkmale gekennzeichnet ist: ein axial angeordnetes Gehäuse, das von der Strömungsrichtung aus gesehen oberhalb der Verbrennungszone sitzt und . sich strämun.gsabwärts erweitert, mit wirbelerzeugenden Leitschaufeln am oberen Ende des Gehäuses, durch die aus der Schubdüse in den Innenraum des Gehäuses genügend gasförmiges Medium (vorzugsweise Verbrennungsluft) strömen kann, um eine Hilfsbrennstoffmenge zu verbrennen, die die Anlaßflamme liefert; die Zuleitung der Hilfsbrennstoffmenge ist dabei im Innern des Gehäuses mit einer Zündeinrichtung ausgestattet.Ignition device for flame stabilizers in afterburners of jet engines The invention relates to a device for igniting one in one in the exhaust nozzle a flame stabilizer attached to a jet engine to maintain a starting flame, ignited with the fuel to reheat the emerging combustion gases will. The flame stabilizer has the task of creating this starting flame for the To stabilize the ignition of the main fuel intended for post-combustion and thus to ensure that this fuel is burned with good efficiency. One form of stabilizer is known which is characterized by the following features is: an axially arranged housing which, viewed from the direction of flow, is above the combustion zone sits and. expands downstream, with vortex-generating Guide vanes at the top of the housing, through which the exhaust nozzle enters the interior sufficient gaseous medium (preferably combustion air) can flow through the housing can to burn an amount of auxiliary fuel that the starting flame supplies; the supply of the amount of auxiliary fuel is inside the housing with a Ignition device equipped.

Bei dieser wie auch bei weiteren bekannten Flammenstabilisatoren besteht die Zündeinrichtung für die Hilfsb.rennstoffzufuhr, mit der die Anl.aßflamme gespeist wird, aus einer Zündkerze. Diese Zündkerze ragt in manchen Fällen von der Außenwand der Schubdüse in den Innenraum des Stabilisatorgehäuses hinein..Hiermit ist aber die Gefahr verbunden, daß die Zündkerze in 'kürzester Zeit ausbrennt. Man hat daher schon Zündkerzen vorgeschlagen, die in einem rohrförmigen Gehäuse sitzen. und bei denen der Brennstoff zur Unterhaltung der Zündflamme durch die hohl ausgeführte Zündkerze gefördert wird.This as well as other known flame stabilizers exist the ignition device for the auxiliary fuel supply with which the starter flame is fed becomes, from a spark plug. This spark plug protrudes from the outer wall in some cases the thrust nozzle into the interior of the stabilizer housing .. But this is associated with the risk that the spark plug will burn out in the shortest possible time. One therefore has already proposed spark plugs that sit in a tubular housing. and at those of the fuel to maintain the pilot flame executed through the hollow Spark plug is promoted.

Weiter sind'' Zündeinrichtungen bekannt, die in besonderen Zündkammern untergebracht sind und denen Zündbrennstoff sowie der erforderliche Sauerstoff durch gesonderte Leitungen zugeführt wird. Die Zündkerze ist hierbei innerhalb dieser Zündkammer angeordnet. Bei einer, bekannten Ausführung liegt diese Zündkammer in der Achse der Schubdüse, und die zugehörigen Leitungen sind durch eine hohle Strebe, mit der der Stabilisator gehalten wird, an die Außenseite der Schubdüse geführt. Die erfindungsgemäße Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß eine der Streben oder Stützen, mit denen der Stabilisator in der Schubdüse gehalten wird, als Zündkammer ausgebildet ist, aus der eine Zündflamme in das Innere des Stabilisators geleitet wird und als Anlaßflamme dient. Hierdurch ist es möglich, sämtliche Anschlüsse für die Zündkammer an der Außenwand der Schubdüse anzubringen, wodurch eine besonders einfache Leitungsführung erzielt wird und weiter eine bequeme Überwachung dieser Leitungen möglich ist.Ignition devices are also known, which are installed in special ignition chambers are housed and which pilot fuel and the required oxygen through separate lines is fed. The spark plug is inside this Arranged ignition chamber. In a known embodiment, this ignition chamber is in the axis of the nozzle, and the associated lines are through a hollow strut, with which the stabilizer is held, led to the outside of the thrust nozzle. The device according to the invention is characterized in that one of the struts or supports, with which the stabilizer is held in the exhaust nozzle, as an ignition chamber is formed, from which a pilot flame is passed into the interior of the stabilizer and serves as a starting flame. This makes it possible to use all connections for to attach the ignition chamber to the outer wall of the nozzle, creating a special simple line routing is achieved and further convenient monitoring of this Lines is possible.

Dem Stabilisator kann ein gesonderter Zündbrennstoff zugeführt werden, der durch die erwähnte Zündflamme gezündet wird. Wahlweise kann man den Zündbrennstoff nach der Erfindung auch ausr schließlich für die Zündung verwenden, d. h. als Anlaßflamme dienen lassen.A separate pilot fuel can be fed to the stabilizer, which is ignited by the mentioned pilot flame. Optionally, you can use the pilot fuel according to the invention also exclusively use for the ignition, d. H. as a starting flame let serve.

In den Zeichnungen ist Fig. i .ein Querschnitt durch eine Schubdüse, in der ein Flammenstabilisator bekannter Bauart angeordnet ist; dabei dient eine hohle Strebe des Stabilisators als Zuleitungskanal, um den Stabilisator mit einer Zündflamme zu versorgen; Fig. 2 ist ein vergrößerter Schnitt durch die hohle Strebe nach der Schnittlinie 2-2 in Fig. i; Fig. 3 ist ein Ans@.icht, die der Fig. 2 entspricht, aller eine abgeänderte Ausführungsform der Erfindung darstellt; Fig. 4 ist ein Querschnitt nach der Linie 4-4 der Fig. 3 ; Fig.5 ist eine vergrößerte Teilansicht einer weiteren Abwandlung.In the drawings, Fig. I. Is a cross section through a thrust nozzle, in which a flame stabilizer of known type is arranged; a hollow strut of the stabilizer as a feed channel to the stabilizer with a To supply pilot light; Figure 2 is an enlarged section through the hollow strut along the section line 2-2 in Fig. i; Fig. 3 is a view that corresponds to Fig. 2, all represent a modified embodiment of the invention; Fig. 4 is a cross section along the line 4-4 of FIG. 3; Fig. 5 is an enlarged partial view of another Modification.

In der Konstruktion der Fig. i und 2 wird der Stabilisator ii von drei Streben 13, 14 und 15 getragen. Die Befestigung an der Wand der. Schubdüse geschieht durch Schrauben 17, die in Muttergewinde in Verstärkungen iS an dem geschlossenen äußeren Ende der Streben eingreifen. Wie speziell die Fig. 2 erkennen läßt, besteht der Stabilisator aus einem Gehäuse, das sich in Richtung der Strömung' erweitert, strömungsaufwärts aber ein geschlossenes Ende i9 .aufweist, das von einem Kranz wirbeleinleitender Schaufeln 2o umgeben ist. Die Zündeinrichtung hat die Gestalt einer Zündkerze 22, die durch die Schubdüsenwand gerade in das Innere einer der Streben 13 hineinragt und dort irgendeiner Form eines Zündbrennstoffzerstäubers zugeordnet ist, der bei 23 angedeutet ist. Offensichtlich können die Zündkerze und der Brennstoffzerstäuber durch einen Zündbrenner ersetzt werden, der die Funletionen beider in sich vereinigt.In the construction of FIGS. I and 2, the stabilizer ii of three struts 13, 14 and 15 carried. The attachment to the wall of the. Thrust nozzle happens by screws 17, which are in nut threads in reinforcements iS on the closed engage the outer end of the struts. As specifically shown in FIG. 2, there is the stabilizer consists of a housing that expands in the direction of the flow, upstream, however, has a closed end that is supported by a wreath vortex-introducing blades 2o is surrounded. The ignition device has the shape a spark plug 22 which passes through the nozzle wall straight into the interior of one of the Struts 13 protrudes and there some form of a pilot fuel atomizer is assigned, which is indicated at 23. Obviously, the spark plug can and the fuel atomizer can be replaced by a pilot burner that provides the funletionen both united in themselves.

Das gasförmige Medium, welches z. B. bei Staustrahltriebwerken aus reiner Luft besteht, wird. aus dem Innenraum der Schubdüse der Zündeinrichtung etwa durch ein Loch 24 zugeführt, das in der Vorderkante der Strebe 13 an deren radial äußerem Ende vorgesehen ist, oder. auch durch zwei oder mehrere solche Löcher. Die Strebe kann, wie dargestellt, hohl sein, und das Stabilisatorgehäuse hat dann eine Öffnung 26 an .geeigneter Stelle, durch die die Zündflamme, die durch den Brennstoff aus der Zerstäuberdüse 23 und dem gasförmigen, Luft enthaltenden Medium, das der Zündeinrichtung 22 zugeführt wird, gebildet wird, dem Innern des Stabilisatorgehätzses zugeleitet wird, um in diesem die Anlaßfliamme in Betrieb zu setzen.The gaseous medium, which z. B. in ramjet engines is pure air. from the interior of the nozzle of the ignition device, for example fed through a hole 24 in the front edge of the strut 13 at the radial outer end is provided, or. also through two or more such holes. the Strut can be hollow, as shown, and the stabilizer housing then has one Opening 26 at a suitable point through which the pilot flame, which is caused by the fuel from the atomizer 23 and the gaseous, air-containing medium that the Ignition device 22 is supplied, is formed, the interior of the Stabilisierungsgehätzes is supplied in order to put the starting flame into operation in this.

Erforderlichenfalls. kann man zwischen dem Loch oder den Löchern 24- in der Strebe und der Zündeinrichtung 22 ein Prallblech 28 anordnen, das das der Zündeinrichtung zugeführte gasförmigeMedäum in Wirbelung versetzt und hierdurch ,die Bildung der Zündflamme unterstützt.If necessary. For example, between the hole or holes 24 in the strut and the ignition device 22, a baffle plate 28 can be arranged which causes the gaseous media supplied to the ignition device to swirl and thereby supports the formation of the pilot flame.

Bei einer solchen Anordnung ist die Zündkerze 22 oder die gesamte Zündeinrichtung in einer relativ kühlen Gegend untergebracht und kann auf diese Weise eine lange Lebensdauer haben, während die Auswahl der Zündeinrichtung nicht so begrenzt ist wie in dem Fall, wenn der Zünder in, den Innenraum des Stabilisatorgehäüses hineinragt.With such an arrangement, the spark plug 22 or all of it Ignition device housed in a relatively cool area and can access this Way have a long service life, while the selection of the ignition device does not is as limited as in the case when the igniter is in, the interior of the stabilizer housing protrudes.

Wie oben erwähnt, kann die Speisung mit Zündbrennstoff für die Anlaßflamme durch .den Zerstäuber 23 erfolgen. Man kann aber wahlweise auch eine gesonderte Zufuhr von Zündbrennstoff zum Stabilisatorgehäuse vorsehen, die von dem Zerstäuber 23 unabhängig ist. Fig. i zeigt eine solche Zuleitung 30 innerhalb der Strebe 14.As mentioned above, the supply of pilot fuel for the starting flame can take place through the atomizer 23. Alternatively, however, a separate supply of pilot fuel to the stabilizer housing can also be provided, which is independent of the atomizer 23. FIG. I shows such a feed line 30 within the strut 14.

Während ferner die Strebe 13 in Fig. 2 so dargestellt ist, daß sie mit dem Stabilisato.rgehäuse durch eine einfache öffnung26 in Verbindung steht, wird in den Fig. 3 und 4 eine andere Vorrichtung für die Zuleitung der Zündflamme zu dem Stabilisatorgehäuse gezeigt. An Stelle der Öffnung 26_ ist 'hier ein kurzes Rohr 32. angeordnet, das die Zündflamme zu der ruhigeren Gegend des Stabilisators hinter seinem geschlossenen Ende i9 bringt.Furthermore, while the strut 13 is shown in Fig. 2 so that they communicates with the stabilizer housing through a simple opening26, 3 and 4, another device for the supply of the pilot flame is shown in FIGS shown to the stabilizer housing. Instead of the opening 26_ there is a short one here Tube 32nd is arranged that carries the pilot flame to the quieter area of the stabilizer behind its closed end brings i9.

Die abgeänderte Ausführungsform nach Fig.3 und 4 hat. verschiedene Elemente mit .der Form nach Fig. i und 2 gemeinsam, weshalb für *,diese Teile auch dieselten Bezugsnünimern gewählt wurden. Der Unterschied liegt hauptsächlich darin, daß die Zündbrennstoffmenge 23 (Fig. 2) hier durch ein Rohr 34 zu einer Verdampfeinrichtung gebracht wird, die als Rohr 36 von L-Form im Innern der Strebe 13 untergebracht ist. Der kurze Schenkel des L-förmigen. Rohres endet unmittelbar vor der Zündeinrichtung 22, während sich sein langer Schenkel der Strömungsrichtung entgegen durch die Strebenwand hindurch erstreckt, so daß er die erforderliche Menge gasförmigen Verbrennungsmediums (Verbrennungsluft) aus der Schubdüse entnehmen kann. Wie man leicht einsieht, wird der durch das Rohr 34 geförderte Brennstoff infolgedessen verdampft -und zur Zündung durch die Zündeinrichtung 22 vorbereitet sein, wenn er die Auslaßöffnung .des L-förmigen Rohres verläßt.The modified embodiment according to FIGS. 3 and 4 has. different Elements with .the shape according to Fig. I and 2 together, which is why for *, these parts too dieselt reference ninimers were chosen. The difference is mainly in that the amount of ignition fuel 23 (Fig. 2) here through a pipe 34 to an evaporator is brought, which is housed as a tube 36 of L-shape inside the strut 13 is. The short leg of the L-shaped. The pipe ends immediately in front of the ignition device 22, while its long leg runs against the direction of flow through the strut wall extends therethrough so that he has the required amount of gaseous combustion medium (Combustion air) can be taken from the exhaust nozzle. As is easy to see, will the fuel conveyed through the pipe 34 consequently evaporates and is ignited be prepared by the ignition device 22 when he the outlet opening .des L-shaped Rohres leaves.

In Fig. 3 und 4 ist angenommen, daß das L-förmi,ge Rohr eine hinreichende Weite hat, um das gesamte gasförmige Medium aufzunehmen, das für die Verbrennung des durch .das Rohr 34 geförderten Brennstoffs notwendig ist. Wenn man will, kann man aber, wie Fig. 5 zeigt, das L-förmige Rohr 36 auch kleiner im Durchmesser halten, um nur einen Teil der für die Verbrennung nötigen Luft aufzunehmen, ünd ihm zur Seite zwei ähnliche L-förmige Rohre 39 anordnen, in die der Brennstoff aus dem Rohr 34 gefördert wird; hierdurch wird zusätzliches gasförmiges Medium in die Nähe der Zündeinrichtung 22 geliefert, um die Verbrennung zu unterstützen.In Fig. 3 and 4 it is assumed that the L-shaped, ge pipe is a sufficient Has space to accommodate the entire gaseous medium required for combustion of the fuel conveyed through .das pipe 34 is necessary. If you want, you can however, as shown in FIG. 5, the L-shaped tube 36 is also kept smaller in diameter, in order to absorb only part of the air required for combustion, and to supply it Place two similar L-shaped tubes 39 into which the fuel from the tube 34 is funded; this means that additional gaseous medium is in the vicinity of the Ignition device 22 supplied to assist the combustion.

Claims

PATENT CLAIM: i. Means for igniting one in one in the exhaust nozzle a flame stabilizer attached to a jet engine to maintain a starting flame, ignited with the fuel to reheat the emerging combustion gases is, characterized in that one of the struts or supports (i3, 14, i5), with which the stabilizer is held in the nozzle, designed as an ignition chamber from which a pilot flame is directed into the interior of the stabilizer and as Tempering flame is used.

2. Device according to claim i, characterized in that in. the strut in the. Near the nozzle wall an igniter (22) and a Pilot fuel supply (23, 34) are arranged and that further passages (24) in the strut wall, preferably provided on the side directed against the gas flow are through which a gaseous medium that is necessary for combustion Contains oxygen, can enter the ignition chamber.

3. Device according to claim 2, characterized by an inlet opening (24) in the front edge of the strut, which lies at the radially outer end, and a baffle plate (28), which is a part the area between Einlaßöffnun.g (24) and ignition device (a2) covers and . the inflowing gaseous medium swirls.

4. Device according to claim 2, characterized in that the pilot fuel conveyed through the pipe (34) and the gaseous medium is fed to the ignition device (22) through a device (36, 37) in which the pilot fuel is exposed to the heat of the pilot flame and thereby is evaporated.

5. Device according to claim 2, characterized in that the passage is designed as an L-shaped tube or tubes (36, 37, 39) whose shorter or shorter legs (37) end near the ignition device (22) while its longer leg (36) extends in the opposite direction to the flow, passes through the front edge of the duct wall and serves here to receive the pilot fuel and / or the gaseous medium conveyed through the tube (34). Attached publications: Swiss patent specification No. 273 506; British Pat. No. 621,789.