DE957701C - Periodisch und mit selbsttätiger Zündung arbeitende Brennkammer - Google Patents

Periodisch und mit selbsttätiger Zündung arbeitende Brennkammer

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DE957701C
DE957701C DENDAT957701D DE957701DA DE957701C DE 957701 C DE957701 C DE 957701C DE NDAT957701 D DENDAT957701 D DE NDAT957701D DE 957701D A DE957701D A DE 957701DA DE 957701 C DE957701 C DE 957701C
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combustion chamber
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vibration
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München Dipl.-Ing. Paul Schmidt
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    • F02C5/00Gas-turbine plants characterised by the working fluid being generated by intermittent combustion
    • F02C5/10Gas-turbine plants characterised by the working fluid being generated by intermittent combustion the working fluid forming a resonating or oscillating gas column, i.e. the combustion chambers having no positively actuated valves, e.g. using Helmholtz effect
    • 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
    • F02K7/04Plants 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 resonant combustion chambers

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine periodisch und mit selbsttätiger Zündung arbeitende Brennkammer für Verbrennung oder teilweise Vergasung von Stoffen, wobei die Brennkammer einen offenen Auslaß und eine Steuerung der Strömung am Einlaß besitzt. Bei Brennkammern dieser Art kann die Steuerung am Einlaß durch bewegliche oder auch durch feste Bauglieder bewirkt werden. In jedem Falle wird die Einströmung möglichst begünstigt und eine Rückströmung möglichst unterdrückt. Die Zündung wird in der Regel von dem entsprechend abgestimmten Betrieb durch eine vom Auslaß der Brennkammer rücklaufende Stoßwelle' selbsttätig bewirkt.
Bei Verbrennungen in einerseits offenen Brennkammern wird angestrebt, eine möglichst vollständige Gleichraumverbrennung mit großer Druckentwicklung zu erhalten. In den Fällen, in denen eine vorteilhafte Gleichraumverbrennung erzielt wird, genügt der damit erreichbare Wirkungsgrad für viele technische Anwendungen noch nicht. Um den Wirkungsgrad weiter zu verbessern, ist eine Verdichtung des Gemisches vor dessen.Entzündung vorteilhaft. Doch erfordern die bekannten
Mittel, die hierfür zur Verfügung stehen, einen so beträchtlichen Bauaufwand, und sie ergeben dazu so unerwünschte Nebenverluste, daß die an sich damit mögliche Erhöhung des Wirkungsgrades einer Brennkammer für viele Fälle noch nicht genügend vorteilhaft ist.
Gemäß der Erfindung wird die Vorverdichtung unter Verwendung eines an sich bekannten, den Ein- und Austritt der Brennkammer umhüllenden
ίο Mantels in der Weise erreicht, daß durch- die aus der Brennkammer austretenden Brenngase eine Luftmenge, die in ihrer Menge mindestens gleich derjenigen der Verbrennungsluft ist, in einem den Ein- und Austritt der Brennkammer umhüllenden, mit gesteuertem Einlaß versehenen Schwingungsraum in. Schwingungen versetzt wird, wobei die Ausdehnung des Schwingungsraumes auf einen Höchstdruck der Luftschwingung am Einlaß des Brennraumes beim Eintritt von Verbrennungsluft in den Brennraum abgestimmt ist.
Durch die Schwingung der Luft wird das Gemisch vor der Verbrennung verdichtet, wodurch sich eine Verbesserung des Wirkungsgrades ergibt. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß durch die Erhöhung des Anfangsdruckes und damit der Gasmenge auch eine beträchtliche Vergrößerung der in einem Gerät mit bestimmten Abmessungen erreichbaren Leistung, also eine bessere Ausnutzung des Rohrquerschnittes, erzielt wird.
In den Fig. 1 bis 6 ist der Gegenstand der Erfindung durch Ausführungsbeispiele veranschaulicht. Fig. ι zeigt eine gerade gestreckte Brennkammer in einem gerade gestreckten Schwingungsraum, und zwar in senkrechter Stellung bei Durchströmung von unten nach oben;
Fig. 2 gibt in mehreren Diagrammen den Verlauf der Drücke über die Zeit hin wieder, die in den gezeigten Querschnitten der Einrichtung nach Fig. ι auftreten; die Lage des bezüglichen Qüer-Schnitts in Fig. 1 entspricht dabei jeweils der Diagrammlinie für 1 ata, d. h. einer Atmosphäre absoluten Drucks; ■
Fig. 3 gibt eine Einrichtung mit kugelförmiger Ausdehnung eines Teiles des Schwingungsraumes wieder, welcher die Brennkammer umhüllt:
Fig. 4 veranschaulicht eine Ausführung mit düsenförmigenTeilstücken des Schwingungsraums; Fig. 5 stellt eine Vorrichtung dar, die mit besonderem Vorteil in strömender Luft zu betreiben ist;
Fig. 6 läßt beispielsweise erkennen, wie die Ausdehnung des Schwingungsraumes in besonderen Fällen durch einfache konstruktive Mittel auf die gewünschten Schwingungsverhältnisse abgestimmt werden kann.
Um die Vorrichtung nach Fig. 1 in Betrieb setzen· zu können, ist an der Brennkammer 1 eine Brennstoffleitung 2 mit einer Düse 3 für den Zündbrennstoff und einer Luftleitung 4 mit einer 'Luftdüse 5 für den Anlaßvorgang angeordnet. Nach Füllung der Brennkammer 1 mit Gemisch aus diesen Leitungen wird das Gemisch durch die Zündkerze 6 entzündet. Bei der Verbrennung ist das Einlaßventil 7 der Brennkammer 1 geschlossen. Nach Abfall des Gasdrucks saugt die Gassäule, die durch den Auslaß 8 der Brennkammer 1 abströmt, frische Verbrennungsluft durch das Ventil 7 ein. Dieser Verbrennungsluft wird durch die Leitung 9 und die Brennstoffdüse 10 eine entsprechende Menge des Betriebsbrennstoffes zugeführt. Nach Auffüllung des Unterdrucks in der Brennkammer ι ist die Füllung mit frischem Gemisch beendet, und das Ventil 7 ist geschlossen. Sodann stellt sich die Zündung des Gemisches ein, die nach Art einer Gleichraumverbrennung verläuft.
In dem Schwingungsraum 11, der sich von dem Luft-Einlaßventil 12 bis zum Auslaß 13 erstreckt, bildet sich sodann eine· Schwingung aus. Dabei ergibt sich eine Strömungsrichtung, wie sie durch die Pfeile 14 und 15 angedeutet ist. Nach einigen Verbrennungsperioden sind Strömungs- und Schwingungsverhältnisse erreicht, die den normalen Betrieb der Einrichtung kennzeichnen.
Die Fig. 2 soll durch Wiedergabe des zeitlichen Verlaufs der Drücke diesen Betrieb veranschauliehen. Für fünf Querschnitte der Einrichtung nach Fig. ι ist der Druckverlauf, vom gleichen Zeitpunkt beginnend, dargestellt. Diese fünf Querschnitte sind: Der im Schwingungsraum 11 unmittelbar am Ventil 12 liegende; der Querschnitt im Schwingungsraum 11, welcher sich in Höhe des Ventils 7 befindet; der Querschnitt in der Brennkammer ι unmittelbar am Ventil 7; der Querschnitt in Höhe des Auslasses 8 der Brennkammer 1; der Querschnitt am Auslaß 13 des Schwingungsraumes. Die Diagramme sind in Fig. 2 so angeordnet, daß in jedem Diagramm die Linie für Atmosphärendruck, also für ι ata, in Höhe des betreffenden Querschnitts der Einrichtung nach Fig. 1 liegt.
Der zeitliche Druckverlauf des Brenngases, der sich am Ventil 7 und Auslaß 8 des Brennraums 1 einstellt, ist in Fig. 2 durch Kurven mit großer Strichstärke hervorgehoben. Dem Verlauf des Drucks sind oszillographische Aufnahmen an einer Brennkammer mit zylindrischem Querschnitt zugründe gelegt. Die Grundlage, auf welche der Erfindungsgedanke aufbaut, ist somit durch praktische Versuche gegeben. In dem Diagramm für ■ den Querschnitt am Ventil 7 ist auch der Druckverlauf angegeben, wie er sich dort in dem Schwingungsraum einstellt. Diesen Druckverlauf zeigt die Kurve mit kleinerer Strichstärke. Es ist erkennbar, daß dieser Druckverlauf in dem Gebiet, welches mit 16 bezeichnet ist, zu einem höheren Druck führt, als er zu dieser Zeit innerhalb der Brennkammer 1 in der Nähe des Ventils 7 besteht. Dabei liegen diese Drücke oberhalb der atmosphärischen Linie. Beim Betrieb einer Brennkammer ohne einen erfindungsgemäß umhüllenden Schwingungsraum besteht demgegenüber, ein Unterdruck im Brennraum, der im Verlaufe des Einströmens bis zu erheblichen Druckabsenkungen führt.
In dem mit 16 bezeichneten Gebiet des Druckverlaufs in Fig. 2, und. teilweise darüber hinaus, ist durch eine strichpunktierte Kurve der Anteil des Drucks wiedergegeben, welcher sich durch die
Beeinflussung der Luft im Schwingungsraum ii bei der vorausgegangenen Ausströmung der Brenngase im Gebiet \y des Diagramms für den Querschnitt am Auslaß 8 ergibt. Ferner ist in dem mit i6 bezeichneten Gebiet durch eine gestrichelte Linie zusätzlich noch der Anteil des Drucks wiedergegeben, welcher von der Reflexion des mit i8 bezeichneten Druckbereichs am geschlossenen Ventil 12 des Schwingungsraums ii herrührt. Die gestrichelte Linie stellt die Summe dieser Teildrucke von ij und i8 dar. Durch Abströmen von Luft in die Brennkammer ι wird der Gesamtdruck um ein der abfließenden Luftmenge entsprechendes Maß verringert, was durch die schwach gezeichnete Druckkurve zum Ausdruck kommt.
Die Abstimmung der Ausdehnungen, insbesondere der Längenausdehnungen des Schwingungsraums ergibt sich in den Regelfällen gemäß der Prinzipanordnung nach Fig. 1. Dies folgt daraus, daß die absolute Temperatur der Füllung in der Brennkammer 1 im Mittel viermal höher ist als die absolute Temperatur der in dem Schwingungsraum 11 befindlichen Luft. Die Geschwindigkeit der Fortpflanzung von Druckwellen verhält sich im wesentlichen, wie sich die Quadratwurzeln aus den absoluten Temperaturen zueinander verhalten. Somit ergibt sich, daß im vorliegenden Fall die Zeiten für die Wellenfortpflanzung in Luft ungefähr halb so groß sind wie diejenigen für den Inhalt einer Brennkammer. Dementsprechend ergeben sich die für den Schwingraum maßgebenden Längen zu praktisch ganzzahligen Vielfachen der Länge der Brennkammer. Dies gestattet einfache, in gerader Erstreckung auszuführende Konstruktionen, weshalb eine solche der Fig. 1 und 2 zugrunde gelegt ist.
Für viele Fälle ist es deshalb vorteilhaft, wenn der Einlaß des Schwingraums am Anfang eines gestreckten etwa rohrförmigen Raumes so weit vom Einlaß des Brennraums angeordnet ist, daß die Rückkehr der Druckwellen vom periodisch geschlossenen Einlaß des Schwingungsraums zum Einlaß des B renn raum s auf die Zeiten abgestimmt ist, innerhalb welcher der Eintritt von Ve.rbrennungsluft in den Brennraum erfolgt.
Der Druckverlauf im Querschnitt des Auslasses 13 vom Schwingungsraum 11, der im oberen Teil von Fig. 2 durch eine Kurve mit geringer Strichstärke wiedergegeben ist, zeigt nur verhältnismäßig geringe Schwankungen. Außerdem zeigt es sich, daß dieser Verlauf fast insgesamt oberhalb der atmosphärischen Linie liegt. Dies ist die Folge der Füllung des Brennraums 1 mit Gemisch erhöhten Drucks und gibt ein anschauliches Bild von der Erhöhung des Wirkungsgrades durch die von einem erhöhten Druck ausgehende Verbrennung.
Der Gedanke der Erfindung besteht in wesentlichem Maße darin, einen Teil der Verbrennungsenergie zu einer Erhöhung des Drucks der zu verbrennenden Gemischmenge zu benutzen. Die Erhöhung des Anfangsdrucks des Gemisches führt zu einem besseren Wirkungsgrad der Verbrennung. Diese Verbesserung des Wirkungsgrades führt wieder zu einer weiteren Erhöhung des Anfangsdrucks im Gemisch. Es ergibt sich somit ein ahnliches Spiel der Energien, wie es sich bei Stromerzeugern in Form der Magnetisierung zeigt,, die von der remanenten Magnetisierung selbsttätig zu starken Magnetfeldwerten führt. Für den vorliegenden Fall ist es außerdem von Bedeutung, daß die Übertragung von Energie durch die unmittelbare Anwendung von Druckwellen erfahrungsgemäß mit hohem Wirkungsgrad verläuft.
Zur Erzielung hoher Verbrennungsdrücke ist es günstig, wenn zum Einsaugen von Luft durch das Ventil am Anfang eines Schwingungsraumes nur geringe Unterdrücke erforderlich sind. Dies ist in einfacher Weise dadurch zu erreichen, daß der Einlaß des Schwingungsraums am' Umfang eines kugelförmigen Raumes um den Einlaß des Brennraums derart angeordnet ist, daß die Rückkehr der Druckwellen vom periodisch geschlossenen Einlaß des Schwingungsraums zum Einlaß des Brennraums auf die Zeiten abgestimmt ist, innerhalb welcher der Eintritt von Verbrennungsluft in den Brennraum erfolgt.
In der Fig. 3 ist eine derartige Anordnung beispielsweise dargestellt. Die Brennkammer 19 ist mit der Brennstoffleitung 20 für den Betriebsbrennstoff und den Leitungen 21 und 22 für Brennstoff-Luft-Gemisch zum Anlassen mittels Zündung durch die Kerze 23 versehen. Mit 24 ist das Einlaßventil der Brennkammer 19 bezeichnet. Der Schwingungsraum 25 hat um den Einlaß der Brennkammer herum eine kugelförmige Raumausdehnung 26, an deren Umfang der gesteuerte Einlaß 27 für den Schwingungsraum angeordnet ist. Die Entfernung des Umfangs. der kugelförmigen Raumausdehnung 26 vom Ventil 24 ist schwingungstechnisch derart abgestimmt, daß die Rück- kehr der Druckwellen vom periodisch geschlossenen Einlaß des Schwingungsraums zum Einlaß des Brennraums während des Eintritts von Verbrennungsluft in den Brennraum erfolgt. In dem Raum 26 findet eine dreidimensionaleRaumschwingung statt, die für den vorliegenden Fall noch den Vorteil mit sich bringt, daß die Höhe des Drucks im Zentrum des Raums besonders hoch wird. Somit führt dieser Anteil der Drucksteigerung vor dem Ventil 24, der in Fig. 2 des näheren dargestellt ist, zu besonders hohen Werten.
Hinsichtlich der in den Schwingungsraum ein-. geführten Luftmenge ist es vorteilhaft, wenn die Querschnittsausdehnung und der gesteuerte Einlaß des Schwingungsraums so groß ausgeführt sind. daß durch seinen Einlaß mindestens eine doppelt so große Luftmenge eingesaugt wird, wie sie in dem Brennraum verbrannt wird. Bei der Durchströmung verhältnismäßig kleiner Luftmengen durch den Schwingungsraum ist zwar theoretisch iau die höchste Drucksteigerung zu erzielen., jedoch erhalten dann die hin- und herlaufenden Welle» zwangläufig große Unstetigkeiten. Diese sind strömungstechnisch ungünstig, da sie die Stetigkeit der Ausströmung aus dem Schwingungsraum i^j erheblich stören und dadurch die weitere Aus-
nutzung der erzeugten Energie beeinträchtigen. Auch führen die bei verhältnismäßig kleinen Luftmengen entstehenden sehr starken Verdichtungsstöße infolge der dabei unvermeidlichen, verhältnismäßig starken Erhöhung des Wertes der Entropie zu unmittelbaren Verlusten an mechanischer Energie. Diese energetisch ungünstigen Verhältnisse treten wesentlich zurück, wenn die Masse der in den Schwingungsraum eingesaugten Luft ίο wesentlich über die zur Verbrennung erforderliche Masse erhöht wird. ·.'
Die ^ig. 4 veranschaulicht beispielsweise eine Einrichtung, bei welcKer der Teil des Schwingungsraums, welcher das Einlaßventil des Brennraums umhüllt, wenigstens nach einer Richtung düsenförmig ausgebildet ist. Bei der Einrichtung nach Fig. 4 ist 'eine düsenförmige Ausbildung sowohl in Richtung zum Brennraumauslaß wie auch in der entgegengesetzten Richtung dargestellt. In der Fig. 4 ist der Brennraum mit 28 und sein Einlaßventil mit 29 bezeichnet. Er ist im übrigen mit den gleichen Bauelementen zum Anlassen und zur Brennstoffversorgung im Betrieb versehen wie die vorher dargestellten Einrichtungen. Der a5 Schwingungsraum 30 hat das Einlaßventil 31. Seine besondere düsenartige Ausbildung tritt durch die Teile 32 und 33 hervor. Durch diese Teile ist eine Düsenwirkung derart zu erzielen, daß die Strömungsvorgänge in erwünschtem Sinne beeinflüßt werden. Die Zuströmgeschwindigkeit von dem Ventil 31 in den Schwingungsraum 30 hinein wird durch die Düse 33 auf mäßige Geschwindigkeiten verzögert, unter Bildung eines verhältnismäßig großen Raumes um das Ventil 29 herum. In gleicher Weise wirkt die Düse 32, die bei einer mäßigen Geschwindigkeit in dem Raum zwischen den Düsen eine Steigerung der Geschwindigkeit am Auslaß der Brennkammer 28 ergibt.
Zwecks Erzielung eines hohen Drucks der Gemischfüllung ist es ferner vorteilhaft, daß der Querschnitt des Raumes für die Aufnahme des Gemisches und der Strömungsquerschnit.t des Ventils der Brennkammer größer ausgeführt sind als der dem Gemischraum der Brennkammer folgende Ausströmquerschnitt für die Brenngase. Eine Ausführungsform dieser Art enthält die Fig. 4. Das Ventil 29 legt bei der Lufteinströmung einen Querschnitt frei, welcher größer ist als der mit bezeichnete engste Querschnitt der Brennkammer 28. Der Raum der Brennkammer 28, welcher zur Aufnahme des Gemisches dient, hat erkennbar einen wesentlich größeren Querschnitt, als er bei angeordnet ist. Der Vorteil dieser Ausbildung der Einrichtung besteht in einem nur unwesentlichen Druckabfall bei Füllung der Brennkammer mit Gemisch durch Einströmen von Luft aus dem Schwingungsraum 30. Dadurch wird vermieden, daß der Wirkungsgrad der Verbrennung bereits durch eine wesentliche Druckabsenkung bei der Einführung der Verbrennungsluft gemindert wird. Doch ist es erforderlich, den an den Füllraum anschließenden Teil der Brennkammer wenigstens in seinem Anfang mit erheblich kleinerem Querschnitt auszuführen, damit eine selbsttätige Zündung des Gemisches erzielt wird. Die Anordnung eines genügend kleinen Querschnitts, der eine genügend hohe Druckabsenkung bewirkt, wird im allgemeinen durch einen entsprechend kleinen Öffnungsquerschnitt des Ventils der Brennkammer herbeigeführt, gelegentlich auch durch zusätzliche Dros-Seieinrichtungen oder eine entsprechende Begrenzung der Brennkammer. Doch führen diese Maßnahmen stets zu einer unvorteilhaften, erheblichen Verringerung des Drucks innerhalb des eingeführten Gemisches.
Zur Förderung einer günstigen Ausströmung aus dem Schwingungsraum ist es dienlich, daß anschließend an den Auslaß des Brennraums eine Düse des Schwingungsraums angeordnet ist, die auf die Periodenzahl der Verbrennungen und die Schwingungen in dem Schwingungsraum abgestimmt ist. Durch die Abstimmung der Schwingungen innerhalb einer Auslaßdüse sind die Schwingungen innerhalb des gesamten Schwingungsraums, insbesondere bei Änderungen in den äußeren Bedingungen, unter dem die Einrichtung arbeitet, zu stabilisieren. Somit kann auf diese Weise die Einrichtung weitgehend unabhängig von sich ändernden, außerhalb der Einrichtung liegenden Bedingungen gemacht werden.
Die Fig. 5 zeigt eine Weiterbildung der Erfindung für Einrichtungen, die in strömender Luft vorteilhaft zu betreiben sind. Neben der Anordnung der Brennkammer 35 mit ihrem Ventil 36, dem Schwingungsraum 37 mit seinem Ventil 38 ist ein langgestreckter Hüllraum 39 vorgesehen. Die Brennkammer 35 enthält im übrigen, wie erkenntlich, alle diejenigen Mittel, welche für ihren Start und Betrieb erforderlich sind. Der Betrieb der Einrichtung in strömender Luft macht die gesonderte Anordnung eines Hüllraums deshalb vorteilhaft, weil damit ein Ausgleich zwischen der stetigen Strömung der Luft außerhalb der Einrichtung und der periodischen Entnahme von Luft durch die Einrichtung herbeigeführt werden kann. Zu diesem Zweck ist es vorteilhaft, daß zur Aufnahme der Luftströmung ein langgestreckter HuJiraum angeordnet ist, der den Schwingungsraum umschließt und an seinem über den Schwingungsraum entgegengesetzt zur Strömungsrichtung hinausführenden offenen Einlaß mit einer kleineren öffnung versehen ist, als sie der Auslaß der gesamten Gase besitzt, wobei die Querschnittsverengung an seinem Einlaß auf eine so.hohe Luftgeschwindigkeit abgestimmt ist, daß zum Einlaß rücklaufende Druckwellen aus dem Hüllraum keinen Rückstau der Einströmung ergeben. Es ist zur Erzielung einer stetigen Einströmung und einer teilweisen Umformung der kinetischen Energie der stetigen Strömung in potentielle Energie erforderlieh, den Einlaß des Hüllraums auf die stetige Luftgeschwindigkeit dadurch abzustimmen, daß in einem anschließenden Leitungsteil, der in Fig. 5 mit 40 bezeichnet ist, die rücklaufenden Druckwellen in bekannter Weise aufgefangen werden. Es stellt sich sodann innerhalb des Hüllraums 39, ein
nur schwach schwankender Druck ein, während am Einlaß des Hüllraums eine stetige Strömung besteht. Sofern die stromende Luft Überschallgeschwindigkeit hat, ist am Einlaß des Hüllraums z.B. ein Schrägstoß verdichter zweckmäßig anzuordnen, wobei gleichartige Bedingungen für die Umströmung der Einrichtung und für ihren Betrieb zu erzielen sind.
Die Fig. 6 zeigt eine Einrichtung für Betriebs-Verhältnisse, die andere Temperaturverhältnisse zwischen Brenngas und Luft haben, als sie bei den bisher dargestellten Einrichtungen vorausgesetzt sind. Falls die absolute Temperatur der Brenngase erheblich höher ist als das Vierfache der absoluten Lufttemperatur, dann ist es zwecks Abstimmung der Schwingungen erforderlich, die Längenausdehnungen des Schwingungsraums kürzer zu halten. Hierzu gibt die Fig. 6 eine Ausführungsform. Es ist erkenntlich, daß die Brennkammer 41 bogenförmig ausgeführt ist, während der Schwingungsraum von dem Einlaßventil 42 bis zum Auslaß 43 der Brennkammer geradlinig verläuft. Dadurch wird erreicht, daß auch bei sehr hohen, vorteilhaften mittleren Temperaturen in der Brennkammer die Schwingungsverhältnisse so abzustimmen sind, wie sie beispielsweise in dem Diagramm der Fig. 2 zur Darstellung kommen.
Es ist nach dem Stande der Technik unerläßlich, die fraglichen Schwingungsverhältnisse in einzelnen Fällen versuchsmäßig besonders abzustimmen, weil es nicht möglich ist, die Temperatureigenschaften allgemeingültig anzugeben, und weil die Schwingungsverhältnisse in Lufträumen, die unter Entwicklung größerer Druck- und Geschwindigkeitsamplituden verlaufen, noch nicht allgemeingültig beschrieben sind. Wie die Erfahrung zeigt, ist die erforderliche Abstimmung aber mit Hilfe . praktisch durchzuführender Ermittlungen möglich, so daß für den Fachmann einebrauchbare Methode zur Durchführung der erfindungsgemäß anzuordnenden Regeln gegeben ist.

Claims (8)

PATENTANSPRÜCHE:
1. Periodisch und mit selbsttätiger Zündung arbeitende Brennkammer für Verbrennung oder teilweise Vergasung von Stoffen, mit offenem Auslaß und gesteuertem Einlaß, die mit einem den Ein- und Austritt der Brennkammer umhüllenden Mantel umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, daß durch Anordnung eines gesteuerten Einlaßorgans (12) am Mantel ein Schwingungsraum (11) gebildet wird und daß durch die aus der Brennkammer austretenden Brenngase eine Luftmenge, die in ihrer Menge mindestens gleich derjenigen der Verbrennungsluft ist, in dem Schwingungsraum in Schwingungen versetzt wird, wobei die Ausdehnung des Schwingungsraums auf einen Höchstdruck der Luftschwingung am Einlaß (7) des Brennraums abgestimmt ist.
2. Periodisch und mit selbsttätiger Zündung arbeitende Brennkammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß (12) des j
Schwingungsraums (ι ι) am Anfang eines gestreckten etwa rohrförmigen Raumes so weit vom Einlaß (7) des Brennraums (1) angeordnet ist, daß die Rückkehr der Druckwellen vom periodisch geschlossenen Einlaß (12) des Schwingungsraums (11) zum Einlaß (7) des Brennraums (1) auf die Zeiten abgestimmt ist, innerhalb welcher' der Eintritt von Verbrennungsluft in den Brennraum· (1) erfolgt.
3. Periodisch und mit selbsttätiger Zündung arbeitende·Brennkammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß (27) des Schwingungsraums (25) am Umfang (27) eines kugelförmigen · Raumes (26) um den .Einlaß (24) des Brennraums (19) derart angeordnet ist, daß die Rückkehr der Druckwellen vom periodisch geschlossenen Einlaß (27) des Schwingungsraums zum Einlaß (24) des Brennraums (19) auf die Zeiten abgestimmt ist, innerhalb welcher der Eintritt von Verbrennungsluft in den Brennraum (19) erfolgt.
4. Periodisch und mit selbsttätiger Zündung arbeitende Brennkammer nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsausdehnung und der gesteuerte Einlaß (12) des Schwingungsraums (11) so groß ausgeführt sind, daß durch seinen Einlaß (t2) mindestens eine doppelt so große Luftmenge eingesaugt wird, wie sie in dem Brennraum (1) verbrannt wird.
5. Periodisch und mit selbsttätiger Zündung arbeitende Brennkammer nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil (32, 33) des Schwingungsraums (30), welcher das Einlaßventil (29) des Brennraums (28) umhüllt, wenigstens nach einer Richtung düseniörmig ausgebildet ist.
6. Periodisch und mit selbsttätiger Zündung arbeitende Brennkammer nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Raumes für die Aufnahme des Gemisches und der Strömungsquerschnitt des Ventils (29) der Brennkammer größer ausgeführt sind als der dem Gemischraum der Brennkammer (28) folgende Ausströmquerschnitt (34) für die Brenngase.
7. Periodisch und mit selbsttätiger Zündung arbeitende Brennkammer nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß anschließend an den Auslaß des Brennraums (28) eine Düse des Schwingungsraums (30) angeordnet ist, die auf die Periodenzahl der Verbrennungen und die Schwingungen in dem Schwingungsraum (30) abgestimmt ist.
8. Periodisch und mit selbsttätiger Zündung arbeitende Brennkammer nach Anspruch 1 oder folgenden, die in strömender Luft betrieben wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufnahme der Luftströmung ein langgestreckter Hüllraum (39) angeordnet ist, der den Schwingungsraum (37) umschließt und an seinem über den Schwingungsraum (37) entgegengesetzt zur Strömungsrichtung hinaus-
führenden offenen Einlaß (40) mit einer kleineren öffnung versehen ist, als sie der Auslaß der gesamten Gase besitzt, wobei die Querschnittsverengung an seinem Einlaß auf eine so hohe Luftgeschwindigkeit abgestimmt ist, daß zum Einlaß rücklaufende Druckwellen aus dem Hüllraum (39) keinen Rückstau der Einströmung ergeben.
In Betracht gezogene Druckschriften: Schweizerische Patentschrift Nr. 255 806; USA.-Patentschriften Nr. 2 639 580, 2 612 748.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
© 609 579/265 8.56 Γ609 782 1. 57)
DENDAT957701D Periodisch und mit selbsttätiger Zündung arbeitende Brennkammer Expired DE957701C (de)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1089591B (de) * 1958-01-30 1960-09-22 Schmidt Paul Einrichtung zum Vorverdichten der Verbrennungsluft von periodisch arbeitenden Brennraeumen
DE1133186B (de) * 1959-11-12 1962-07-12 Schmidt Paul Verfahren zum Erzeugen von Druckluft- und Waermeenergie, vorzugsweise in einer Dampfkraft-Druckluft-Anlage

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