NO330371B1 - Stromningslegeme og forbrenningsanordning utstyrt med et slikt stromningslegeme. - Google Patents

Description

Strømningslegeme og forbrenningsanordning utstyrt med et slikt strømnings-legeme

Oppfinnelsen vedrører et strømlinjeformet legeme i henhold til innledningen i krav 1 for å påvirke dynamikken til en strøm og anvendelser av dette strømlinjeformede legeme. Oppfinnelsen vedrører videre en anordning for å brenne en brenselblanding, omfattende et slikt strømlinjeformet legeme og anvendelse av denne anordningen.

Strømningslegemer eller avbøyningselementer brukes i forskjellige tekniske områder for å avlede strømmer eller for å påvirke deres dynamikk. Innen forbrenningsteknologi er det for eksempel kjent å forbedre fordelingen av en brenselblanding som skal brennes inne i et reaksjonskammer ved å plassere en deflektorflate i blandingens strømningsret-ning. En deflektorflate av denne type brukes i WO 99/24756 for å avlede blandingen som skal brennes ut av sin opprinnelige innstrømningsretning og fordele den så symmetrisk som mulig inne i reaksjonskarnmeret, hvilket fremmer blanding av de individuelle komponenter i brenselblandingen, og det oppnås følgelig en rask og fullstendig forbrenning av denne. Dette skriftet foreslår at det som deflektorflate brukes koniske eller pyra-midale overflater med spisser som peker i retningen for den innstrømmende blanding.

En ulempe ved en deflektorflate av denne type er at, på grunn av retardasjonen av komponentene i brenselblandingen som er forbundet med avledningen, og på grunn av den delvise refleksjon av disse komponenter tilbake i retningen for innstrømningsåpningene, det ikke er mulig å oppnå den ønskede homogene strøm for den brennbare blanding som akselererer i retning av reaksjonskammerets utløpsåpning.

Videre beskriver DE 21 53 817 OS en brenner for å brenne avfallsmaterialer, hvor avfallsmaterialene sammen med luft som tilføres trinn for trinn kommer inn i et for-brenningskammer hvor det er et såkalt glødehode. Dette glødehodet har en konisk form og er anordnet med sin tupp pekende i retningen for den innstrømmende blanding som skal brennes, og koaksialt med aksen i forbrenningskammeret. Dette glødehodet har en temperatur på 1200 til 1400°C og forårsaker forbrenning av uforbrente komponenter i avfalsmaterialet, så som for eksempel faste partikler som er vanskelig å brenne. Dette glødehodet kan også være i form av en ring.

Et glødehode av denne type i henhold til DE 21 53 817 OS har en negativ effekt på strømningsdynamikken i forbrenningskammeret av de årsaker som er nevnt ovenfor. Med utgangspunkt fra dette sett av problemer setter den foreliggende oppfinnelse seg fore å tilveiebringe et strømlinjeformet legeme som generelt har en positiv innvirkning på dynamikken i en strøm, for forskjellige anvendelser, og som særlig gjør det mulig å jevne ut strømmen og regulere strømningshastigheten. Det strømlinjeformede legemet er særlig ment til bruk ved forbrenning av en brenselblanding.

Denne hensikten oppnås i henhold til oppfinnelsen ved hjelp av de trekk som er angitt i krav. 1. En forbrenningsinnretning i henhold til oppfinnelsen er beskrevet i krav 16. Anvendelse av det strømlinjeformede legemet og forbrenningsinnretningen i henhold til oppfinnelsen er anført i de respektive anvendelseskrav. Fordelaktige utførelser vil frem-gå av underkravene og den følgende beskrivelse.

Ifølge oppfinnelsen korresponderer den utvendige overflate av det strømlinjeformede legemet i det minste delvis til en symmetrisk rotert bæreflate (airfoil). Med henblikk på den foreliggende beskrivelse betyr uttrykket bæreflate en profil som hovedsakelig korresponderer til oversiden av tverrsnittet av en flyvinge. En symmetrisk rotert bæreflate kan følgelig frembringes ved å rotere en flyvingeprofil rundt sin korde. Det strømlinje-formede legemet i henhold til oppfinnelsen kan da korrespondere fullstendig, eller i det minste delvis, til en symmetrisk rotert bæreflate av denne type. Det kan være fordelaktig å lage det strømlinjeformede legemet med variabel geometri. For dette formål kan det strømlinjeformede legemet bestå av flere deler som er utbyttbare for å tilpasse geometriske parametere, så som diameter eller lengde, til endrede situasjoner. Det er også ten-kelig å konstruere et strømningslegeme som er dynamisk variabelt i sin geometri.

I et fullstendig rotasjonssymmetrisk strømlinjeformet legeme i henhold til oppfinnelsen, med et fluid som strømmer i parallell med rotasjonsaksen, er strømningstidene langs overflaten av det strømlinjeformede legemet like. I en bæreflate er det to stagnasjonspunkter, det fremre stagnasjonspunkt som befinner seg ved den butte ende og det bakre stagnasjonspunkt som befinner seg ved den spisse bakre ende av profilet. Det er fordelaktig å anordne det strømlinjeformede legemet i strømmen på en slik måte at det bakre stagnasjonspunkt befinner seg i den nedstrøms posisjon.

I et arrangement av denne type øker strømningshastigheten under strømning fra det fremre til det bakre stagnasjonspunkt, sammenliknet med strømningshastigheten uten et strømlinjeformet legeme. Enhver løftekraft som opptrer, hvilket er kjent med bæreflate-profiler, opphever hverandre takket være arrangementets symmetri.

Det ovennevnte rotasjonssymmetriske strømlinjeformede legemet i henhold til oppfinnelsen kan videre brukes til å frembringe laminær strømning. På grunn av rotasjons-symmetrien når de fluidpartikler som fortsetter fra det fremre stagnasjonspunkt det bakre stagnasjonspunkt ved den spisse bakre kant av profilet samtidig, slik at det oppnås laminær strømning. Samtidig økes strømningshastigheten over det som oppnås uten et strømlinjeformet legeme ettersom det er en reduksjon i trykk på oversiden (sugesiden) av en bæreflate.

Økningen i strømningshastighet som oppnås ved innføringen av det strømlinjeformede legemet i henhold til oppfinnelsen kan brukes til å generere en sugeeffekt for å akselerere et fluid og/eller partikler som føres av et fluid i strømningsretningen og/eller for å rive med fluid og/eller partikler inn i strømmen (ved å suge dem inn). For eksempel kan tilførselsåpninger for faste partikler som automatisk suges inn i strømmen av suge-effekten nevnt ovenfor være tilveiebrakt oppstrøms.

En annen bruk av et rotasjonssymmetrisk strømlinjeformet legeme i henhold til oppfinnelsen er dets bruk som en støtflate, særlig i et strømmende fluid som fører faste og/eller flytende partikler.

Uttrykket fluid angir et gassformet eller flytende medium eller en blanding av et gassformet og flytende medium. Fluider av denne type kan føre med seg partikler i fastere flytende aggregattilstand. Brenselblandinger består for eksempel ofte av et brennbart fluid som inneholder svært viskøse (flytende) eller faste bestanddeler som er vanskelige å brenne. Forbrenningsgasser som fører med seg forstøvet væske og/eller faste partikler brukes også som en brenselblanding.

Når et fluid som fører med seg faste og/eller flytende partikler møter et rotasjonssymmetrisk strømlinjeformet legeme i henhold til oppfinnelsen avbøyes partiklene i avhengighet av strømningshastigheten og støtet. Dette kan brukes til å forstøve og bryte opp dråper av væske eller svært viskøse partikler som er ført med i fluidet, eller å bryte opp faste partikler. Det er imidlertid også mulig å bruke denne effekten til separasjon. For eksempel kan partikler som avbøyes i den radiale retning henge seg fast på en vegg (eller liknende) og følgelig separeres fra resten av fluidstrømmen.

Det strømlinjeformede legemet i henhold til oppfinnelsen kan også brukes som en varmeveksler. Hvis det er en temperaturgradient i en strømning vil innføringen av et strømlinjeformet legeme i henhold til oppfinnelsen som består av et materiale som leder varme inn i det strømlinjeformede legemet (eller på dets overflate) starte en varme-strømning, idet varmen strømmer fra den varme del av det strømlinjeformede legemet til den kalde del.

Hvis det for eksempel i en forbrenningsprosess frembringes en flamme i en seksjon bak det bakre stagnasjonspunkt på det strømlinjeformede legemet i henhold til oppfinnelsen, varmes det strømlinjeformede legemet opp under forbrenningsprosessen fra det bakre stagnasjonspunkt mot det fremre stagnasjonspunkt. Som et resultat av dette forvarmes brenselblandingen som treffer det fremre stagnasjonspunkt. Ytterligere fordeler oppnås ved å bruke et strømlinjeformet legeme i henhold til oppfinnelsen i en forbrenningsprosess som heretter vil bli beskrevet.

En annen mulig bruk av det strømlinjeformede legemet som er beskrevet er som en strømningsregulator. Strømningsregulatorer regulerer mengden av strøm og hastigheten til strøm av et fluid ved å snevre inn arealet for fluidstrømmen. I konvensjonelle ventiler gjøres dette ved hjelp av et ventillegeme som er inkorporert i strømningsarealet. Innsnevringen resulterer imidlertid ofte i virvler ved ventillegemet, slik at det er vanskelig å måle og styre mengden eller hastigheten av strømmen nøyaktig. Videre er det i tallrike anvendelser ønskelig med en laminær strøm etter ventilen.

Et rotasjonssymmetrisk strømlinjeformet legeme i henhold til oppfinnelsen kan nå brukes på samme måte som et ventillegeme i en strømningsregulator, idet det anordnes med sin rotasjonsakse parallelt med strømningsretningen og med sin skarpe bakre kant nedstrøms foran en ventilutløpsledning med redusert tverrsnitt. Diameteren av det strømlinjeformede legemet er valgt slik at den passer til diameterne av ledningene. Ved å bevege det strømlinjeformede legemet i henhold til oppfinnelsen i strømningsret-ningen kan tverrsnittet av ventilutløpsledningen dekkes på en variabel måte, slik at man regulerer mengden og hastigheten til fluidet som strømmer inn i utløpsledningen. For å stenge av ledningen skyves det strømlinjeformede legemet bortover inntil det får kon-takt med ventilens utløpsledning. Strømmen som går forbi det strømlinjeformede legemet i henhold til oppfinnelsen er laminær og tillater tilfredsstillende måling av strømningsmengden og optimal justering av strømningshastigheten.

En anvendelse hvor de ovennevnte kvaliteter ved det strømlinjeformede legemet i henhold til oppfinnelsen kan brukes i sin fulle utstrekning er ved dets bruk i en forbrenningsprosess hvor en brenselblanding som strømmer gjennom et blande- og reaksjonskammer forbrennes, idet det strømlinjeformede legemet i henhold til oppfinnelsen er anordnet med sin hovedakse inne i kammeret i strømningsretningen.

For optimal funksjon brukes den butte seksjon som det fremre stagnasjonspunkt, og den skarpe bakre kant av profilet brukes som det bakre stagnasjonspunkt på det strømlinje-formede legemet. På den ene side er det mulig å bruke et rotasjonssymmetrisk strøm-ningslegeme som har en rotasjonsakse som forløper parallelt med hovedaksen i blande-og reaksjonskammeret, eller som er lokalisert på dette. Det er imidlertid også mulig å bruke to eller flere halvdeler eller stykker av et slikt strømlinjeformet legeme (med separasjonsflaten eller kanten i hovedsak forløpende langs rotasjonsaksen), og å montere halvdelene av det strømlinjeformede legemet på veggen i kammeret, fordelt rundt dets omkrets.

Når det strømlinjeformede legemet brukes på denne måte oppnås de følgende fordelaktige effekter: 1) Brenselblandingen, som kan inneholde flytende, gassformede og faste bestanddeler, avbøyes når den treffer det strømlinjeformede legemet, hvilket fremmer blandingen av de individuelle komponenter som skal brennes. Flytende bestanddeler forstøves ved støtet, mens faste bestanddeler brytes opp. Dette frembringer initialt turbulens i den fremre del av det strømlinjeformede legemet. Samlet kan dette øke oppholdstiden for brenselkomponentene og fremme deres blanding i kammeret. 2) Samtidig jevnes strømningen ut nedstrøms langs det strømlinjeformede legemet. Blandingen akselereres i området for det strømlinjeformede legemet, idet hastighetsvektorene i nærheten av det strømlinjeformede legemet forløper parallelt med dette, og deres størrelse øker initialt ettersom den radiale avstand øker, for igjen å minke mot de ytre grenseflater (eksempelvis veggen i kammeret). Samlet sett oppnås det, etter strømming rundt det strømlinjeformede legemet, en laminær strømning. Ved en utløpsåpning fra blande- og reaksjonskammeret antennes brenselblandingen, og det fremkommer en flamme nær utløpsåpningen. Det er essensielt ikke å frembringe noen tilbakestrømning av brenselblandingen eller forbrenningsprodukter motsatt retningen av utløpsåpningen, særlig for å hindre tilbakeslag av flammen. Det strømlinjeformede legemet i henhold til oppfinnelsen akselererer strømningen av brenselblandingen mot utløpsåpningen, slik at forbrenningsproduktene forlater kammeret gjennom utløpsåpningen ved en høy hastighet (som nærmer seg eller er høyere enn lydhastigheten), hvilket resulterer i en sugeeffekt som bidrar til tilførselen av komponentene i brenselblandingen inn i kammeret. 3) Til slutt, når det brukes på denne måte, virker det strømlinjeformede legemet i henhold til oppfinnelsen som en varmeveksler når det strømlinjeformede legemet varmes opp mot det fremre stagnasjonspunkt, med utgangspunkt fra det bakre stagnasjonspunkt som er nærmest forbrenningens flamme. I permanent operasjon kan det strømlinjeformede legemet følgelig brukes som en varmeveksler som forvarmer de innkommende komponenter i brenselblandingen. Dette bidrar til forstøving og fordamping av væskekomponenter, oppbryting og sublimering av faste komponenter, og generelt forvarming av brenselblandingen, hvilket særlig reduserer viskositeten til høyviskøse komponenter som er vanskelige å brenne. Som et resultat av denne effekten økes forbrenningshastigheten, og det bidras til fullstendig forbrenning av selv de komponenter som ikke lett brenner i blandingen. Dette øker brennerens ytelse vesentlig (varmeytelse), slik at mer brensel kan brennes i den samme tidsperiode.

Ideelt sett er et rotasjonssymmetrisk strømlinjeformet legeme anordnet med sin rotasjonsakse langs aksen i reaksjonskammeret, idet det bakre stagnasjonspunkt (skarp bakre kant av profilet) er rettet mot kammerets utløpsåpning. Det er fordelaktig å anordne den nær utløpsåpningen, mens innsnevringen som frembringes i området ved utløpsåpningen kan justeres ved å endre posisjonen av det strømlinjeformede legemet slik at det sistnevnte i tillegg funksjonerer som en strømningsregulator.

Det strømlinjeformede legemet kan for eksempel holdes av den (sylindriske) vegg av kammeret ved hjelp av tynne, holdende lekter. En seksjonsvis konstruksjon er også fordelaktig, slik at individuelle komponenter av det strømlinjeformede legemet kan byttes ut for å optimalisere forbrenningsprosessen. For eksempel kan det strømlinje-formede legemet deles opp i en fremre, midtre og bakre seksjon, idet de geometriske parametere kan varieres ved å bytte ut disse seksjoner. For å måle parameterne i forbrenningsprosessen og egenskapene til selve det strømlinjeformede legemet kan sensorer og måleledninger innføres på eller i det strømlinjeformede legemet fra utsiden ved hjelp av de ovennevnte holdende lekter. Dette gir enkel adgang til det indre av blande- og reaksjonskammeret.

De fordeler som er beskrevet ovenfor kan oppnås med en anordning i henhold til oppfinnelsen for brenning av en brenselblanding, hvilken omfatter et blande- og reaksjonskammer, og et strømlinjeformet legeme som er arrangert med sin hovedakse inne i kammeret i strømningsretningen. Formen til blande- og reaksjonskammeret kan i bunn og grunn velges fritt, den kan for eksempel være en enkel sylindrisk form.

Det er fordelaktig at den ovennevnte forbrenningsanordning omfatter et blande- og reaksjonskammer som smalner av nedstrøms for deretter igjen å utvides i tverrsnitt, slik at en hals utgjør punktet med det smaleste tverrsnitt. Det strømlinjeformede legemet er passende anordnet foran halsen i strømningsretningen i en geometrisk konfigurasjon av denne type. Det har vist seg særlig fordelaktig å ha en geometrisk form hvor blande- og reaksjonskammeret har en sylindrisk nedre seksjon, ved siden av hvilken det er en konisk avsmalnende seksjon, mens den tilgrensende halsen som dannes på denne måte er et hode med en hyperboloideliknende form med et utvidende tverrsnitt som i seg selv ender i en utløpsåpning. Sammen med det strømlinjeformede legemet som er anordnet i blande- eller reaksjonskammeret kan en anordning av denne type brukes til å oppnå optimal regulering av alle forbrenningsparameterne som påkrevd, særlig for brenning av brensler med forskjellige sammensetninger, særlig med høyviskøse komponenter.

Den beskrevne anordning er egnet til bruk som brennere, dvs. for oppvarming av et volum som er anordnet nedstrøms denne, eller til bruk som en fremdriftsenhet, dvs. for frembringelse av skyvkraft.

Oppfinnelsen vil nå bli forklart i nærmere detalj med henvisning til utførelser som er vist på tegningene. Figur 1 viser det strømlinjeformede legemet i henhold til oppfinnelsen med en rotasjonssymmetrisk form. Figur 2 viser den bæreflate som er basis for geometrien for det strømlinjeformede legemet i henhold til oppfinnelsen. Figur 3 viser en mulig bruk av det strømlinjeformede i henhold til oppfinnelsen i en forbrenningsprosess i et blande- og reaksjonskammer. Figur 4 viser trajektoriene for en fluidstrøm i blande- og reaksjonskammeret som er vist på figur 3 under forbrenningsprosessen.

Figur 5 viser et riss som likner figur 4.

Figur 6 viser Mach-tallene i halsen av blande- og reaksjonskammeret fra figur 4 og 5. Figur 7 viser hastighetsvektorene i den øvre del av et blande- og reaksjonskammer som vist på figur 4 og 5.

Figur 8 viser et riss i henhold til figur 7, med en høyere oppløsning.

Figur 1 viser i et tredimensjonalt riss et strømlinjeformet legeme 1 i henhold til oppfinnelsen med sine to stagnasjonspunkter 2 og 3. Det strømlinjeformede legemet 1 er et rotasjonssymmetrisk i form, og svarer i dette eksempel hovedsakelig til en symmetrisk rotert bæreflate. Fra et fluidteknisk synspunkt er et fordelaktig arrangement et hvor stagnasjonspunktet 2 brukes som det fremre stagnasjonspunkt, og stagnasjonspunktet 3 brukes som det bakre stagnasjonspunkt, dvs. at strømmen går fra det fremre stagnasjonspunkt 2 til det bakre stagnasjonspunkt 3. Figur 2 viser et eksempel på en bæreflate 15 med en overside 11 og en underside 12, et fremre stagnasjonspunkt 2 og et bakre stagnasjonspunkt 3, så vel som en profilkorde 13 og en senterlinje 14. Når en bæreflate 15 av denne type roteres rundt profilkorden 13 frembringes overflaten av et strømlinjeformet legeme 1 i henhold til oppfinnelsen, for eksempel som vist på figur 1. Som det sees av figur 2, når bæreflaten roteres, er kun oversiden 11 viktig for geometrien, slik at det rotasjonssymmetriske strømlinjeformede legemet også kan frembringes ved å rotere oversiden 11 av bæreflaten (eller et tverrsnitt av en flyving) rundt profilkorden 13. Figur 3 viser en fordelaktig utførelse av en anordning i henhold til oppfinnelsen for brenning av brensler med et strømlinjeformet legeme som beskrevet ovenfor. Denne figuren viser et blande- og reaksjonskammer 4 hvor den nedre seksjon 5 er sylindrisk i form, og som initialt smalner av konisk oppover i seksjon 6. Kammerets tverrsnitt er ved sitt minste i halsen 9, og fra dette punkt og videre øker det igjen i størrelse i hodet 7. Kammerets hode 7 har en hyperboloideliknende form. Kammerets 4 utløpsåpning er angitt med 8.1 basisen i kammeret 4 er det tilførselsledninger 5 for bestanddelene i blandingen som skal brennes, så som for eksempel gassformet og/eller flytende og/eller fastbrensel, luft og/eller en ytterligere eller annen oksidant og eventuelt vann og andre additiver.

Utførelsen av forbrenningsinnretningen som her er vist brukes særlig som en brenner med et mangfold av industrielle anvendelser (fyrkjeler, smelting av materialer, så som metaller eller glass, fordamping av vann eller andre væsker). Annen mulig bruk for anordningen i henhold til oppfinnelsen er som en fremdriftsenhet for generering av skyvkraft. For dette kan en utførelse som likner den som er vist på figur 3 brukes, med unntak av at basisen i kammeret 4 helt eller delvis må fjernes for å tillate strømning gjennom det indre av anordningen. En mulighet er her å bruke den som en fremdriftsenhet i et fluid, så som luft eller særlig vann.

Bestanddelene i brenselblandingen blir initialt ført inn i det indre av kammeret 4 under trykk og antent inne i kammeret 4. For detaljer ved forbrenningsprosessen vises det her uttrykkelig til WO 99/24756 fra den samme søker.

På grunn av strømningstilstandene i blande- og reaksjonskammeret 4 dannes den fakt-iske forbrenningsflamme i nærhet av utløpsåpningen 8. Strømningstilstandene inne i kammeret må utformes slik at flammen på den ene side hindres i å brytes av, og på den annen side hindres i å slå tilbake inn i det indre av kammeret. Et ideelt instrument for å regulere og styre strømningstilstandene inne i kammeret 4 er det strømlinjeformede legemet 1 i henhold til oppfinnelsen. Det kan være fast eller bevegelig fastholdt ved hjelp av holdende og/eller styrende lekter inne i kammeret 4, selv om det er særlig fordelaktig at det er bevegelig langs hovedaksen i kammeret i retning av halsen 9.

Figur 4 viser strømmen av partikler som dannes under operasjon av blande- og reaksjonskammeret 4. Trajektoriene 10 viser klart at det opptrer turbulens i den nedre sylindriske seksjon 5 av kammeret 4, hvor individuelle trajektorier beskriver en bane tilbake mot bunnen av kammeret 4. Denne turbulensen er fordelaktig for forbrenningsprosessen, ettersom den resulterer i mer intensiv blanding og en lengre oppholdstid for komponentene i brenselblandingen i kammeret 4, hvilket bidrar til fullstendig forbrenning.

Lenger fram, dvs. mot den avsmalnende seksjon 6 av kammeret viser figur 4 klart en mer ordnet strømning som blir laminær langs det strømlinjeformede 1 i henhold til oppfinnelsen, mens profilet av det strømlinjeformede legemet 1 i henhold til oppfinnelsen fortsetter så å si i strømningsretningen.

Ved det bakre stagnasjonspunkt 3 av det strømlinjeformede legemet 1, som er anordnet praktisk talt i halsen 9 av kammeret 4 i den utførelse som er vist på figur 4, er det en fullstendig ensartet strømning som forlater kammeret 4 via kammerets hode 7 gjennom utløpsåpningen 8. En flamme (ikke vist) brenner stabilt på dette punkt.

Det skal påpekes at figur 4 viser strømningsmønsteret for et fluid og/eller partikler som føres med et fluid ved hjelp av trajektorier av modellpartikler som er vist som et eksempel.

Et riss som likner det på figur 4 er vist på figur 5, hvor det brukes et annet tredimensjonalt riss. De bemerkninger som er gitt i forbindelse med figur 4 omtalt ovenfor gjelder også her. Tilsvarende deler er blitt gitt de samme henvisningstall.

Figur 6 viser nå den øvre seksjon av et blande- og reaksjonskammer 4 som vist på figur 4 og 5, og viser tilstandene med hastighetsfordeling i halsen 9 av kammeret 4. Fordelingen av Mach-tallene i halsen 9 og i hodet 7 av kammeret 4 er vist under en forbrenningsprosess. Temperaturene er i dette eksempel cirka 1300°C. Mach-tallene, dvs. multi-plum av lydhastigheten, er vist i forskjellige sjatteringer av grått. Gråsjatteringen betyr at den opprinnelige fargeinformasjon er mistet og er blitt erstattet av en beskrivelse i ord: figuren viser klart den mørkere muffe rundt halsen 9 av kammeret 4, og viser områder hvor blandingen som strømmer ut har overskredet lydhastigheten. Stolpen til venstre på figuren viser de verdier som opptrer som er mellom 1,0 og 1,5 ganger lydhastigheten. Verdiene under lydhastigheten er vist med den jevne grå farge på figur 6. Det strømlinjeformede legemet 1 som er posisjonert nær halsen 9 er klart vist. Fordelingen av makttallene er nå som følger: med begynnelse med Mach 1,0 ved den nederste mørke kant av muffen stiger Mach-tallet kontinuerlig til 1,5, og den grå kolorering korresponderer følgelig nøyaktig til stolpen som er vist på venstre kant av figuren. Verdien 1,5 er igjen angitt med en mørk seksjon. Deretter minker Mach-tallet igjen til 1,0, idet denne reduksjonen skjer innenfor en kortere seksjon av muffen, slik at vi her igjen har en fordeling som er omvendt av stolpen som er vist på venstre kant av figuren.

Supersonisk hastighet nås, som beskrevet, ved hjelp av samvirkningen mellom det strømlinjeformede legemet 1 i henhold til oppfinnelsen og geometrien for kammeret 4. Hodet 7 og halsen 9 av kammeret har hyperboloideliknende form og grenser opp til den avsmalnende seksjon 6, slik at nettopp denne geometrien forårsaker en skarp akselera-sjon av strømningen mot utløpsåpningen 8. Denne økes ytterligere ved hjelp av det strømlinjeformede legemet 1 i henhold til oppfinnelsen, på hvis overflate det er en reduksjon i trykk, hvilket fører til en økning i strømningshastighet.

Til slutt viser figur 7 og 8 fordelingen av hastighetsvektorene i den øvre del av blande-og reaksjonskammeret og på det strømlinjeformede legemet 1 under en forbrenningsprosess, mens figur 8 viser en detalj i større målestokk hvor det strømlinjeformede legemet ikke er vist i sin fullstendig rotasjonssymmetriske form, men er skåret bort i en vinkel på 120°.

Det er klart hvordan profilet av det strømlinjeformede legemet 1 videreføres i strøm-men, idet det forløper fullstendig ensartet mellom det strømlinjeformede legemet 1 og veggen av kammeret 4, mot halsen 9.

Egnede materialer for det strømlinjeformede legemet 1 i henhold til oppfinnelsen kan for eksempel være en (ODS) Ni legering eller en keramisk legering eller et keramisk belegg, særlig til bruk ved en forbrenningsprosess.

Claims (14)

1. Strømlinjeformet legeme til bruk i en forbrenningsprosess hvor en brenselblanding som strømmer i et blande- og reaksjonskammer (4) forbrennes, hvor det strømlinjeformede legemet (1) er anordnet med sin hovedakse inne i kammeret i strømningsretningen,karakterisert vedat den utvendige overflate av det strømlinjeformede legemet (1) er dannet ved rotasjon av oversiden (11) av et flyvingeprofil (15), rundt dets profilkorde (13).

2. Strømlinjeformet legeme som angitt i krav 1,karakterisertv e d at det strømlinjeformede legemet (1) har variabel geometri.

3. Anvendelse av et strømlinjeformet legeme (1) som angitt i krav 1 eller 2 for å frembringe en laminær strømning.

4. Anvendelse av et strømlinjeformet legeme (1) som angitt i krav 1 eller 2 ved å plassere det strømlinjeformede legemet (1) med dets hovedakse i strømningsretningen i et ellers fritt strømningstverrsnitt for å frembringe en sugeeffekt i strømningsretningen.

5. Anvendelse av et strømlinjeformet legeme (1) som angitt i krav 1 eller 2 som en varmeveksler ved å plassere et varmeledende strømlinjeformet legeme (1) en strømning med en temperaturgradient.

6. Anvendelse av et strømlinjeformet legeme (1) som angitt i krav 1 eller 2, hvor det bakre stagnasjonspunkt (3) av det strømlinjeformede legemet (15) er anordnet nedstrøms.

7. Anvendelse av et strømlinjeformet legeme (1) som angitt i krav 1,2 eller 6 som en støtflate for den innstrømmende brenselblanding.

8. Anvendelse som angitt i krav 7 for separasjon og/eller fordeling, forstøvning eller pulverisering av gassformede, flytende og/eller faste bestanddeler som finnes i brenselblandingen.

9. Anvendelse som angitt i krav 7 eller 8 for å redusere hastigheten til bestanddelene i brenselblandingen, for å øke oppholdstiden for disse bestanddeler, og for å blande disse bestanddeler grundigere.

10. Anvendelse av et strømlinjeformet legeme (1) som angitt i krav 1 eller 2 eller ett av kravene 6 til 9 for å akselerere strømmen av brenselblandingen og forbrenningsproduktene i blande- og reaksjonskammeret (4) mot en utløpsåpning av dette kammer.

11. Anvendelse av et strømlinjeformet legeme (1) som angitt i krav 1,2 eller ett av kravene 6 til 10 som en varmeveksler for forvarming av brenselblandingen.

12. Anordning for brenning av en brenselblanding med blande- og reaksjonskammer (4) og et strømlinjeformet legeme (1),karakterisert vedat det strømlinjeformede legemet (1) er anordnet med sin hovedakse inne i kammeret i strømningsretningen, idet dets utvendige overflate er dannet ved rotasjon av oversiden (11) av et flyvingeprofil (15) omkring dets profilkorde (13).

13. Anordning som angitt i krav 12,karakterisert vedat blande- og reaksjonskammeret (4) har en sylindrisk formet nedre seksjon (5) som grenser til en konisk avsmalnende seksjon (6), som grenser til et hode (7) med hyperboloideliknende form med et utvidende tverrsnitt, hvilket avsluttes i en utløpsåpning (8).

14. Anordning som angitt i krav 13,karakterisert vedat det strømlinjeformede legemet (1) er anordnet, særlig på variabel måte, med sin hovedakse på hovedaksen for blande- og reaksjonskammeret (4).