DE1053873B - Flame stabilization device - Google Patents
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Classifications
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
- F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
- F23R3/02—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the air-flow or gas-flow configuration
- F23R3/16—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the air-flow or gas-flow configuration with devices inside the flame tube or the combustion chamber to influence the air or gas flow
- F23R3/18—Flame stabilising means, e.g. flame holders for after-burners of jet-propulsion plants
- F23R3/24—Flame stabilising means, e.g. flame holders for after-burners of jet-propulsion plants of the fluid-screen type
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Description
DEUTSCHESGERMAN
Die Hauptpatentanmeldung betrifft eine Einrichtung zum Halten und Stabilisieren der Flamme in einer von einem Strom hoher Geschwindigkeit durchströmten Brennkammer mittels gasförmiger Schirme, die von quer in den Strom eindringenden Hilfsstrahlen gebildet werden, welche durch düsenartige Blasöffnungen erzeugt werden, die mit Luft oder einem anderen Gas gespeist werden, dessen Druck höher als der in der Brennkammer herrschende Druck ist, wobei die Luft oder das Gas einer außerhalb der Brennkammer angeordneten Quelle entnommen und vorzugsweise mit Brennstoff versetzt ist.The main patent application relates to a device for holding and stabilizing the flame in one A high-speed stream flows through the combustion chamber by means of gaseous screens, which are from Auxiliary jets penetrating transversely into the stream are formed, which through nozzle-like blow openings which are fed with air or another gas, the pressure of which is higher than that in the Combustion chamber is the prevailing pressure, the air or gas being arranged outside the combustion chamber Is taken from the source and preferably mixed with fuel.
Es ist festgestellt worden, daß bei gewissen Brennkammern, insbesondere bei Nachverbrennungsdüsen von Strahltriebwerken, durch die Verbrennung starke Vibrationen entstehen, welche rasch zu Beschädigungen führen können.It has been found that with certain combustion chambers, particularly with afterburning nozzles of jet engines, the combustion generates strong vibrations, which can quickly lead to damage being able to lead.
Zweck der Erfindung ist, bei einer Einrichtung gemäß der Hauptpatentanmeldung Vorkehrungen zu treffen, welche derartige Vibrationen zu verhindern gestatten.The purpose of the invention is to take precautions in a device according to the main patent application meet which allow such vibrations to be prevented.
Gemäß der Erfindung haben die düsenartigen Blasöffnungen mit Bezug auf die Richtung des Stromes verschiedene Orientierungen, so daß sie wenigstens zwei von Hilfsstrahlen gebildete Schirme erzeugen, die in Bezug aufeinander geneigt sind.According to the invention, the nozzle-like blow openings have with respect to the direction of the flow different orientations so that they produce at least two screens formed by auxiliary beams, which are inclined with respect to each other.
Die düsenartigen Blasöffnungen können nach beiden Seiten einer senkrecht zur Richtung des Stromes verlaufenden Ebene geneigt sein, so daß die aus ihnen austretenden Hilfsstrahlen stromabwärts bzw. stromaufwärts geneigt sind.The nozzle-like blow openings can run on either side perpendicular to the direction of the flow Be inclined plane so that the emerging from them auxiliary beams downstream or upstream are inclined.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die düsenartigen Blasöffnungen über wenigstens zwei aufeinanderfolgende Reihen verteilt, wobei die düsenartigen Blasöffnungen in ein und derselben Reihe eine gleiche Neigung besitzen, so· daß die beiden von den: Hilfsstrahlen erzeugten gasförmigen Schirme zwei konische Flächen von verschiedener Konizität bilden.In a preferred embodiment of the invention, the nozzle-like blow openings are over at least two successive rows distributed, the nozzle-like blow openings in one and in the same row have the same inclination, so that the two gaseous ones produced by the auxiliary jets Umbrellas form two conical surfaces of different conicity.
Es ist eine Verbrennungseinrichtung bekannt, bei welcher in dem durch die Brennkammer hindurchgehenden Strom ein fester konischer Schirm, dessen Spitze in Stromabwärtsrichtung weist, derart angeordnet ist, daß er aus dem Strom selbst Gas aufnimmt und durch in der Schirmwand vorgesehene Löcher auf die Außenseite des Schirmes hinter einer sich quer in den Strom erstreckenden Prallwand führt, um das durch die Löcher austretende Gas mit gegen die konische Außenseite des festen Schirmes gespritztem Brennstoff zu vermischen. Demgegenüber handelt es sich bei der Erfindung um gasförmige Schirme, die durch düsenartige Blasöffnungen erzeugt werden, welche mit einem unter Druck stehenden Hilfsgas gespeist werden, das einer außerhalb der Brennkammer FlammenstabilisierungseinrichtungThere is known a combustion device in which in the one passing through the combustion chamber Stream a solid conical screen, the tip of which points in the downstream direction, so arranged is that it takes up gas from the stream itself and through holes provided in the screen wall the outside of the screen leads behind a baffle that extends transversely into the flow, around which Gas escaping through the holes with sprayed against the conical outside of the fixed screen Mixing fuel. In contrast, the invention relates to gaseous screens that are generated by nozzle-like blow openings, which are fed with a pressurized auxiliary gas that a flame stabilization device outside the combustion chamber
Zusatz zur Patentanmeldung S35305Ia/46g
(Auslegeschrift 1 049 640)Addition to patent application S35305Ia / 46g
(Interpretation document 1 049 640)
Anmelder:
Societe Nationale d'EtudeApplicant:
Societe Nationale d'Etude
et de Construction de Moteurs d'Aviatiön, Pariset de Construction de Moteurs d'Aviatiön, Paris
Vertreter: Dr. E. Wiegand, München 9,Representative: Dr. E. Wiegand, Munich 9,
und Dipl.-Ing. W. Niemann, Hamburg 1,and Dipl.-Ing. W. Niemann, Hamburg 1,
Ballindamm 26, PatentanwälteBallindamm 26, patent attorneys
Beanspruchte Priorität:
Frankreich, vom 13. Mai 1955Claimed priority:
France, May 13, 1955
Jean Henry Bertin, Neuilly-sur-Seine, Seine,
und Benjamin Jean Marcel Salmon, Suresnes, SeineJean Henry Bertin, Neuilly-sur-Seine, Seine,
and Benjamin Jean Marcel Salmon, Suresnes, Seine
(Frankreich),
sind als Erfinder genannt worden(France),
have been named as inventors
angeordneten Quelle entnommen wird. Diese gasförmigen Schirme können je nach Bedarf wahlweise zur Wirkung oder völlig zum Verschwinden gebracht werden, was bei Verwendung eines festen Schirmes nicht möglich ist.arranged source is taken. These gaseous screens can be selected as required can be made to work or completely disappear, which is when using a solid screen not possible.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert.The invention is explained in more detail with reference to the drawing, for example.
Fig. 1, 2 und 3 sind axiale Schnitte von drei Ausführungsformen einer gemäß der Erfindung ausgebildeten Nachverbrennungsdüse;Figures 1, 2 and 3 are axial sections of three embodiments of one made in accordance with the invention Afterburning nozzle;
Fig. 4 ist ein in vergrößertem Maßstab gehaltener Teilschnitt in einer durch die Achse der Düse hindurchgehenden Ebene;Figure 4 is a fragmentary sectional view, on an enlarged scale, taken through the axis of the nozzle Level;
Fig. 5 ist ein Schnitt nach der Linie V-V von Fig. 3;Figure 5 is a section on line V-V of Figure 3;
Fig. 6 ist ein axialer Schnitt durch eine Nachverbrennungsdüse, bei welcher das die Schirme erzeugende Hilfsgas außerdem eine Kühlung der die düsenartigen Blasöffnungen enthaltenden Teile gewährleistet. Fig. 6 is an axial section through an afterburning nozzle in which the screen generating Auxiliary gas also ensures cooling of the parts containing the nozzle-like blow openings.
In der Zeichnung ist der besondere Fall dargestellt, in welchem die zum Erzeugen der gasförmigen Schirme dienenden düsenartigen Blasöffnungen bzw.The drawing shows the special case in which the gaseous Nozzle-like blow openings or
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Blasleitungen in einem Körper 1 angeordnet sind, welcher sich längs der Achse der Brennkammer 2 erstreckt. Ein solcher Körper ist allgemein bei Nachverbrennungsdüsen von Strahltriebwerken vorgesehen, um über der nicht dargestellten Turbine (die sich auf der linken Seite von Fig. 1 befinden würde) eine aerodynamisch ausgebildete Kappe (Abströmkonus) zu bilden, welche das Strömen der aus der Turbine kommenden Gase gegen die Austrittsöffnung der Düse (auf der rechten Seite der Zeichnung) erleichtert. Diese Ausführungsform ist jedoch nicht die einzig mögliche; die düsenartigen Blasleitungen könnten auch in anderer Weise angeordnet sein, beispielsweise an der Wandung der Düse oder in Ringen oder anderen in der Nachverbrennungskatnmer angeordneten Teilen.Blow lines are arranged in a body 1 which extends along the axis of the combustion chamber 2. Such a body is generally provided for afterburning nozzles of jet engines, in order to close an aerodynamically designed cap (outflow cone) over the turbine (not shown) (which would be located on the left-hand side of FIG. 1) form which the flow of the gases coming from the turbine against the outlet opening of the nozzle (on the right side of the drawing) relieved. However, this embodiment is not the only one possible; the nozzle-like blow lines could also be arranged in other ways, for example on the wall of the nozzle or in rings or other parts arranged in the afterburning chamber.
Die Fig. 1 und 2 veranschaulichen eine erste Ausführungsform, bei welcher die düsenartigen Blasleitungen dem Körper 1 in zwei Reihen 4 α und 4 b angeordnet und in verschiedenen Richtungen von der einen Reihe zu der anderen orientiert sind, so daß die aus diesen Blasleitungen austretenden_Hilf sgasstrahlen die Erzeugenden von zwei Kegelflächen bilden, die entgegengesetzte Konizität aufweisen. Es ist festgestellt worden, daß diese Anordnung die Vibrationen auszuschalten gestattet, was sich zweifellos durch einen Einfluß auf die Fortpflanzung der Druckwellen erklären läßt, welche während der Verbrennung erzeugt werden. Es werden mindestens zwei aufeinanderfolgende Flammenfronten an verschiedenen Stellen erzeugt, die zur Überlagerung von wenigstens zwei Vibrationszuständen führen, welche für eine zweckentsprechende Ausgangsstelle der Flammenfronten sich entgegenwirken und ihre Einflüsse aufheben können.1 and 2 illustrate a first embodiment, in which the nozzle-like blow lines of the body 1 are arranged in two rows 4 α and 4 b and are oriented in different directions from one row to the other, so that the auxiliary gas jets emerging from these blow lines form the generatrices of two conical surfaces which have opposite conicity. It has been found that this arrangement makes it possible to eliminate the vibrations, which can undoubtedly be explained by an influence on the propagation of the pressure waves which are generated during the combustion. At least two successive flame fronts are generated at different points, which lead to the superposition of at least two vibration states, which counteract each other for a suitable starting point of the flame fronts and can cancel out their influences.
Die Reihen von düsenartigen Blasleitungen 4 a und 4 b können von in die Wandung des Körpers 1 gebohrten kleinen Löchern gebildet werden und mit einem Hilfsmedium, beispielsweise mit Luft, gespeist werden, die dem Verdichter des Triebwerkes entnommen und innerhalb des Körpers 1 vorgesehenen ringförmigen Sammelräumen 5 (vgl. Fig. 4) zugeführt wird. Die Blasleitungen 4 a und 4& können als Entspannungsleitungen ausgebildet sein, die den Hilfsmediumstrahlen f (Fig. 4) das Maximum an Bewegungsgröße erteilen, um das Eindringen dieser Strahlen in den Gasstrom zu begünstigen, indem: ihnen rohrförmige Teile 6 von einer bestimmten Länge (Fig. 4) zugeordnet werden, die in dem Körper 1 befestigt sind.The rows of nozzle-like blower lines 4 a and 4 b can be formed by small holes drilled in the wall of the body 1 and fed with an auxiliary medium, for example with air, which is taken from the compressor of the engine and provided in the annular collecting spaces 5 within the body 1 (see. Fig. 4) is supplied. The blow lines 4 a and 4 & can be designed as expansion lines which give the auxiliary medium jets f (Fig. 4) the maximum amount of movement in order to promote the penetration of these jets into the gas flow by: them tubular parts 6 of a certain length (Fig 4), which are fixed in the body 1.
Die Fig. 3 und 5 zeigen eine abgeänderte Ausführungsform, bei welcher die Blasleitungen, die zu einem gleichen in der Ebene V-V liegenden Kranz gehören, abwechselnd verschiedene Neigungen haben, so daß, wenn man dem Weg des Kranzes folgt, man aufeinanderfolgend beispielsweise eine Blasleitung von der Neigung Null, d. h. deren Achse senkrecht zur Achse A-A der Brennkammer verläuft, eine Blasleitung von der Neigung + d, eine Blasleitung von der Neigung Null, eine Blasleitung von der Neigung — δ usw. antrifft. Natürlich können mehrere so ausgebildete Kränze von Blasleitungen hintereinander mit veränderlichen Abständen angeordnet sein, und ebenso können mehrere doppelte Kränze von der Art, wie sie in Verbindung mit den Fig. 1 und 2 beschrieben sind, vorgesehen sein; es können auch die verschiedenen in Verbindung mit der Zeichnung beschriebenen Anordnungen in verschiedener Weise miteinander kombiniert werden.3 and 5 show a modified embodiment in which the blow lines belonging to the same ring lying in the plane VV have alternately different slopes so that, if one follows the path of the ring, one successively, for example, a blow line from of inclination zero, that is, the axis of which is perpendicular to axis AA of the combustion chamber, a blow pipe with inclination + d, a blow pipe with inclination zero, a blow pipe with inclination - δ , and so on. Of course, several so formed rings of blow lines can be arranged one behind the other with variable spacings, and also several double rings of the type described in connection with FIGS. 1 and 2 can be provided; the various arrangements described in connection with the drawing can also be combined with one another in various ways.
Fig. 6 zeigt, auf welche Weise ein Umlauf der Luft, welche die Mediumschirme erzeugt, bewirkt werden kann, um eine Kühlung der Wandung des Körpers 1 zu gewährleisten. Die Luft, die beispielsweise dem Verdichter des Triebwerkes entnommen wird, gelangt durch eine Leitung 8 in eine am hinteren Ende des Körpers 1 angeordnete Kammer 9 und von da zu den Kränzen von düsenartigen Blasleitungen4a und 4 fr, wobei sie durch einen ringförmigen Kanal 10 hindurchgeht, der zwischen der Wandung des Körpers 1 und einer abgesetzten Innenwandung 11 gebildet wird. Die Wandung des Körpers 1 erfährt auf diese Weise eine wirksame Kühlung.Fig. 6 shows how a circulation of air, which generates the medium screens, can be effected in order to cool the wall of the body 1 to ensure. The air that is taken from the engine's compressor, for example, arrives through a line 8 in a disposed at the rear end of the body 1 chamber 9 and from there to the Wreaths of nozzle-like blow lines 4a and 4 fr, whereby it passes through an annular channel 10 which is formed between the wall of the body 1 and a stepped inner wall 11 is formed. The wall of the body 1 experiences in this way effective cooling.
Bei allen vorstehend beschriebenen Ausführungsformen kann der Brennstoff, der in der Brennkammer verbrannt werden soll, ganz oder teilweise in die Luft eingespritzt werden, welche alle oder einen Teil der die Mediumschirme erzeugenden' düsenartigen Leitungen oder Öffnungen speist. Wenn ein Teil des Brennstoffes in dieser Weise eingeführt wird, kann die karbonierte Luft, welche aus den Öffnungen oder einigen von ihnen austritt, vor der Hauptverbrennung entzündet werden, um eine Leitflamme zu erzeugen.In all of the embodiments described above, the fuel in the combustion chamber to be burned, wholly or partially injected into the air, some or all of the the medium shields generating 'feeds nozzle-like lines or openings. When part of the Fuel is introduced in this way, the carbonated air, which from the openings or some of them are ignited before the main combustion to create a pilot flame.
Claims (6)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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| Country | Link |
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| GB (1) | GB800124A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1235670B (en) * | 1962-11-06 | 1967-03-02 | Deutsche Forsch Luft Raumfahrt | Device for flame stabilization in constant pressure combustion chambers |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2529506A (en) * | 1944-04-15 | 1950-11-14 | Power Jets Res & Dev Ltd | Burner for liquid or gaseous fuels |
-
1956
- 1956-05-11 DE DES48684A patent/DE1053873B/en active Pending
- 1956-05-11 GB GB14757/56A patent/GB800124A/en not_active Expired
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2529506A (en) * | 1944-04-15 | 1950-11-14 | Power Jets Res & Dev Ltd | Burner for liquid or gaseous fuels |
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|---|---|---|---|---|
| DE1235670B (en) * | 1962-11-06 | 1967-03-02 | Deutsche Forsch Luft Raumfahrt | Device for flame stabilization in constant pressure combustion chambers |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB800124A (en) | 1958-08-20 |
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