DE19952797A1 - Blütenmischer für ein Zweikreis-Strahltriebwerk - Google Patents
Blütenmischer für ein Zweikreis-StrahltriebwerkInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Blütenmischer für ein Zweikreis-Strahltriebwerk, in welchem ein von einem Fan geförderter Nebenstrom mit einem vom Kerntriebwerk kommenden Heißgasstrom vermischt wird und wozu der Blütenmischer im wesentlichen gleichmäßig über dem Umfang verteilt abwechselnd in Radialrichtung geringfügig nach außen und nach innen verlaufende, rinnenförmige Kanäle zur Führung des Nebenstromes sowie des Heißgasstromes aufweist. Erfindungsgemäß bilden jeweils vier in Umfangsrichtung aufeinander folgende Kanäle eine sich über dem gesamten Umfang wiederholende Gruppe, die aus zwei geringfügig in Radialrichtung nach außen verlaufenden sowie zwei geringfügig in Radialrichtung nach innen verlaufenden Kanälen besteht und von denen jeweils einer kürzer und der andere länger ist, wobei in Umfangsrichtung betrachtet auf einen längeren nach innen verlaufenden Kanal ein längerer nach außen verlaufender Kanal und auf diesen ein kürzerer nach innen verlaufender Kanal folgt, an den sich ein kürzerer nach außen verlaufender Kanal anschließt.
Description
Die Erfindung betrifft einen Blütenmischer für ein Zweikreis-Strahltriebwerk,
in welchem ein von einem Fan geförderter Nebenstrom mit einem vom
Kerntriebwerk kommenden Heißgastrom vermischt wird und wozu der Blü
tenmischer im wesentlichen gleichmäßig über dem Umfang verteilt abwech
selnd in Radialrichtung geringfügig nach außen und nach innen verlaufende,
rinnenförmige Kanäle zur Führung des Nebenstromes sowie des Heißgas
stromes aufweist, deren jeweiliges Kanalende durch einen im wesentlichen
ebenen Endabschnitt gebildet wird, und wobei in einem in Strömungsrich
tung verlaufenden Längsschnitt betrachtet die Endabschnitte von einigen
Kanälen gegenüber den Endabschnitten der anderen Kanäle geneigt sind,
so daß verschiedene Kanäle in Strömungsrichtung betrachtet an verschie
denen Stellen und somit zueinander versetzt münden. Zum bekannten Stand
der Technik wird beispielshalber auf die GB 2 160 265 A verwiesen.
Zweikreis-Strahltriebwerke können in ihrer Effizienz, d. h. in ihrem spezifi
schen Brennstoffverbrauch verbessert werden, indem man den Heißgas
strom des Kerntriebwerkes mit dem äußeren kalten Massenfluß des Neben
stromes mischt und erst danach den dann gemischten Strom durch eine Dü
se entspannt. Dieser Effekt ist mit der Theorie der Thermodynamik nach
weisbar und beruht im wesentlichen auf der Divergenz der Linien konstanten
Druckes im Enthalpie-Entropie-Diagramm. Ein weiterer Vorteil dieser inter
nen Mischung der beiden Gasströme eines Zweikreis-Strahltriebwerkes liegt
in der damit verbundenen Verminderung des Strahllärmes, was insbesonde
re beim Start des von diesem Triebwerk angetriebenen Flugzeuges von Be
deutung ist. Theoretische Betrachtungen bzgl. der Effizienzsteigerung und
Lärmminderung durch Mischung zeigen aber auch, daß noch Defizite bis
zum Erreichen des Maximums existieren.
Zur Verstärkung des Mischungseffektes werden üblicherweise sogenannte
Blütenmischer eingesetzt, durch welche die Kontaktfläche zwischen dem
Nebenstrom und dem Heißgasstrom erhöht wird und im Mischungsgebiet
förderliche Strömungswirbel erzeugt werden. Zur Verbesserung der dreidi
mensionalen Gasstrom-Mischung im Mischungsgebiet eines Blütenmischers
ist eine englischsprachig "scarfing" genannte Konfigurationsänderung an
Blütenmischern bekannt, nach welcher die radial nach innen verlaufenden
Kanäle des Blütenmischers wechselweise in Umfangsrichtung axial zurück
geschnitten bzw. nicht zurückgeschnitten oder sogar verlängert werden. Ein
solchermaßen gestalteter Blütenmischer ist in der eingangs genannten
GB 2 160 265 A gezeigt, wobei die jeweiligen Kanalenden durch im wesent
lichen ebene sog. Endabschnitte gebildet werden und die Endabschnitte von
einigen der Kanäle gegenüber denjenigen der anderen Kanäle geneigt sind.
Generell stellt die Auslegung eines Blütenmischers einen Kompromiß dar,
wobei die Mischungseffizienz möglichst hoch sein soll, die damit einherge
henden Druckverluste jedoch möglichst niedrig. Die Höhe der Mischungseffi
zienz wird durch verschiedene Randbedingungen beeinflußt, so bspw. durch
die Durchdringung des Mischers bezogen auf den Durchmesser des den
Mischer umgebenden Strahlrohres sowie durch die Mischungsweglänge bis
zur Entspannung durch die Düse bezogen auf den Durchmesser derselben.
Die auftretenden Druckverluste setzen sich dabei aus Reibungsverlusten
und Umlenkverlusten zusammen.
An einem Blütenmischer nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 Maßnah
men aufzuzeigen, mit Hilfe derer insbesondere die Mischungseffizienz weiter
gesteigert werden kann, ohne erhöhte Druckverluste in Kauf nehmen zu
müssen, ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung.
Die Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, daß jeweils vier in
Umfangsrichtung aufeinander folgende Kanäle eine sich über dem gesamten
Umfang wiederholende Gruppe bilden, die aus zwei geringfügig in Radial
richtung nach außen verlaufenden sowie zwei geringfügig in Radialrichtung
nach innen verlaufenden Kanälen besteht und von denen jeweils einer kür
zer und der andere länger ist, wobei in Umfangsrichtung betrachtet auf einen
längeren nach innen verlaufenden Kanal ein längerer nach außen verlaufen
der Kanal und auf diesen ein kürzerer nach innen verlaufender Kanal folgt,
an den sich ein kürzerer nach außen verlaufender Kanal anschließt. Vorteil
hafte Aus- und Weiterbildungen sind Inhalt der Unteransprüche.
Erfindungsgemäß ist nicht nur jeder zweite radial geringfügig nach innen
verlaufende Kanal axial zurückgeschnitten, was dem üblichen "scarfing"
nach der bereits mehrfach genannten GB 2 160 265 A entspricht, sondern
zusätzlich jeder zweite der radial geringfügig nach außen verlaufenden Ka
näle. Es sind also sowohl die Endabschnitte zweier in Umfangsrichtung auf
einander folgender radial nach innen verlaufender Kanäle gegeneinander
geneigt, als auch die Endabschnitte zweier in Umfangsrichtung aufeinander
folgender radial nach außen verlaufender Kanäle. In anderen Worten ausge
drückt liegen somit sowohl von den radial geringfügig nach außen verlaufen
den Kanälen als auch von den radial geringfügig nach innen verlaufenden
Kanälen jeweils zwei unterschiedliche Kanal-Längen vor, wenn die Kanal-
Länge durch die in Strömungsrichtung gemessene Länge der Kanalwand
bzw. der Blütenmischerwand beschrieben wird.
Erfindungsgemäß liegt somit quasi ein Gruppe von vier unterschiedlichen
Kanälen vor, nämlich jeweils ein kürzerer und ein längerer geringfügig radial
nach außen verlaufender Kanal und jeweils ein kürzerer und ein längerer
geringfügig radial nach innen verlaufender Kanal. Diese Kanäle sind dabei
wie angegeben angeordnet, d. h. in Umfangsrichtung betrachtet folgt auf ei
nen längeren nach innen verlaufenden Kanal ein längerer nach außen ver
laufender Kanal und auf diesen ein kürzerer nach innen verlaufender Kanal,
an den sich schließlich ein kürzerer nach außen verlaufender Kanal an
schließt. Eine derartige Gruppe liegt nun an einem erfindungsgemäßen Blü
tenmischer über dessen Umfang verteilt mehrfach vor. Dabei kann eine peri
odische Anordnung gewählt werden, d. h. auf eine erste Gruppe folgt eine
zweite Gruppe, in der die Kanäle in der gleichen Reihenfolge wie in der er
sten Gruppe angeordnet sind. Es kann jedoch auch eine spiegelsymmetri
sche Wiederholung gewählt werden, derart, daß auf eine erste Gruppe eine
zweite Gruppe folgt, in der die Kanäle spiegelsymmetrisch zur ersten Gruppe
angeordnet sind.
Mit den erfindungsgemäßen Merkmalen erhöht sich die Dreidimensionalität
des Mischungsprozesses erheblich und damit die Mischungseffizienz des
Blütenmischers. Aufgrund der Tatsache, daß die Oberfläche eines Blütenmi
schers in Radialrichtung nach außen betrachtet überproportional ansteigt,
erhält man durch das beschriebene Zurückschneiden des Blütenmischers an
dessen Außenseite, d. h. an den radial geringfügig nach außen verlaufenden
Kanälen eine vergleichsweise große Verminderung der Oberfläche mit den
entsprechenden Vorteilen hinsichtlich Gewicht und Optimierung des Druck
verlustes. Durch die größere geometrische Flexibilität werden die am bzw. im
Blütenmischer entstehenden Wirbel räumlich besser verteilt, d. h. es entsteht
ein komplexer und somit bestmöglicher Mischprozess.
In diesem Zusammenhang sei noch darauf hingewiesen, daß die ge
wünschte verbesserte Vermischung auch dadurch hervorgerufen wird, daß
die verschiedenen genannten Kanäle unterschiedliche Längen besitzen, so
daß es zur Erzielung des gewünschten Effektes nicht unbedingt erforderlich
ist, bspw. jeden zweiten Kanal axial stark zurückzuschneiden. Vielmehr kön
nen auch einige der Kanäle verlängert sein, während dazu benachbarte Ka
näle bspw. einen im wesentlichen senkrecht zur Strömungsrichtung verlau
fenden Endabschnitt aufweisen können. Der Vorteil der Gewichtsreduzie
rung wird hingegen bestmöglich durch das erwähnte axiale Zurückschneiden
erreicht. Im übrigen sollte die Gesamt-Anzahl der sog. Blütenblätter eines
erfindungsgemäßen Blütenmischers ein Vielfaches der Zahl "4" sein, da
dann eine exakte Periodizität einstellbar ist, d. h. im Blütenmischer ist eine
bestimmte Anzahl von Kanal-Gruppen vorhanden, wobei jede Gruppe in sich
vollständig ist, d. h. aus den angegebenen vier Kanälen mit unterschiedlichen
Längen besteht.
Näher erläutert wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungs
beispieles. Während in Fig. 1 des besseren Verständnisses wegen eine
Draufsicht von hinten (d. h. gegen Strömungsrichtung betrachtet) auf einen
nicht zurückgeschnittenen Blütenmischer dargestellt ist, zeigt Fig. 2 in einer
isometrischen Seitenansicht ein in Fig. 1 mit dem Buchstaben A bezeichne
tes Segment eines erfindungsgemäßen Blütenmischers. Diese Ansicht nach
Fig. 2 entspricht somit einem in Strömungsrichtung der geführten Gasströme
verlaufenden Teil-Längsschnitt durch den Blütenmischer. Weiterhin zeigt
Fig. 3 eine Seitenansicht (in Umfangsrichtung betrachtet) und Fig. 4 eine Auf
sicht (in Radialrichtung nach innen hin betrachtet) auf das Blütenmischer-
Segment nach Fig. 2.
In seinem grundsätzlichen Aufbau ähnelt ein erfindungsgemäßer Blütenmi
scher dem bspw. aus der bereits genannten GB 2 160 265 A bekannten
Stand der Technik, weshalb an dieser Stelle nochmals ausdrücklich auf die
se Schrift verwiesen wird. Wie dem Fachmann bekannt ist, handelt es sich
bei einem Blütenmischer um ein im wesentlichen rohrförmiges Gebilde, des
sen Mantel jedoch nicht durch einen einfachen Kreiszylinder gebildet wird.
Vielmehr ist - wie Fig. 1 verdeutlicht - die Mantelfläche 1 des Blütenmischers
quasi wellenförmig ausgebildet, so daß durch diese Mantelfläche 1 eine
Vielzahl von rinnenförmigen Kanälen 2, 3, 2', 3' gebildet wird, die im wesent
lichen in Richtung der Zentralachse Z des Blütenmischers verlaufen. Diese
Zentralachse Z ist die Längsachse des quasi rohrförmigen Blütenmischers
und steht in Fig. 1 senkrecht zur Zeichenebene.
Über diesen Blütenmischer, der im Endbereich eines Zweikreis-
Strahltriebwerkes angeordnet ist, werden einerseits der vom Kerntriebwerk
des Zweikreis-Strahltriebwerkes kommende Heißgasstrom 4 und anderer
seits der von einem Fan dieses Strahltriebwerkes geförderte Nebenstrom 5
geführt (vgl. auch Fig. 2, 3), wobei die Strömungsrichtung S dieser beiden
Gasströme 4, 5 im wesentlichen parallel zur Zentralachse Z ist.
Dabei wird der Heißgasstrom 4 im Innenraum 6 des Blütenmischers geführt,
in den ferner der konzentrisch zur Zentralachse Z angeordnete und in Fig. 1
durch einen Kreis dargestellte Niederdruckturbinenkonus 7 hineinragt, so
daß der Heißgasstrom 3 durch den Ringraum zwischen dem Niederdrucktur
binenkonus 7 und der Mantelfläche 1 des Blütenmischers strömt, und zwar
bei der Darstellung nach Fig. 1 entgegengesetzt zur Blickrichtung.
Der kalte Nebenstrom 4 wird außerhalb der Mantelfläche 1 des Blütenmi
schers geführt, und zwar innerhalb eines von der Mantelfläche 1 sowie von
einem den Blütenmischer umgebenden Strahlrohr 8 (vgl. Fig. 1) gebildeten
Ringraumes 9, und strömt dabei ebenfalls entgegengesetzt zur Blickrichtung
in der Darstellung nach Fig. 1.
Bereits kurz erwähnt wurden die durch die Wellenform der Mantelfläche 1
gebildeten rinnenförmigen Kanäle 2, 2', 3, 3', die zum Innenraum 6 bzw. zum
Ringraum 9 hin offen sind. In den zum Ringraum 9 hin offenen Kanälen 3, 3'
wird somit der Nebenstrom 5 geführt, während in den zum Innenraum 6 hin
offenen Kanälen 2, 2' der Heißgasstrom 4 geführt wird, und zwar jeweils in
Strömungsrichtung S. Wie bei Blütenmischern üblich verlaufen nun diese
Kanäle 2, 2', 3, 3' in Radialrichtung R des Blütenmischers betrachtet - die
Radialrichtung R steht senkrecht zur Zentralachse Z - abwechselnd gering
fügig nach außen und nach innen, wie die Fig. 2, 3 zeigen. Dabei ver
laufen die den Heißgasstrom 4 führenden Kanäle 2, 2' in Radialrichtung R
um ein gewisses Maß nach außen, d. h. zum Strahlrohr 8 hin, während die
den Nebenstrom 5 führenden Kanäle 3, 3' in Radialrichtung R um ein gewis
ses Maß nach innen, d. h. zur Zentralachse Z hin verlaufen.
Der Blütenmischer besitzt eine bestimmte Längserstreckung in Richtung der
Zentralachse Z, d. h. die Kanäle 2, 2', 3, 3' des Blütenmischers enden offen
in einem sog. Endabschnitt 10 (vgl. Fig. 2, 3). Dabei ist die Mantelfläche 1
des Blütenmischers solchermaßen nach hinten hin abgeschnitten, daß die
Endabschnitte 10 der einzelnen Kanäle 2, 2', 3, 3' jeweils für sich im wesent
lichen eine Ebene beschreiben. Über diese Endabschnitte 10 treten nun die
in den Kanälen 2, 2', 3, 3' geführten Gasströme in Strömungsrichtung S be
trachtet sozusagen nach hinten (bzw. in der Darstellung nach den Fig. 2
bis 4 nach rechts) aus.
Nachdem gemäß den bisherigen Erläuterungen die Kanäle 2, 2' in Radial
richtung R zusätzlich geringfügig nach außen und die Kanäle 3, 3' geringfü
gig nach innen verlaufen, werden somit die aus den Kanalenden bzw. aus
den Endabschnitten 10 in Strömungsrichtung S austretenden Gasströme
bestmöglich miteinander vermischt, d. h. im Bereich stromab der Endab
schnitte 10 bzw. stromab des Blütenmischers findet eine extrem ausge
prägte Vermischung des Heißgasstromes 4 mit dem Nebenstrom 5 statt.
Wie aus Fig. 1 hervorgeht, liegen die durch die Mantelfläche 1 des Blütenmi
schers gebildeten (und der Übersichtlichkeit halber nicht mit einer eigenen
Bezugsziffer versehenen) Seitenwände der in Radialrichtung R geringfügig
nach außen bzw. nach innen verlaufenden Kanäle 2, 3 im wesentlichen in
durch die Zentralachse Z des Blütenmischers verlaufenden Radialebenen,
wobei die Seitenwände jedes einzelnen Kanales 2, 2' bzw. 3, 3' im wesentli
chen zueinander parallel sind. Dabei sind hier im Vergleich zum bekannten
Stand der Technik bspw. nach der bereits mehrfach genannten
GB 2 160 265 A relativ viele Kanäle 2, 2', 3, 3' (im vorliegenden Beispiel 20
Stück) vorgesehen. Gleichzeitig ist - wie aus den Fig. 2, 3 hervorgeht -
der Winkel α zwischen den in den jeweiligen Symmetrieebenen verlaufenden
Definitionslinien eines nach außen gehenden Kanals 2 bzw. 2' und eines
nach innen gehenden Kanals 3 bzw. 3' relativ groß. Gegenüber dem be
kannten Stand der Technik bspw. nach der GB 2 160 265 A verlaufen die
den Heißgasstrom 4 führenden Kanäle 2, 2' in Radialrichtung R somit stärker
nach außen und die den Nebenstrom 5 führenden Kanäle 3, 3' somit ver
stärkt nach innen. Mit diesen Maßnahmen ergibt sich ein Blütenmischer mit
hoher Durchdringung und einer guten Ausmischung des Heißgasstromes 4.
Unerwünschterweise führt eine derartige Ausbildung des Blütenmischers
jedoch dazu, daß aufgrund der vielen Kanäle 2, 2', 3, 3' und der damit ver
bundenen großen Oberfläche der Mantelfläche 1 sowohl der Druckverlust im
Blütenmischer als auch dessen Gewicht relativ hoch sind. Zur Beseitigung
dieser Nachteile ist der Blütenmischer wie im folgenden näher beschrieben
gestaltet:
Wie die Fig. 2 bis 4 zeigen, ist über dem Umfang U bzw. in Umfangs richtung U (vgl. hierzu Fig. 1) betrachtet jeder zweite der in Radialrichtung R nach außen verlaufenden Kanäle 2, 2' axial - d. h. in Richtung der Zen tralachse Z - stark zurückgeschnitten. Diese sozusagen invers zurückge schnittenen Kanäle sind mit der Bezugsziffer 2' versehen und enden in Strömungsrichtung S betrachtet eher bzw. früher, als die anderen, radial nach außen verlaufenden Kanäle, die mit der Bezugsziffer 2 bezeichnet sind und nicht zurückgeschnitten sind. In anderen Worten ausgedrückt bedeutet dies, daß die radial nach außen verlaufenden Kanäle 2 bzw. 2' in Umfangs richtung U betrachtet abwechselnd zueinander in Strömungsrichtung S ver setzt münden, bzw. daß in Umfangsrichtung U betrachtet jeweils zwei einan der benachbarte radial nach außen verlaufende Kanäle 2, 2' unterschiedlich lang sind, wobei hier jeder Kanal 2 länger ist als jeder Kanal 2'.
Wie die Fig. 2 bis 4 zeigen, ist über dem Umfang U bzw. in Umfangs richtung U (vgl. hierzu Fig. 1) betrachtet jeder zweite der in Radialrichtung R nach außen verlaufenden Kanäle 2, 2' axial - d. h. in Richtung der Zen tralachse Z - stark zurückgeschnitten. Diese sozusagen invers zurückge schnittenen Kanäle sind mit der Bezugsziffer 2' versehen und enden in Strömungsrichtung S betrachtet eher bzw. früher, als die anderen, radial nach außen verlaufenden Kanäle, die mit der Bezugsziffer 2 bezeichnet sind und nicht zurückgeschnitten sind. In anderen Worten ausgedrückt bedeutet dies, daß die radial nach außen verlaufenden Kanäle 2 bzw. 2' in Umfangs richtung U betrachtet abwechselnd zueinander in Strömungsrichtung S ver setzt münden, bzw. daß in Umfangsrichtung U betrachtet jeweils zwei einan der benachbarte radial nach außen verlaufende Kanäle 2, 2' unterschiedlich lang sind, wobei hier jeder Kanal 2 länger ist als jeder Kanal 2'.
In vergleichbarer Weise ist über dem Umfang U bzw. in Umfangsrichtung U
(vgl. hierzu Fig. 1) betrachtet jeder zweite der in Radialrichtung R nach innen
verlaufenden Kanäle 3, 3' axial - d. h. in Richtung der Zentralachse Z - stark
zurückgeschnitten. Diese zurückgeschnittenen Kanäle sind mit der Bezugs
ziffer 3' versehen und enden in Strömungsrichtung S betrachtet weiter hinten
bzw. später, als die anderen, radial nach innen verlaufenden Kanäle, die mit
der Bezugsziffer 3 bezeichnet sind und nicht zurückgeschnitten sind. In an
deren Worten ausgedrückt bedeutet dies, daß die radial nach innen verlau
fenden Kanäle 3 bzw. 3' in Umfangsrichtung U betrachtet abwechselnd zu
einander in Strömungsrichtung S versetzt münden, bzw. daß in Umfangs
richtung U betrachtet jeweils zwei einander benachbarte radial nach außen
verlaufende Kanäle 3, 3' unterschiedlich lang sind, wobei hier jeder Kanal 3'
länger ist als jeder Kanal 3.
Nun sind die einzelnen Kanäle 2, 2', 3, 3' derart angeordnet, daß in Um
fangsrichtung U betrachtet auf einen längeren nach innen verlaufenden Ka
nal 3' ein längerer nach außen verlaufender Kanal 2 und auf diesen ein kür
zerer nach innen verlaufender Kanal 3 folgt, an den sich ein kürzerer nach
außen verlaufender Kanal 2' anschließt. Diese vier in Umfangsrichtung U
aufeinander folgende Kanäle bilden (wie insbesondere aus Fig. 1 hervorgeht)
eine sich über dem gesamten Umfang wiederholende Gruppe 11, d. h. auf
einanderfolgend sind über dem Umfang U des Blütenmischers mehrere der
artige Gruppen 11 vorgesehen, wobei sich - was bereits erläutert wurde -
diese Gruppen 11 in periodischer oder in spiegelsymmetrischer Weise wie
derholen können.
Bevorzugt ist jeder längere nach innen verlaufende Kanal 3' stark zurückge
schnitten, während der kürzere nach innen verlaufende Kanal 3 kaum oder
nicht invers zurückgeschnitten ist, d. h. der Endabschnitt 10 des kürzeren
Kanales 3 verläuft nahezu senkrecht zur Zentralachse Z, während der En
dabschnitt 10 des längeren geringfügig radial nach innen verlaufenden Ka
nales 3' stark in Strömungsrichtung S geneigt ist. Von den geringfügig radial
nach außen verlaufenden Kanälen ist derjenige kürzere, mit der Bezugsziffer
2' bezeichnete in geringem Maße invers zurückgeschnitten. Die Endab
schnitte 10 der invers zurückgeschnittenen Kanäle 2', 3' sind dabei gegen
über der Zentralachse 1 sozusagen nach hinten, d. h. gegen Strömungsrich
tung S geneigt.
Aufgrund dieser Gestaltung erhöht sich die Dreidimensionalität des Mi
schungsprozesses und damit die Mischungseffizienz. Ferner erhält man
durch das beschriebene Zurückschneiden des Blütenmischers an dessen
Außenseite aufgrund der Tatsache, daß die Oberfläche seiner Mantelfläche
1 in Radialrichtung R nach außen hin überproportional ansteigt, eine ver
gleichsweise hohe Verminderung der Oberfläche mit den entsprechenden
Vorteilen bei Gewicht und Optimierung des Druckverlustes. Insbesondere
wurde auch festgestellt, daß eine derartige Gestaltung nicht zu einer zusätz
lichen Wärmebelastung des Strahlrohres 8, führt, so daß diese Gestaltung
keine weiteren Nachteile verursacht. Hingegen ergeben sich eine Vielzahl
von Vorteilen, nämlich eine Verminderung des Druckverlustes des Blütenmi
schers, eine Gewichtsreduktion und Kostenreduktion desselben. Insbeson
dere aber stellt sich durch die hohe Zerteilung des Heißgasstromes 4 und
die erheblich verstärkte Dreidimensionalität der Mischung eine verbesserte
Mischungseffizienz ein, wobei abschließend noch darauf hingewiesen sei,
daß selbstverständlich eine Vielzahl von Details insbesondere konstruktiver
Art durchaus abweichend vom gezeigten Ausführungsbeispiel gestaltet sein
kann, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu verlassen.
1
Mantelfläche (des Blütenmischers)
2
längerer radial nach außen verlaufender Kanal (für Heißgasstrom)
2
' invers zurückgeschnittener und somit kürzerer Kanal
2
3
kürzerer radial nach innen verlaufender Kanal (für Nebenstrom)
3
' zurückgeschnittener und somit längerer Kanal
3
4
Heißgasstrom
5
Nebenstrom
6
Innenraum (des Blütenmischers)
7
Niederdruckturbinenkonus
8
Strahlrohr
9
Ringraum
10
Endabschnitt (eines Kanales)
11
Gruppe von Kanälen
2
,
2
',
3
,
3
'
A Segment des Blütenmischers, in
A Segment des Blütenmischers, in
Fig.
2
dargestellt
R Radialrichtung
S Strömungsrichtung
U Umfang/Umfangsrichtung
Z Zentralachse
α Winkel zwischen den geringfügig nach außen und nach innen verlau fenden Kanälen
R Radialrichtung
S Strömungsrichtung
U Umfang/Umfangsrichtung
Z Zentralachse
α Winkel zwischen den geringfügig nach außen und nach innen verlau fenden Kanälen
2
,
2
',
3
,
3
'
Claims (4)
1. Blütenmischer für ein Zweikreis-Strahltriebwerk, in welchem ein von
einem Fan geförderter Nebenstrom (5) mit einem vom Kerntriebwerk
kommenden Heißgasstrom (4) vermischt wird und wozu der Blütenmi
scher im wesentlichen gleichmäßig über dem Umfang (U) verteilt ab
wechselnd in Radialrichtung (R) geringfügig nach außen und nach in
nen verlaufende, rinnenförmige Kanäle (2, 2', 3, 3') zur Führung des
Nebenstromes (5) sowie des Heißgasstromes (4) aufweist, deren je
weiliges Kanalende durch einen im wesentlichen ebenen Endab
schnitt (10) gebildet wird, und wobei in einem in Strömungsrichtung
(S) verlaufenden Längsschnitt betrachtet die Endabschnitte (10) von
einander benachbarten Kanälen (2, 3, 2', 3') gegeneinander geneigt
sind, so daß verschiedene Kanäle (2, 2', 3, 3') in Strömungsrichtung
(S) betrachtet an verschiedenen Stellen und somit zueinander ver
setzt münden,
dadurch gekennzeichnet, daß jeweils vier in Umfangsrichtung (U) auf einander folgende Kanäle eine sich über dem gesamten Umfang wie derholende Gruppe (11) bilden, die aus zwei geringfügig in Radial richtung (R) nach außen verlaufenden Kanälen (2, 2') sowie zwei ge ringfügig in Radialrichtung (R) nach innen verlaufenden Kanälen (3, 3') besteht und von denen jeweils einer kürzer und der andere länger ist, wobei in Umfangsrichtung (U) betrachtet auf einen längeren nach innen verlaufenden Kanal (3') ein längerer nach außen verlaufender Kanal (2) und auf diesen ein kürzerer nach innen verlaufender Kanal (3) folgt, an den sich ein kürzerer nach außen verlaufender Kanal (2') anschließt.
dadurch gekennzeichnet, daß jeweils vier in Umfangsrichtung (U) auf einander folgende Kanäle eine sich über dem gesamten Umfang wie derholende Gruppe (11) bilden, die aus zwei geringfügig in Radial richtung (R) nach außen verlaufenden Kanälen (2, 2') sowie zwei ge ringfügig in Radialrichtung (R) nach innen verlaufenden Kanälen (3, 3') besteht und von denen jeweils einer kürzer und der andere länger ist, wobei in Umfangsrichtung (U) betrachtet auf einen längeren nach innen verlaufenden Kanal (3') ein längerer nach außen verlaufender Kanal (2) und auf diesen ein kürzerer nach innen verlaufender Kanal (3) folgt, an den sich ein kürzerer nach außen verlaufender Kanal (2') anschließt.
2. Blütenmischer nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der längere nach innen verlaufende
Kanal (3') stark zurückgeschnitten ist, während der kürzere nach in
nen verlaufende Kanal (3) kaum oder nicht zurückgeschnitten ist.
3. Blütenmischer nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß der kürzere nach außen verlaufende
Kanal (2') invers zurückgeschnitten ist.
4. Blütenmischer nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß sich die Gruppe (11) über dem Umfang
(U) periodisch oder spiegelsymmetrisch wiederholt.
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19952797A DE19952797A1 (de) | 1999-11-03 | 1999-11-03 | Blütenmischer für ein Zweikreis-Strahltriebwerk |
| US09/623,739 US6578355B1 (en) | 1999-03-05 | 2000-03-03 | Bloom mixer for a turbofan engine |
| EP00920475A EP1076765B1 (de) | 1999-03-05 | 2000-03-03 | Blütenmischer für ein zweikreis-strahltriebwerk |
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