DE941397C

DE941397C - Ringbrennkammer fuer Strahltriebwerke

Info

Publication number: DE941397C
Application number: DEH12230A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Max Adolf Mueller
Original assignee: MAX ADOLF MUELLER DIPL ING
Current assignee: MAX ADOLF MUELLER DIPL ING
Priority date: 1952-04-20
Filing date: 1952-04-20
Publication date: 1956-04-12

Description

Ringbrennkammer für Strahltriebwerke Bei. Strahltriebwerken, die mit einem Zellenrad-Druckaustauscher nach dem Verfahren der thermischen Verdichtung arbeiten, ist bereits vorgeschlagen worden, die Brennkammern seitlich des Zellenrades anzuordnen. Bekannt sind ebenfalls Ringbrennkammern, die als Ring das gesamte Triebwerk umfassen.
Durch die Erfindung sollen die bekannten Kammern vervollkommnet und der bisherige Mangel solcher Brennkammern, der darin besteht, daß das Wiederzünden im Betrieb Schwierigkeiten verursacht, beseitigt werden. Bei den bekannten Brennkammeranordnungen erfolgt das Zünden in einer noch nicht gezündeten Brennkammer meist nicht, wenn nach Zündung einer Brennkammer das Triebwerk beschleunigt worden ist und die Durchsatzgeschwindigkeit für die nicht gezündeten Brennkammern zu groß wird. Die Erfindung besteht in einer Anordnung der Ringbrennkammer um das Zellenrad herum und in einer Unterteilung der Brennkammer in so viele Gruppen, wie Zellengruppen vorhanden sind, um eine gleichmäßige Abströmung zu gewährleisten.
Es sind auch schon Brennkraftturbinen mit Zellenrad bekannt, bei, denen in einem Zellenrad nacheinander Brennstoff und Verbrennungsluft eingeführt werden, wobei dieses Gemisch in dem Zellenrad zur Verbrennung kommt, wenn sich die entsprechenden Zellen dem Brennraum gegenüber befinden, so, daß die Zellen selbst als Brennräume benutzt werden. Hierbei entsteht aber eine pulsierende Strömung mit allen Nachteilen pulsierender Antriebe, während die vorliegende Erfindung auf einen konstanten Brennkammerdruck hin arbeitet, wobei das Zellenrad steuerndes Schleusenorgan für eine vom Zellenrad getrennte Brennkammer ist.
Bei der thermischen Verdichtung wird bekanntlich auf einem Teil des Umfanges des Zellenrades kaltes Gas in die Brennkammer eingeschleust und der Zelleninhalt durch heißes Gas ersetzt, während auf dem anderen Teil des Umfanges das heiße Gas ausgeschleust und der Zelleninhalt durch kaltes Gas ersetzt wird. Bei einer solchen Anordnung würde etwa die eine Hälfte des Zellenradumfanges Einschleusung, die andere Hälfte Ausschleusung haben.
Um nun eine gleichmäßige Abströmung aus dem Verdichter, die ja auf dem ganzen Umfang stattfindet, zu erzielen, wird erfindungsgemäß der Umfang in mehrere Zellengruppen aufgeteilt, wobei jede Zellengruppe den Vorgang des Eizischleusens und des Ausschleusens einmal enthält. Da zu jeder Ein- und Ausschleusung bekanntlich eine Brennkammer gehört, wird die Ringbrennkammer erfindungsgemäß irr ebenso viele Abschnitte unterteilt, wie oben erklärte Zellengruppen vorhanden sind. Dabei ist jeder Brennkammerabschnitt erfindungsgemäß vom benachbarten Brennkammerabschnitt entweder durch Zwischenwände oder durch aerodynamische Einbauten getrennt, die so ausgebildet sind, daß -eine Durchströmung möglichst nur in einer Richtung .erfolgen kann. Zu diesem Zweck können venturiartige Einbauten, Dralldrosselungen usw. vorgesehen sein. Die Ein-und Ausmündungen können radial erfolgen; eine günstige Ein- und Ausströmung ist durch hutzenförmige Einbauten möglich, die die Brennkammerabschnitte mit dem mehr oder weniger axial ausgebildeten Zellenrad verbinden.
Die erfindungsgemäße Brennkammer hat eine verhältnismäßig lange Umlaufzeit für die Gesamtluftmenge und infolgedessen auch einen guten Ausbrand. Beim Wiederzünden nach einer Betriebsunterbrechung werden zwangläufig alle Brennräume durchgezündet, wenn an einer Stelle die Zündung erfolgt ist.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in zwei Ausführungsbeispielen dargestellt, und zwar zeigt Abb. i im Schema eine Ringbrennkammer an einem Zellenrad, bei der die linke Hälfte Zwischenwände zwischen der Ein- und Austrittsstelle aufweist und die rechte Hälfte mit aerodynamischen Einbauten versehen ist, Abb. 2 die Draufsicht auf einen Teil des Zellenradmantels, Abb. 3 einen Schnitt nach Linie 1-I der Abb. 2 und Abb. 4 einen Schnitt nach Linie II-II der Abb. 2. Bei einem Strahltriebwerk für Flugzeugantriebe wird in an sich bereits vorgeschlagener Weise die verdichtete Luft einem Zellenrad i zugeführt, das eine thermische Verdichtung zusammen mit .einer Brennkammer bewirkt und die - aufgeheizten Gase über eine Turbine zur Schubdüse leitet. Um das Zellenrad i ist eine Ringbrennkammer 2 angeordnet, die als eine Ausführungsform in der linken Hälfte mit Zwischenwänden 3 versehen ist. Die Ringbrennkammer ist in so viele Teile unterteilt, als Zellengruppen notwendig @sind,_ um eine gleichmäßige Abströmung aus dem Verdichter zu erzielen. Die Eintrittsstelle 4 und die Austrittsstelle 5 liegen dicht nebeneinander.
In der rechten Hälfte der Abb. i ist dargestellt, daß die Eintrittsstellen 6 von den Austrittsstellen 7 durch aerodynamische Einbauten 8 (venturiartige Einbauten, Dralldrosselungen usw.). so getrennt sind, daß eine Durchströmung möglichst nur in einer Richtung 9 erfolgt.
Die Ein- und Ausmündungen in das Zellenrad i können radial. erfolgen. Eine günstigere Anordnung ist in den A.bb. - bis 4 dargestellt. Die Ein-und Austrittsöffnungen sind durch hutzenartige Einbauten i o, i i mit der Brennkammer verbunden und führen seitlich zu dem mehr oder weniger axial ausgebildeten Zellenrad. Der Austritt aus den Kammern des Zellenrades zu der Turbine und zur Schubdüse erfolgt bei 12 in axialer Richtung.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Ringbrennkammer für Strahltriebwerke, welche mit einem Zellenrad-Druckaustauscher arbeiten und bei denen die Arbeitsgase vorwiegend thermisch verdichtet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringbrennkammer um das Zellenrad herum angeordnet isst, wobei die Brennkammer in so viele Gruppen unterteilt ist, wie Zellengruppen des Z.ellenrad-Druckaustauschers zur Erzielung einer gleichmäßigen Abströmung aus dem Verdichter erforderlich sind.
2. Ringbrennkammer nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß jede Brennkammergzuppe reit einer Ein- und Austrittsstelle zum Zellenrad versehen ist, die nahe beieinander angeordnet sind.
3. Ringbrennkammer nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkammerabschnitte durch Zwischenwände (3) voneinander getrennt sind.
4. Ringbrennkammer nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkammerabschnitte durch aerodynamische Einbauten derart voneinander getrennt sind, daß eine Durchströmung möglichst nur in einer Richtung erfolgt.
5. Ringbrennkammer nach den Ansprüchen i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein-und Austrittsöffnungen des Zellenrades über hutzenartige Führungskanäle (i o, i i) mit der Brennkammer (2) verbunden sind, die eine Zu- und Ableitung zum Zellenrad in etwa axialer Richtung ermöglichen. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 85o969, 821 736, 807 450, 521 2-89; französische Patentschrift Nr. 899996; britische Patentschrift Nr: 633 935; USA.-Patentschriften Nr. 2 477 583, 2 256 198; Zeitschrift: Flight, Bd. 59 (1951), Heft 2207, S. 567.