DE959580C - Verbrennungskammer mit pulsierender Verbrennung - Google Patents

Description

• Verbrennungskammer mit pulsierender Verbrennung Die Erfindung betrifft eine pulsierend arbeitende Brennkammer.
• Es sind bereits selbstzündende, annähernd. zylinder- bzw. kegelförmige Schwingb,rennkammern mit nur einer Öffnung bekannt, durch die das Brennstoff-Luft-Gemisch im zeitlichen Wechsel mit den auspuffenden Feuergasen axial in die Kammer eintritt. Ebenso sind Schwingbrennkammern mit einander gegenüberliegenden Öffnungen für den Eintritt des Brennstoffes und der Luft einerseits und für den Austritt der Feuergase andererseits bekannt.
• Weiterhin sind auch die sogenannten Zyklonbrennkam.mern mit schraubenförmiger Bewegung des Brennstoffes und der Luft längs des Zylindermantels allgemein bekannt. Für diese wurde von anderer Seite vorgeschlagen, Brennstoff und Luft tangential durch den Zylindermantel nahe der Stirnwand einzuführen, in deren Mitte die Feuergasauserittsöffnung angeordnet ist.
• Demgegenüber besteht die Erfindung darin, den die Ausstoßöffnung enthaltenden Teil der bekannten zylinder- oder kegelförmigen Schwingbrennkammer nach Art der Zyklombrennkammern auszubilden und . den Brennstoff und die Luft eider ein daraus gebildetes Gemisch mittels einer oder mehrerer nahe der Ausstoßöffnung angeordneter Düsen tangential einzuführen.
• Bei Anwendung getrennter Luft- und Brennstoffdüsen werden die Luftdüsen vorteilhaft außen, die Brennstoffdüsen innen angeordnet.
• In gewissen Anwendungsfällen kann es z. B. für den Verbrennungsablauf von Vorteil sein, auch verschiedenartige Brennstoffe zu verwenden, die erfindungsgemäß ebenfalls tangential eingeführt werden.
• Die bekannte Schwingbrennkammer mit axial geradliniger Gemischeinführung konnte unter Zuhilfenahme der für die Pulsation erzeugten Gasbewegungen verhältnismäßig klein gehalsten. werden. Demgegenüber besteht der besondere Verteil des Erfindungsgegenstandes in der gleichzeitigen Anwendung der schraubenförmig wirbelnden und der pulsierenden Bewegung innerhalb der Brennkammer, wobei durch die tangentiale Einführung von Brennstoff und Luft der für die Verbrennung erforderliche Weg infolge seiner Schraubenform in einem kleinen Raum unterzubringen. ist und zusätzlich die Wirkung .der Pulsation nutzbar gemacht wird.
• In der Zeichnung ist in Abb. i ein Ausführungsbeispiel@ der Erfindung schematisch dargestellt. Die gekühlte Brennkammer i ist mit einer Ausstoßöffnung 2 ausgerüstet, an die sich ein Diffusor 3 anschließt, welcher in den nachgeschalteten Hauptfeuerraum q. der Gesamtfeuerung vorteilhaft tangential einmündet. Inder Nähe der Auslaßöffnung 2 der Schwingbrennkammer i werden Brennstoff und Luft durch die Düsen 5 und 6 tangential eingeführt, so daß der Brennstoff-Luft-Strom in schraubenförmig wirbelnde Bewegung versetzt wird, die im Lauf des Verbrennungsweges durch die einsetzende Pulsation eine zusätzliche Wellenbewegung erhält.
• Inn weiteren Ausbau der Erfindung kann die Verbrennungskammer auch ähnlich der im Ausführungsbeispiel nach Abb.2 schematisch dargestellten Form ausgebildet sein.
• Es wird dabei davon ausgegangen, daß innerhalb der Verbrennungskammer eine noch bessere Pulsation. zu erreichen ist, wenn die pulsierende Wirbelbewegung zwangläufig geführt wird. Dieses wird dadurch erreicht, daß in der Brennkammer der leicht in dieselbe hineinragenden Öffnung vorgelagert und diese unter Belassung eines geringen Ringspaltes umfassend, eine erweiterte Düse, die Wasser- oder luftgekühlt sein kann, eingebaut ist. Die Brennstoff- und Luft- bzw. Brennstoff-Luft-Gemischeinführung erfolgt an der Austrittsseite der Brennkammer tangential. Der Weg des Brenastoff-Luft-Gesnisches bzw. der 'Flamme wird hierbei um die eingebaute erweiterte Düse herum wirbelnd auf die vordere Brennkammerwand gerichtet sein, wo sich infolge der zwangsweisen Umkehrung in Richtung auf den verhältnismäßig kleinen Querschnitt der Düse bzw. des daran sich anschließenden diffusorartigen Austritts mit noch kleinerem 0u erschnitt eine Pulsatio.n einstellt, wobei ein gewisser, vom Austritt nicht zu: fassender Anteil der Flamme und Gase durch den Ringspalt zwischen Einbau und Austritt in das frisch eingeführte Gemisch eintreten wird und dessen Pulsation. und Verbrennung verbessert. Um die Zwangläurfigkeit noch zu steigern, kann von der Austrittsseite aus in axialer Richtung Zweitluft als Leitluft kontinuierlich oder stoßweise in die Brennkammer eingeführt werden, wobei je nach den Temperaturen in derselben kalte oder vorge-,väTmte Luft bzw. Gase oder Abgase des Hauptfeuerraumes verwendet werden können. Die Einführung von Zweitluft kann auch in geeigneter Weise aus dem Brennkammermantel b.zw. dem Mantel der eingebauten Düse heraus erfolgen, wo dieselbe zuvor z. B. zur Kühlung herangezogen wurde.
• Wie die Abb. 2 zeigt, wird durch die Leitung 7 der Brennstoff und durch die Leitung 8 die Luft der Brennkammer 9 zugeführt, wobei mit Hilfe eines Schalters io die Luft auch über die Leitung i i dem Brennstoff bereits vorher zugegeben werden kann.. Das tangential eingeführte Brennstoff-Luft-Gemisch wird nach seiner Zündung die spiralenförrnig umläufende Flamme erzeugen, welche im Raum. 12 zur Umkehr gezwungen wird und in den Einbau 13 eintritt. Da der Querschnitt des diffusorartigen Austrittes 3 gering ist, wird. ein die Pulsation bewirkender Überdruck entstehen. Flamme und Gase, die nicht durch den Austritt 3 in den Hauptfeuerraum q. austreten können, entweichen durch den Ringspalt 1q. und vermischen sich, die Zündung fördernd, mit dem frisch eingeführten Brennstoff. Durch die Düsen 15 wird Zweitluft als Leitmittel eingeführt. Die Zweitluft kann dabei beispielsweise mit Hilfe der Schalter i o und 16 sowohl aus dem Hauptfeuerraum:4 als auch aus der Erstluftleitung 8 z. B. als Kaltluft entnommen werden. Gegebenenfalls kann auch Leitluft durch Düsen 17 im Mantel des Einbaues 13 aufgegeben werden, welche zuvor zur zusätzlichen Kühlung des Einbaues 13 verwendet wurde. In solchen Fällen ist es aber vorteilhaft, durch Düsen 18 am Umfang der Brennkammer 9 ebenfalls Luft einzuführen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Brennkammer mit pulsierender Verbrennung, dadurch gekennzeichnet, daß eine an sich bekannte, mit tangentialer Brennstoff-, Luft-oder Gemischzufuhr ausgerüstete Zyklo.nbrennkammer mit gekühltem Mantel als Pulsationskam-mer dient, wobei die Brennstoffteile und die Verbrennungsluft tangential in der Nähe des Feuergasaustritts eingeführt werden. z. Brennkammer nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der mit einer nach innen vorkragenden Austrittsöffnung (2) versehenen Brennkammer (i) ein beiderseits offener und leicht erweiterter hülsenartiger Einbau (i3) angeordnet ist, der mit dem einen Ende in den geschlossenen Teil[ der Brennkammer (i) hineinragt und mit dem anderen Ende die nach innen vorkragende Auslaßöffnüng (2) derart umfaßt, daß zwischen ihm und dem Kragen der Auslaßöffnung ein schmaler Ringspalt (1q.) bestehenbleibt. 3. Brennkammer nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, da.ß die Auslaßöffnung (2) derselben mit einem sich diffusorartig erweiternden Kanal (3) versehen ist, der tangential in den Hauptfeuerraam (4) der Gesamtfeuerung einmündet. 4. Brennkammer nach einem der Ansprüche i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die tangentiale Brennstoff-Luft-Zufuhr durch ringförmige Düsen (5) erfolgt, welche um die Auslaßöffnung (2) der Brennkammer (i) angeordnet sind. 5. Brennkammer nach einem der Ansprüche i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstoff-Lu,ft-Zurduhr durch eine oder mehrere Einzeldüsen (5, 6) erfolgt. 6. Brennkammer nach einem der Ansprüche i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß verschiedenartige Brennstoffe mittels stufenweise hintereinan:dergeschalteter Düsen in die Brennkammes eingeführt werden. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 904 255, 679 016; schweizerische Patentschrift Nr. 19.6 312; britische Patentschriften Nr. 552 747, I76838; französische Patentschrift Nr. 412 478; Taschenbuch für den Autoingenieur von B u s c h -mann, 5. Auflage, 1948, S. 244; Zeitschrift »Brennstoff, Wärme, Kraft«, 195o, S.305, und 195r, S.6; Zeitschrift »Stahl und Eisen«, 1950, S. 846; Zeitschrift des VDI, 1950, S. 398. Entgegengehaltene ältere Rechte: Deutsches Patent Nr. 907 576; deutsche Patentanmeldungen D 3884Ia/241, p 24 784 1 a1241.