DE2429951A1 - DEVICE FOR FUEL INJECTION - Google Patents

DEVICE FOR FUEL INJECTION

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DE2429951A1
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rotation
blade arrangement
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fuel injection
sub
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Roland Robert Charles Beyler
Jacques Emile Jules Caruel
Jean Alfred Eugene Cha Dobigny
Michel Bernard Schenher
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SNECMA SAS
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    • 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
    • F23R3/04—Air inlet arrangements
    • F23R3/10—Air inlet arrangements for primary air
    • F23R3/12—Air inlet arrangements for primary air inducing a vortex
    • F23R3/14—Air inlet arrangements for primary air inducing a vortex by using swirl vanes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Description

Vorrichtung zur KraftstoffeinspritzungDevice for fuel injection

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kraftstoffeinspritzung insbesondere für Strahltriebwerke, bei der ein mittlerer, Kraftstoff enthaltender, ringförmiger Strom zwischen einem inneren und einem äußeren Luftstrom geführt und gestreckt wird, welche durch Schaufelanordnungen zum Verwirbeln in Drehung versetzt werden. The invention relates to a device for fuel injection especially for jet engines, where a medium, fuel containing, annular flow is guided and stretched between an inner and an outer air stream, which be set in rotation by vane arrangements for swirling.

Erfindungsgemäß wird der mittlere ringförmige Strom durch ein Gemisch aus Luft und Kraftstoff gebildet, und er wird seinerseits durch eine dritte Schaufelanordnung zum Verwirbeln z.B. mit wendeiförmigen Rippen in Drehung versetzt. According to the invention, the mean annular flow is passed through a mixture formed from air and fuel, and it is in turn rotated by a third swirling vane arrangement, for example with helical ribs.

Ia weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird die Scherwirkung, welche der innere und der äußere Luftstrom auf den Kraftstoff enthal-Ia further embodiment of the invention, the shear action, which the inner and outer air flow on the fuel contain

409883/1007 . 2 .409883/1007. 2 .

tenden mittleren, zwischen ihnen geführten Strom ausüben, dadurch erhöht, daß die Schaufelnder inneren und äußeren Schaufelanordnung zum Verwirbeln verschiedene Winkelabstände in Drehrichtung erhalten, wobei die äußere Schaufelanordnung vorteilhafterweise einen kleineren Winkelabstand der Schaufeln als die innere Schaufelanordnung aufweist.tend to exercise a middle current carried between them, thereby increases that the blades of the inner and outer blade arrangement for swirling are given different angular distances in the direction of rotation, wherein the outer vane arrangement advantageously has a smaller angular spacing of the vanes than the inner vane arrangement having.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung sind die verschiedenen Teile der Vorrichtung in zwei Untereinheiten zusammengefaßt, welche gleitend gegeneinander bewegt werden können und jeweils getrennt an verschiedenen Teilen der Brennkammer des Strahltriebwerkes angebracht sind. Vorzugsweise wird die ein Verschieben zulassende Stoßstelle zwischen den beiden Untereinheiten bei der Schaufelanordnung zum Verwirbeln vorgesehen, welche dazu dient, den äußeren Luftstrom in Drehung zu versetzen. Hierzu ist am inneren Umfang der äußeren Schaufelanordnung zum Verwirbeln eine Gleitbuchse angeordnet.In one embodiment of the invention, these are different Parts of the device combined into two sub-units, which can be slid against each other and each attached separately to different parts of the combustion chamber of the jet engine are. Preferably, the joint between the two subunits, which allows displacement, is used in the blade arrangement provided for swirling, which is used to set the outer air flow in rotation. For this purpose, the outer circumference is on the inner circumference Blade arrangement arranged for swirling a sliding bush.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung erläutert. Es zeigt:In the following the invention is based on an exemplary embodiment explained with reference to the accompanying drawing. It shows:

Fig. 1 einen transversalen Schnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Kraftstoffeinspritzung längs der Linie I-I von Fig. 2;Fig. 1 is a transverse section through the inventive Fuel injection device taken along line I-I of Fig. 2;

Fig. 2 einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Kraftstoffeinspritzung längs der Linie II-II von Fig. 1;2 shows a longitudinal section through the device according to the invention for fuel injection along the line II-II of Fig. 1;

409883/1007409883/1007

Fig. 3 eine schematische auseinandergezogene Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Kraftstoffeinspritzung;Fig. 3 is a schematic exploded view of the invention Fuel injection device;

Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Kraftstoffeinspritzung, wobei deren Anbringung in der Brennkammer eines Strahltriebwerkes gezeigt ist. ^4 shows a longitudinal section through a device according to the invention for fuel injection, its attachment in the Combustion chamber of a jet engine is shown. ^

Die in den Fig. 1 und 2 gezeigte Vorrichtung zur Kraftstoffeinspritzung weist eine äußere Hülse 1 und eine konzentrisch angeordnete
innere Hülse 2 auf, welche zwischen sich einen ringförmigen äußeren Durchgang 3 bilden, welcher in Richtung der Pfeile Fl von Luft
durchquert wird, welche durch einen äußeren Verwirbler 4 in Drehung versetzt wird. Ein in der Mitte angeordneter, mit Profil versehener Dorn 5 begrenzt zusammen mit einer konzentrisch zwischen ihm und
der inneren Hülse 2 angeordneten Hülse 6 einen inneren Durchgang 7, wo in Richtung der Pfeile F2 strömende Primärluft von einem inneren Verwirbler 8 in Drehung versetzt wird. Der Kraftstoff wird der
Vorrichtung zur Kraftstoffeinspritzung durch eine Düse 9 zugeführt, welche in eine ringförmige EingangsSammelleitung Io einmündet. Das
Gemisch Luft/Kraftstoff strömt in einen ringförmigen Raum 11, welcher durch die Hülsen 2 und 6 begrenzt wird, zwischen welchen ein
dritter, mittlerer Verwirbler 12 angeordnet ist, durch welchen das
in Richtung der Pfeile F3 strömende Gemisch Luft/Kraftstoff in
Drehung versetzt wird.The device for fuel injection shown in FIGS. 1 and 2 has an outer sleeve 1 and a concentrically arranged one
inner sleeve 2, which between them form an annular outer passage 3, which in the direction of the arrows Fl of air
is traversed, which is set in rotation by an outer swirler 4. A centered, profiled mandrel 5 delimits along with a concentric between it and
the inner sleeve 2 arranged sleeve 6 an inner passage 7, where in the direction of the arrows F2 flowing primary air is set in rotation by an inner swirler 8. The fuel will be the
Device for fuel injection fed through a nozzle 9 which opens into an annular inlet manifold Io. That
The air / fuel mixture flows into an annular space 11, which is delimited by the sleeves 2 and 6, between which a
third, middle swirler 12 is arranged, through which the
Air / fuel mixture flowing in the direction of arrows F3 in
Rotation is offset.

In der auseinandergezogenen Darstellung der Fig. 3, in welcher eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Kraftstoffeinspritzung auf andereIn the exploded view of FIG. 3, in which a Device according to the invention for injecting fuel onto others

409-8-83/1007409-8-83 / 1007

Art gezeigt ist, finden sich wieder dieselben Teile wie die oben beschrieoenen.Art is shown, you will find the same parts as those described above.

Der äußere Durchgang 3 befindet sich zwischen der äußeren Hülse und der Hülse 2. üie beiden Hülsen sind durch die Schaufelndes äußeren Verwirblers 4 fest miteinander verbunden. Die Hülse wird von einem Ring 13 abgedeckt, und sie trägt an ihrem unteren Teil ein Einlaßrohr 14 für das Gemisch Luft/Kraftstoff.The outer passage 3 is located between the outer sleeve and the sleeve 2. The two sleeves are through the paddles of the outer Verwirblers 4 firmly connected to each other. The sleeve is made of a ring 13 covered, and it carries at its lower part an inlet pipe 14 for the air / fuel mixture.

Der mittlere Durchgang 11 befindet sich zwischen der Hülse 2 und der Hülse 6, welche in einem konischen Ring 15 endet. Die Hülse trägt den mittleren Verwirbler 12, welcher von wendeiförmigen Rippen 16 und einem Halbkranz 17 gebildet wird, welcher einen Teil des Gemisches Luft/Kraftstoff ablenkt, bevor er die wendeiförmigen Rippen 16 erreicht, so daß die Drehung des Gemisches beschleunigt und seine Durchmischung verbessert wird.The middle passage 11 is located between the sleeve 2 and the sleeve 6, which ends in a conical ring 15. The sleeve carries the central swirler 12, which has helical ribs 16 and a half-ring 17 is formed, which deflects part of the air / fuel mixture before the helical Ribs 16 reached, so that the rotation of the mixture accelerated and its mixing is improved.

Der innere Durchgang 7 ist zwischen der Hülse 6 und dem inneren Dorn 5 angeordnet; dieser trägt die Schaufeln des inneren Verwirblers 8.The inner passage 7 is arranged between the sleeve 6 and the inner mandrel 5; this carries the blades of the inner swirler 8th.

Die Anordnung wird von einem Ring 18 abgedeckt, welcher zwischen seinem inneren Rand und dem Ring 13 einen ringförmigen Spalt 19 freiläßt.The arrangement is covered by a ring 18 which between its inner edge and the ring 13 leaves an annular gap 19 free.

Der Kraftstoff wird bei 9 in das Einlaßrohr 14 eingespritzt, wel-The fuel is injected into the inlet pipe 14 at 9, which

A0988 3/100 7 _ 5 _A0988 3/100 7 _ 5 _

ches seinerseits mit Luft beaufschlagt wird. Das Gemisch Luft/ Kraftstoff gelangt dann zu der ringförmigen Einlaßsammelleitung und wird dann in zwei Ströme aufgeteilt: der eine strömt direkt zwischen den wendeiförmigen Rippen 16 hindurch, der andere strömt um den als Halbrampe gezeigten Halbkranz 17 herum, bevor er die wendeiförmigen Rippen erreicht. Das Gemisch Luft/Kraftstoff wird durch einen ringförmigen Spalt 2o ausgestoßen, welcher zwischen den ■Ringen 13 und 15 freigelassen wird. Die von dem äußeren Verwirbler 4 in Drehung versetzte Luft strömt durch den ringförmigen Spalt 19 aus, während die durch den inneren Verwirbler 8 in Drehung versetzte Luft durch eine in der Mitte gelegene Öffnung 21 ausgestoßen wird.ches is in turn pressurized with air. The air / fuel mixture then passes to the annular intake manifold and is then divided into two streams: one flows directly between the helical ribs 16, the other flows around the half-ring 17 shown as a half-ramp before it reaches the helical ribs. The air / fuel mixture becomes ejected through an annular gap 2o which is left free between the rings 13 and 15. The one from the outer swirler 4 air set in rotation flows through the annular gap 19 off, while the rotated by the inner swirler 8 Air is expelled through a central opening 21.

Line erfindungsgemäße Vorrichtung zur Kraftstoffeinspritzung, wie sie in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, kann vorteilhafterweise auf die in der Fig. 4· gezeigte Art angebracht werden. Bei dieser Anbringung gehört die äußere Hülse 1 zu einer äußeren Untereinheit A und wird direkt .am Boden 22 der Brennkammer angeschraubt. Sie weist an ihrem hinteren Teil eine Schulter auf, auf der ein Wärmeschild2f aufgeschweißt ist und an ihrem vorderen Teil ist sie mit einem Gewinde 25 versehen. Ein mit Gewinde versehener Ring 26 läßt sich auf dem Gewinde 25 befestigen und hält die Hülse 1 fest an den Boden 2 2 der Brennkammer angedrückt. Die Hülse 1 trägt auf ihrer Innenseite gleichzeitig den äußeren Verwirbler 4 , dessen innerer Umfang eine Buchse 2 7 trägt.Line device according to the invention for fuel injection, such as it is shown in Figures 1 and 2 can advantageously be mounted in the manner shown in Figure 4. With this attachment the outer sleeve 1 belongs to an outer sub-unit A and is screwed directly onto the bottom 22 of the combustion chamber. She knows a shoulder on its rear part, on which a heat shield 2f is welded and on its front part it is threaded 25 provided. A threaded ring 26 can be attached to the thread 25 and holds the sleeve 1 firmly to the base 2 2 pressed against the combustion chamber. The sleeve 1 carries on its inside at the same time the outer swirler 4, the inner circumference of a Socket 2 7 carries.

In diese äußere Untereinheit A ist eine innere Untereinheit Bfeinge-In this outer subunit A there is an inner subunit Bfeinge-

40 9883/100740 9883/1007

— 6 —- 6 -

führt, welche von den Buchsen 2 und 6, dem inneren Verwirbler 8, dem mittleren Verwirüler 12, dem in der Mitte liegenden Dorn 5 und dem Einlaßrohr I1+ gebildet wird, in dessen Innerem die Düse 9 angeordnet ist, welche durch einen Tragarm 28 mit Kraftstoff versorgt wird. Die Untereinheit B, welche mit dem Tragarm 28 fest verbunden ist, kann in das Gehäuse 29 der Brennkammer über ein entsprechendes Loch 3o eingeführt werden, welches durch eine Platte 31 verschlossen wird, die mit dem Tragarm 28 fest verbunden ist und durch Schrauben 32 am Gehäuse 29 der Brennkammer befestigt ist.leads, which is formed by the sockets 2 and 6, the inner swirler 8, the middle swirler 12, the mandrel 5 located in the middle and the inlet pipe I 1 +, in the interior of which the nozzle 9 is arranged, which is supported by a support arm 28 is supplied with fuel. The sub-unit B, which is firmly connected to the support arm 28, can be inserted into the housing 29 of the combustion chamber via a corresponding hole 3o which is closed by a plate 31 which is firmly connected to the support arm 28 and by screws 32 on the housing 29 of the combustion chamber is attached.

Der in die Untereinheit A eingefügte äußere Verwirbler 4 ist bezüglich der Untereinheit B unabhängig, was die Montage und die Wartung der Vorrichtung erleichtert. Im Betrieb wird die Untereinheit A sehr stark erhitzt und dehnt sich aus, während die Untereinheit B durch die Strömung des Gemisches Luft/Kraftstoff gekühlt wird. Das notwendige Spiel wird durch Gleiten der Hülse 2 und der Buchse 27 gegeneinander erhalten. Zum Auseinanderbau reicht es, die Schrauben 32 zu entfernen, um die innere Untereinheit B durch das Loch 3o herausziehen zu können.The outer swirler 4 inserted in the sub-unit A is related to the sub-unit B independently, which facilitates the assembly and maintenance of the device. In operation, the sub-unit A heats up very much and expands, while the sub-unit B is cooled by the flow of the air / fuel mixture. The necessary play is obtained by sliding the sleeve 2 and the bush 27 against each other. It is enough to disassemble the Remove screws 32 in order to be able to pull out the inner sub-unit B through the hole 3o.

409883/1007409883/1007

Claims (5)

PatentansprücheClaims / 1.)Vorrichtung zur Kraftstoffeinspritzung insbesondere für Strahltriebwerke, bei der ein mittlerer, Kraftstoff enthaltender, ringförmiger Strom zwischen einem inneren und einem äußeren Luftstrom geführt und gestreckt wird, welche durch Schaufelanordnungen zum" Verwirbeln in Drehung versetzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere, ringförmige Strom durch ein Gemisch aus Luft und Kraftstoff gebildet wird und seinerseits durch eine dritte Schaufelanordnung zum Verwirbeln in Drehung versetzt wird, daß die oben genannten Teile der Vorrichtung in zwei Untereinheiten (A,B) zusammmengefaßt sind, welche gleitend gegeneinander bewegt werden können und jeweils getrennt an verschiedenen Teilen der Brennkammer befestigt sind./ 1.) Device for fuel injection, especially for jet engines, in which a mean, fuel-containing, annular flow is guided and stretched between an inner and an outer air flow, which are set in rotation by vane arrangements for "swirling," characterized in that the middle , ring-shaped flow is formed by a mixture of air and fuel and is in turn set in rotation by a third blade arrangement for swirling, that the above-mentioned parts of the device are combined in two sub-units (A, B) which can be slid against each other and are each attached separately to different parts of the combustion chamber. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß2. Apparatus according to claim 1, characterized in that 409-883/1 007409-883 / 1 007 Gleitbereich zwischen den beiden Untereinheiten (A3B) an derjenigen Schaufelanordnung (4) vorgesehen ist, welche dazu dient, den äußeren Luftstrom in Drehung zu versetzen.Sliding area between the two sub-units (A 3 B) is provided on that blade arrangement (4) which is used to set the outer air flow in rotation. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß am inneren Umfang der äußeren Scnaufelanordnung (4) eine Gleitbuchse (27) angeordnet ist.3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the inner A sliding bushing (27) is arranged around the outer scoop arrangement (4). 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Schaufeln der inneren Schaufelanordnung (8) und der äußeren Schaufelanordnung (4) in Drehrichtung unterschiedliche Winkelabstände aufweisen.4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized that the blades of the inner blade arrangement (8) and the outer blade arrangement (4) are different in the direction of rotation Have angular distances. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkelabstand der Schaufeln der äußeren Scnaufelanordnung (4) kleiner ist als der der Schaufeln der inneren Schaufelanordnung (8).5. Apparatus according to claim 4, characterized in that the Angular spacing of the blades of the outer blade arrangement (4) is smaller than that of the blades of the inner blade arrangement (8th). 409883/1007409883/1007
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