EP0592305B1 - Nachverbrenner für Zweistromtriebwerk - Google Patents

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EP0592305B1
EP0592305B1 EP93402450A EP93402450A EP0592305B1 EP 0592305 B1 EP0592305 B1 EP 0592305B1 EP 93402450 A EP93402450 A EP 93402450A EP 93402450 A EP93402450 A EP 93402450A EP 0592305 B1 EP0592305 B1 EP 0592305B1
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post
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secondary air
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Xavier Jean-Marie Pasquali
Jacques André Michel Roche
Mireille Simone Noelle Romero
Elisabeth Vilfeu
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Safran Aircraft Engines SAS
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Societe Nationale dEtude et de Construction de Moteurs dAviation SNECMA
SNECMA SAS
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D9/00—Stators
    • F01D9/06—Fluid supply conduits to nozzles or the like
    • F01D9/065—Fluid supply or removal conduits traversing the working fluid flow, e.g. for lubrication-, cooling-, or sealing fluids
    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • 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
    • F23R3/20—Flame stabilising means, e.g. flame holders for after-burners of jet-propulsion plants incorporating fuel injection means

Definitions

  • a post-combustion device for a double-flow turbo-reactor comprising an external annular casing having a sensitive revolution axis, an exhaust casing contained inside said external casing and comprising an external annular wall and an annular wall. internal, each having the same axis of revolution as the external casing, said external wall being separated from the external casing and delimiting with it a main passage of secondary air, and link arms connecting the internal wall to the external wall, this device post-combustion also comprising a post-combustion wall, annular, having the same axis of revolution as the external casing, arranged inside the external casing by being spaced from it by a determined distance so as to provide a passage for cooling air, and defining a post-combustion chamber.
  • US-A-3,118,276 describes a turbofan engine in which the post-combustion device is associated with mixing elements and movable flaps capable of taking secondary air for injecting it into the main vein downstream of the injection ramps.
  • Linking arms support the ejection cone by connecting it to the inner wall of the secondary channel and are surrounded by an aerodynamic section envelope through which passes a fuel injector supply line.
  • EP-A-0.315.486 also discloses a hollow rectifier placed at the outlet of a turbine, inside which circulates secondary air from the low pressure compressor, for cooling purposes, this air then being injected into the main vein.
  • each link arm comprises a box having an upper opening communicating with said main secondary air passage, and comprising a first device for openings, crossing the downstream transverse wall of said link arm and communicating with the post-combustion chamber, and the external radial downstream end of each link arm is adjacent to, and not contiguous with, the post-combustion wall, so that is formed between said link arm and said post-combustion wall, a second secondary air passage communicating the main secondary air passage with the post-combustion chamber.
  • the main advantage of a post-combustion device lies in obtaining a homogeneous distribution of the flow gaseous, in particular of the secondary air flow, capable of providing satisfactory operation of the post-combustion.
  • Each connecting arm 6 of FIGS. 1 and 2 is constituted by two radial walls 22, spaced from one another in order to provide between them a gas conduit 23 which communicates, at the upper part of the connecting arm, by a opening 24, with the passage 25 formed between the external casing 1 and the external wall 3, constituting the main passage for secondary air of the turbomachine.
  • the conduit 23 also opens into the post-combustion chamber 9 through openings 26 passing through the downstream transverse wall 27 of the connecting arm 6.
  • Each radial wall 22 comprises a radial gutter 28, inside which two conduits are arranged. fuel radials 29, connected to a fuel supply 30 located outside the casing 1.
  • Through holes 31, formed in the wall of each fuel conduit 29, extend perpendicular to the wall 22, transversely, and orthogonal to axis 2, constituting as many fuel injection orifices outside the link arm 6, just upstream of the post-combustion chamber 9. Holes 32 crossing the upstream angle of the connection of each gutter 28 with the adjacent wall 22 establish communication between the conduit 23 with the external passages 33 formed between adjacent link arms, communicating the exhaust casing 18 with the post-combustion chamber 9.
  • the burner ring 19 is constituted by an annular profile, a section of which by a plane passing through the axis 2, represented in FIG. 4, comprises two wings 20, 35, arranged in a V, the point of the V oriented towards the upstream, in the opposite direction to that of arrow G.
  • An O-ring duct 36 is disposed inside the V-section profile, is provided with a multitude of through holes 37 whose axis is oriented parallel and in the direction of arrow G, downstream, and is connected to one or more fuel supply conduits 38.
  • the holes 34 of the external wall 3 open into the post-combustion chamber 9 in the vicinity and upstream of the V-shaped section
  • Each flame catching arm 17 is constituted by a section having a cross section in V, with two wings 39, with the point of V facing upstream, in the opposite direction to that of arrow G, and, by a conduit oxidizer (air, most often) 40, received between the wings of the profile, being fixed to it by spaced fixing flanges 41.
  • This duct 40 has its end 40A, closest to axis 2, blind ; at its other end 40B shaped as an opening for communication with the main secondary air passage 25; and is further provided with several rows, parallel to its axis, through holes 42, the orientations of which all have a component oriented from upstream to downstream.
  • the upstream edge 43 of the profile has several series of through holes 44, the axes of which are parallel to the direction of the arrow G and which open directly onto the upstream edge 45 of the conduit 40.
  • the conformation and the arrangement of the flame catching arms 17 and of the burner ring 19 make it possible to limit the pressure drops and obtain a low radar equivalent surface.

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Claims (10)

  1. Nachverbrenner für Zweistromtriebwerk, bestehend aus einem ringförmigen Außengehäuse (1) mit einer allgemeinen Drehachse (2), einem Ausstoßgehäuse (18), das in dem genannten Außengehäuse sitzt und aus einer ringförmigen Außenwand (3) und einer ringförmigen Innenwand (4) besteht, die jeweils die gleiche Drehachse haben wie das Außengehäuse, wobei die genannte Außenwand (3) von dem Außengehäuse beabstandet ist und mit diesem einen Sekundärluft-Haupt-durchlaß (25) bildet, und wobei Verbindungsarme (6) die Innenwand (4) und die Außenwand (3) miteinander verbinden, wobei dieser Nachverbrenner ferner eine ringförmige Nachbrennwand (8) mit der gleichen Drehachse wie das Außengehäuse aufweist, die im Inneren des Außengehäuses (1) angeordnet ist und dabei in einem bestimmten Abstand zu diesem angeordnet ist, so daß ein Kühlungsluftdurchgang (12) entsteht, und die eine Nachbrennkammer (9) umgrenzt, wobei jeder Verbindungsarm (6) einen Kasten (23) aufweist, der eine obere Öffnung (24) besitzt, die mit dem genannten Sekundärluft-Hauptdurchlaß (25) in Verbindung steht, sowie eine erste Vorrichtung mit Öffnungen (26) besitzt, die durch die stromabwärts befindliche Querwand (27) des genannten Verbindungsarms verlaufen und mit der Nachbrennkammer (9) in Verbindung stehen, und wobei das äußere radiale stromabwärtige Ende (15) jedes Verbindungsarms sich in der Nähe, aber nicht in Verbindung mit der Nachbrennwand (8) befindet, so daß zwischen dem genannten Verbindungsarm (6) und der genannten Nachbrennwand (8) ein zweiter Sekundärluftdurchlaß (16) entsteht, der den Sekundärluft-Hauptdurchlaß (25) mit der Nachbrennkammer (9) in Verbindung setzt.
  2. Nachverbrenner nach Anspruch 1,
       dadurch gekennzeichnet,    daß die genannte Vorrichtung mit Öffnungen mindestens eine Öffnung (26) aufweist, die sich in einer im wesentlichen quer zu der Achse (2) der Nachbrennkammer (9) liegenden Ebene befindet.
  3. Nachverbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Vorrichtung mit Öffnungen mehrere Löcher (26A) aufweist, die durch zwei Wände (22A) verlaufen, die den Kasten (23A) bilden und einen V-Winkel (22B) miteinander bilden, wobei diese Löcher die Verbindung des Sekundärluft-Hauptdurchlasses (25) mit der Nachbrennkammer (9) herstellen.
  4. Nachverbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Nachbrennwand (8) mehrere Löcher (46) verlaufen, die die Verbindung des Kühlungsluftdurchgangs (12) mit der Nachbrennkammer (9) herstellen, so daß die genannte Nachbrennwand gekühlt wird.
  5. Nachverbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß er Flammenfangarme (17) aufweist, die sich in radialer Richtung zur Verbindung des Ausstoßgehäuses (18) und der Nachbrennkammer (9) erstrecken, wobei sie mit ihren äußeren Enden an der Außenwand (3) des Ausstoßgehäuses befestigt sind, wobei jede FIammenfangarm-Einheit aus einem länglichen Kasten (40) besteht, der mit einer äußeren axialen Öffnung (40B) zur Verbindung mit dem Sekundärluft-Haupt-durchlaß (25) versehen ist und von einer Wand (40) abgegrenzt wird, durch die mehrere Löcher (42) verlaufen, die die Verbindung zwischen dem Inneren des genannten Kastens und der Nachbrennkammer (9) herstellen.
  6. Nachverbrenner nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede Flammenfangarm-Einheit (17) ein Außenprofil mit zwei Flügeln (39) aufweist, das einen V-förmigen Querschnitt hat, in dessen Inneren der Kasten (40) angeordnet ist, wobei die Öffnung des V-förmigen Querschnitts zum stromabwärtigen Teil der Nachbrennkammer (9) weist.
  7. Nachverbrenner nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kante (43) des Profils, die der Kante des V-förmigen Querschnitts entspricht, mehrere Löcher (44) aufweist, die die Verbindung zwischen dem Ausstoßgehäuse (18) und dem Raum zwischen den beiden Flügeln (39) des Profils herstellen.
  8. Nachverbrenner nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß er einen Nachbrennerring (19) aufweist, der koaxial mit der Nachbrennwand (8) in der Nähe des stromabwärtigen Endes (15) der ringförmigen Außenwand (3) des Ausstoßgehäuses und des stromaufwärtigen Endes (14) der Nachbrennwand (8) angeordnet ist undzwischen sich (19), der Nachbrennwand (8) und dem Flammenfangarm (17) mehrere quer verlaufende Durchgänge (21) abgrenzt, die die Verbindung zwischen dem Sekundärluft-Hauptdurchlaß (25) und der Nachbrennkammer (9) herstellen.
  9. Nachverbrenner nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß durch die ringförmige Außenwand (3) des Ausstoßgehäuses in der Nähe und stromaufwärts von dem Nachbrennerring (19) mehrere Löcher verlaufen, die die Verbindung zwischen dem Sekundärluft-Hauptdurchlaß (25) und der Nachbrennkammer (9) herstellen.
  10. Nachverbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Kasten (23) jedes Verbindungsarms durch Wände (22; 22A) umgrenzt ist, die jeweils mit einem radialen Ablauf (28) versehen sind, in dessen Inneren mindestens eine Leitung (29) zum Einspritzen von Brennstoff durch durchgehende Einspritzöffnungen (31) mit quer verlaufenden Achsen, die senkrecht zu der genannten Drehachse (2) verlaufen, angeordnet ist.
EP93402450A 1992-10-07 1993-10-06 Nachverbrenner für Zweistromtriebwerk Expired - Lifetime EP0592305B1 (de)

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