NO142680B - Forbrenningskammer for forbrenningsmotor. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår et forbrenningskammer for forbrenningsmotor, særlig dieselmotor med en turbokompressor med forvarming gjennom det nevnte kammer foran turbokompressorens turbin, der brennkammeret tilføres dels brensel og dels samtidig avgasser fra motoren og friskluft gjennom en grenledning fra kompressoren, hvilken grenledning er åpen og i stand til

å føre til turbinen all den av kompressoren leverte luft som ikke opptas av motoren, og der brennkammeret omfatter et rør-formet element med en lukket og en åpen ende, minst ett inn-sprøytningsmunnstykke for brensel liggende i nærheten av den lukkede ende av det rørformede element, et innløp for primærluft beregnet på å tilføre friskluft til det rørformede element i en forbrenningssone i nærheten av elementets lukkede ' ende, og et innløp for avgasser beregnet på å innføre motorens avgasser i det rørformede element i en blandesone i nærheten av elementets åpne ende.

Fra U.S. patentskrift nr. 2.669.090 er det kjent et forbrenningskammer for gjenoppvarming av eksosgasser for dieselmotor før disse tilføres en gassturbin. Det er anordnet innløp for primærluft til forbrenningskammeret, innløp for luft til fortynningsdelen av forbrenningskammeret, og en kanal som fører eksosgasser til nedstrømsiden av de sistnevnte innløp.

I U.S. patentskrift nr. 2.633.698 er det anordnet en kanal som forbinder innløpet til turbinen med inntaksmani-folden på motoren, og en ventil som regulerer gjennomstrøm-ningen i kanalen og som bare er åpen ved strøm av forbrenningsgass fra forbrenningskammeret til motorens inntaksmanifold.

Hensikten med oppfinnelsen er å tilveiebringe et for-brenn ingskammer av den innledningsvis nevnte art, som gir tilfredsstillende drift av motoren under alle forhold, også ved høyt turtall uten belastning, ved at regulering skjer automatisk uten ventilanordning ved utnyttelse av at den hurtig-strømmende eksosgass med forholdsvis lav temperatur som er tilstrekkelig til å fortynne de varme gasser fra forbrenningssonen, med et trykktap som er lavest mulig.

Dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved at et innløp for sekundærluft beregnet på å innføre friskluft fra grenledningen i det rørformede element i blandesonen på nedstrømsiden av inn-løpet for avgasser,ved strømning i det vesentlige perpendikulært på strømningsretningen for de tilførte avgasser som inn-føres, rettet med svak helning mot aksen for elementet i retning mot elementets åpne ende på en slik måte at strømmen av sekundærluft motvirkes av de strømmende avgasser.

Det er videre ifølge oppfinnelsen fordelaktig at innløpet for primærluft består av en primærkanal som omgir den lukkede ende av det rørformede element, som der er forsynt med et antall åpninger jevnt fordelt over elementets omkrets, at inn-løpet for avgasser består av en ringformet mellomkanal, hvis nedstrømsdel er tilsluttet det rørformede element på nedstrøm-siden av primærkanalen, og at innløpet for sekundærluft består av en sekundærkanal som omgir mellomkanalen og munner ut

gjennom åpninger på nedstrømsiden av mellomkanalen, og slik anordnet at avgassene mo'tvirker radiell innstrømning av_ sekundær friskluft ved innbyrdes påvirkning mellom gasstrømmene.

Med fordel kan grenledningen i det minste delvis være

omgitt av avgassledningen på oppstrømsiden av mellomkanalen.

Oppfinnelsen skal nedenfor forklares nærmere under hen-visning til tegningene som skjematisk viser et lengdesnitt gjennom et utførelseseksempel på et forbrenningskammer ifølge oppfinnelsen.

Forbrenningskammeret 1 utgjør en del av en installasjon som omfatter en forbrenningsmotor 2 (f.eks. en dieselmotor) overladet fra en gruppe turbokompressorer 3 og forsynt med en forvarming foran turbinen, turbokompressorgruppen 3 består av minst en kompressor 4 som leverer frisk trykkluft til motoren 2, og minst en turbin 5 som driver kompressoren 4 og selv drives av eksosgassen fra motoren 2.

Forbrenningskammeret 1 som bevirker etterforbrenningen er anordnet foran turbinen 5 og forbrenningskammeret 1 for til-førsel av for det første brennstoff gjennom ledningen 6 og for det andre eksosgass fra motoren 2 gjennom eksosledningen 7 og friskluft som tas ut ved utgangen fra kompressoren 4 gjennom en omledningskanal 8.

Forbrenningskammeret 1 omfatter et rørformet element 9 som har en lukket ende 10 og en åpen ende 11, minst en brennstoff in jektor 12 anordnet i nærheten av den lukkede enden 10 på rørelementet 10 og som mottar brennstoff gjennom ledningen 6, og et primærluftinntak 13 som tilfører friskluft til rør-elementet 9 i høyde med forbrenningssonen 14 som ligger i nærheten av den lukkede enden 10.

I henhold til oppfinnelsen har man da anordnet et inntak for forbrenningsgass 15 som innfører forbrenningsgass til rør-elementet 9 i høyde med blandingssonen 16 i nærheten av dennes åpne ende 11 på en slik måte at man får minimalt trykktap og ifølge en svak skråstilling i forhold til aksen XX gjennom det rørformede element 9 og i retning mot den åpne enden 11, og et sekundærluftinntak 17 for innføring av friskluft i rørele-mentet 9 i høyde med nevnte blandingssone 16, hvilket skjer i det vesentlige loddrett på strømningen av eksosgass som inn-føres og slik at sekundærluftstrømmen støtes sammen med eksos-gasstrømmen ved egnet anordning av de respektive stråler.

Sammenføringen og blandingen av de to strømmer som inn-føres i blandingssonen 16 danner en turbulens virkning som skaper en undertrykksone 18 mellom blandingssonen 16 og forbrenningssonen 14.

Primærluftinntaket 13 kan med fordel bestå av et første rom 19 som omgir nevnte lukkede ende 10 på rørelementet 9, som er forsynt med en rekke åpninger 20 med jevn fordeling langs omkretsen, eventuelt i flere rekker som er forskjøvet aksialt.

Med hensyn til inntaket for eksosgassen 15 kan dette

med fordel bestå av et mellomliggende rom 21 med ringform, hvor bakre del er forbundet med det rørformede elementet 9 bak det første rommet 13, idet forbindelsen foregår gjennom en ringformet åpning 22.

Når det gjelder sekundærluftinntaket 17 består dette med fordel av et andre rom 23 som omgir det mellomliggende rommet 21 og munner ut gjennom åpninger 24 i bakre del av det mellomliggende rommet 21 og er anordnet slik at eksosgassen går i motstrøm til den radiale innføring av sekundær friskluft ved egnet anordning av strømningene.

Det mellomliggende rommet 21 er direkte forbundet med eksoskanalen 7 og det andre rommet 23 er direkte forbundet med omledningskanalen 8.

For tilførsel av friskluft til nevnte første rom 19. finnes kanaler 2 5 som går gjennom det mellomliggende rom og forbinder det andre rom 23 med det første rommet 19.

På figuren viser pilene med kraftig strek strømnings-retningene for eksosgassen og de fintrukne piler viser strøm-ningen av friskluft.

Med fordel danner det første rommet 19 en profil omkring

. hvilken man har anordnet fremre del av det mellomliggende rom 21 og fremre del av det andre rommet 23, slik at disse fremre

deler danner kontinuerlig form som forbinder dem med eksoskanalen 7 og omledningskanalen 8.

Bakre del av det mellomliggende rommet 21 forbindes

med rørelementet 9 slik at man begunstiger innføringen av eksosgass i retning mot den åpne enden 11 på rørelementet 9, bakre del har således en konisk konvergerende form som løper sammen mot den åpne enden 11.

Bakre del av det mellomliggende rommet 23 er forbundet med rørelementet ' 9 på en slik måte. at man oppnår en radial inn-føring av friskluft omtrent loddrett på aksen XX gjennom rør-elementet 9; denne bakre del har altså en form som reflekterer gassen i retning mot aksen XX.

Uavhengig av den valgte konstruksjon vil forbrenningskammeret i henhold til oppfinnelsen by på en rekke fordeler, hvorav kan nevnes: Risikoen for slukking av flammen er praktisk talt eliminert på grunn av det permanente innsug av friskluft omkring forbrenningssonen, eksosgassens kinetiske energi bevirker fortynningen og avkjølingen av de varme gasser fra for-brenningen, eksosgassen får minimalt trykktap, forbrennings-kammerets konstruksjon er enkelt og muliggjør lettvint og billig bygging.

Man vil forstå at oppfinnelsen ikke begrenses til de nevnte spesielle utførelser, men omfatter tenkelige varianter innenfor oppfinnelsens ramme.

Claims (3)

1. Forbrenningskammer for forbrenningsmotor, særlig dieselmotor med en turbokompressor med forvarming gjennom det nevnte kammer foran turbokompressorens turbin, der brennkammeret tilføres dels brensel og dels samtidig avgasser fra motoren og friskluft gjennom en grenledning fra kompressoren, hvilken grenledning er åpen og i stand til å føre til turbinen all den av kompressoren leverte luft som ikke opptas av motoren, og der brennkammeret omfatter et rørformet element med en lukket og en åpen ende, minst ett innsprøytningsmunnstykke for brensel liggende i nærheten av den lukkede ende av det rørformede element, et innløp for primærluft beregnet på å tilføre friskluft til det rørformede element i en forbrenningssone i nærheten av elementets lukkede ende, og et innløp for avgasser beregnet på å innføre motorens avgasser i det rør-formede element i en blandesone i nærheten av elementets åpneN ende, karakterisert ved et innløp for sekundærluft (17) beregnet på å innføre friskluft fra grenledningen (8) i det rørformede element (9) i blandesonen (16) på nedstrøm-siden av innløpet for avgasser ved strømning i det vesentlige perpendikulært på strømningsretningen for de tilførte avgasser som innføres rettet med svak helning mot aksen (X-X) for elementet (9) i retning'-mot elementets åpne ende (11) på 'en slik måte at-strømmen av sekundærluft motvirkes av de ' strømmende avgasser.
2. 2. Forbrenningskammer som angitt i krav 1, karakterisert ved at innløpet for primærluft (13) består av en primærkanal (19) som omgir den lukkede ende (10) av det rørformede element (9) som der er forsynt med et antall åpninger (20) jevnt fordelt over elementets omkrets, at innløpet for avgasser (15) består av en ringformet mellomkanal (21), hvis nedstrømsdel er tilsluttet det rørformede element (9) på ned-strømsiden av primærkanalen (19), og at innløpet for sekundærluft (17) består av en sekundærkanal (23) som omgir mellomkanalen (21) og munner ut gjennom åpninger (24) på nedstrøm-siden av mellomkanalen,og slik anordnet at avgassene motvirker radiell innstrømning av sekundær friskluft ved innbyrdes påvirkning mellom gasstrømmene.
3. 3. Forbrenningskammer som angitt i krav 2, karakterisert ved at grenledningen (8) i det minste delvis omgir avgassledningen (7) på oppstrømsiden av mellomkanalen (21) .