DE102008028208B4 - Combustion chamber apparatus and method for its operation - Google Patents

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Abstract

Um ein Verfahren zum Betrieb einer Brennkammervorrichtung bereitzustellen, bei welchem ein Zündvorgang zum Zünden einer Flamme zuverlässig mehrfach ausführbar ist, wird vorgeschlagen, dass ein Brennstoff-Oxidator-Gemisch erzeugt wird und mindestens ein Laserstrahl auf das Brennstoff-Oxidator-Gemisch zum Zünden desselben gerichtet wird.In order to provide a method for operating a combustion chamber device in which an ignition process for igniting a flame can be reliably carried out several times, it is proposed that a fuel-oxidizer mixture be generated and at least one laser beam is directed onto the fuel-oxidizer mixture for igniting the same .

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Brennkammervorrichtung, bei dem ein Brennstoff-Oxidator-Gemisch gezündet wird.The invention relates to a method for operating a combustion chamber device in which a fuel-oxidizer mixture is ignited.

Die Erfindung betrifft ferner eine Brennkammervorrichtung, umfassend mindestens eine Brennkammer und mindestens einen Einblaskopf mit mindestens einem Injektor zum Zuführen von Brennstoff und Oxidator zu einem Brennraum.The invention further relates to a combustion chamber device, comprising at least one combustion chamber and at least one injection head with at least one injector for supplying fuel and oxidizer to a combustion chamber.

Weiterhin betrifft die Erfindung ein Triebwerk, umfassend mindestens eine Brennkammervorrichtung.Furthermore, the invention relates to an engine comprising at least one combustion chamber device.

Bei den bekannten Brennkammervorrichtungen und Triebwerken wird beispielsweise ein in dem Artikel von Huzel, D. K. and Huang, D. H., Modern Engineering for Design of Liquid-Propellant Rocket Engines. AIAA, Progress in Astronautics and Aeronautics, Vol. 147, 1992, beschriebener pyrotechnischer Zünder zum Zünden einer Flamme in der Brennkammervorrichtung und/oder in dem Triebwerk verwendet. Derartige pyrotechnische Zünder haben den Nachteil, dass sie nur einmal verwendet werden können.In the known combustor devices and engines, for example, in the article by Huzel, D.K. and Huang, D.H., Modern Engineering for Design of Liquid-Propellant Rocket Engines. AIAA, Progress in Astronautics and Aeronautics, Vol. 147, 1992, disclosed a pyrotechnic igniter for igniting a flame in the combustor and / or engine. Such pyrotechnic igniters have the disadvantage that they can only be used once.

Die DE 10 2007 033 809 A1 offenbart eine Laserzündanlage für einen Verbrennungsmotor.The DE 10 2007 033 809 A1 discloses a laser ignition system for an internal combustion engine.

Die DE 37 31 046 A1 offenbart ein Verfahren zum Einleiten einer exotherm verlaufenden chemischen Reaktion, bei welchem ein Katalysatorbett mit einem Laserstrahl beaufschlagt wird.The DE 37 31 046 A1 discloses a method for initiating an exothermic chemical reaction in which a laser beam is applied to a catalyst bed.

Die DE 15 38 106 A offenbart einen magneto-hydrodynamischen Generator.The DE 15 38 106 A discloses a magneto-hydrodynamic generator.

Die DE 603 07 033 T2 offenbart eine Pulsverbrennungsvorrichtung, welche beispielsweise in einer Turbinenmaschine verwendet wird.The DE 603 07 033 T2 discloses a pulse combustion device used in, for example, a turbine engine.

Die EP 0 816 674 A1 offenbart eine Brennkammer, in welcher ein zerstäubter Brennstoff mit komprimierter Luft verbrannt wird. Das Brennstoff-Luft-Gemisch wird hierzu mittels eines Laserstrahls, welcher auf einen Bereich stromabwärts einer Brennstoffdüse in einem Brennraum der Brennkammer gerichtet ist, gezündet.The EP 0 816 674 A1 discloses a combustion chamber in which an atomized fuel is burned with compressed air. The fuel-air mixture is for this purpose ignited by means of a laser beam, which is directed to a region downstream of a fuel nozzle in a combustion chamber of the combustion chamber.

Die WO 2007/011361 A2 offenbart eine Vorrichtung zum Erzeugen eines Funkens und eine Diagnoseeinrichtung, mittels welcher der Funke und/oder eine Flamme untersucht werden kann.The WO 2007/011361 A2 discloses a device for generating a spark and a diagnostic device by means of which the spark and / or a flame can be examined.

Die WO 98/11388 A1 offenbart ein Laserzündungssystem zum Zünden eines Brennstoff-Luft-Gemisches in einer Brennkammer, wobei der Laserstrahl in einen Brennraum der Brennkammer stromabwärts einer Brennstoffdüse gerichtet ist.The WO 98/11388 A1 discloses a laser ignition system for igniting a fuel-air mixture in a combustion chamber, wherein the laser beam is directed into a combustion chamber of the combustion chamber downstream of a fuel nozzle.

Die US 5,857,323 A offenbart ein Raketentriebwerk, welches aufgrund eines porösen Injektors für den primären Treibstoff über einen großen Schubbereich drosselbar ist.The US 5,857,323 A discloses a rocket engine which is throttable over a large thrust range due to a porous primary fuel injector.

Die US 5,845,480 offenbart eine Brennkammer, bei welcher ein Brennstoff-Luft-Gemisch durch Bestrahlung eines Zündbereichs mit Mikrowellen- und Laserstrahlung gezündet werden kann.The US 5,845,480 discloses a combustion chamber in which a fuel-air mixture can be ignited by irradiation of an ignition region with microwave and laser radiation.

Die US 5,673,550 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Zünden eines Luft-Brennstoff-Sprays mittels einer Laservorrichtung.The US 5,673,550 discloses a method and apparatus for igniting an air-fuel spray by means of a laser device.

Die US 4,302,933 offenbart ein Strahltriebwerk, bei welchem ein Brennstoff-Luft-Gemisch hinter einem Flammenhalter mittels eines Laserstrahls gezündet wird.The US 4,302,933 discloses a jet engine in which a fuel-air mixture is ignited behind a flame holder by means of a laser beam.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zum Betrieb einer Brennkammervorrichtung so zu verbessern, dass ein Zündvorgang zum Zünden einer Flamme zuverlässig mehrfach ausführbar ist.The invention is based on the object to improve a method for operating a combustion chamber device so that an ignition process for igniting a flame is reliable multiple executable.

Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Verfahren erfindungsgemäß durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst.This object is achieved according to the invention in the method mentioned by the features of claim 1.

Durch das Richten eines Laserstrahls auf das Brennstoff-Oxidator-Gemisch zum Zünden desselben ist ein Zündvorgang besonders zuverlässig durchführbar. Ferner kann ein Laserstrahl mehrfach hintereinander auf das Brennstoff-Oxidator-Gemisch gerichtet werden, sodass ein Zündvorgang mit wenig Aufwand in kurzen Zeitabständen wiederholbar ist.By directing a laser beam on the fuel-oxidizer mixture for igniting the same an ignition process is particularly reliable feasible. Further, a laser beam can be repeatedly directed to the fuel-oxidizer mixture, so that an ignition process with little effort at short intervals is repeatable.

Vorteilhaft kann es sein, wenn mindestens ein Laserstrahl auf eine Flammenankerungszone gerichtet wird. Auf diese Weise ist eine besonders zuverlässige Zündung möglich.It can be advantageous if at least one laser beam is directed onto a flame-arresting zone. In this way, a particularly reliable ignition is possible.

Flammenankerungszonen (welche auch als flame holding zone, flame anchor point, flame anchoring point, flame anchoring zone oder flame stabilization zone bezeichnet werden) sind beispielsweise in dem Artikel von Singla G. et al., Flame stabilization in high pressure LOx/GH2 and GCH4 combustion. Proceedings of the Combustion Institute 31, S. 2215–2222, 2007, und in dem Artikel von Matsuyama S. et al., A Numerical Investigation an Shear Coaxial LOX/GH2 Jet Flame at Supercritical Pressure. 44th AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit, Reno, NV, 2006, beschrieben.Flame anchoring zones (also referred to as flame holding zone, flame anchor point, flame anchoring point, flame anchoring zone or flame stabilization zone) are described, for example, in the article by Singla G. et al., Flame stabilization in high pressure LOx / GH2 and GCH4 combustion. Proceedings of the Combustion Institute 31, pp. 2215-2222, 2007, and in the article by Matsuyama S. et al., A Numerical Investigation on Shear Coaxial LOX / GH2 Jet Flame at Supercritical Pressure. 44 th AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit, Reno, NV, 2006.

Die Flammenankerungszone ist die Zone, in der ein zündfähiges Gemisch aus Brennstoff und Oxidator entsteht und ausgehend von welcher sich nach dem Zünden des Gemisches eine stabile Flamme ausbilden kann.The flame arresting zone is the zone in which an ignitable mixture of fuel and Oxidizer is formed and from which can form a stable flame after the ignition of the mixture.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass Brennstoff und Oxidator vor einer Zuführung in einen Brennraum der Brennkammervorrichtung zumindest teilweise innerhalb eines Injektors vermischt werden. Dadurch ist eine vorteilhafte Verbrennung des Brennstoffs möglich.In an advantageous embodiment of the invention can be provided that fuel and oxidizer are mixed before being fed into a combustion chamber of the combustion chamber device at least partially within an injector. As a result, an advantageous combustion of the fuel is possible.

Der Brennstoff und der Oxidator werden mittels mindestens eines Injektors zumindest abschnittsweise koaxial geführt. Auf diese Weise ist eine Vermischung von Brennstoff und Oxidator an einer Austrittsöffnung besonders einfach realisierbar.The fuel and the oxidizer are at least partially coaxially guided by means of at least one injector. In this way, a mixture of fuel and oxidizer at an outlet opening is particularly easy to implement.

Insbesondere kann bei koaxialer Zuführung von Brennstoff und Oxidator vorgesehen sein, dass sich eine Flammenankerungszone in einem Nachlauf einer inneren Zuführung ausbildet.In particular, it can be provided with coaxial supply of fuel and oxidizer that forms a flame arresting zone in a wake of an inner feed.

Unter einem Nachlauf ist derjenige Bereich zu verstehen, der in einer Einströmrichtung hinter einer den Brennstoff und den Oxidator trennenden Wand angeordnet ist.A caster is to be understood as the region which is arranged in an inflow direction behind a wall separating the fuel and the oxidizer.

Günstig kann es sein, wenn mindestens ein Laserstrahl zumindest abschnittsweise mittels eines Lichtleiters geführt wird. Auf diese Weise ist der mindestens eine Laserstrahl besonders einfach und flexibel innerhalb der Brennkammervorrichtung führbar.It may be favorable if at least one laser beam is guided at least in sections by means of a light guide. In this way, the at least one laser beam can be guided particularly easily and flexibly within the combustion chamber device.

Günstig kann es ferner sein, wenn mindestens ein Laserstrahl quer zu einer Hauptachse mindestens eines Injektors gerichtet wird.It can also be advantageous if at least one laser beam is directed transversely to a main axis of at least one injector.

Besonders günstig kann es sein, wenn der mindestens eine Laserstrahl mindestens näherungsweise senkrecht zu einer Hauptachse mindestens eines Injektors gerichtet wird.It may be particularly favorable if the at least one laser beam is directed at least approximately perpendicular to a main axis of at least one injector.

Einerseits kann vorgesehen sein, dass mindestens ein Laserstrahl mittels eines optischen Systems fokussiert wird. Auf diese Weise kann die für die Zündung benötigte Laserenergie gezielt an einem bestimmten Ort bereitgestellt werden.On the one hand, it can be provided that at least one laser beam is focused by means of an optical system. In this way, the laser energy required for the ignition can be provided specifically at a specific location.

Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass mindestens ein Laserstrahl unfokussiert auf das Brennstoff-Oxidator-Gemisch gerichtet wird.Alternatively or additionally, it may be provided that at least one laser beam is directed to the fuel-oxidizer mixture in an unfocused manner.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass mittels einer Detektionsvorrichtung Strahlung aus mindestens einem Bereich dektiert wird, auf welchen mindestens ein Laserstrahl gerichtet ist. Dadurch kann beispielsweise die Temperatur und/oder die Dichte in dem Bereich, auf welchen der mindestens eine Laserstrahl gerichtet ist, untersucht werden.In one embodiment of the invention, it can be provided that radiation is decoded by means of a detection device from at least one area, on which at least one laser beam is directed. As a result, for example, the temperature and / or the density in the region on which the at least one laser beam is directed can be examined.

Vorteilhaft kann es sein, wenn mittels einer Detektionsvorrichtung überprüft wird, ob ein Laserstrahl zur Zündung des Brennstoff-Oxidator-Gemisches und zur Ausbildung einer Flamme geführt hat. Auf diese Weise ist überwachbar, ob ein Zündvorgang erfolgreich war.It can be advantageous if it is checked by means of a detection device whether a laser beam has led to the ignition of the fuel-oxidizer mixture and to the formation of a flame. In this way it is possible to monitor whether an ignition process was successful.

Vorteilhaft kann es ferner sein, wenn nach der Ausbildung einer Flamme in regelmäßigen Zeitabständen überprüft wird, ob die Flamme erloschen ist. Dadurch ist besonders einfach überprüfbar, ob unverbranntes Brennstoff-Oxidator-Gemisch ausströmt.It may also be advantageous, if it is checked after the formation of a flame at regular intervals, whether the flame is extinguished. This makes it particularly easy to check whether unburned fuel-oxidizer mixture flows out.

Besonders vorteilhaft kann es sein, wenn nach einem Erlöschen der Flamme zur erneuten Zündung ein Laserstrahl auf das Brennstoff-Oxidator-Gemisch gerichtet wird. So ist eine Flamme in der Brennkammervorrichtung auf besonders einfache Art und Weise wiederherstellbar.It may be particularly advantageous if, after extinguishing the flame for re-ignition, a laser beam is directed onto the fuel-oxidizer mixture. Thus, a flame in the combustion chamber device can be restored in a particularly simple way.

Günstig kann es sein, wenn mehrere Laserstrahlen auf unterschiedliche Bereiche des Brennstoff-Oxidator-Gemisches gerichtet werden. Dadurch kann eine Zündung an mehreren Stellen erfolgen.It may be favorable if a plurality of laser beams are directed to different areas of the fuel-oxidizer mixture. As a result, ignition can take place at several points.

Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, dass eine Zündung an mehreren Stellen gleichzeitig erfolgt.In particular, it can be provided that an ignition takes place at several points simultaneously.

Alternativ hierzu kann vorgesehen sein, dass die Laserstrahlen zeitlich versetzt erzeugt werden. Dadurch kann eine explosionsartige Zündung des Brennstoff-Oxidator-Gemisches, das heißt eine im Wesentlichen gleichzeitige Zündung des gesamten Gemisches und damit die Ausbildung einer Druckwelle, verhindert werden.Alternatively, it can be provided that the laser beams are generated offset in time. Thereby, an explosive ignition of the fuel-oxidizer mixture, that is, a substantially simultaneous ignition of the entire mixture and thus the formation of a pressure wave can be prevented.

Vorteilhaft kann es sein, wenn die Laserstrahlen mittels einer Steuerungsvorrichtung gesteuert werden. Auf diese Weise ist insbesondere ein zeitlicher Versatz der Laserstrahlen einfach steuerbar.It can be advantageous if the laser beams are controlled by means of a control device. In this way, in particular a temporal offset of the laser beams is easily controllable.

Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zu Grunde, eine Brennkammervorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, welche einen zuverlässigen und mehrfach ausführbaren Zündvorgang zum Zünden einer Flamme ermöglicht.The invention is further based on the object to provide a combustion chamber device of the type mentioned, which allows a reliable and multiple executable ignition process for igniting a flame.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale von Anspruch 14 gelöst.This object is achieved by the features of claim 14.

Die erfindungsgemäße Brennkammervorrichtung weist die bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erläuterten Vorteile auf.The combustion chamber device according to the invention has the advantages already explained in connection with the method according to the invention.

Vorteilhaft kann es sein, wenn die als Zündquelle dienende Laservorrichtung in einen Injektor integriert ist. Dadurch kann die Brennkammervorrichtung platzsparend ausgebildet werden. It can be advantageous if the laser device serving as the ignition source is integrated in an injector. As a result, the combustion chamber device can be designed to save space.

Der mindestens eine Injektor umfasst mindestens ein als Brennstoff-Injektorelement ausgebildetes Injektorelement zum Zuführen von Brennstoff und mindestens ein als Oxidator-Injektorelement ausgebildetes Injektorelement zum Zuführen von Oxidator. Auf diese Weise kann mittels des Injektors sowohl Brennstoff als auch Oxidator zugeführt werden.The at least one injector comprises at least one injector element designed as a fuel injector element for supplying fuel and at least one injector element designed as an oxidizer injector element for supplying oxidant. In this way, both fuel and oxidizer can be supplied by means of the injector.

Die mindestens zwei Injektorelemente des mindestens einen Injektors sind koaxial zueinander angeordnet.The at least two injector elements of the at least one injector are arranged coaxially with one another.

Besonders günstig kann es sein, wenn mindestens drei Injektorelemente des mindestens einen Injektors trikoaxial zueinander angeordnet sind. Dadurch sind mindestens drei, beispielsweise voneinander verschiedene, Fluide mittels des Injektors getrennt führbar.It can be particularly favorable when at least three injector elements of the at least one injector are arranged in a tricoaxial manner. As a result, at least three fluids, for example different from one another, can be guided separately by means of the injector.

Vorteilhaft kann es sein, wenn der mindestens eine Injektor mindestens ein Injektorrohr umfasst.It can be advantageous if the at least one injector comprises at least one injector tube.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass an einem in der Einströmrichtung hinteren Ende mindestens eines Injektorelements eine innere und/oder eine äußere Anfasung vorgesehen ist. Auf diese Weise ist eine Gemischbildung in der Einströmrichtung hinter dem Injektorelement begünstigt.In one embodiment of the invention, it can be provided that an inner and / or an outer chamfer is provided at a rear end of at least one injector element in the inflow direction. In this way, a mixture formation in the inflow direction behind the injector element is favored.

Vorteilhaft kann es sein, wenn der mindestens eine Injektor an einer Injektormündungsöffnung direkt in den Brennraum einmündet.It may be advantageous if the at least one injector opens at an injector opening directly into the combustion chamber.

Mindestens ein Injektorelement umfasst eine Mündungsöffnung, welche gegenüber einer Austrittsebene des mindestens einen Injektors entgegen einer Einströmrichtung zurückversetzt angeordnet ist. Dadurch ist eine optimierte Strömung innerhalb der Brennkammervorrichtung möglich.At least one injector element comprises an orifice opening, which is arranged offset from an inlet plane of the at least one injector against an inflow direction. As a result, an optimized flow within the combustion chamber device is possible.

Insbesondere kann durch geeignete Wahl der relativen Abstände und der Durchmesser der Mündungsöffnungen und der Austrittsebene eine Flammenankerungszone innerhalb des Injektors gebildet und eine Flamme dort stabiler gehalten werden.In particular, by suitably selecting the relative distances and the diameters of the mouth openings and the exit plane, a flame-retarding zone can be formed within the injector and a flame can be kept more stable there.

Ferner bietet ein solches Zurückversetzen der Mündungsöffnung des mindestens einen Injektorelements gegenüber der Austrittsebene des mindestens einen Injektors den Vorteil, dass sich ein Öffnungswinkel einer sich ausbildenden Flamme beim Eintritt in die Brennkammer vergrößert. Dies führt in der Folge zu verbesserten Leistungsdaten der Brennkammer, insbesondere zu einer besseren Verbrennungsstabilität und einer höheren Verbrennungseffizienz.Furthermore, such a setback of the orifice of the at least one injector element relative to the exit plane of the at least one injector offers the advantage that an opening angle of a flame which forms as it enters the combustion chamber increases. As a result, this leads to improved performance data of the combustion chamber, in particular to a better combustion stability and a higher combustion efficiency.

Vorteilhaft kann es sein, wenn die Laservorrichtung mindestens eine Laserdiode umfasst. Auf diese Weise ist ein Laserstrahl einfach erzeugbar.It may be advantageous if the laser device comprises at least one laser diode. In this way, a laser beam is easily generated.

Alternativ oder ergänzend hierzu können auch andere Laservorrichtungen wie Festkörperlaser, Gaslaser, Farbstofflaser usw. Anwendung finden.Alternatively or additionally, other laser devices such as solid-state lasers, gas lasers, dye lasers, etc. may be used.

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass ein Laserstrahl auf den Oxidator hinsichtlich einer Absorptionswellenlänge, der Aktivierungsenergie oder des Emissionsgrades für eine primäre Anregung abgestimmt ist.In particular, it can be provided that a laser beam is tuned to the oxidizer with regard to an absorption wavelength, the activation energy or the emissivity for a primary excitation.

Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass der Laserstrahl mit einer Frequenz von mindestens 10 Hz, insbesondere mit einer Frequenz von mehreren 100 Hz, zur Erhöhung der Zündsicherheit pulsiert.Advantageously, it can be provided that the laser beam with a frequency of at least 10 Hz, in particular with a frequency of several 100 Hz, pulsates to increase the ignition safety.

Vorteilhaft kann es sein, wenn die Laservorrichtung mindestens einen Lichtleiter zur Führung des mindestens einen Laserstrahls umfasst.It can be advantageous if the laser device comprises at least one light guide for guiding the at least one laser beam.

Günstig kann es sein, wenn die Laservorrichtung mindestens ein optisches System zur Fokussierung des mindestens einen Laserstrahls umfasst.It may be favorable if the laser device comprises at least one optical system for focusing the at least one laser beam.

Bei der Erfindung ist vorgesehen, dass die Laservorrichtung so an mindestens einem Injektor angeordnet ist, dass mindestens ein Laserstrahl zumindest teilweise in einem Fluidkanal des mindestens einen Injektors verläuft. Auf diese Weise kann ein Laserstrahl einfach auf ein Gemisch aus Brennstoff und Oxidator gerichtet werden.In the invention, it is provided that the laser device is arranged on at least one injector such that at least one laser beam runs at least partially in a fluid channel of the at least one injector. In this way, a laser beam can be easily directed to a mixture of fuel and oxidizer.

Mindestens ein optischer Zugang ist in einer äußeren Wand des mindestens einen Injektors vorgesehen. Dadurch kann ein Laserstrahl einfach in einen Innenraum des Injektors gerichtet werden.At least one optical access is provided in an outer wall of the at least one injector. As a result, a laser beam can be easily directed into an interior of the injector.

Der mindestens eine optische Zugang ist in einer Richtung parallel zu der Einströmrichtung zwischen mindestens einer Mündungsöffnung eines Injektorelements und einer Austrittsebene des mindestens einen Injektors angeordnet. Dadurch kann der mindestens eine Laserstrahl einfach auf ein sich bereits innerhalb des Injektors ausbildendes Brennstoff-Oxidator-Gemisch gerichtet werden.The at least one optical access is arranged in a direction parallel to the inflow direction between at least one orifice opening of an injector element and an exit plane of the at least one injector. As a result, the at least one laser beam can be simply directed onto a fuel-oxidizer mixture that already forms within the injector.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Brennkammervorrichtung mindestens eine Detektionsvorrichtung umfasst. Auf diese Weise kann eine einfache Überwachung der Brennkammervorrichtung erfolgen.In one embodiment of the invention, it may be provided that the combustion chamber device comprises at least one detection device. On This way, a simple monitoring of the combustion chamber device can take place.

Günstig kann es sein, wenn die mindestens eine Detektionsvorrichtung mindestens einen Lichtdetektor umfasst. Auf diese Weise kann von der Flamme in der Brennkammervorrichtung ausgesandtes Licht einfach erfasst werden.It may be favorable if the at least one detection device comprises at least one light detector. In this way, light emitted from the flame in the combustion chamber device can be easily detected.

Besonders günstig kann es sein, wenn die mindestens eine Detektionsvorrichtung mindestens einen Lichtleiter umfasst. Auf diese Weise ist von der Flamme in der Brennkammervorrichtung ausgesandtes Licht einfach zu der Detektionsvorrichtung führbar.It can be particularly favorable if the at least one detection device comprises at least one light guide. In this way, light emitted from the flame in the combustion chamber device can easily be guided to the detection device.

Vorteilhaft kann es sein, wenn die mindestens eine Detektionsvorrichtung so an mindestens einem Injektor angeordnet ist, dass eine Flamme in dem Bereich detektierbar ist, in dem eine Zündung des Brennstoff-Oxidator-Gemisches mittels mindestens eines Laserstrahls erfolgt. Auf dieses Weise ist besonders einfach überwachbar, ob eine Zündung des Brennstoff-Oxidator-Gemisches erfolgt ist.It can be advantageous if the at least one detection device is arranged on at least one injector such that a flame can be detected in the region in which ignition of the fuel-oxidizer mixture takes place by means of at least one laser beam. In this way it is particularly easy to monitor whether an ignition of the fuel-oxidizer mixture has occurred.

Besonders vorteilhaft kann es sein, wenn mindestens eine Detektionsvorrichtung so an mindestens einem Injektor angeordnet ist, dass eine Flamme zwischen mindestens einer Mündungsöffnung eines Injektorelements und einer Austrittsebene des mindestens einen Injektors detektierbar ist. Dadurch kann einfach überprüft werden, ob sich die Flamme bis in den Injektor hinein erstreckt oder von dort ausbreitet.It can be particularly advantageous if at least one detection device is arranged on at least one injector such that a flame can be detected between at least one orifice opening of an injector element and an exit plane of the at least one injector. This makes it easy to check whether the flame extends into or out of the injector.

Vorteilhaft kann es sein, wenn eine Strahlumlenkung vorgesehen ist, um sowohl mindestens einen Laserstrahl als auch einen mittels der mindestens einen Detektionsvorrichtung zu detektierenden Strahl über einen zumindest abschnittsweise gemeinsamen optischen Weg führen zu können. Auf diese Weise kann mittels lediglich eines optischen Zugangs an dem Injektor sowohl eine Einkopplung eines Lasers, als auch eine Auskopplung eines von der Flamme emittierten und von der Detektionsvorrichtung zu detektierenden Lichtstrahls erfolgen.It can be advantageous if a beam deflection is provided in order to be able to guide both at least one laser beam and a beam to be detected by means of the at least one detection device via an optical path which is at least partially section-wise. In this way, by means of only one optical access to the injector, both a coupling of a laser and a coupling-out of a light beam emitted by the flame and to be detected by the detection device can take place.

Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass mindestens ein Injektor mindestens zwei optische Zugänge in einer äußeren Wand umfasst.Alternatively or additionally, it can be provided that at least one injector comprises at least two optical accesses in an outer wall.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der mindestens eine Einblaskopf mehrere gleichmäßig voneinander beabstandet angeordnete Injektoren umfasst. Dadurch ist auf einfache Art und Weise eine gleichmäßige Ausbildung einer Flamme in der Brennkammervorrichtung möglich.In one embodiment of the invention it can be provided that the at least one injection head comprises a plurality of uniformly spaced injectors arranged. As a result, a uniform formation of a flame in the combustion chamber device is possible in a simple manner.

Vorteilhaft kann es sein, wenn mindestens eine Steuerungsvorrichtung zur Steuerung der Brennkammervorrichtung vorgesehen ist.It may be advantageous if at least one control device is provided for controlling the combustion chamber device.

Ganz besonders vorteilhaft kann es sein, wenn mindestens zwei Injektoren jeweils eine Laservorrichtung zugeordnet ist, wobei die mindestens zwei Laservorrichtungen mittels der Steuerungsvorrichtung, insbesondere zeitlich, steuerbar sind.It may be particularly advantageous if at least two injectors are each assigned a laser device, wherein the at least two laser devices are controllable by means of the control device, in particular in terms of time.

Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass mittels der Steuerungsvorrichtung die Leistung und/oder die Impulsdauer der mindestens zwei Laservorrichtungen steuerbar ist.Alternatively or additionally, it can be provided that the power and / or the pulse duration of the at least two laser devices can be controlled by means of the control device.

Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zu Grunde, ein Triebwerk der eingangs genannten Art bereitzustellen, welches einen zuverlässigen und mehrfach ausführbaren Zündvorgang zum Zünden einer Flamme in dem Triebwerk ermöglicht.The invention is further based on the object to provide an engine of the type mentioned, which allows a reliable and multiple executable ignition process for igniting a flame in the engine.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine erfindungsgemäße Brennkammervorrichtung eingesetzt wird.This object is achieved in that a combustion chamber device according to the invention is used.

Das erfindungsgemäße Triebwerk weist die bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Brennkammervorrichtung erläuterten Vorteile auf.The engine according to the invention has the advantages already explained in connection with the method according to the invention and the combustion chamber device according to the invention.

Die erfindungsgemäße Brennkammervorrichtung eignet sich insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.The combustion chamber device according to the invention is particularly suitable for carrying out the method according to the invention.

Die erfindungsgemäße Brennkammervorrichtung, das erfindungsgemäße Verfahren zu deren Betrieb und das erfindungsgemäße Triebwerk weisen ferner die folgenden Vorteile auf:

  • – Zündung direkt bei der Einspritzung und damit keine Flammenwanderung und kein Ausblasen der Flamme;
  • – Möglichkeit der gruppierten Zündung durch eine gruppierte Anordnung von Injektoren mit Zündvorrichtung am Einblaskopf;
  • – Reduktion der Kosten;
  • – keine Überdimensionierung der Brennkammervorrichtung nötig, da eine hohe Zündsicherheit gewährleistet ist;
  • – hohe Redundanz durch mehrere Zündorte;
  • – sofortige Detektion einer Zündung möglich;
  • – Verringerung der Komplexität der Zündvorrichtung;
  • – keine Notwendigkeit von hypergolen Zündern und damit auch Vermeidung von toxischen und aggressiven Brennstoffen und Oxidatoren;
  • – Bereitstellung einer lokalvariablen Zündung;
  • – Verringerung des starken Druckschlags bei der Zündung und der damit verbundenen hohen Belastung der Brennkammervorrichtung;
  • – Wiederzündbarkeit;
  • – Wiederverwendbarkeit;
  • – Verringerung des Betriebsrisikos;
  • – Zündung unmittelbar in der Flammenankerungszone und damit unmittelbare Flammenstabilisierung;
  • – gute Einstellbarkeit des Zündortes;
  • – zeitlich und räumlich getrennte Zündung zur Ermöglichung einer optimalen Zünd- und Anfahrsequenz; und
  • – Verwendung von lediglich elektrischer Leistung zur Zündung der Flamme und damit Vermeidung von zusätzlichem Treibstoff und entsprechenden Leitungs- und Isolationssystemen.
The combustion chamber device according to the invention, the method according to the invention for its operation and the engine according to the invention also have the following advantages:
  • - Ignition directly at the injection and thus no flame migration and no blowing out of the flame;
  • Possibility of grouped ignition by a grouped arrangement of injectors with ignition device on the injection head;
  • - reduction of costs;
  • - No oversizing of the combustion chamber device necessary because a high ignition safety is ensured;
  • - high redundancy through multiple ignition locations;
  • - Immediate detection of ignition possible;
  • - reducing the complexity of the ignition device;
  • - no need of hypergolic primers and thus avoidance of toxic and aggressive fuels and oxidizers;
  • - Providing a local variable ignition;
  • - Reduction of the strong pressure shock at the ignition and the associated high load of the combustion chamber device;
  • - re-ignitability;
  • - reusability;
  • - reduction of operating risk;
  • - Ignition directly in the flame-arresting zone and thus immediate flame stabilization;
  • - good adjustability of the ignition location;
  • - Time and space separate ignition to enable an optimal ignition and starting sequence; and
  • - Use of only electrical power to ignite the flame and thus avoid additional fuel and corresponding piping and insulation systems.

Erfindungsgemäße Brennkammervorrichtungen finden auch in der chemischen Industrie und in der Verfahrenstechnik Anwendung, da die Qualität eines Produktes, dass in einer Brennkammervorrichtung oder unter Verwendung einer Brennkammervorrichtung hergestellt wird, durch eine erfindungsgemäße Brennkammervorrichtung verbessert werden kann.Combustor apparatuses according to the present invention also find application in the chemical and process industries because the quality of a product produced in a combustor or by using a combustor can be improved by a combustor according to the present invention.

Weitere Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen.Further advantages of the invention are the subject of the following description and the drawings of exemplary embodiments.

In den Figuren zeigen:In the figures show:

1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines Injektors einer Brennkammervorrichtung; 1 a schematic representation of a first embodiment of an injector of a combustion chamber device;

2 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines Injektors einer Brennkammervorrichtung mit einem Zündleitrohr; 2 a schematic representation of a second embodiment of an injector of a combustion chamber device with a Zündleitrohr;

3 eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform eines Injektors einer Brennkammervorrichtung mit einem optischen Zugang; 3 a schematic representation of a third embodiment of an injector of a combustion chamber device with an optical access;

4 eine schematische Darstellung einer vierten Ausführungsform eines Injektors einer Brennkammervorrichtung mit einem optischen Zugang und einer Laservorrichtung; 4 a schematic representation of a fourth embodiment of an injector of a combustion chamber device with an optical access and a laser device;

5 eine schematische Darstellung einer fünften Ausführungsform eines Injektors einer Brennkammervorrichtung mit einer Laservorrichtung und einer Detektionsvorrichtung; 5 a schematic representation of a fifth embodiment of an injector of a combustion chamber device with a laser device and a detection device;

6 eine schematische Darstellung einer sechsten Ausführungsform eines Injektors einer Brennkammervorrichtung mit zwei einander gegenüberliegend angeordneten Laservorrichtungen; 6 a schematic representation of a sixth embodiment of an injector of a combustion chamber device with two oppositely arranged laser devices;

7 eine schematische Darstellung einer siebten Ausführungsform eines Injektors einer Brennkammervorrichtung mit schräg angeordneter Zuführung eines Laserstrahls; 7 a schematic representation of a seventh embodiment of an injector of a combustion chamber device with obliquely arranged supply of a laser beam;

8 eine schematische Darstellung einer achten Ausführungsform eines Injektors einer Brennkammervorrichtung mit drei Fluidkanälen zur Zuführung von Fluiden; 8th a schematic representation of an eighth embodiment of an injector of a combustion chamber device with three fluid channels for supplying fluids;

9 eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf eine Vorderseite der dritten Ausführungsform eines Injektors einer Brennkammervorrichtung gemäß 3; 9 a schematic representation of a plan view of a front side of the third embodiment of an injector of a combustion chamber device according to 3 ;

10 eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf eine Vorderseite einer neunten Ausführungsform eines Injektors einer Brennkammervorrichtung mit zwei senkrecht zu einer Hauptachse und senkrecht zueinander ausgerichteten optischen Zugängen; 10 a schematic representation of a plan view of a front side of a ninth embodiment of an injector of a combustion chamber device with two perpendicular to a main axis and perpendicular to each other aligned optical accesses;

11 eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf eine Vorderseite einer zehnten Ausführungsform eines Injektors einer Brennkammervorrichtung mit zwei senkrecht zu einer Hauptachse des Injektors und unter einem Winkel α zueinander ausgerichteten optischen Zugängen; 11 a schematic representation of a plan view of a front side of a tenth embodiment of an injector of a combustion chamber device with two perpendicular to a main axis of the injector and at an angle α aligned optical accesses;

12 eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf eine Vorderseite einer ersten Ausführungsform eines Einblaskopfs einer Brennkammervorrichtung mit einer Vielzahl von Injektoren und zentraler Zündung; 12 a schematic representation of a plan view of a front side of a first embodiment of an injection head of a combustion chamber device with a plurality of injectors and central ignition;

13 eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf eine Vorderseite einer zweiten Ausführungsform eines Einblaskopfs einer Brennkammervorrichtung mit einer Vielzahl von Injektoren mit dezentraler Zündung; 13 a schematic representation of a plan view of a front side of a second embodiment of an injection head of a combustion chamber device having a plurality of injectors with decentralized ignition;

14 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines Triebwerks mit gestufter Verbrennung; 14 a schematic representation of a first embodiment of a staged combustion engine;

15 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines Triebwerks, welches als Gasgenerator verwendbar ist; und 15 a schematic representation of a second embodiment of an engine, which is used as a gas generator; and

16 eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform eines Triebwerks, welches als Expander verwendbar ist. 16 a schematic representation of a third embodiment of an engine, which can be used as an expander.

Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind in den 1 bis 16 mit denselben Bezugszeichen versehen.Equal or functionally equivalent elements are in the 1 to 16 provided with the same reference numerals.

Eine in 1 ausschnittsweise dargestellte Brennkammervorrichtung 100 umfasst eine Brennkammer 102 mit einem Brennraum 103 und einen Einblaskopf 104.An in 1 fragmentary illustrated combustion chamber device 100 includes a combustion chamber 102 with a combustion chamber 103 and a blow-in head 104 ,

Der Einblaskopf 104 umfasst mehrere Injektoren 106. Als Beispiel für die Anzahl der Injektoren 106 sei angeführt, dass bei dem bekannten Einblaskopf des Vulcain II-Triebwerks der Ariane 5 fünfhundertsechundsechzig Injektoren 106 vorgesehen sind. Bei dem Oberstufentriebwerk VINCI sind einhundertzweiundzwanzig Injektoren 106 vorgesehen. The injection head 104 includes several injectors 106 , As an example of the number of injectors 106 be noted that in the known injection head of the Vulcain II engine of the Ariane 5 five hundred and sixty-six injectors 106 are provided. There are one hundred and twenty two injectors in the VINCI upper stage engine 106 intended.

Eine in 1 dargestellte erste Ausführungsform eines Injektors 106 umfasst ein inneres Injektorelement 108 und ein äußeres Injektorelement 110.An in 1 illustrated first embodiment of an injector 106 includes an inner injector element 108 and an outer injector element 110 ,

Das innere Injektorelement 108 ist im Wesentlichen rohrförmig ausgebildet und umfasst einen inneren Fluidkanal 112.The inner injector element 108 is substantially tubular and includes an inner fluid channel 112 ,

Das äußere Injektorelement 110 ist mittels eines Rohrs gebildet und an einem Grundkörper 114 des Injektors 106 angeordnet.The outer injector element 110 is formed by a tube and on a base body 114 of the injector 106 arranged.

Das innere Injektorelement 108 ist im Innern des äußeren Injektorelements 110 angeordnet, wobei eine Hauptachse 116 des inneren Injektorelements 108 mit einer Hauptachse 118 des äußeren Injektorelements 110 und einer Hauptachse 120 des Injektors 106 zusammenfällt.The inner injector element 108 is inside the outer injector element 110 arranged, with a main axis 116 of the inner injector element 108 with a major axis 118 the outer injector element 110 and a major axis 120 of the injector 106 coincides.

Das innere Injektorelement 108 und das äußere Injektorelement 110 sind koaxial zueinander angeordnet, wobei ein äußerer Durchmesser des inneren Injektorelements 108 kleiner ist als ein innerer Durchmesser des äußeren Injektorelements 110, so dass zwischen dem inneren Injektorelement 108 und dem äußeren Injektorelement 110 in radialer Richtung bezüglich der Hauptachsen 116, 118 und 120 ein Freiraum ist, welcher einen äußeren Fluidkanal 122 bildet.The inner injector element 108 and the outer injector element 110 are arranged coaxially with each other, wherein an outer diameter of the inner Injektorelements 108 smaller than an inner diameter of the outer injector element 110 so that between the inner injector element 108 and the outer injector element 110 in the radial direction with respect to the main axes 116 . 118 and 120 is a clearance, which is an outer fluid channel 122 forms.

Der innere Fluidkanal 112 und der äußere Fluidkanal 122 dienen der Zuführung von Brennstoff und Oxidator zu der Brennkammer 102.The inner fluid channel 112 and the outer fluid channel 122 serve to supply fuel and oxidizer to the combustion chamber 102 ,

Als Brennstoffe können insbesondere Wasserstoff, Methan und Kerosin dienen. Als Oxidator ist bei dieser Ausführungsform, insbesondere flüssiger, Sauerstoff vorgesehen. Die Temperatur des Sauerstoffs beträgt beispielsweise ungefähr 90 K bis ungefähr 130 K. Bei der Verwendung von Sauerstoff zur Brennkammerkühlung kann die Temperatur des Sauerstoffs bei der Zuführung zu dem Injektor 106 jedoch auch höher sein.In particular, hydrogen, methane and kerosene can serve as fuels. As the oxidant is provided in this embodiment, in particular liquid, oxygen. The temperature of the oxygen is, for example, about 90K to about 130K. When using oxygen for combustor cooling, the temperature of the oxygen as it is supplied to the injector 106 but also be higher.

Das äußere Injektorelement 110 endet an einem in einer Einströmrichtung E hinteren Ende mit einer Mündungsöffnung 124 in den Brennraum 103.The outer injector element 110 ends at a rear end in an inflow E with an orifice 124 in the combustion chamber 103 ,

Die Mündungsöffnung 124 des äußeren Injektorelements 110 ist in einer Austrittsebene 126 angeordnet und bildet ein in der Einströmrichtung E hinteres Ende des Injektors 106.The mouth opening 124 the outer injector element 110 is in an exit level 126 arranged and forms a rear in the inflow direction E of the injector 106 ,

Ein in der Einströmrichtung E hinteres Ende des inneren Injektorelements 108 ist als Mündungsöffnung 128 des inneren Injektorelements 108 ausgebildet.An in the inflow direction E behind the end of the inner injector 108 is as a mouth opening 128 of the inner injector element 108 educated.

Die Mündungsöffnung 128 des inneren Injektorelements 108 ist relativ zu der Austrittsebene 126 bezüglich der Einströmrichtung E um eine Strecke S zurückversetzt, das heißt entgegen der Einströmrichtung E versetzt, angeordnet.The mouth opening 128 of the inner injector element 108 is relative to the exit level 126 with respect to the inflow direction E set back by a distance S, that is offset against the inflow direction E, arranged.

Dadurch, dass der innere Fluidkanal 112 an der Mündungsöffnung 128 des inneren Injektorelements 108 in der Einströmrichtung E vor dem Ende des äußeren Fluidkanals 122 endet, ist an dem Injektor 106 ein gemeinsamer Fluidkanal 130 vorgesehen, in welchem ein in dem inneren Fluidkanal 112 geführtes Fluid zusammen mit einem in dem äußeren Fluidkanal 122 geführten Fluid geführt wird.Because of the inner fluid channel 112 at the mouth opening 128 of the inner injector element 108 in the inflow direction E before the end of the outer fluid channel 122 ends, is at the injector 106 a common fluid channel 130 provided in which one in the inner fluid channel 112 guided fluid together with a in the outer fluid channel 122 guided fluid is guided.

Zumindest teilweise vermischt sich in diesem gemeinsamen Fluidkanal 130 das in dem äußeren Fluidkanal 122 geführte Fluid und das in dem inneren Fluidkanal 112 geführte Fluid.At least partially mixed in this common fluid channel 130 that in the outer fluid channel 122 guided fluid and that in the inner fluid channel 112 guided fluid.

Dabei bildet sich eine Vermischungszone 132 aus, welche an die Mündungsöffnung 128 des inneren Fluidkanals 112 anschließt.This forms a mixing zone 132 out, which at the mouth opening 128 of the inner fluid channel 112 followed.

Die Vermischung in der Vermischungszone 132 wird in dieser Ausführungsform des Injektors 106 durch eine Anfasung 134 an dem in der Einströmrichtung E hinteren Ende des inneren Injektorelements 108 und eine Geschwindigkeitsdifferenz zwischen der Brennstoffeinströmgeschwindigkeit von ungefähr 200 m/s bis ungefähr 400 m/s und der Sauerstoffeinströmgeschwindigkeit von ungefähr 20 m/s bis ungefähr 30 m/s begünstigt. Ferner führt dies zu einer effizienten Zerstäubung von Brennstoff und Oxidator.The mixing in the mixing zone 132 is in this embodiment of the injector 106 through a chamfer 134 at the rear end of the inner injector element in the inflow direction E 108 and favors a velocity difference between the fuel inflow velocity of about 200 m / s to about 400 m / s and the oxygen inflow velocity of about 20 m / s to about 30 m / s. Furthermore, this leads to efficient atomization of fuel and oxidizer.

Da die Fluide im Bereich der Vermischungszone 132 aufgrund der entstehenden Scherkräfte zwischen den Fluidstrahlen zirkulieren, wird die Vermischungszone 132 auch Rezirkulationszone 136 genannt. Die Rezirkulationszone 136 ist unmittelbar im Nachlauf des inneren Injektorelements 108 angeordnet.As the fluids in the mixing zone 132 due to the resulting shear forces circulating between the fluid jets, the mixing zone 132 also recirculation zone 136 called. The recirculation zone 136 is directly in the wake of the inner injector element 108 arranged.

Es kann vorgesehen sein, dass das in dem inneren Fluidkanal 112 geführte Fluid ein Oxidator und das in dem äußeren Fluidkanal 122 geführte Fluid ein Brennstoff ist.It may be provided that in the inner fluid channel 112 guided fluid an oxidizer and in the outer fluid channel 122 guided fluid is a fuel.

Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass in dem inneren Fluidkanal 112 ein Brennstoff und in dem äußeren Fluidkanal 122 ein Oxidator geführt wird.However, it may also be provided that in the inner fluid channel 112 a fuel and in the outer fluid channel 122 an oxidizer is performed.

Durch die Verwendung eines Brennstoffs und eines Oxidators als in dem Injektor 106 geführte Fluide, ergibt sich in der Vermischungszone 132 ein Brennstoff-Oxidator-Gemisch, welches zündfähig sein kann.By using a fuel and an oxidizer as in the injector 106 guided Fluids, results in the mixing zone 132 a fuel-oxidizer mixture which may be flammable.

Eine Flamme breitet sich nach einer Zündung aufgrund der Rezirkulation der Fluide in der Rezirkulationszone 136 in der Regel von dieser Rezirkulationszone 136 aus aus. Aufgrund der Rezirkulation der Fluide und der damit verbundenen Reduktion der Strömungsgeschwindigkeiten erfolgt eine ”Ankerung” der Flamme. Daher wird die Rezirkulationszone 136 auch als Flammenankerungszone 140 bezeichnet.A flame spreads after ignition due to the recirculation of the fluids in the recirculation zone 136 usually from this recirculation zone 136 from from. Due to the recirculation of the fluids and the associated reduction of the flow velocities, the flame is "anchored". Therefore, the recirculation zone 136 also as a flame-anchoring zone 140 designated.

In Abhängigkeit von den Strömungsparametern kann sich die Rezirkulationszone 136 jedoch auch über einen größeren Bereich als die Flammenankerungszone 140 erstrecken, wobei die Flammenankerungszone 140 dann in der Rezirkulationszone 136 angeordnet ist.Depending on the flow parameters, the recirculation zone 136 but also over a larger area than the flame-arresting zone 140 extend, wherein the flame-anchoring zone 140 then in the recirculation zone 136 is arranged.

Die räumliche Ausdehnung der Flammenankerungszone 140 in axialer Richtung liegt in der Regel ungefähr in der Größenordnung der radialen Wandstärke des inneren Injektorelements 108 an dessen Mündungsöffnung 128. Beispielsweise beträgt die Wandstärke ungefähr höchstens 1 mm.The spatial extent of the flame-arresting zone 140 in the axial direction is generally about the same order of magnitude of the radial wall thickness of the inner injector 108 at the mouth opening 128 , For example, the wall thickness is approximately 1 mm at the maximum.

Die räumliche Ausdehnung der Flammenankerungszone 140 in axialer Richtung beträgt dann beispielsweise ungefähr 1 mm bis ungefähr 3 mm.The spatial extent of the flame-arresting zone 140 in the axial direction is then for example about 1 mm to about 3 mm.

Zur Zündung in der Flammenankerungszone 140 wird aufgrund geringerer Strömungsgeschwindigkeiten und günstigeren Mischungsverhältnissen eine geringere Zündenergie als zur Zündung weiter stromabwärts benötigt.For ignition in the flame-arresting zone 140 Due to lower flow rates and favorable mixing ratios, a lower ignition energy is required than for ignition downstream.

Vorzugsweise erfolgt eine Zündung innerhalb des Injektors 106.Preferably, ignition takes place inside the injector 106 ,

Mittels einer Flammenankerung kann ein, in der Regel zyklisches, Entfernen und Annähern einer Flamme an den Injektor 106, das heißt eine Flammenwanderung, vermieden und die Flamme dadurch stabilisiert werden.By means of a flame anchorage can be a, usually cyclic, removing and approaching a flame to the injector 106 That is, a flame migration, avoided and the flame are stabilized thereby.

Eine in 2 dargestellte zweite Ausführungsform eines Injektors 106 unterscheidet sich von der in 1 dargestellten ersten Ausführungsform dadurch, dass der Injektor 106 ein Zündleitrohr 142 umfasst, welches als Zündvorrichtung 138 dient.An in 2 illustrated second embodiment of an injector 106 is different from the one in 1 illustrated first embodiment in that the injector 106 an ignition tube 142 which is used as an ignition device 138 serves.

Ein in der Einströmrichtung E hinteres Ende des Zündleitrohrs 142 ist in der Austrittsebene 126 angeordnet und mündet damit auf gleicher Höhe in den Brennraum 103 wie die Mündungsöffnung 124 des äußeren Fluidkanals 122.An in the inflow direction E behind the end of the Zündleitrohrs 142 is in the exit level 126 arranged and thus flows at the same height in the combustion chamber 103 like the mouth opening 124 the outer fluid channel 122 ,

Mittels des Zündleitrohrs 142 kann beispielsweise ein Zündfunken in den Brennraum 103 eingebracht werden, welcher einen mittels des Injektors 106 in den Brennraum 103 der Brennkammer 102 eingebrachten Fluidstrom entzündet.By means of the ignition tube 142 For example, a spark in the combustion chamber 103 be introduced, which one by means of the injector 106 in the combustion chamber 103 the combustion chamber 102 ignited introduced fluid flow.

Im Übrigen stimmt die in 2 dargestellte zweite Ausführungsform eines Injektors 106 hinsichtlich Aufbau und Funktion mit der in 1 dargestellten ersten Ausführungsform überein, auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.Incidentally, the in 2 illustrated second embodiment of an injector 106 in terms of structure and function with the in 1 illustrated in the first embodiment, reference is made to the above description in this regard.

Eine in 3 dargestellte dritte Ausführungsform eines Injektors 106 unterscheidet sich von der in 1 dargestellten ersten Ausführungsform dadurch, dass ein optischer Zugang 144 vorgesehen ist.An in 3 illustrated third embodiment of an injector 106 is different from the one in 1 illustrated first embodiment in that an optical access 144 is provided.

Der optische Zugang 144 ist als Durchtrittsöffnung 145 in einer äußeren Wand 146 des äußeren Injektorelements 110 ausgebildet.The optical access 144 is as a passage opening 145 in an outer wall 146 the outer injector element 110 educated.

Der optische Zugang 144 ist dabei in der Einströmrichtung E zwischen der Mündungsöffnung 124 des äußeren Fluidkanals 122 und der Mündungsöffnung 128 des inneren Fluidkanals 112 angeordnet.The optical access 144 is in the inflow direction E between the mouth opening 124 the outer fluid channel 122 and the mouth opening 128 of the inner fluid channel 112 arranged.

Zur einfachen Führung von Licht ist bei dieser Ausführungsform ein Lichtleiter 148 vorgesehen. Ein Ende des Lichtleiters 148 ist dabei so angeordnet, dass es bündig mit einer Innenseite 150 der äußeren Wand 146 des äußeren Injektorelements 110 abschließt.For easy guidance of light is in this embodiment, a light guide 148 intended. One end of the light guide 148 is arranged so that it is flush with an inside 150 the outer wall 146 the outer injector element 110 concludes.

Der Lichtleiter 148 ist dabei zumindest näherungsweise senkrecht auf die Hauptachse 116 des inneren Injektorelements 108, die Hauptachse 118 des äußeren Injektorelements 110 und die Hauptachse 120 des Injektors 106 ausgerichtet, so dass ein mittels des Lichtleiters 148 in den Injektor 106 gerichteter Laserstrahl die Vermischungszone 132 zweifach zumindest näherungsweise senkrecht schneidet.The light guide 148 is at least approximately perpendicular to the main axis 116 of the inner injector element 108 , the main axis 118 the outer injector element 110 and the main axis 120 of the injector 106 aligned so that one by means of the light guide 148 in the injector 106 directed laser beam the mixing zone 132 twice at least approximately perpendicular cuts.

Zur erfolgreichen Zündung muss ein Laserstrahl nur auf eine Vermischungszone 132 mit einem zündfähigen Gemisch aus Brennstoff und Oxidator gerichtet werden. Diese Vermischungszone 132 muss nicht zwingend eine Rezirkulationszone 136 oder eine Flammenankerungszone 140 sein.For successful ignition, a laser beam must only be on a mixing zone 132 with an ignitable mixture of fuel and oxidizer. This mixing zone 132 does not necessarily have a recirculation zone 136 or a flame-anchoring zone 140 be.

Das Richten des Laserstrahls auf eine Flammenankerungszone 140 kann jedoch Vorteile hinsichtlich der Zündsicherheit und der Flammenstabilität haben.Directing the laser beam at a flame-arresting zone 140 however, it may have advantages in terms of ignition safety and flame stability.

Der Laserstrahl wird mit einer (nicht dargestellten) Laservorrichtung erzeugt.The laser beam is generated by a laser device (not shown).

Die zur Initialzündung erforderlichen Laserparameter sind davon abhängig, ob eine resonante Zündung, das heißt eine direkte Anregung von beispielsweise Sauerstoff, oder eine thermische Zündung, das heißt eine unspezifische ”Breitband”-Anregung, mittels der Laservorrichtung bewirkt werden soll.The laser parameters required for the initial ignition depend on whether a resonant ignition, that is a direct excitation of, for example, oxygen, or a thermal Ignition, that is a nonspecific "broadband" excitation, to be effected by means of the laser device.

Beispielsweise kann zur resonanten Zündung und zur laserinduzierten photochemischen Zündung eine Laserwellenlänge von ungefähr 130 nm bis ungefähr 250 nm vorgesehen sein. Die Pulsfrequenz beträgt dabei beispielsweise höchstens 100 Hz. Als Pulslänge können ungefähr 10 ns vorgesehen sein. Die Pulsenergie beträgt bei der resonanten Zündung beispielsweise höchstens ungefähr 50 mJ.For example, for resonant ignition and laser-induced photochemical ignition, a laser wavelength of about 130 nm to about 250 nm may be provided. The pulse frequency is, for example, at most 100 Hz. The pulse duration can be approximately 10 ns. For example, the pulse energy in resonant ignition is at most about 50 mJ.

Bei der thermischen Zündung kann eine wesentlich höhere, beispielsweise mit handelsüblichen Infrarotlasern, insbesondere mit Diodenlasern, erzeugte Wellenlänge und eine Pulsenergie von höchstens ungefähr 150 mJ verwendet werden.In the case of thermal ignition, it is possible to use a considerably higher wavelength, which is produced, for example, with commercially available infrared lasers, in particular with diode lasers, and a pulse energy of at most approximately 150 mJ.

Ein Vorteil der resonanten Zündung ist der geringe Zündenergiebedarf.An advantage of the resonant ignition is the low ignition energy requirement.

Der Injektor 106 dient insbesondere der Initialzündung einer Flamme in einer Brennkammervorrichtung, das heißt dem erstmaligen Zünden durch eine beispielsweise eine Laservorrichtung umfassende Fremdzündquelle.The injector 106 serves in particular the initial ignition of a flame in a combustion chamber device, that is, the initial ignition by a third example, a laser device comprising Fremdzündquelle.

Ein Erlöschen der Flamme nach einer Initialzündung wird durch eine geeignete Anordnung der Injektoren 106 und durch eine geeignete Wahl der Einspritzbedingungen verhindert.An extinction of the flame after an initial ignition is achieved by a suitable arrangement of the injectors 106 and prevented by a suitable choice of injection conditions.

Im Übrigen stimmt die in 3 dargestellte dritte Ausführungsform eines Injektors 106 hinsichtlich Aufbau und Funktion mit der in 1 dargestellten ersten Ausführungsform überein, auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.Incidentally, the in 3 illustrated third embodiment of an injector 106 in terms of structure and function with the in 1 illustrated in the first embodiment, reference is made to the above description in this regard.

Eine in 4 dargestellte vierte Ausführungsform eines Injektors 106 unterscheidet sich von der in 3 dargestellten dritten Ausführungsform dadurch, dass eine Laservorrichtung 152 vorgesehen ist, welche beispielsweise mindestens eine Laserdiode zur Erzeugung eines Laserstrahls umfasst.An in 4 illustrated fourth embodiment of an injector 106 is different from the one in 3 illustrated third embodiment in that a laser device 152 is provided, which comprises, for example, at least one laser diode for generating a laser beam.

Laserdioden haben die Vorteile, dass sie sehr klein und gut verfügbar sind und mit wenig Aufwand verbaut werden können.Laser diodes have the advantages that they are very small and well available and can be installed with little effort.

Im Gegensatz zu der in 3 dargestellten dritten Ausführungsform des Injektors 106 ist bei der in 4 dargestellten vierten Ausführungsform kein Lichtleiter 148 vorgesehen. Stattdessen schließt mit der Innenseite 150 der äußeren Wand 146 des äußeren Injektorelements 110 ein optisches System 154 bündig ab.Unlike the in 3 illustrated third embodiment of the injector 106 is at the in 4 illustrated fourth embodiment no optical fiber 148 intended. Instead, it closes with the inside 150 the outer wall 146 the outer injector element 110 an optical system 154 flush off.

Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Durchtrittsöffnung 145 mit einer lichtdurchlässigen Substanz gefüllt ist.However, it can also be provided that the passage opening 145 filled with a translucent substance.

Mittels des optischen Systems 154 kann ein mittels der Laservorrichtung 152 erzeugter Laserstrahl fokussiert werden.By means of the optical system 154 can one by means of the laser device 152 be generated laser beam focused.

Ein Fokus 156 des optischen Systems 154 fällt in dieser Ausführungsform in die Vermischungszone 132.A focus 156 of the optical system 154 falls in this embodiment in the mixing zone 132 ,

Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass der Laserstrahl auf einen anderen Bereich fokussiert wird.However, it can also be provided that the laser beam is focused on another area.

Ferner zeichnet sich die in 4 dargestellte vierte Ausführungsform eines Injektors 106 dadurch aus, dass am in der Einströmrichtung E hinteren Ende des inneren Injektorelements 108 keine Anfasung vorgesehen ist.Furthermore, the in 4 illustrated fourth embodiment of an injector 106 characterized in that at in the inflow direction E rear end of the inner injector 108 no chamfering is provided.

Im Übrigen stimmt die in 4 dargestellte vierte Ausführungsform eines Injektors 106 hinsichtlich Aufbau und Funktion mit der in 3 dargestellten dritten Ausführungsform überein, auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.Incidentally, the in 4 illustrated fourth embodiment of an injector 106 in terms of structure and function with the in 3 illustrated third embodiment, the above description of which reference is made.

Eine in 5 dargestellte fünfte Ausführungsform eines Injektors 106 unterscheidet sich von der in 4 dargestellten vierten Ausführungsform dadurch, dass in einem optischen Weg 158 des Laserstrahls eine Strahlumlenkung 160 angeordnet ist.An in 5 illustrated fifth embodiment of an injector 106 is different from the one in 4 illustrated fourth embodiment in that in an optical path 158 of the laser beam a beam deflection 160 is arranged.

Ferner ist eine Detektionsvorrichtung 162 zur Detektion von Licht vorgesehen.Furthermore, a detection device 162 intended for the detection of light.

Diese kann insbesondere eine Photodiode, einen CCD-Chip und/oder einen Photomultiplier umfassen.This may in particular comprise a photodiode, a CCD chip and / or a photomultiplier.

Zur spektralen Auflösung des zu detektierenden Lichts kann ferner ein Spektrometer vorgesehen sein.For the spectral resolution of the light to be detected, a spectrometer may also be provided.

Die Strahlumlenkung 160 ist dabei so in dem optischen Weg 158 des Laserstrahls angeordnet, dass der Laserstrahl und von der Detektionsvorrichtung 162 zu detektierendes Licht zumindest abschnittsweise auf einem gemeinsamen optischen Weg 164 durch einen gemeinsamen optischen Zugang 166 und ein gemeinsames optisches System 168 geführt werden.The beam deflection 160 is doing so in the optical way 158 of the laser beam, that of the laser beam and of the detection device 162 light to be detected at least in sections on a common optical path 164 through a common optical access 166 and a common optical system 168 be guided.

Im Übrigen stimmt die in 5 dargestellte fünfte Ausführungsform eines Injektors 106 hinsichtlich Aufbau und Funktion mit der in 4 dargestellten vierten Ausführungsform überein, auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.Incidentally, the in 5 illustrated fifth embodiment of an injector 106 in terms of structure and function with the in 4 illustrated fourth embodiment, on the the description above is incorporated by reference.

Eine in 6 dargestellte sechste Ausführungsform eines Injektors 106 entspricht im Wesentlichen der in 4 dargestellten vierten Ausführungsform eines Injektors 106, wobei bei der sechsten Ausführungsform eines Injektors 106 ein dem optischen Zugang 144 bezüglich der Hauptachse 116 des inneren Injektorelements 108, der Hauptachse 118 des äußeren Injektorelements 110 und der Hauptachse 120 des Injektors 106 direkt gegenüberliegender zweiter optischer Zugang 170 vorgesehen ist.An in 6 illustrated sixth embodiment of an injector 106 is essentially the same as in 4 illustrated fourth embodiment of an injector 106 , wherein in the sixth embodiment of an injector 106 a visual access 144 concerning the main axis 116 of the inner injector element 108 , the main axis 118 the outer injector element 110 and the main axis 120 of the injector 106 directly opposite second optical access 170 is provided.

Durch diesen zweiten optischen Zugang 170 kann mittels einer zweiten Laservorrichtung 172 und eines zweiten optischen Systems 174 ein weiterer Laserstrahl auf einen zweiten Fokus 176 fokussiert werden.Through this second optical access 170 can by means of a second laser device 172 and a second optical system 174 another laser beam to a second focus 176 be focused.

Im Übrigen stimmt die in 6 dargestellte sechste Ausführungsform eines Injektors 106 hinsichtlich Aufbau und Funktion mit der in 4 dargestellten vierten Ausführungsform überein, auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.Incidentally, the in 6 illustrated sixth embodiment of an injector 106 in terms of structure and function with the in 4 4, the above description of which is incorporated herein by reference.

Eine in 7 dargestellte siebte Ausführungsform eines Injektors 106 entspricht im Wesentlichen der in 3 dargestellten dritten Ausführungsform eines Injektors 106, mit dem Unterschied, dass die Durchtrittsöffnung 145 in der äußeren Wand 146 des äußeren Injektorelements 110 nicht senkrecht auf die Innenseite 150 des äußeren Injektorelements 110 ausgerichtet ist, sondern unter einem Winkel α, wobei ein mittig durch die Durchtrittsöffnung 145 geführter Laserstrahl mit der Austrittsebene 126 den Winkel α einschließt.An in 7 illustrated seventh embodiment of an injector 106 is essentially the same as in 3 illustrated third embodiment of an injector 106 , with the difference that the passage opening 145 in the outer wall 146 the outer injector element 110 not perpendicular to the inside 150 the outer injector element 110 is aligned, but at an angle α, with a centrally through the passage opening 145 guided laser beam with the exit plane 126 includes the angle α.

Der Winkel α ist bei einer Ausführungsform in einer Größenordnung von ungefähr 30°, so dass ein Laserstrahl unter diesem Winkel in den gemeinsamen Fluidkanal 130 einstrahlbar ist. Der eingestrahlte Laserstrahl schneidet dabei die Vermischungszone 132 in einem Zündort 178, welcher in dem gemeinsamen Fluidkanal 130 angeordnet ist.The angle α in one embodiment is on the order of about 30 °, so that a laser beam at this angle in the common fluid channel 130 is einstrahlbar. The irradiated laser beam cuts the mixing zone 132 in a place of ignition 178 , which in the common fluid channel 130 is arranged.

Eine Einstrahlung des Laserstrahls unter dem Winkel α dient dazu, möglicherweise vorhandene konstruktive Einschränkungen im Bereich des Injektors 106 zu umgehen und Zündorte 178 zu erreichen, die unter senkrechter Einstrahlung nicht zu erreichen wären. Insbesondere kann dies der Fall sein, wenn die Strecke S sehr klein, beispielsweise kleiner als der Durchmesser des optischen Zugangs 144, ist.An irradiation of the laser beam at the angle α is used, possibly existing design restrictions in the injector 106 to get around and spark locations 178 reach, which would not be reached under vertical irradiation. In particular, this may be the case if the distance S is very small, for example smaller than the diameter of the optical access 144 , is.

Zur zusätzlichen Zündung an einer Schnittstelle 180, in welcher der Laserstrahl erneut die Vermischungszone 132 schneidet, ist in der Regel die Energie des Laserstrahls nicht ausreichend.For additional ignition at an interface 180 in which the laser beam again the mixing zone 132 As a rule, the energy of the laser beam is insufficient.

Im Übrigen stimmt die in 7 dargestellte siebte Ausführungsform eines Injektors 106 hinsichtlich Aufbau und Funktion mit der in 3 dargestellten dritten Ausführungsform überein, auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.Incidentally, the in 7 illustrated seventh embodiment of an injector 106 in terms of structure and function with the in 3 illustrated third embodiment, the above description of which reference is made.

Eine in 8 dargestellte achte Ausführungsform eines Injektors 106 unterscheidet sich von der in 3 dargestellten dritten Ausführungsform dadurch, dass der Injektor 106 ein mittleres Injektorelement 182 umfasst, welches innerhalb des äußeren Injektorelements 110 angeordnet ist und das innere Injektorelement 108 umgibt.An in 8th illustrated eighth embodiment of an injector 106 is different from the one in 3 illustrated third embodiment in that the injector 106 a middle injector element 182 which is inside the outer injector element 110 is arranged and the inner injector element 108 surrounds.

Das mittlere Injektorelement 182 ist im Wesentlichen rohrförmig ausgebildet und weist eine Mündungsöffnung 184 auf, welche in der Einströmrichtung E zwischen der Mündungsöffnung 124 des äußeren Injektorelements 110 und der Mündungsöffnung 128 des inneren Injektorelements 108 angeordnet ist.The middle injector element 182 is substantially tubular and has an orifice 184 on, which in the inflow direction E between the mouth opening 124 the outer injector element 110 and the mouth opening 128 of the inner injector element 108 is arranged.

Durch die Anordnung des mittleren Injektorelements 182 zwischen dem äußeren Injektorelement 110 und dem inneren Injektorelement 108 ergibt sich zusätzlich zu dem äußeren Fluidkanal 122, welcher zwischen dem äußeren Injektorelement 110 und dem mittleren Injektorelement 182 angeordnet ist, und dem inneren Fluidkanal 112, welcher im Inneren des inneren Injektorelements 108 angeordnet ist, ein mittlerer Fluidkanal 186, welcher zwischen dem mittleren Injektorelement 182 und dem inneren Injektorelement 108 angeordnet ist.By the arrangement of the middle injector element 182 between the outer injector element 110 and the inner injector element 108 results in addition to the outer fluid channel 122 which is between the outer injector element 110 and the middle injector element 182 is arranged, and the inner fluid channel 112 , which is inside the inner injector element 108 is arranged, a central fluid channel 186 which is between the middle injector element 182 and the inner injector element 108 is arranged.

Auf der Innenseite eines in der Einströmrichtung E hinteren Endes des mittleren Injektorelements 182 ist eine Anfasung 188 vorgesehen, welche im Wesentlichen der Anfasung 134 des inneren Injektorelements 108 entspricht.On the inside of a rear end of the central injector in the inflow direction E 182 is a chamfer 188 provided, which is essentially the chamfering 134 of the inner injector element 108 equivalent.

Eine Hauptachse 190 des mittleren Injektorelements 182 fällt mit der Hauptachse 116 des inneren Injektorelements 108, der Hauptachse 118 des äußeren Injektorelements 110 und der Hauptachse 120 des Injektors 106 zusammen. Der Injektor 106 ist so als Trikoaxialinjektor ausgebildet.A major axis 190 of the middle injector element 182 falls with the main axis 116 of the inner injector element 108 , the main axis 118 the outer injector element 110 and the main axis 120 of the injector 106 together. The injector 106 is thus designed as Trikoaxialinjektor.

Aufgrund der zurückversetzten Anordnung der Mündungsöffnung 128 des inneren Injektorelements 108 gegenüber der Mündungsöffnung 184 des mittleren Injektorelements 182 ergibt sich eine Einmündung des inneren Fluidkanals 112 in den mittleren Fluidkanal 186, wobei sich am in der Einströmrichtung E hinteren Ende des inneren Injektorelements 108 eine Vermischungszone 132 ausbildet.Due to the recessed arrangement of the mouth opening 128 of the inner injector element 108 opposite the mouth opening 184 of the middle injector element 182 results in an opening of the inner fluid channel 112 in the middle fluid channel 186 , Wherein being in the inflow direction E rear end of the inner injector 108 a mixing zone 132 formed.

Am in der Einströmrichtung E hinteren Ende des mittleren Injektorelements 182 mündet schließlich der innere Fluidkanal 112 mit dem mittleren Fluidkanal 186 in den äußeren Fluidkanal 122. Auch am in der Einströmrichtung E hinteren Ende des mittleren Injektorelements 182 bildet sich dadurch eine Vermischungszone 132 aus.At the rear end of the central injector in the inflow E direction 182 Finally, the inner fluid channel opens 112 with the middle one fluid channel 186 in the outer fluid channel 122 , Also at the rear end of the middle injector in the inflow E direction 182 This forms a mixing zone 132 out.

Die Vermischungszonen 132 sind im Anschluss an die Enden der Injektorelemente 108, 182 im Wesentlichen ringförmig ausgebildet und zueinander koaxial angeordnet.The mixing zones 132 are following the ends of the injector elements 108 . 182 formed substantially annular and arranged coaxially with each other.

Ein durch den optischen Zugang 144 in den gemeinsamen Fluidkanal 130 eingestrahlter Laserstrahl schneidet beide Vermischungszonen 132 je zweimal, so dass sich insgesamt theoretisch vier mögliche Zündorte 192 ergeben, welche aufgrund der senkrechten Ausrichtung des optischen Zugangs 144 alle in dem gemeinsamen Fluidkanal 130 innerhalb des Injektors 106 angeordnet sind.A through the optical access 144 in the common fluid channel 130 irradiated laser beam cuts both mixing zones 132 twice each, so theoretically in total four possible ignition locations 192 which result due to the vertical orientation of the optical access 144 all in the common fluid channel 130 inside the injector 106 are arranged.

Eine praktische Relevanz hat üblicherweise jedoch nur der in Einstrahlrichtung erste Zündort, da bereits hier die Laserenergie größtenteils absorbiert wird.However, only the first ignition location in the direction of irradiation usually has practical relevance, since even here the laser energy is for the most part absorbed.

Die achte Ausführungsform eines Injektors eignet sich insbesondere zur Verwendung in Vorbrennkammern oder Gasgeneratoren, wobei entweder zwei unterschiedliche Komponenten, insbesondere mit mittiger Zuführung eines Oxidators, oder drei unterschiedliche Komponenten zugeführt werden.The eighth embodiment of an injector is particularly suitable for use in pre-combustion chambers or gas generators, wherein either two different components, in particular with central supply of an oxidizer, or three different components are supplied.

Im Übrigen stimmt die in 8 dargestellte achte Ausführungsform eines Injektors 106 hinsichtlich Aufbau und Funktion mit der in 3 dargestellten dritten Ausführungsform überein, auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.Incidentally, the in 8th illustrated eighth embodiment of an injector 106 in terms of structure and function with the in 3 illustrated third embodiment, the above description of which reference is made.

In 9 ist eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf die Vorderseite der dritten Ausführungsform eines Injektors 106 dargestellt.In 9 is a schematic representation of a plan view of the front of the third embodiment of an injector 106 shown.

Insbesondere ist aus dieser Darstellung ersichtlich, dass die Hauptachse 116 des inneren Injektorelements 108, die Hauptachse 118 des äußeren Injektorelements 110 und die Hauptachse 120 des Injektors 106 zusammenfallen.In particular, it can be seen from this illustration that the main axis 116 of the inner injector element 108 , the main axis 118 the outer injector element 110 and the main axis 120 of the injector 106 coincide.

In 10 ist in einer der 9 entsprechenden Darstellung eine neunte Ausführungsform eines Injektors 106 dargestellt, welche im Wesentlichen der in 9 dargestellten dritten Ausführungsform eines Injektors 106 entspricht, mit dem Unterschied, dass zwei Durchtrittsöffnungen 145 in der äußeren Wand 146 des äußeren Injektorelements 110 vorgesehen sind, welche jeweils einen mit einem Lichtleiter 148 versehenen optischen Zugang 144 bilden.In 10 is in one of the 9 corresponding representation of a ninth embodiment of an injector 106 shown, which is essentially the in 9 illustrated third embodiment of an injector 106 corresponds, with the difference that two passages 145 in the outer wall 146 the outer injector element 110 are provided, which each one with a light guide 148 provided optical access 144 form.

Die optischen Zugänge 144 sind in dieser Ausführungsform derart angeordnet, dass sie relativ zueinander in einem senkrechten Winkel und senkrecht zu der Einströmrichtung E ausgerichtet sind.The optical accesses 144 are arranged in this embodiment, that they are aligned relative to each other at a vertical angle and perpendicular to the inflow direction E.

Im Übrigen stimmt die in 10 dargestellte neunte Ausführungsform eines Injektors 106 hinsichtlich Aufbau und Funktion mit der in den 3 und 9 dargestellten dritten Ausführungsform überein, auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.Incidentally, the in 10 illustrated ninth embodiment of an injector 106 in terms of structure and function with in the 3 and 9 illustrated third embodiment, the above description of which reference is made.

Bei einer in 11 dargestellten zehnten Ausführungsform eines Injektors 106 sind entsprechend der in 10 dargestellten neunten Ausführungsform zwei optische Zugänge 144 vorgesehen, mit dem Unterschied, dass die optischen Zugänge 144 relativ zueinander nicht in einem senkrechten Winkel, sondern in einem Winkel β zueinander ausgerichtet sind.At an in 11 illustrated tenth embodiment of an injector 106 are according to the in 10 illustrated ninth embodiment, two optical accesses 144 provided, with the difference that the optical accesses 144 are not aligned relative to each other in a vertical angle, but at an angle β to each other.

Der Winkel β ist bei einer Ausführungsform in einer Größenordnung von ungefähr 135°.The angle β in one embodiment is on the order of about 135 °.

Im Übrigen stimmt die in 11 dargestellte zehnte Ausführungsform eines Injektors 106 hinsichtlich Aufbau und Funktion mit der in den 3 und 9 dargestellten dritten Ausführungsform überein, auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.Incidentally, the in 11 illustrated tenth embodiment of an injector 106 in terms of structure and function with in the 3 and 9 illustrated third embodiment, the above description of which reference is made.

In 12 ist eine schematische Draufsicht auf eine erste Ausführungsform eines Einblaskopfs 104 mit zweihundertfünf Injektoren 106 dargestellt, welche in einem symmetrischen Muster angeordnet sind. Ein symmetrisches Muster ergibt sich bei der Auslegung eines Einblaskopfes 104 in der Regel insbesondere in den radial äußeren Reihen, so dass eine Brennkammerwand im Betrieb der Brennkammervorrichtung 100 gleichmäßig belastet wird. Im radial inneren Bereich ist in der Regel ein gleichmäßiger Abstand der Injektoren 106 voneinander vorgesehen. Durch die Berücksichtigung beider Kriterien ergeben sich daher zumeist sehr komplexe Muster der Injektoren 106.In 12 is a schematic plan view of a first embodiment of a Einblaskopfs 104 with two hundred and five injectors 106 represented, which are arranged in a symmetrical pattern. A symmetrical pattern results in the design of an injection head 104 usually in particular in the radially outer rows, so that a combustion chamber wall during operation of the combustion chamber device 100 is evenly loaded. In the radially inner region is usually a uniform distance between the injectors 106 provided from each other. By taking both criteria into consideration, therefore, very complex patterns of the injectors usually arise 106 ,

Bei dieser ersten Ausführungsform des Einblaskopfs 104 ist vorgesehen, dass ein zentraler Injektor 106 eine laserbasierte Zündvorrichtung 138 umfasst.In this first embodiment of the injection head 104 is provided that a central injector 106 a laser-based igniter 138 includes.

Beispielsweise kann bei einem solchen Einblaskopf 104 vorgesehen sein, dass der zentrale Injektor 106 entsprechend der in den 3 und 9 dargestellten dritten Ausführungsform ausgebildet ist, während die übrigen Injektoren 106 der in 1 dargestellten ersten Ausführungsform entsprechen.For example, in such a blowing head 104 be provided that the central injector 106 according to the in the 3 and 9 illustrated third embodiment, while the other injectors 106 the in 1 correspond to the first embodiment shown.

Eine in 13 dargestellte zweite Ausführungsform eines Einblaskopfs 104 unterscheidet sich von der in 12 dargestellten ersten Ausführungsform eines Einblaskopfs 104 dadurch, dass vier dezentral angeordnete Injektoren 106 vorgesehen sind, welche beispielsweise der in 3 dargestellten dritten Ausführungsform entsprechen und somit jeweils eine laserbasierte Zündvorrichtung 138 umfassen. Ferner umfasst der Einblaskopf 104 zweihunderteins Injektoren 106, welche im Wesentlichen der in 1 dargestellten ersten Ausführungsform, das heißt ohne Zündvorrichtung 138, entsprechen.An in 13 illustrated second embodiment of a Einblaskopfs 104 is different from the one in 12 shown first Embodiment of an injection head 104 in that four decentralized injectors 106 are provided, which, for example, in 3 represented third embodiment, and thus each a laser-based ignition device 138 include. Furthermore, the injection head comprises 104 Two hundred and one injectors 106 , which are essentially those in 1 shown first embodiment, that is without igniter 138 , correspond.

Die Injektoren 106 sind bei der in 13 dargestellten zweiten Ausführungsform des Einblaskopfs 104 gleichmäßig auf einem Kreis um eine Hauptachse 194 des Einblaskopfs 104 verteilt. Auf diese Weise kann ein mittels der Injektoren 106 des Einblaskopfs 104 in den Brennraum 103 der Brennkammer 102 einströmendes Gemisch aus Brennstoff und Oxidator dezentral gezündet werden, was eine erhebliche Reduktion der durch die Zündung verursachten Belastung des Einblaskopfs 104 und der gesamten Brennkammervorrichtung 100 ermöglicht.The injectors 106 are at the in 13 illustrated second embodiment of the injection head 104 evenly on a circle around a major axis 194 of the injection head 104 distributed. In this way, one can use the injectors 106 of the injection head 104 in the combustion chamber 103 the combustion chamber 102 inflowing mixture of fuel and oxidizer are ignited decentralized, resulting in a significant reduction caused by the ignition load of the injection head 104 and the entire combustion chamber device 100 allows.

Im Übrigen stimmt die in 13 dargestellte zweite Ausführungsform eines Einblaskopfs 104 hinsichtlich Aufbau und Funktion mit der in 12 dargestellten ersten Ausführungsform überein, auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.Incidentally, the in 13 illustrated second embodiment of a Einblaskopfs 104 in terms of structure and function with the in 12 illustrated in the first embodiment, reference is made to the above description in this regard.

Eine in 14 dargestellte erste Ausführungsform eines Triebwerks 196 umfasst eine Brennkammervorrichtung 100 mit einem Einblaskopf 104, welcher eine Vielzahl von (nicht dargestellten) Injektoren umfasst.An in 14 illustrated first embodiment of an engine 196 includes a combustion chamber device 100 with a blowing head 104 comprising a plurality of injectors (not shown).

Die erste Ausführungsform des Triebwerks 196 ist ein Raketentriebwerk.The first embodiment of the engine 196 is a rocket engine.

Es kann jedoch alternativ auch vorgesehen sein, dass das Triebwerk eine Fluggasturbine, eine stationäre Gasturbine oder ein Verbrennungsmotor ist.However, it can alternatively also be provided that the engine is an aircraft gas turbine, a stationary gas turbine or an internal combustion engine.

Ein Brennraum 103 einer Brennkammer 102, in welchen der Einblaskopf 104 mündet, ist von einer Lavaldüse 198 berandet.A combustion chamber 103 a combustion chamber 102 , in which the injection head 104 is from a Laval nozzle 198 bounded.

Das Triebwerk 196 umfasst ferner eine Oxidatorzuführung 200, eine Brennstoffzuführung 202 und eine Turbine 204. Eine Oxidatorpumpe 206 dient dem Antreiben eines Oxidators. Eine Brennstoffpumpe 208 dient dem Antreiben eines Brennstoffs.The engine 196 further includes an oxidizer feed 200 , a fuel feeder 202 and a turbine 204 , An oxidizer pump 206 serves to drive an oxidizer. A fuel pump 208 serves to power a fuel.

Zur Zuführung von Oxidator und Brennstoff zu der Turbine 204 sind Zuführvorrichtungen 210 vorgesehen. Ferner sind Zuführvorrichtungen 210 vorgesehen, um Oxidator mittels der Oxidatorpumpe 206 zu dem Einblaskopf 104 der Brennkammervorrichtung 100 und einem Vorbrenner 212 zu befördern.For supplying oxidizer and fuel to the turbine 204 are feeding devices 210 intended. Further, feeding devices 210 provided to oxidizer by means of the oxidizer pump 206 to the injection head 104 the combustion chamber device 100 and a pre-burner 212 to transport.

Aus dem Brennraum 103 der Brennkammer 102 kann dem Vorbrenner 212 mittels einer Zuführvorrichtung 210 ein in dem Brennraum 103 der Brennkammer 102 vorhandenes Gasgemisch zugeführt werden. An dem Vorbrenner 212 austretendes Gas kann mittels einer Zuführvorrichtung 210 der Turbine 204 zugeführt werden.From the combustion chamber 103 the combustion chamber 102 can the pre-burner 212 by means of a feeding device 210 one in the combustion chamber 103 the combustion chamber 102 be supplied to existing gas mixture. At the pre-burner 212 escaping gas can by means of a feeder 210 the turbine 204 be supplied.

Eine weitere Zuführvorrichtung 210 ist zur Herstellung einer Fluidverbindung zwischen der Turbine 204 und der Brennkammervorrichtung 100 vorgesehen.Another feeder 210 is for establishing fluid communication between the turbine 204 and the combustion chamber device 100 intended.

Ferner ist eine Zuführvorrichtung 210 vorgesehen, um mittels der Brennstoffpumpe 208 Brennstoff einem Ende der Lavaldüse 198 zuzuführen.Further, a feeding device 210 provided to by means of the fuel pump 208 Fuel one end of the Laval nozzle 198 supply.

Bei der in 14 dargestellten ersten Ausführungsform eines Triebwerks 196 ist eine gestufte Verbrennung vorgesehen. Insbesondere erfolgt bei diesem Triebwerk 196 eine Vorverbrennung in dem Vorbrenner 212. Die Turbine 204 treibt die Brennstoffpumpe 208 und die Oxidatorpumpe 206 an. Eine Verbrennung erfolgt einerseits direkt am Einblaskopf 104 der Brennkammervorrichtung 100 und andererseits in der Nähe eines Ausgangs der Lavaldüse 198, wo erneut Brennstoff zugeführt wird.At the in 14 shown first embodiment of an engine 196 a stepped combustion is provided. In particular, in this engine 196 a pre-combustion in the pre-burner 212 , The turbine 204 drives the fuel pump 208 and the oxidizer pump 206 at. On the one hand, combustion takes place directly at the injection head 104 the combustion chamber device 100 and on the other hand near an exit of the Laval nozzle 198 , where fuel is supplied again.

Eine in 15 dargestellte zweite Ausführungsform eines Triebwerks 196 entspricht im Wesentlichen der in 14 dargestellten ersten Ausführungsform eines Triebwerks 196, mit unterschiedlich angeordneten Zuführvorrichtungen 210. Bei der zweiten Ausführungsform des Triebwerks 196 ist dieses Triebwerk 196 als Gasgenerator betreibbar.An in 15 illustrated second embodiment of an engine 196 is essentially the same as in 14 shown first embodiment of an engine 196 , with differently arranged feed devices 210 , In the second embodiment of the engine 196 is this engine 196 operable as a gas generator.

Hierzu erfolgt eine Zuführung von Oxidator mittels der Oxidatorpumpe 206 zu dem Vorbrenner 212, der Brennkammervorrichtung 100 und der Turbine 204. Mittels der Brennstoffpumpe 208 wird über Zuführvorrichtungen 210 der Turbine 204, dem Vorbrenner 212 und dem Ende der Lavaldüse 198 Brennstoff zugeführt.For this purpose, a supply of oxidant by means of the oxidizer pump 206 to the pre-burner 212 , the combustion chamber device 100 and the turbine 204 , By means of the fuel pump 208 is via feeding devices 210 the turbine 204 , the pre-burner 212 and the end of the Laval nozzle 198 Fuel supplied.

Aus dem Vorbrenner 212 gelangt Gas in die Turbine 204 und wird von dort in einen mittleren Bereich der Lavaldüse 198 mittels einer weiteren Zuführvorrichtung 210 befördert.From the pre-burner 212 Gas gets into the turbine 204 and from there into a central area of the Laval nozzle 198 by means of a further feeding device 210 promoted.

Ferner ist an der Brennkammervorrichtung 100 eine Rückführung 214 vorgesehen, um in dem Brennraum 103 der Brennkammer 102 vorhandenes Gas dem Einblaskopf 104 zuführen zu können.Further, on the combustion chamber device 100 a return 214 provided to in the combustion chamber 103 the combustion chamber 102 gas available to the injector head 104 to be able to supply.

Im Übrigen stimmt die in 15 dargestellte zweite Ausführungsform eines Triebwerks 196 hinsichtlich Aufbau und Funktion mit der in 14 dargestellten ersten Ausführungsform überein, auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.Incidentally, the in 15 illustrated second embodiment of an engine 196 in terms of structure and function with the in 14 illustrated in the first embodiment, reference is made to the above description in this regard.

In 16 ist eine dritte Ausführungsform eines Triebwerks 196 dargestellt, welche sich von der in 14 dargestellten ersten Ausführungsform dadurch unterscheidet, dass kein Vorbrenner 212 vorgesehen ist und die Zuführleitungen 210 zwischen der Oxidatorpumpe 206 und der Brennkammervorrichtung 100, zwischen der Turbine 204 und der Brennkammervorrichtung 100, zwischen der Brennstoffpumpe 208 und der Turbine 204, zwischen der Oxidatorpumpe 206 und der Turbine 204 und zwischen der Brennstoffpumpe 208 und dem Ende der Lavaldüse 198 angeordnet sind.In 16 is a third embodiment of an engine 196 represented, which differ from the in 14 illustrated first embodiment differs in that no pre-burner 212 is provided and the supply lines 210 between the oxidizer pump 206 and the combustion chamber device 100 , between the turbine 204 and the combustion chamber device 100 , between the fuel pump 208 and the turbine 204 , between the oxidizer pump 206 and the turbine 204 and between the fuel pump 208 and the end of the Laval nozzle 198 are arranged.

Bei dieser Ausführungsform kann das Triebwerk 196 insbesondere als Expander betrieben werden.In this embodiment, the engine 196 be operated in particular as an expander.

Hierzu wird von der Oxidatorpumpe 206 der Brennkammervorrichtung 100 Oxidator zugeführt. Aus der Turbine 204 stammendes Gas wird ebenfalls der Brennkammervorrichtung 100 zugeführt, wobei eine Rückführleitung aus der Brennkammervorrichtung 100 zu der Turbine 204 vorgesehen ist.This is done by the oxidizer pump 206 the combustion chamber device 100 Oxidizer supplied. From the turbine 204 originating gas also becomes the combustion chamber device 100 fed, wherein a return line from the combustion chamber device 100 to the turbine 204 is provided.

Die Turbine 204 wird mit Oxidator und Brennstoff versorgt. Ferner ist eine Zuführleitung 210 vorgesehen, um Brennstoff mittels der Brennstoffpumpe 208 dem Ende der Lavaldüse 198 zuzuführen.The turbine 204 is supplied with oxidizer and fuel. Furthermore, a supply line 210 provided to fuel by means of the fuel pump 208 the end of the Laval nozzle 198 supply.

Im Übrigen stimmt die in 16 dargestellte dritte Ausführungsform eines Injektors 106 hinsichtlich Aufbau und Funktion mit der in 14 dargestellten ersten Ausführungsform überein, auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.Incidentally, the in 16 illustrated third embodiment of an injector 106 in terms of structure and function with the in 14 illustrated in the first embodiment, reference is made to the above description in this regard.

Claims (33)

Verfahren zum Betrieb einer Brennkammervorrichtung, umfassend: – Erzeugen eines Brennstoff-Oxidator-Gemisches mittels mindestens eines Einblaskopfes (104) mit mindestens einem Injektor (106) zum Zuführen von Brennstoff und Oxidator zu einem Brennraum (103) der Brennkammervorrichtung (100), wobei der mindestens eine Injektor (106) mindestens ein als Brennstoffinjektorelement ausgebildetes Injektorelement (108, 110, 182) zum Zuführen von Brennstoff und mindestens ein als Oxidatorinjektorelement ausgebildetes Injektorelement (108, 110, 182) zum Zuführen von Oxidator umfasst, wobei die mindestens zwei Injektorelemente (108, 110, 182) des mindestens einen Injektors (106) koaxial zueinander angeordnet sind und wobei mindestens ein Injektorelement (108, 110, 182) eine Mündungsöffnung (124, 128, 184) umfasst, die gegenüber einer Austrittsebene (126) des mindestens einen Injektors (106) entgegen einer Einströmrichtung (E) zurückversetzt angeordnet ist; – Erzeugen von mindestens einem Laserstrahl mittels einer Laservorrichtung (152, 172) zur Zündung des Brennstoff-Oxidator-Gemisches, dadurch gekennzeichnet, dass die Laservorrichtung (152, 172) so an dem mindestens einen Injektor (106) angeordnet ist, dass der mindestens eine Laserstrahl zumindest teilweise in einem Fluidkanal (112, 122, 130, 186) des mindestens einen Injektors (106) verläuft, dass als Oxidator flüssiger Sauerstoff verwendet wird und dass der mindestens eine Laserstrahl durch mindestens einen in einer äußeren Wand (146) des mindestens einen Injektors (106) angeordneten optischen Zugang (144, 170) in einen Innenraum des Injektors (106) gerichtet wird, wobei der optische Zugang (144, 170) in einer Richtung parallel zu einer Einströmrichtung (E) zwischen der Austrittsebene (126) des mindestens einen Injektors (106) und der mindestens einen Mündungsöffnung (124, 128, 184) des Injektorelements (108, 110, 182) angeordnet ist, welche gegenüber der Austrittsebene (126) des mindestens einen Injektors (106) entgegen der Einströmrichtung (E) zurückversetzt angeordnet ist.Method for operating a combustion chamber device, comprising: generating a fuel-oxidizer mixture by means of at least one injection head ( 104 ) with at least one injector ( 106 ) for supplying fuel and oxidizer to a combustion chamber ( 103 ) of the combustion chamber device ( 100 ), wherein the at least one injector ( 106 ) at least one injector element designed as a fuel injector element ( 108 . 110 . 182 ) for supplying fuel and at least one injector element designed as an oxidizer injector element ( 108 . 110 . 182 ) for supplying oxidizer, wherein the at least two injector elements ( 108 . 110 . 182 ) of the at least one injector ( 106 ) are arranged coaxially to one another and wherein at least one injector element ( 108 . 110 . 182 ) an orifice ( 124 . 128 . 184 ), which are opposite an exit plane ( 126 ) of the at least one injector ( 106 ) is arranged offset back against an inflow direction (E); Generating at least one laser beam by means of a laser device ( 152 . 172 ) for igniting the fuel-oxidizer mixture, characterized in that the laser device ( 152 . 172 ) at the at least one injector ( 106 ) is arranged such that the at least one laser beam at least partially in a fluid channel ( 112 . 122 . 130 . 186 ) of the at least one injector ( 106 ) that is used as oxidizer liquid oxygen and that the at least one laser beam through at least one in an outer wall ( 146 ) of the at least one injector ( 106 ) arranged optical access ( 144 . 170 ) in an interior of the injector ( 106 ), the optical access ( 144 . 170 ) in a direction parallel to an inflow direction (E) between the exit plane ( 126 ) of the at least one injector ( 106 ) and the at least one orifice ( 124 . 128 . 184 ) of the injector element ( 108 . 110 . 182 ), which are opposite the exit plane ( 126 ) of the at least one injector ( 106 ) is arranged backward against the inflow direction (E). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Laserstrahl auf eine Flammenankerungszone gerichtet wird.A method according to claim 1, characterized in that the at least one laser beam is directed to a flame arresting zone. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennstoff und der Oxidator vor einer Zuführung in den Brennraum (103) der Brennkammervorrichtung (100) zumindest teilweise innerhalb des mindestens einen Injektors (106) vermischt werden.A method according to claim 1 or 2, characterized in that the fuel and the oxidizer before being fed into the combustion chamber ( 103 ) of the combustion chamber device ( 100 ) at least partially within the at least one injector ( 106 ) are mixed. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Laserstrahl zumindest abschnittsweise mittels eines Lichtleiters (148) geführt wird.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the at least one laser beam at least in sections by means of a light guide ( 148 ) to be led. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Laserstrahl quer zu einer Hauptachse (120) des mindestens einen Injektors (106) gerichtet wird.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the at least one laser beam transverse to a main axis ( 120 ) of the at least one injector ( 106 ). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Laserstrahl mittels eines optischen Systems (154) fokussiert wird.Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the at least one laser beam by means of an optical system ( 154 ) is focused. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Detektionsvorrichtung (162) Strahlung aus mindestens einem Bereich detektiert wird, auf welchen der mindestens eine Laserstrahl gerichtet ist.Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that by means of a detection device ( 162 ) Radiation is detected from at least one region, on which the at least one laser beam is directed. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Detektionsvorrichtung (162) überprüft wird, ob ein Laserstrahl zur Zündung des Brennstoff-Oxidator-Gemisches und zur Ausbildung einer Flamme geführt hat.Method according to claim 7, characterized in that by means of the detection device ( 162 ) is checked if a laser beam for ignition of the fuel-oxidizer mixture and has led to the formation of a flame. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Ausbildung einer Flamme in regelmäßigen Zeitabständen überprüft wird, ob die Flamme erloschen ist.A method according to claim 8, characterized in that is checked after the formation of a flame at regular intervals, whether the flame is extinguished. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass nach einem Erlöschen der Flamme zur erneuten Zündung ein Laserstrahl auf das Brennstoff-Oxidator-Gemisch gerichtet wird.A method according to claim 9, characterized in that after extinguishing the flame for re-ignition, a laser beam is directed to the fuel-oxidizer mixture. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Laserstrahlen auf unterschiedliche Bereiche des Brennstoff-Oxidator-Gemisches gerichtet werden.Method according to one of claims 1 to 10, characterized in that a plurality of laser beams are directed to different areas of the fuel-oxidizer mixture. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Laserstrahlen zeitlich versetzt erzeugt werden.A method according to claim 11, characterized in that the laser beams are generated offset in time. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Laserstrahlen mittels einer Steuerungsvorrichtung gesteuert werden.A method according to claim 11 or 12, characterized in that the laser beams are controlled by means of a control device. Brennkammervorrichtung, umfassend: – mindestens eine Brennkammer (102), – mindestens einen Einblaskopf (104) mit mindestens einem Injektor (106) zum Zuführen von Brennstoff und Oxidator zu einem Brennraum (103), wobei der mindestens eine Injektor (106) mindestens ein als Brennstoffinjektorelement ausgebildetes Injektorelement (108, 110, 182) zum Zuführen von Brennstoff und mindestens ein als Oxidatorinjektorelement ausgebildetes Injektorelement (108, 110, 182) zum Zuführen von Oxidator umfasst, wobei mindestens zwei Injektorelemente (108, 110, 182) des mindestens einen Injektors (106) koaxial zueinander angeordnet sind und wobei mindestens ein Injektorelement (108, 110, 182) eine Mündungsöffnung (124, 128, 184) umfasst, die gegenüber einer Austrittsebene (126) des mindestens einen Injektors (106) entgegen einer Einströmrichtung (E) zurückversetzt angeordnet ist, und – eine Laservorrichtung (152, 172) zur Erzeugung mindestens eines Laserstrahls zur Zündung eines Brennstoff-Oxidator-Gemisches, dadurch gekennzeichnet, dass die Laservorrichtung (152, 172) so an dem mindestens einen Injektor (106) angeordnet ist, dass der mindestens eine Laserstrahl zumindest teilweise in einem Fluidkanal (112, 122, 130, 186) des mindestens einen Injektors (106) verläuft, dass als Oxidator flüssiger Sauerstoff vorgesehen ist und dass mindestens ein in einer äußeren Wand (146) des mindestens einen Injektors (106) angeordneter optischer Zugang (144, 170) vorgesehen ist, durch welchen der mindestens eine Laserstrahl in einen Innenraum des Injektors (106) gerichtet werden kann und welcher in einer Richtung parallel zu einer Einströmrichtung (E) zwischen der Austrittsebene (126) des mindestens einen Injektors (106) und der mindestens einen Mündungsöffnung (124, 128, 184) des Injektorelements (108, 110, 182) angeordnet ist, welche gegenüber der Austrittsebene (126) des mindestens einen Injektors (106) entgegen der Einströmrichtung (E) zurückversetzt angeordnet ist.Combustion chamber device comprising: - at least one combustion chamber ( 102 ), - at least one injection head ( 104 ) with at least one injector ( 106 ) for supplying fuel and oxidizer to a combustion chamber ( 103 ), wherein the at least one injector ( 106 ) at least one injector element designed as a fuel injector element ( 108 . 110 . 182 ) for supplying fuel and at least one injector element designed as an oxidizer injector element ( 108 . 110 . 182 for supplying oxidizer, wherein at least two injector elements ( 108 . 110 . 182 ) of the at least one injector ( 106 ) are arranged coaxially to one another and wherein at least one injector element ( 108 . 110 . 182 ) an orifice ( 124 . 128 . 184 ), which are opposite an exit plane ( 126 ) of the at least one injector ( 106 ) is arranged offset back against an inflow direction (E), and - a laser device ( 152 . 172 ) for generating at least one laser beam for igniting a fuel-oxidizer mixture, characterized in that the laser device ( 152 . 172 ) at the at least one injector ( 106 ) is arranged such that the at least one laser beam at least partially in a fluid channel ( 112 . 122 . 130 . 186 ) of the at least one injector ( 106 ) that is provided as oxidizer liquid oxygen and that at least one in an outer wall ( 146 ) of the at least one injector ( 106 ) optical access ( 144 . 170 ) is provided, by which the at least one laser beam in an interior of the injector ( 106 ) and which in a direction parallel to an inflow direction (E) between the exit plane ( 126 ) of the at least one injector ( 106 ) and the at least one orifice ( 124 . 128 . 184 ) of the injector element ( 108 . 110 . 182 ), which are opposite the exit plane ( 126 ) of the at least one injector ( 106 ) is arranged backward against the inflow direction (E). Brennkammervorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens drei Injektorelemente (108, 110, 182) des mindestens einen Injektors (106) trikoaxial zueinander angeordnet sind.Combustion chamber device according to claim 14, characterized in that at least three injector elements ( 108 . 110 . 182 ) of the at least one injector ( 106 ) are arranged tricoaxial with each other. Brennkammervorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Injektor (106) mindestens ein Injektorrohr umfasst.Combustion chamber device according to claim 14 or 15, characterized in that the at least one injector ( 106 ) comprises at least one injector tube. Brennkammervorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass an einem in einer Einströmrichtung (E) hinteren Ende des mindestens einen Injektorelements (108, 110, 182) eine innere und/oder äußere Anfasung (134, 188) vorgesehen ist.Combustion chamber device according to one of claims 14 to 16, characterized in that at one in an inflow direction (E) rear end of the at least one injector element ( 108 . 110 . 182 ) an inner and / or outer chamfer ( 134 . 188 ) is provided. Brennkammervorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Injektor (106) an einer Injektormündungsöffnung (124) direkt in den Brennraum (103) einmündet.Combustion chamber device according to one of claims 14 to 17, characterized in that the at least one injector ( 106 ) at an injector mouth ( 124 ) directly into the combustion chamber ( 103 ). Brennkammervorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Laservorrichtung (152, 172) mindestens eine Laserdiode umfasst.Combustion chamber device according to one of claims 14 to 18, characterized in that the laser device ( 152 . 172 ) comprises at least one laser diode. Brennkammervorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Laservorrichtung (152, 172) mindestens einen Lichtleiter (148) zur Führung des mindestens einen Laserstrahls umfasst.Combustion chamber device according to one of claims 14 to 19, characterized in that the laser device ( 152 . 172 ) at least one light guide ( 148 ) for guiding the at least one laser beam. Brennkamsmervorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Laservorrichtung (152, 172) mindestens ein optisches System (154, 168, 174) zur Fokussierung des mindestens einen Laserstrahls umfasst.Brennkamsmervorrichtung according to any one of claims 14 to 20, characterized in that the laser device ( 152 . 172 ) at least one optical system ( 154 . 168 . 174 ) for focusing the at least one laser beam. Brennkammervorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 21, gekennzeichnet durch mindestens eine Detektionsvorrichtung (162).Combustion chamber device according to one of Claims 14 to 21, characterized by at least one detection device ( 162 ). Brennkammervorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Detektionsvorrichtung (162) mindestens einen Lichtdetektor umfasst.Combustion chamber device according to claim 22, characterized in that the at least one Detection device ( 162 ) comprises at least one light detector. Brennkammervorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Detektionsvorrichtung (162) mindestens einen Lichtleiter (148) umfasst.Combustion chamber device according to claim 23, characterized in that the at least one detection device ( 162 ) at least one light guide ( 148 ). Brennkammervorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Detektionsvorrichtung (162) so an dem mindestens einen Injektor (106) angeordnet ist, dass eine Flamme in einem Bereich (132, 136, 140) detektierbar ist, in dem eine Zündung des Brennstoff-Oxidator-Gemisches mittels des mindestens einen Laserstrahls erfolgt.Combustion chamber device according to one of claims 22 to 24, characterized in that the at least one detection device ( 162 ) at the at least one injector ( 106 ) is arranged that a flame in an area ( 132 . 136 . 140 ) is detectable, in which an ignition of the fuel-oxidizer mixture takes place by means of the at least one laser beam. Brennkammervorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Detektionsvorrichtung (162) so an dem mindestens einen Injektor (106) angeordnet ist, dass eine Flamme zwischen der mindestens einen Mündungsöffnung (124, 128, 184) des Injektorelements (108, 110, 182) und einer Austrittsebene (126) des mindestens einen Injektors (106) detektierbar ist.Combustion chamber device according to one of claims 22 to 25, characterized in that the at least one detection device ( 162 ) at the at least one injector ( 106 ) is arranged such that a flame between the at least one orifice ( 124 . 128 . 184 ) of the injector element ( 108 . 110 . 182 ) and an exit level ( 126 ) of the at least one injector ( 106 ) is detectable. Brennkammervorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass eine Strahlumlenkung (160) vorgesehen ist, um sowohl den mindestens einen Laserstrahl als auch einen mittels der mindestens einen Detektionsvorrichtung (162) zu detektierenden Lichtstrahl über einen zumindest abschnittsweise gemeinsamen optischen Weg (164) führen zu können.Combustion chamber device according to one of claims 22 to 26, characterized in that a beam deflection ( 160 ) is provided to both the at least one laser beam and by means of the at least one detection device ( 162 ) to be detected light beam via an at least partially common optical path ( 164 ) to be able to lead. Brennkammervorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Injektor (106) mindestens zwei optische Zugänge (144, 170) in einer äußeren Wand (146) umfasst.Combustion chamber device according to one of claims 14 to 27, characterized in that the at least one injector ( 106 ) at least two optical accesses ( 144 . 170 ) in an outer wall ( 146 ). Brennkammervorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Einblaskopf (104) mehrere gleichmäßig voneinander beabstandet angeordnete Injektoren (106) umfasst.Combustion chamber device according to one of claims 14 to 28, characterized in that the at least one injection head ( 104 ) a plurality of uniformly spaced injectors ( 106 ). Brennkammervorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 29, gekennzeichnet durch eine Steuerungsvorrichtung zur Steuerung der Brennkammervorrichtung (100).Combustion chamber device according to one of claims 14 to 29, characterized by a control device for controlling the combustion chamber device ( 100 ). Brennkammervorrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Injektoren (106) jeweils eine Laservorrichtung (152, 172) zugeordnet ist, wobei die mindestens zwei Laservorrichtungen (152, 172) mittels der Steuerungsvorrichtung steuerbar sind.Combustion chamber device according to claim 30, characterized in that at least two injectors ( 106 ) each have a laser device ( 152 . 172 ), wherein the at least two laser devices ( 152 . 172 ) are controllable by means of the control device. Triebwerk, umfassend mindestens eine Brennkammervorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 14 bis 31.An engine comprising at least one combustion chamber device ( 100 ) according to one of claims 14 to 31. Verwendung einer Brennkammervorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 14 bis 31 zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 13.Use of a combustion chamber device ( 100 ) according to one of claims 14 to 31 for carrying out a method according to one of claims 1 to 13.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2451818C1 (en) * 2010-10-05 2012-05-27 Открытое акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" Laser device of fuel components ignition (versions)
WO2012120230A1 (en) * 2011-03-07 2012-09-13 Snecma Injector for mixing two propellants comprising at least one injection element with a tricoaxial structure
FR2974151B1 (en) * 2011-04-15 2015-06-05 Snecma INJECTION ELEMENT
US9441546B2 (en) * 2013-02-26 2016-09-13 Pratt & Whitney Canada Corp. Laser-ignition combustor for gas turbine engine
RU2580232C1 (en) * 2015-05-07 2016-04-10 Акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" Method of ignition of fuel components in liquid rocket engine and laser ignition device for realising said method
US11859817B2 (en) * 2020-12-07 2024-01-02 General Electric Company System and method for laser ignition of fuel in a coal-fired burner

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1538106A1 (en) * 1965-09-25 1969-09-04 Siemens Ag Best before generator
US4302933A (en) * 1979-03-01 1981-12-01 Smith Marvin M Jet engine augmentor operation at high altitudes
DE3731046A1 (en) * 1987-07-16 1989-01-26 Bbc Brown Boveri & Cie Method for initiating an exothermic chemical reaction, bypassing the heating of the mass of the reactants to the reaction temperature
US5673550A (en) * 1992-10-06 1997-10-07 University Of Tennessee Research Corporation Laser initiated non-linear fuel droplet ignition
EP0816674A1 (en) * 1996-06-24 1998-01-07 Simmonds Precision Engine Systems, Inc. Ignition methods and apparatus using broadband laser energy
WO1998011388A1 (en) * 1996-09-12 1998-03-19 Unison Industries Limited Partnership Diagnostic methods and apparatus for laser ignition system
US5845480A (en) * 1996-03-13 1998-12-08 Unison Industries Limited Partnership Ignition methods and apparatus using microwave and laser energy
US5857323A (en) * 1995-08-22 1999-01-12 Aerotherm Corporation, A Subsidiary Of Dyncorp Rocket engine burner with porous metal injector for throttling over a large thrust range
DE60307033T2 (en) * 2002-12-30 2006-12-21 United Technologies Corp., Hartford Apparatus with pulsating combustion and distributed ignition
WO2007011361A2 (en) * 2004-08-04 2007-01-25 Colorado State University Researchfoundation Laser spark delivery system with optional integrated optical diagnostics
DE102007033809A1 (en) * 2006-08-22 2008-02-28 Ford Global Technologies, LLC, Dearborn Laserzündanlage

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3818623C1 (en) * 1988-06-01 1989-07-13 Messerschmitt-Boelkow-Blohm Gmbh, 8012 Ottobrunn, De
US5367869A (en) * 1993-06-23 1994-11-29 Simmonds Precision Engine Systems Laser ignition methods and apparatus for combustors
FR2737138B1 (en) * 1995-07-28 1997-08-22 Air Liquide METHOD AND DEVICE FOR SPRAYING A LIQUID PRODUCT
DE19703630C1 (en) * 1997-01-31 1998-08-20 Daimler Benz Aerospace Ag Fixing system for injection unit in base plate of rocket motor

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1538106A1 (en) * 1965-09-25 1969-09-04 Siemens Ag Best before generator
US4302933A (en) * 1979-03-01 1981-12-01 Smith Marvin M Jet engine augmentor operation at high altitudes
DE3731046A1 (en) * 1987-07-16 1989-01-26 Bbc Brown Boveri & Cie Method for initiating an exothermic chemical reaction, bypassing the heating of the mass of the reactants to the reaction temperature
US5673550A (en) * 1992-10-06 1997-10-07 University Of Tennessee Research Corporation Laser initiated non-linear fuel droplet ignition
US5857323A (en) * 1995-08-22 1999-01-12 Aerotherm Corporation, A Subsidiary Of Dyncorp Rocket engine burner with porous metal injector for throttling over a large thrust range
US5845480A (en) * 1996-03-13 1998-12-08 Unison Industries Limited Partnership Ignition methods and apparatus using microwave and laser energy
EP0816674A1 (en) * 1996-06-24 1998-01-07 Simmonds Precision Engine Systems, Inc. Ignition methods and apparatus using broadband laser energy
WO1998011388A1 (en) * 1996-09-12 1998-03-19 Unison Industries Limited Partnership Diagnostic methods and apparatus for laser ignition system
DE60307033T2 (en) * 2002-12-30 2006-12-21 United Technologies Corp., Hartford Apparatus with pulsating combustion and distributed ignition
WO2007011361A2 (en) * 2004-08-04 2007-01-25 Colorado State University Researchfoundation Laser spark delivery system with optional integrated optical diagnostics
DE102007033809A1 (en) * 2006-08-22 2008-02-28 Ford Global Technologies, LLC, Dearborn Laserzündanlage

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