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Einrichtung zur Ausnutzung der Abwärme von industriellen Feuerungen in Druckluft- turbinen.
Die Ausnutzung der Abwärme industrieller Feuerungen lässt sich mit grossem wirtschaftlichen Erfolg unter Verwendung von Heissluftturbinen bewirken. Die vorliegende Erfindung besteht darin, dass die zur Aufnahme der Abwärme dienende Druckluft durch einen an sich bekannten mit der Turbine verbundenen Verdichter erzeugt wird und nach Erwärmung durch die Abwärme in der Turbine Arbeit leistet.
Bei einer weiteren Ausführungsform zur Ausnutzung der Abwärme durch die Turbine ist die Anordnung so getroffen, dass die Druckluftturbine noch lediglich Hilfsmittel ist, um einen fortgesetzten Kreislauf der Wärme zu schaffen, der den Zweck hat, eine fortgesetzte Steigerung der Temperatur in der Feuerung an der Verbrauchsstelle zu erzielen.
Die aus der Turbine kommende Abluft tritt als vorgewärmte Verbrennungsluft in die Feuerung, erzielt eine Steigerung der Temperatur in derselben, an der Verbrauchsstelle und der Rauchgase. Hiedurch erhöht sich wieder die Temperatur der die Turbine treibenden Druckluft, womit sich der fortgesetzte
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Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise dargestellt ; es zeigen : Fig. 1 und 2 eine Ausführungsform der Turbine zur Ausnutzung der Abwärme von Feuerungen und Fig. 3 eine weitere Aus- führungsform der Einrichtung nach Fig. 1.
Mit Bezug auf die Fig. 1 und 2 ist in einer der Wärmequelle möglichst dauernd und intensiv ausgesetzten Stelle, z. B. in dem Schornstein 17, zur Ableitung der Heizungs-oder Verbrennungsgase einer technischen Anlage ein Röhrensystem 18 untergebracht. Durch dieses Röhrensystem fliesst Luft. Die Luft tritt mit einer gewissen Strömungsgeschwindigkeit kalt in die Röhren ein und wird durch die Wärmequelle erhitzt. Die so erhitzte Luft fliesst durch eine Rohrleitung 19 in das Düsensystem 20 und aus den Düsen 20 in die Schaufeln 21 des Turbinenrades : 22.
Nach Beaufschlagung der Turbinenschaufeln strömt die Luft in einen Sammelraum 23, aus dem sie durch eine Leitung 24 in ein Röhrensystem 25 gelangt, welches in eine Kühlvorrichtung, beispielsweise einen Speisewasservorwärmer 26, eingebaut ist. Hier gibt die Luft, die ihre Strömungsenergie und ihre Wärme in der Turbine bereits teilweise eingebüsst hat, ihre restliche Wärme ab. Nach Durchfliessen des Röhrensystems 25 wird sie durch eine Leitung 27 in den Verdichter 28 gesaugt und durch die Kanäle 29 der Turbinenschaufeln 21 und dem Leitschaufelkranz 30 in einen Sammelraum 31 gedrückt, aus dem sie durch eine Leitung 32 wieder in das Röhrensystem 18 gelangt.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 zeigt 33 eine Feuerung mit einem Rost 34 über einer nicht dargestellten Luftzuführung. Über der Feuerung 33, die mit Brennstoff beliebiger Art beschickt wird, befindet sich die Ausnutzungsstelle35der Anlage, von deraus beispielsweise ein Kessel, einechemisehe Anlage od. dgl. gespeist werden. Die Rauchgase der Anlage ziehen über der Verbrauchsstelle durch ein Röhrensystem 36 in den Schornstein ab. Mit der Anlage ist eine Turbine 37 verbunden. Diese Turbine steht mit der Anlage 33-36 durch ein Leitungssystem 38 in Verbindung, welches in Richtung der eingezeichneten Pfeile durch die Turbine oben in den Wärmeaustauscher der Anlage 33-36 tritt.
Aus dem Wärmeaustauscher findet die Leitung ihre Fortsetzung nach der Turbine hin und aus der Turbine durch ein oder zwei Einlässe 39, 40 in die Feuerung.
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Luft erwärmt. Jetzt wird der normale Lufteinlass für die Verbrennungsluft der Feuerung geschlossen und es werden die Einlässe 39 bzw. 40 geöffnet. Die Feuerung saugt nun die notwendige Verbrennungsluft durch die Öffnungen an.
Sie setzt damit die Turbine 37, deren Einzelheiten in den Fig. l und 2 enthalten sind, in Betrieb und es entwickelt sich der oben beschriebene fortgesetzte Kreislauf, bei dem die Verbrennungsluft durch den Kompressor 41 angesaugt wird und durch die hohlen Turbinenschaufeln 42 und den Diffusor 43 in die Leitung 38 strömt, welche sie. dem Wärmeaustauscher 36 zuführt. Aus diesem gelangt die Luft wesentlich erwärmt in die Turbine und beaufschlagt deren Schaufeln. Hiebei verliert die Luft einen Teil ihrer Wärme, die sich nachträglich in Form von komprimierter Luft wieder findet.
Der hauptsächliche Teil der Wanne verbleibt indessen in der Abluft und gelangt mit der Abluft der Turbine durch die Öffnungen 39 und 40 in die Feuerung. Die Temperatur derselben erhöht sich dadurch um ein entsprechendes Mass und es steigert sich dementsprechend die Temperatur an der Ausnutzungs- stelle. Ebenso steigert sich die Temperatur der Rauchgase. Diese hat aber wiederum zur Folge, dass die Frischluft bei ihrem Kreislauf durch den Wärmeaustauscher in höherem Masse vorgewärmt wird, also mit grösserer Wärme in die Turbine tritt und nach Verlassen der Turbine eine höhere Wärme durch die Öffnungen 39 und 40 in die Feuerung schickt.
Es wird auf diese Weise die Temperatur an der Ausnutzungsstelle der Feuerung dauernd gesteigert.
Diese natürliche Steigerung findet ihre Grenze erst in dem Augenblick, wo die Strahlungsverluste der Temperaturerhöhung gleichkommen.
PATENT-ANSPRÜCHE : l. Einrichtung zur Ausnutzung der Abwärme von industriellen Feuerungen in Druckluftturbinen, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Ausnutzung der Abwärme dienende Druckluft durch einen an sich bekannten mit der Turbine verbundenen und als Kühler für dieselbe wirkenden Verdichter erzeugt wird und nach Erwärmung durch die Abwärme in der Turbine Arbeit leistet.
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