DE1038838B - Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von nutzbarer kinetischer Energie aus einem stroemenden heissen Gase - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von nutzbarer kinetischer Energie aus einem stroemenden heissen Gase

Info

Publication number
DE1038838B
DE1038838B DESCH19401A DESC019401A DE1038838B DE 1038838 B DE1038838 B DE 1038838B DE SCH19401 A DESCH19401 A DE SCH19401A DE SC019401 A DESC019401 A DE SC019401A DE 1038838 B DE1038838 B DE 1038838B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
gas
line
section
cross
flowing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DESCH19401A
Other languages
English (en)
Inventor
Dr-Ing Alfred Scheibe
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ALFRED SCHEIBE DR ING
Original Assignee
ALFRED SCHEIBE DR ING
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ALFRED SCHEIBE DR ING filed Critical ALFRED SCHEIBE DR ING
Priority to DESCH19401A priority Critical patent/DE1038838B/de
Publication of DE1038838B publication Critical patent/DE1038838B/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C3/00Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
    • F02C3/32Inducing air flow by fluid jet, e.g. ejector action
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C6/00Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas-turbine plants for special use
    • F02C6/006Open cycle gas-turbine in which the working fluid is expanded to a pressure below the atmospheric pressure and then compressed to atmospheric pressure

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Description

  • Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von nutzbarer kinetischer Energie aus einem strömenden heißen Gase Die Erfindung befaßt sich mit der Aufgabe, aus einem strömenden heißen Gase nutzbare kinetische Energie zu gewinnen. Unter einem heißen Gas ist dabei im wesentlichen ein Gas zu verstehen, dessen Temperatur erheblich höher ist als die der Umgebung, wie es beispielsweise aus einer Wärmekraftmaschine, insbesondere aus einer Gasturbine als Abgase, oder mit gleich hoher Temperatur aus einem Behälter oder einer Leitung ausströmt.
  • Es ist bekannt, bei Gasturbinen durch Wärmetauscher einen Teil der fühlbaren Abgaswärme dem Kreisprozeß als Heizwärme. wieder zuzuführen, um Brennstoff einzusparen. Der Betrieb der Gasturbine wird dadurch zwar wirtschaftlicher, jedoch läßt sich bei diesem Wärmeaustausch die erzielbare Maschinenleistung nicht vergrößern.
  • Letzteres ist aber das Ziel der vorliegend beschriebenen Erfindung bei ihrer Anwendung auf Gasturbinen; es soll nicht nur die Wirtschaftlichkeit erhöht, sondern vor allein die aus einem gegebenen Brennstoffaufwand gewinnbare Nutzleistung vergrößert werden. Dies wird nach der der Erfindung zugrunde liegenden Erkenntnis grundsätzlich dadurch ermöglicht; da,ß der bekannte Gasturbinenprozeß ohne Wärmeaustauscher unterhalb seiner Niveaulinie durch einen Kreisprozeß ergänzt wird, in dem die fühlbare Abgaswärme teilweise in nutzbare kinetische Energie umgesetzt und teilweise in zerstreuter Form, d. h. mit kleinstmöglichen Ternperaturgefälle zur Umgebung, abgeführt wird.
  • Mit dem Verfahren des zusätzlichen Kreisprozesses nach der Erfindung läßt sich über die Anwendung bei der bekannten Gasturbine hinaus aus jedem beliebigen, nicht kondensierbaren heißen Gase, das irgendein technologischer Prozeß, also z. B. auch eine Kolben-Brennkraftmaschine ausstößt und dessen Temperatur erheblich höher ist als die der Umgebung, nutzbare Energie gewinnen, und zwar vorteilhaft über Turbinenstufen.
  • Es ist bereits vorgeschlagen worden, in einem Unterdruckkreisprozeß die Entspannung des Gases über Turbinenstufen und die anschließende Verdichtung über von diesen angetriebene Verdichterstufen durchzuführen. Es ist aber mit mechanisch angetriebenen, pulsierend oder gleichförmig fördernden Verdichtern ausgeschlossen, eine zerstreute Wärmeabfuhr durchzuführen, wie sie nach der der Erfindung zugrunde liegenden Erkenntnis erforderlich ist. Mit jenen bekannten Maßnahmen gelingt es infolgedessen nicht, trotz des sehr erheblichen konstruktiven Aufwandes, den die großen Maschinenabmessungen im Unterdruckgebiet erfordern, aus dem strömenden heißen Gase nutzbare Energie zu gewinnen.
  • Das Verfahren nach der Erfindung geht davon aus, das aus einem Behälter oder einer Wärmekraftniaschine ausströmende heiße Gas in an sich bekannter Weise auf einen Druck expandieren zu lassen, der unter dem Gegendruck am Ende der Gasströmung liegt, und es dann wie beim Carnot-Prozeß unter Abführung der Verdichtungswärme auf den Gegendruck zurückzuverdic.hten. Nach der Erfindung wird das Verfahren grundsätzlich in der Weise durchgeführt, daß die Expansion zweistufig erfolgt, wobei der die Expansionsstufen trennende Querschnitt als kritischer Querschnitt die, durchströmende, Gasmenge begrenzt, und daß das strömende, Gas im Druckminimum am Ende der zweiten Expansionsstufe ein Geschwindigkeitsmaximum erreicht. Dieses Verfahren kann weiterhin erfindungsgemäß zweckmäßig in der Weise durchgeführt worden, da,ß man das strömende Gas anschließend -.in die zweite Expansionsstufe durch Verengung seiner Leitung unter Druckanstieg verzögert und auf den Gegendruck am Ende der Leitung zurückverdichtet, wobei man den Gase durch Kühlung Wärme entzieht, und zwar am vorteilhaftesten derart, daß ein Wiederanstieg der durch die Expansion abgesenkten Temperatur durch Kühlung dieses Leitungsteiles verhindert wird.
  • Bei diesem '\-erfahren ist die kinetische Energie aus der Entspannung beider Stufen größer als der Energiebedarf der Rückverdichtung. Die Differenz ist als Nutzleistung gewinnbar. Dieser Gewinn kann mit Vorteil bei der erfindungsgemäßen Behandlung von heißen Gasen in der ersten Expansionsstufe des neuen Verfahrens durch Turbinenstufen ausgenutzt werden. Die gewonnene Energie kann indessen auch erst beim Entweichen des Gases aus der Rückverdichturngsleitung als kinetische Energie ausgenutzt werden, z. B. als Rückstoßimpuls. Es können aber auch beide Unter dem Druck am Ende der Gasströmung ist im vorstehenden derjenige Druck zu verstehen, welcher in demjenigen Raum herrscht, in den das Gas nach Verlassen seiner Rückverdichtungsleitung gelangt. Üblicherweise ist das bei offenen Kreisläufen der Atmosphärendruck, jedoch ist auch ein künstlich erzeugter höherer oder niedrigerer Druck möglich, z. B. der Anfangsdruck des Verdichters hei geschlossenen Kreisläufen. Demgemäß liegt das Druckminimum, bis auf das man das Gas expandieren läßt, gewöhnlich unter dem atmosphärischen Druck.
  • Zur Verminderung der Reibungsverluste in der Strömung des heißen Gases kann es dienen, wenn man gemäß der Erfindung dem Gase bereits in der zweiten Expansionsstufe durch Kühlung Wärme entzieht, um das relative Geschwindigkeitsmaximum und damit die geschwindigkeitsabhängigen Reibungsverluste in dem strömenden Gase herabzusetzen.
  • Das hauptsächliche Anwendungsgebiet der Erfindung sind die Gasturbinen. Hier besteht der mit der Erfindung erzielte Fortschritt vor allem darin, daß sie es allein durch die Beeinflussung des Strömungsvorganges des Gases und somit ohne Verwendung zusätzlicher Maschinenteile oder -aggregate, wie z. B. Kompressoren, ermöglicht, aus dem Gase zusätzlich in dem Druckbereiche, der unterhalb des Turbinengegendruckes, d. h. des Enddruckes der letzten Turbinenstufe liegt, nutzbare Energie. zu gewinnen.
  • Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Durchführung des neuen Verfahrens. Diese Vorrichtung besteht grundsätzlich in einer düsenartigen Strömungsleitung für das zu behandelnde Gas mit einer sprungartigen Verengung auf den kritischen Querschnitt, mit einem anschließenden sich erweiternden Querschnittsverlauf für die Expansion des Gases auf ein Druckminimum sowie mit einem anschließenden sich verengenden Querschnittsverlauf für die Rückverdichtung des Gases, wobei mindestens der sich verengende Teil der Leitung mit einer Führung für ein Kühlmittel versehen ist. Alternativ kann die Vorrichtung nach der Erfindung statt mit dem erwähnten sich erweiternden, auch mit einem völlig oder im wesentlichen konstanten Querschnittsverlauf in diesem Teile der Strömungsleitung ausgeführt werden. Ebenso kann die Kühlmittelführung auf den Teil der Leitung ausgedehnt werden, in dem hinter dem kritischen Querschnitt die Expansion des Gases stattfindet.
  • Das Verfahren nach der Erfindung sei zunächst in seinem grundsätzlichen Ablauf an Hand des Entropie-Temperatur-Diagramms nach Fig. 1 näher erläutert.
  • Die Abszisse der Fig. 1 ist eine Entropiegröße, und die Ordinate entspricht dem Verhältnis der mit Entspannung verbundenen Temperaturabsenkung T11T". Außerdem ist das Diagramm nach der Isobare p, orientiert, die für den erfindungsgemäß ablaufenden Kreisprozeß die Niveaugröße ist, von der dieser ausgeht und zu der er zurückkehrt. Punkt A entspricht dem Austritt des strömenden Gases aus einem Gefäß oder einer Brennkraftmaschine. Das Gas durchströmt danach die erste Expansionsstufe von A bis 1. Von 1 bis 2 findet hinter der Sperre eines kritischen Querschnittes im Punkte 1 die fortschreitende Expansion des Gases in der zweiten Stufe statt. Hier wird diejenige kinetische Energie erzeugt, die zur Dekkung der Leistung für die anschließend von 2 bis 3 erfolgende Rückverdichtung auf den Niveaudruck P3 und für die Austrittsgeschwindigkeit w3 im Austrittsquerschnitt des Punktes 3 dient. Im Punkte 2, an der unteren Temperaturgrenze des Kreisprozesses, wird im Druckminimum am Ende der zweiten Expansionsstufe das Geschwindigkeitsmaximum w2 = w"", erreicht. Die anschließende Verringerung dieser maximalen Geschwindigkeit vom Punkt 2 bis Punkt 3 ver läuft mit Druckanstieg; hierbei wird die Verdichtungswärme aus dem Gasstrom an ein Kühlmittel alr geführt. Da, diese Abführung momentan und gleichmäßig verläuft, erfolgt die Wärmeabfuhr aus dem Kreisprozeß zerstreut, d. h. mit kleinstmöglichem Temperaturgefälle zur Umgebung. Wenn die Wärmeabfuhr isothermisch verläuft, wird der Grenzfall des besten Wirkungsgrades für das beschriebene Verfahren verwirklicht. Das Gas verläßt den Prozeß mit der Austrittsgeschwindigkeit u,3. Die gewonnene nutzbare Energie wird durch die Strecke A-1 dargestellt.
  • Die der StreckeA-1 entsprechende Nutzleistungshöhe und die Austrittsgeschwindigkeitshöhe w 3/2 g des Gases sind Größen, die einander supplementär ergänzen. Die letztere kann z. B. auf Kosten der ersteren so weit gesteigert werden, bis Punkt i mit Punkt A zusammenfällt; dann fällt der Leistungsgewinn des beschriebenen Unterdruckkreisprozesses nur noch in Punkt 3 als kinetische Energie w;;2 g an, wie es Fig. 2 zeigt.
  • Als Beispiel für das Verfahren nach der Erfindung ist in Fig. 3 seine praktische Anwendung in Verbindung mit einer Gasturbine ebenfalls im Entropie-Temperatur-Diagramm wiedergegeben.
  • Der Kreisprozeß, der sich oberhalb der die atmosphärische Linie darstellenden Isobare P3 abspielt, zeigt die übliche Arbeitsweise der bekannten Gasturbine mit der Leistung, die durch die Höhe hl gekennzeichnet ist. Er wird erfindungsgemäß erweitert durch den zweiten Kreisprozeß, der sich unterhalb der Isobare P3 abspielt und demjenigen nach Fig. 1 entspricht; demgemäß sind auch im Diagramm der Fig.3 die ihn kennzeichnenden Punkte mit A, 1, 2 und 3 bezeichnet. Außerdem zeigt die Krümmung der Linie 1-2 des Diagramms die Wirkung eines bereits in der zweiten Expansionsstufe beginnenden Wärmeentzuges durch Kühlung des Gases. Die effektive Gesamtleistung beider Kreisprozesse wird durch die Höhe h2 und der erzielte Leistungsgewinn durch h2- lt, dargestellt.
  • Die Erfindung erstreckt sich weiterhin auf Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens. Kennzeichnend ist hier der Verlauf der Leitungsquerschnitte, die die Expansion und die Rückverdichtung des strömenden Gases steuern.
  • Dies sei an Hand des Diagramms nach Fig.4 erläutert, wo für das Temperaturverhältnis Tl1T2= 2,1 über den Querschnittsverlauf der zugehörige Druckverlauf bei der zweistufigen Expansion und der Rückverdichtung des strömenden Gases gezeigt wird. Die Drucksenkung, die im Diagratnm der Fig. 1 von der Isobare P3 bis zur Isobare, P1 stattfindet und in der die gewinnbare Nutzleistung anfällt, erfolgt als erste Expansionsstufe mit einer Erweiterung des Leitungsquerschnittes FA. Nach Entnahme der Nutzleistung verengt sich die Leitung auf den kritischen Querschnitt F1= Fk" wo der Beginn der zweiten Expansionsstufe durch den Drucksprung von P1 auf Pkr deutlich gekennzeichnet ist. Vom Querschnitt Fk,, er- weitert sich die Leitung bis zum Querschnitt F2, in dem die zweite Expansionsstufe zu Ende ist. Im anschließenden, sich zunächst stetig verengenden Teil der Leitung erfolgt der Druckanstieg des nunmehr verzögert strömenden Gases bis zum Querschnitt F3, durch dem das Gas die Leitung endgültig verläßt und in dem sein Druck mit lern Außen- bzw. dem jeweiligen Niveaudruck P3 übereinstimmt. Vom Querschnitt F2 bis zum Querschnitt F3 wird dem Gase Wärme durch ein Kühlmittel entzogene.
  • Zwischen den Querschnitten F2 und F3 ist der Querschnitt Fx besonders gekennzeichnet, durch den das Gas mit der durch die- hier herrschende Tempera._ tur bedingten Schallgeschwindigkeit strömt. Der Querschnitt Fx muß also kleiner sein als der Querschnitt F1= Fkn da T2 kleiner ist als T1. Der in Fig. 4 dargestellte Strömungsverlauf weist demgemäß bei dem Querschnitt Fx eine Einschnürung auf, in denn von F" bis Fx konvergent verlaufenden Teil der Leitung treten in der Strömung keine Verluste durch Ablösung von der Wandung auf.
  • Die Erfindung schlägt alternativ zu dem in Fig. 4 beschriebenen, Grenzfall der größtmöglichen Entspannung weiterhin vor, gemäß Fig. 5 in der Leitung für das strömende Gas den kritischen Querschnitt F1= Fk,. über eine solche Wegstrecke mindestens im wesentlichem aufrechtzuerhalten, bis bei gleichzeitiger Geschwindigkeitssteigerung und Wärmeabführung die Temperatur des heißen strömenden Gases auf den möglichen Mindestwert abgesunken ist. Dadurch werden Wegstrecken vermieden, die im Wärmeentzug unbeteiligt sind, und die Ablösung der Strömung von der Wandung auch während der zweiten Expansionsstufe vermieden. Der Strömungsverlauf nach Fig. 5. ebenfalls für Ti/T2= 2.1 ermittelt, überschreitet von F1= Fk,, bis F3 nirgends den Querschnitt von F1. Die gesamte Weglänge von F1 bis F3 ist hier durch entsprechende Ausdehnung der Kühlung am Wärineentzug beteiligt. Der Druckverlauf gibt das Entspannungsdruckvetrhältnis der zweiten Expansionsstufe mit PI/P2= 5 und, das Rückverdicbtungsdruckverbältnis mit P3/P2= 10,56 an.
  • Schließlich befaßt sich die Erfindung mit der Durchführung des Wärmeentzuges aus dem strömenden heißen Gase! im Zusammenhang mit seiner Rückverdichtung.
  • Hierbei kann man erfindungsgemäß in be-zug auf Leistungsausbeute und Wirtschaftlichkeit mit Kühlwasser von der Niveautemperatur des Kreisprozesses den größten Effekt erzielen. Dies ist beispielsweise dann möglich, wenn eine Verbundgasturbine nach der Erfindung zum Antrieb eines Schiffes dient. Eine Ausführungsform für diese Möglichkeit ist in Fig. 6 schematisch veranschaulicht.
  • Die Gasturbine ist durch ihren Verdichter 11, ihre Brenn- oder Heizkammer 12 und den eigentlichen Turbinenteil 13 dargestellt; dieser ist durch einen Satz Schaufelräder 14 ergänzt, der die erfindungsgemäß gewonnene zusätzliche Wärmeenergie in mechanische Energie umsetzt (vgl. Punkt A der Diagramme in Fig. 1 und 3). An den Turbinenteil 13, 14 schließt sich die Leitung für die Weiterführung des aus der Turbine ausströmenden heißen Gases an; sie besteht aus einem Teil 15 und einem sich verengenden Teil 16, aus denn das auf den Gegendruck rückverdichtete Gas ins Freie austritt. In der Leitung 15, 16 sind die kennzeichnenden Strömungspunkte in übere:instimmung mit den entsprechenden Punkten der Dia gramme, in Fig. 1 und 3 mit 1, 2 und 3 bezeichnet. Die Leitung 15, 16 ist von einem Mantel 17 umschlossen, der mit einer Zuführung 18- und einer Abführung 19 für einen ständigen Kühlwasserstrom versehen ist, dessen Durchflußmenge und -geschwindigkeit nach den jeweiligen Verhältnissen und Erfordernissen zu bemessen ist. In Fig.6 ist - entsprechend ihrer schematischem Darstellungsweise-die Leitung 15, 16 in Gestalt eine düsenartigen Rohres mit Kühlina.ntel als Element einer dem Turbinenaustritt kranzartig nachgeschalteten, Anordnung angedeutet.
  • Für andere Verwendungszwecke einer Verbundgasturbine nach der Erfindung, etwa für den Antrieb von Straßen- oder Schienenfahrzeugen, kann die nach Fig. 4 ungenutzte Austrittsgeschwindigkeit des Gases aus der Leitung erfindungsgemäß injektorartig Kühlluft durch die für den gesteuerten Wärmeentzug vorgesehene Apparatur hindurch-saugen. Der Wasserkühlkreislauf kann dann entfallen. Ein Beispiel hierfür ist in Fig.7 veranschaulicht, die hinsichtlich der Gasturbine und der Leitung 15, 16 mit Fig. 6 übereinstimmt. Indessen ist hier die Leitung 15, 16 von einem düsenastigen Mantel 20 umschlossen, der um eine gewisse Länge über das Ende des Leitungsteiles 6 hinausragen kann. In diesem Bereiche übt das austretende Gas auf die, Luft im Mantel 20 eine Injektorwirkung mit dem Ergebnis aus, daß in ihm eine ent= sprechend schnelle Außenluftströmung erzeugt wird, die auf das Gas in der Leitung 15, 16 die erstrebte Kühlwirkung ausübt. Bei rasch und stark veränderlichem. Betriebsbedingungen kommt hier die Veränderung des Querschnittes der Leitung 15, 16 von F,= Fx (vgl. Fig. 5) zur gleichen Wirkung wie eine verstellbare Turbinenaustrittsdüse, da sich der den Ausfluß des Gasstromes begrenzende kritische Querschnitt bei entlasteter Maschine bis zum Querschnitt F" verlagern kann.
  • Als weitere Möglichkeit schlägt die Erfindung vor, für den gesteuerten Wärmeentzug einer erfindungsgemäßen Verbundgasturbine Preßluft zu verwenden, die von der Nutzleistung der Verbundgasturbine eT-zeugt worden ist. Für diesen Preßluftstrom bedeutet die Zufuhr der Abwärme aus dem Abgas der Gasturbine Heizwärme, die insbesondere bei Luftfahrttriebwerken durch Erhöhung der inneren Energie die Austrittsgeschwindigkeit und die Schubkraft dieser Sekundärluft vergrößert. Ein Ausführungsbeispiel hierfür ist in Fig. 8 dargestellt, in der die; Gasturbine und die Leitung 15, 16 ebenfalls mit Fig. 6 übereinstimmt. Hier ist vom Verdichter 11 der Gasturbine eine Preßluftleitung 21 abgezweigt und zu einem die Leitung 15, 16 umschließenden Mantel 22 geführt, in dessen turbinenseitiges Ende sie mündet. Die Preßluft durchströmt den Mantel 22, übt dabei auf den Gasstrom in der Leitung 15, 16 die Kühlwirkung aus und tritt mit erheblicher Geschwindigkeit ins Freie, die in der obenerwähnten Weise zur Schubkrafterzeugung nusnutzbar ist.

Claims (14)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Gewinnung kinetischer Energie aus dem Wärmeinhalt eines aus einem Behälter oder einer Wärmekraftmaschine ausströmenden heißen Gases, bei denn das Gas auf einen Druck expa.ndieTt, der unter dem Gegendruck am Ende der Gasströmung liegt, und dann unter Abführung der Verdichtungswärme auf den Gegendruck zurückverdichtet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Expansion zweistufig durchgeführt wird, wobei der die Expansionsstufen trennende Querschnitt als kritischer Querschnitt die durchströmende Gasmenge begrenzt, und daß das strömende Gas im Druckminimum am Ende der zweiten Expansionsstufe ein Geschwindigkeitsmaximum erreicht.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das strömende Gas anschließend an die zweite Expansionsstufe durch Verengung seiner Leitung unter Druckanstieg verzögert und auf den Gegendruck am Ende der Leitung zurückverdichtet wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man dem Gase auch bereits in der zweiten Expansionsstufe Wärme entzieht.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gase in der ersten Expansionsstufe angeordnete zusätzliche Scha.ufelräd@er antreiben.
  5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Energie des Gases beim Entweichen aus der Rückverdichtungsleitung als Strömungsenergie ausgenutzt wird.
  6. 6. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine düsenartige Strömungsleitung für das zu behandelnde Gas mit einer sprungartigen Verengung auf den kritischen Querschnitt, mit einem anschließenden sich erweiternden Querschnittsverlauf für die Expansion des Gases auf ein Druckminimum sowie mit einem anschließenden sich verengenden Qu.erschnittsverlauf für die Rückverdichtung des Gases, wobei mindestens der sich verengende Teil der Leitung mit einer Führung für ein Kühlmittel versehen ist.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, d,aß der dem kritischen Querschnitt folgende Leitungsteil für die Expansion des Gases einen im wesentlichen konstanten Querschnitt hat. B.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung an der Stelle den kritischen Querschnitt hat, wo im Entspannungsbereiche die Umsetzung derjenigen Energie beginnt, die für die Rückverdichtung des strömenden Gases und für die Erzeugung seiner jeweiligen Austrittsgeschwindigkeit benötigt wird.
  9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung in Strömungsrichtung vor dem kritischen Querschnitt einen sich erweiternden Querschnittsverlauf besitzt und in ihm die Beschaufelung einer Gasturbine angeordnet ist.
  10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die die Beschaufelung tragenden Räder auf der die übrigen Schaufelräder einer Gasturbine tragenden Welle sitzen.
  11. 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dia,durch gekennzeichnet, daß mindestens der sich verengende Teil der Leitung des strömendem Gases von einem Mantel für ein Kühlmittel umgeben ist.
  12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens der sich verengende Teil der Leitung des strömenden Gases von einem luftdurchströmten Kühlmantel umgeben ist.
  13. 13. Als Gasturbine, ausgebildete Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der die Leitung des ausströmenden heißen Gases umgebende Kühlmantel durch eine Preßluftleitung mit dem Verdichter der Turbine verbunden ist.
  14. 14. Als Gasturbine ausgebildete Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an die Gasa.ustrittsöffnung der Turbine eine große Anzahl düsenartiger Rohre als Strömungsleitung für das Gas angeschlossen ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften 1 r. 913 719, 852 015, 491 156; britische Patentschrift Nr. 708 646; USA.-Patentschriften Nr. 2 599 879, 2 519 531; Motortechnische Zeitschrift, Bd. 14, 1953, S. 314.
DESCH19401A 1956-01-14 1956-01-14 Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von nutzbarer kinetischer Energie aus einem stroemenden heissen Gase Pending DE1038838B (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DESCH19401A DE1038838B (de) 1956-01-14 1956-01-14 Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von nutzbarer kinetischer Energie aus einem stroemenden heissen Gase

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DESCH19401A DE1038838B (de) 1956-01-14 1956-01-14 Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von nutzbarer kinetischer Energie aus einem stroemenden heissen Gase

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1038838B true DE1038838B (de) 1958-09-11

Family

ID=7428476

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DESCH19401A Pending DE1038838B (de) 1956-01-14 1956-01-14 Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von nutzbarer kinetischer Energie aus einem stroemenden heissen Gase

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE1038838B (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000040842A1 (de) * 1999-01-04 2000-07-13 Volker Deppe Verfahren zur verbesserung des wirkungsgrades bei verbrennungskraftmaschinen
WO2008023046A1 (en) * 2006-08-25 2008-02-28 Alstom Technology Ltd Steam turbine designed to facilitate late modification for operation with power plant incorporating carbon capture facilities
GB2622445A (en) * 2022-09-19 2024-03-20 Pravinchandra Budhdeo Shamir Asymmetric biconical expansion chamber device

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE491156C (de) * 1925-10-18 1931-02-20 Hellmuth Walter Verfahren zur Durchfuehrung eines Kreisprozesses, insbesondere fuer Gasturbinen, mit isothermischer Verdichtung der Gase
US2519531A (en) * 1945-07-21 1950-08-22 Lummus Co Ejector apparatus
US2599879A (en) * 1942-05-13 1952-06-10 Power Jets Res & Dev Ltd Exhaust induced cooling system for gas turbines
DE852015C (de) * 1944-05-12 1952-10-09 Rudolf Dipl-Ing Hingst Verfahren zur Energieerzeugung aus Gasen und Gasdampfgemischen niederen Druckes, z. B. Abgasen von Brennkraftmaschinen
GB708646A (en) * 1951-06-15 1954-05-05 Power Jets Res & Dev Ltd Improvements relating to gas turbine plant
DE913719C (de) * 1939-03-28 1954-06-18 Hermann Papst Verfahren und Einrichtung zum Betrieb von Gasturbinen

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE491156C (de) * 1925-10-18 1931-02-20 Hellmuth Walter Verfahren zur Durchfuehrung eines Kreisprozesses, insbesondere fuer Gasturbinen, mit isothermischer Verdichtung der Gase
DE913719C (de) * 1939-03-28 1954-06-18 Hermann Papst Verfahren und Einrichtung zum Betrieb von Gasturbinen
US2599879A (en) * 1942-05-13 1952-06-10 Power Jets Res & Dev Ltd Exhaust induced cooling system for gas turbines
DE852015C (de) * 1944-05-12 1952-10-09 Rudolf Dipl-Ing Hingst Verfahren zur Energieerzeugung aus Gasen und Gasdampfgemischen niederen Druckes, z. B. Abgasen von Brennkraftmaschinen
US2519531A (en) * 1945-07-21 1950-08-22 Lummus Co Ejector apparatus
GB708646A (en) * 1951-06-15 1954-05-05 Power Jets Res & Dev Ltd Improvements relating to gas turbine plant

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000040842A1 (de) * 1999-01-04 2000-07-13 Volker Deppe Verfahren zur verbesserung des wirkungsgrades bei verbrennungskraftmaschinen
WO2008023046A1 (en) * 2006-08-25 2008-02-28 Alstom Technology Ltd Steam turbine designed to facilitate late modification for operation with power plant incorporating carbon capture facilities
US7955048B2 (en) 2006-08-25 2011-06-07 Alstom Technology Ltd. Steam turbines
CN101506477B (zh) * 2006-08-25 2013-03-06 阿尔斯托姆科技有限公司 蒸汽涡轮机
GB2622445A (en) * 2022-09-19 2024-03-20 Pravinchandra Budhdeo Shamir Asymmetric biconical expansion chamber device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1795725B1 (de) Gasturbine mit geregelter Luftkühlung
EP3289199B1 (de) Brennkraftmaschine und verfahren zum starten einer brennkraftmaschine
DE3144473A1 (de) Schaufelspitzendichtung fuer die turbine eines gasturbinentriebwerks
DE69001233T2 (de) Turbokompressorgehaeuse mit spielkontrollvorrichtung fuer den inneren durchmesser.
DE4015732A1 (de) Antriebsmaschinenanlage und verfahren zum umwandeln eines flugzeugtriebwerks in ein triebwerk fuer andere zwecke
DE102009025754A1 (de) Turbomaschine und Verfahren zum Verbessern des Wirkungsgrades in einer Turbomaschine
DE19732091A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Gasturbine, Gasturbine und Leistungserzeugungseinrichtung
DE1038838B (de) Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von nutzbarer kinetischer Energie aus einem stroemenden heissen Gase
DE3030265A1 (de) Brennkraftmaschine
EP1222399B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur kühlung der strömung in zwischen rotoren und statoren von turbomaschinen ausgebildeten radialspalten
EP0995891B1 (de) Turbomaschine und Verfahren zum Betrieb derselben
DE4425956A1 (de) Verfahren zum Verstärken der Motorbremsleistung eines Verbrennungsmotors
DE2549112A1 (de) Turbinenkuehlung
EP1375867B1 (de) Verfahren zur Zwischenkühlung sowie Gasturbinenanlage mit Zwischenkühlung
DE920205C (de) Einrichtung zur Erzeugung und Nutzbarmachung einer Druckgasstroemung
DE926396C (de) Gasturbine mit absatzweiser wiederholter, selbsttaetiger Zuendung durch Stosswelle
DE945798C (de) Kuehlluftfoerdereinrichtung an Hohlschaufelturbinenraedern mit Innenkuehlung durch Gas, Luft oder Dampf
WO2020074300A1 (de) Luftverdichtungsanlage für eine luftzerlegung
DE102019126123A1 (de) Wärmetauscher eines Gasturbinentriebwerkes eines Flugzeuges
DE701457C (de) Einrichtung zur Energiegewinnung aus den Abgasen von Verbrennungskraftmaschinen
DE872415C (de) Gasturbinenanlage
AT216838B (de) Zweistrom-Turbinenluftstrahltriebwerk
DE102006010863A1 (de) Turbomaschine, insbesondere Verdichter
DE895208C (de) Verfahren zur Steigerung der Ausnutzung von Erdgasquellen und Einrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens
DE868807C (de) Aus einer nach aussen Leistung abgebenden Turbine und einer die Hilfsmaschine antreibenden Turbine bestehende Gasturbinenanlage