DE182839C - - Google Patents
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- DE182839C DE182839C DENDAT182839D DE182839DA DE182839C DE 182839 C DE182839 C DE 182839C DE NDAT182839 D DENDAT182839 D DE NDAT182839D DE 182839D A DE182839D A DE 182839DA DE 182839 C DE182839 C DE 182839C
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Classifications
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
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- F02C3/20—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid using a special fuel, oxidant, or dilution fluid to generate the combustion products
- F02C3/26—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid using a special fuel, oxidant, or dilution fluid to generate the combustion products the fuel or oxidant being solid or pulverulent, e.g. in slurry or suspension
-
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- F02C3/20—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid using a special fuel, oxidant, or dilution fluid to generate the combustion products
- F02C3/30—Adding water, steam or other fluids for influencing combustion, e.g. to obtain cleaner exhaust gases
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Description
KAISERLICHES
PATENTAMT.
PATENTSCHRIFT
- M 182839 KLASSE 46 <Z. GRUPPE
zweiten Gasstromes.
Zweck der Erfindung ist die Herstellung
einer Dampfluftmischung, wie sie für den Betrieb von Gasdampfturbinen geeignet ist.
Zum Betriebe von Gasturbinen sind die Verbrennungsprodukte von gasförmigen oder flüssigen Brennstoffen infolge ihrer hohen
Temperatur ohne. weiteres nicht geeignet. Eine Beimengung eines entsprechenden Luftüberschusses
ist wegen der dadurch bedingten
ίο großen negativen Arbeit unwirtschaftlich, und
man wird daher darauf geführt, Dämpfe beizumischen, wozu sich vorteilhaft der Wasserdampf
eignet. Diese Mischung von Gasen und Dämpfen muß nun die Bedingung erfüllen,
daß sie so heiß und so hoch gespannt ist als praktisch möglich, um einen hohen
Wirkungsgrad der Turbine zu erzielen.
Und zwar erhält die Spannung eine praktische Grenze durch die bei hohen Drucken
steigende Schwierigkeit, die beweglichen Teile der Verdichtungsvorrichtung ohne zu hohen
Arbeitsverlust dicht zu halten, während die Temperatur eine praktische obere Grenze erhält
durch die Widerstandsfähigkeit der Materialien. Jedenfalls kann es sich aber nur
um eine Mischung von über 10 bis 30 Atm. Druck handeln und von einer Temperatur
von 600 bis iooo0 C. Die vorliegende Vorrichtung
zur Erzeugung einer Gasdampfmischung von geeigneter Temperatur und Druckverhältnissen beruht auf der an und
für sich bekannten Feuerung, bei welcher ein Gasdampfgemisch dadurch erzeugt wird, daß
man die heißen Verbrennungsprodukte in fein verteiltem Zustande in einem Dampfkessel
durch die zu verdampfende Flüssigkeit preßt. Aber die auf diese Weise erhaltene Mischung
ist für den vorliegenden Zweck unbrauchbar; denn man kann hier Temperatur und Druck
nicht frei wählen, weil bei der innigen Berührung von Gasen und Dämpfen in einem
derartigen Apparat ein vollständiger Temperaturausgleich stattfindet und die Gase sich
wegen der gleichzeitigen Anwesenheit von Wasser mit Feuchtigkeit sättigen, so daß also
eine gesättigte Gasdampfmischung gebildet wird, in welcher der Teildruck des Dampfes
und die Temperatur in solcher Beziehung zueinander stehen, daß der Teildruck stets dem
Siededruck bei der gleichen Temperatur entspricht. Betreibt man beispielsweise einen
derartigen Dampfkessel mit 20 Atm. Druck, und zwar so, daß die Verbrennungsgase 10 Atm. und der Wasserdampf 10 Atm. Spannung
besitzen, so entspricht dem Druck des Dampfes von 10 Atm. eine Temperatur von
1790G. Diese Temperatur kann mit dem
einfachen Apparat, der auf dem Einpressen der heißen Gase durch Wasser beruht, nicht
beliebig geändert werden. Denn wendet man die Gase heißer an, so verdampfen sie einfach
im Verhältnis mehr Wasser und es ändert sich das Mischungsverhältnis von Gas zu Dämpfen; aber selbst im Grenzfall, wenn
(2. Auflage, ausgegeben am /7. Mai igoj.)
die Mischung aus reinem Dampf bestände, würde sich immer nur eine Temperatur ergeben
, die der Siedetemperatur bei 20 Atm. entspricht, das sind 2110C, aber niemals die
gewünschten 600 ° C. Ebensowenig könnte man natürlich die Temperatur dadurch auf
das gewünschte Maß steigern, daß man eine größere Menge Gas in das" Wasser preßt;
man erhält einfach eine ' größere Menge der Mischung, aber von gleichbleibendem Mischungsverhältnis und gleichbleibend niedriger
Temperatur. Aus diesem Grunde ist die Erfüllung der Bedingung, ein geeignetes Gasdampfgemisch von geeigneter Temperatur
und Druckverhältnissen für- den Betrieb von Gasdampfturbinen einfach durch Hindurchtreiben
von Verbrennungsgasen durch Wasser zu erreichen, eine Unmöglichkeit.
Hier setzt der Erfmdungsgedanke ein; es soll von den Verbrennungsgasen, welche für
den Betrieb der Turbine nutzbar gemacht werden sollen, ein Teil durch Wasser getrieben
werden, ein anderer Teil zur Überhitzung verwendet werden. Durch Mischung dieses gesättigten Dampfgasstromes und des
heißen Gaßstromes erhält man einen Strom, der die gewünschten Temperaturverhältnisse
hat.
Es ist zwar bekannt, eine Gasdampfmischung von gewünschten Temperatur- und
Druckverhältnissen dadurch zu bilden, daß man eine geschlossene Verbrennungskammer
in den Wasserraum eines Kessels einbaut und durch ein oder mehrere als Heizfläche dienende
Rohre die erzeugten Verbrennungsgase ableitet, um sie oberhalb des Wasserspiegels
mit den erzeugten Dämpfen zu mischen. In diesem Fall wird durch die Wandungen der
Verbrennungskammer und der Heizrohre zunächst reiner Dampf erzeugt und dieser dann
mit den bereits teilweise abgekühlten Gasen gemischt; es wird hier daher keine gesättigte
Gasdampf mischung gebildet, und man ist daher nicht an eine bestimmte Temperatur der
Mischung bei gegebenem Druck gebunden, auch wenn man nur einen einzigen Gasstrom
verwendet. Dieses Verfahren hat aber den grundsätzlichen Nachteil, daß hier die Wärmeübertragung
durch Heizflächen erfolgt, die bekanntlich durch Ansatz von Kesselstein
ihre Wirkung verlieren, also reines Wasser oder häufige Entfernung des Kesselsteines
verlangen und vor allem einen sehr viel größeren und kostspieligeren Apparat be-
dingen. Beim Dampfkessel mit offener Feuerung, wie er der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt, vollzieht sich der Wärmeaustausch
zwischen Wasser und Gas und daher die Dampfbildung auf sehr viel kleinerem Raum, da man beide Stoffe in unmittelbare
Berührung bringt und durch feine Verteilung der Gase im Wasser eine außerordentlich
große Berührungsoberfläche in gegebenem Raum schaffen karm.
Die vorliegende Erfindung verbindet also den Vorteil der Verdampfung durch offene.
Feuerung (Ersparnis der Heizflächen, geringe Größe des Kessels) mit dem Vorteil der Verdampfung
durch geschlossene Feuerung (beliebige Steigerung der Temperatur der Gasdampf mischung).
Bei der praktischen Ausführung der Erfindung kann der zur Überhitzung verwendete
Gasstrom aus derselben Verbrennungskammer entnommen werden, der der zur Bildung des
gesättigten Gasdampfgemisches dienende Strom entstammt, oder aus einer besonderen Verbrennungskammer.
In Fig. ι ist die Ausführungsform mit nur einer Verbrennungskammer V dargestellt. Gas
und Luft werden unter Druck durch die Öffnungen G und L. der Kammer V zugeführt
und hier verbrannt. Die gespannten heißen Verbrennungsprodukte entweichen bei i?. Ein
Teil derselben wird durch Rohr R' der Glocke G' des Kessels K zugeführt, wo die
Gase beim übertritt in die zu verdampfende Flüssigkeit des Kessels K durch die gezackten
Ränder der Glocke möglichst gleichmäßig verteilt werden. Das im Kessel gebildete
kühle Gasdampfgemisch entweicht durch Rohr R" und wird durch den im Rohrstück
R'" zugeführten zweiten Teil der direkt aus der Verbrennungskammer entströmenden
heißen Gase auf eine höhere Temperatur gebracht, die man durch eine Drosselklappe D
nach Bedarf regeln kann. Es ist bemerkenswert, daß die Glocke G' hier nicht als Heizfläche
wirken soll, daher ein Belag von Kesselstein keinen störenden Einfluß auf die Wirkung des Apparates ausübt.
Will man feste Brennstoffe verwenden, die mehr oder weniger durch Asche verunreinigt
sind, so muß vermieden werden, daß die Unreinlichkeiten in das Treibmittel gelangen, da
sonst die Schaufeln der Turbine zerstört werden könnten. In Fig. 2 sind Ausführungsformen
des Verfahrens für solche Brennstoffe dargestellt, und zwar wird der durch
Wasser geleitete Strom der Verbrennungsprodukte entweder in einer Kohlenstaubfeuerung
S oder in einem Druckgenerator G erzeugt. Im ersteren Falle steht also der
Kessel K mit offener Feuerung F mit den unter Druck erzeugten Verbrennungsprodukten
aus der Kohlenstaubfeuerung in Verbindung. Im zweiten Falle werden die mit Luft gemischten
gespannten Generatorgase aus Generator G in die Glocke F geleitet und dort
entzündet, so daß diese selbst zur Verbren-
nungskammer wird. Die aus Kammer F entweichenden Verbrennungsprodukte erzeugen,
in der früher beschriebenen Art das Gasdampfgemisch. Asche und Staubbeständteile
werden in der Flüssigkeit des Kessels zurückgehalten und setzen sich zu Boden, wo
sie event, durch einen Hahn H abgelassen werden können. Das reine Gasdampfgemisch
entweicht durch Rohr R. Um dasselbe auf
ίο die zum Betrieb geeignete Temperatur zu
bringen, werden ihm durch Rohr R' die heißen Verbrennungsprodukte einer zweiten besonderen
Verbrennungskammer F' zugeführt. An der Verbrennungskammer 'F' befindet sich
ein Zerstäuber Z, dem der Brennstoff durch Leitung b und die Druckluft durch
Leitung / zugeführt wird. Durch ein Handrädqhen des Zerstäubers kann die Verbrennung
in der Kammer geregelt werden und auf diese Weise das Gasdampfgemisch des
Kessels K durch mehr oder weniger Verbrennungsprodukte auf die gewünschte Temperatur
gebracht werden. Zum Betriebe dieser zweiten Verbrennungskammer eignen sich aus dem früher genannten Grunde nur solche
Brennstoffe, die keine Asche oder Staub in ihren Verbrennungsprodukten enthalten, also
hauptsächlich flüssige oder gereinigte gasförmige Brennstoffe.
Claims (2)
- Patent-An Sprüche:ι. Einrichtung zur Erzeugung eines Treibmittels für Gasturbinen durch Überhitzung eines mit Feuchtigkeit angereicherten Gasstromes mit Hilfe eines zweiten Gasstromes, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung des Gasdampf gemisches ein Gasstrom frei durch das Wasser geleitet und der zur Überhitzung dienende Gasstrom außerhalb des Entstehungsraumes des Gemisches dem letzteren in ungekühltem Zustande zugeführt wird.
- 2. Ausführungsform der Einrichtung nach Anspruch 1 zur Verwendung minderwertiger Brennstoffe, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasstrom zur Bildung des Gasdampfgemisches durch eine Kohlenstaubfeuerung (S) oder einen Generator (G) erzeugt wird und die Verbrennung in dem Druckbehälter (K) in einer derartigen offenen Kammer (F) erfolgt, daß die mitgerissenen Aschenteile in dem Behälter (R) zu Boden fallen, während zur Überhitzung des Gemisches in einer besonderen Verbrennungskammer (F') ein Gasstrom unter Benutzung f aschfreier Brennstoffe erzeugt wird.Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE182839C true DE182839C (de) |
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ID=446905
Family Applications (1)
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Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE182839C (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE761854C (de) * | 1941-11-08 | 1953-05-18 | Paul H Dr-Ing Mueller | Brennkraftturbinen-Anlage |
-
0
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE761854C (de) * | 1941-11-08 | 1953-05-18 | Paul H Dr-Ing Mueller | Brennkraftturbinen-Anlage |
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