DE2117219A1 - Heißgasgenerator - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE Dipl.-Ing. WERNER COHAUSZ · Dipl.-1ng. WILHELM FLORACK · Dipl.-Ing. RUDOLF KNAUF

4 Düsseldorf, Sdiumannstraße 97 _ ,. _Λ _

211 /2 ι 9

Heißgasgenerator

Die Erfindung betrifft einen Heißgasgenerator mit einem Brennraum» einem ersten Verdichter zur Zuleitung eines Luft/Brennstoffgemisches zum Brennraum, einem zweiten Verdichter zur Zuleitung von Verdünnungsmedium zum Brennraum und einer mit den Verdichtern gekuppelten Turbine zum Antreiben derselben, die von den Heißgasen angetrieben ist, welche den Brennraum verlassen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen solchen Generator in einer Form vorzusehen, in der bei einer bestimmten Generatorgröße und einer bestimmten Eingangstemperatur die Wärmefreisetzung erhöht werden kann.

Sie Erfindung besteht darin, daß es sich bei dem Verdünnungsmedium um ein Luft/Brennstoffgemisch handelt und daß der Turbine ein zweiter Brennraum nachgeschaltet ist« der eine divergierende Partie hat, wobei eine solche Anordnung vorgesehen ist, daß die Strömungsgeschwindigkeit der Heißgase nach dem Vermischen mit dem Ver&ünnungsmedium höher als die Flaamgeschwindigkeit des Luft /Brennstoffgemisches ist, welches das Verdünnungsaedium bildet, und die Strömungsgeschwindigkeit der in den sweiten Brennraum eintretenden Gase in ihm auf eine Geschwindigkeit abfällt, die geringer als die flammgeschwindigkeit ist,

25 12? Va/Ti

109845/1179

derart, daß eine Verbrennung des Luft/Brennstoffgemisches innerhalb des zweiten Brennraums vonstattengehen kann.

Sie Erfindung ist im nachfolgenden an Hand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert, in der ein Schnitt durch den Generator gezeigt ist.

Ein erster Verdichter 10 hat einen Einlaß 11 und einen Auslaß 12. Der Einlaß 11 steht mit einer Leitung in Verbindung, welche mit Atmosphäre in Verbindung steht, und in die Wand der Leitung ist ein Loch (nicht dargestellt) eingeformt, durch das gasförmiger Brennstoff der Luft zugeleitet werden kann, die in den Verdichter fließt.

Ferner ist ein zweiter Verdichter 13 vorgesehen, der einen Einlaß 14 und einen Auslaß 15 hat. Der Einlaß 14 steht mit Atmosphäre in Verbindung, und eine Brennstoff-Zufuhrdüse 16 sitzt am Einlaß.

Die Verdichter sind jeweils mit einem Läufer versehen, die auf einer gemeinsamen Welle 17 gelagert sind. Die Welle ist mit dem Läufer einer Turbine 18 gekuppelt. Zur Turbine gehören ein Einlaß 19 und ein Auslaß 20, der zu einer divergierenden Brennkammer bzw. Brennraum 21 führt.

Ferner ist ein Brennraum 22 vorgesehen, den ein Mantel 23 umgibt. Der Brennraum 22 trägt an einem Ende einen Brenner 24, und der Brenner ist mit dem Auslaß 12 des ersten Verdichters verbunden. Eine elektrische Zündvorrichtung 25 erstreckt sich in den Brennraum, und der Brennraum ist hinter dem Brenner mit Löchern 26 versehen, durch die Verdünnungsmedium aus dem Baum zwischen dem Brennraum 22 und seinem Hantel 23 fließen kann. Das Verdünnungsmediua besteht aus einem Luft/Brennstoffgemisch, das vom Auslaß 15 des ersten Verdichters abgezweigt ist. Der Auslaß 15 ist zu diesem Zweck mit dem genannten ringförmigen Haunt verbunden.

Im Betrieb wird das Luft/Brennstoffgemieoh, dsß vom ersten Verdichter kommt, durch die Zündvorrichtung 25 entzündet und verbrennt im Brenn-

109845/1179

räum 22. Sie Temperatur der Heißgase wird in bekannter Weise durch das Verdünnungsmedium gesenkt, das in den Brennraum über die Löcher 26 gelangt, und die Heißgase fließen dann durch die Turbine 18 in den Brennraum 21. Die aus dem Brennraum 22 kommenden Heißgase treiben die Turbine an, und sie ihrerwseits treibt die Verdichter an, so daß nach dem Anfahren die Anlage selbsttätig weiterläuft, vorausgesetzt, daß dem Brenner Brennstoff zugeführt wird.

Um eine größere Wärmefreisetzung zu erreichen, wird Brennstoff mit der Luft vermischt, die durch den zweiten Verdichter fließt, um aber zu verhindern, daß dieser Brennstoff brennt, bevor er die Turbine passiert hat, ist dafür gesorgt, daß die Strömungsgeschwindigkeit des Verdünnungsmediums und der Gase, die den Brennraum 22 verlassen, höher als die Flammgeschwindigkeit des Luft/Brennstoffgemisches ist, das das Verdünnungsmedium bildet. Als Folge davon geht keine Verbrennung vonstatten, bis die Gase in den Brennraum 21 gelangen. Dieser Brennraum divergiert, und folglich sinkt die Strömungsgeschwindigkeit der Gase unter die Geschwindigkeit, mit der die Flammenfront voranwandert· Hachdem die Strömungsgeschwindigkeit auf einen Wert abgefallen ist, der unter der Flammgeschwindigkeit liegt, erfolgt eine Eigenentzündung, und der Brennstoff, der durch die Düse 16 strömt, brennt innerhalb des Brennraums

In dieser Weise läßt sich eine hohe Wärmefreisetzung für eine bestimmte Generatorgröße und eine bestimmte Temperatur der Heißgase erreichen, die in die Turbine gelangen, und diese Wärmefreisetzung ist höher als jene, die man erreicht, wenn der gesamte Brennstoff innerhalb des Brennraums 22 verbrannt wird.

Pat entansprach

109845/1179

Claims (1)

1. Pat entansprach

   Γ\ Heißgasgenerator mit einem Brennraum, einem ersten Verdichter zur Zuleitung eines Luft/Brennstoffgemisches zum Brennraum, einem zweiten Verdichter zur Zuleitung von Verdünnungsmedium zum Brennraum und einer mit den Verdichtern gekuppelten Turbine zum Antreiben derselben, die von den Heißgasen angetrieben ist, welche den Brennraum verlassen, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Verdünnungsmedium um ein Luft/Brennstoffgemisch handelt und daß di er Turbine (18) ein zweiter .Brennraum (22) nachgeschaltet ist, der eine divergierende Partie hat, wobei eine solche Anordnung vorgesehen ist, daß die Strömungsgeschwindigkeit der Heißgase nach dem Vermischen mit dem Verdünnungsmedium höher als die Flammegeschwindigkeit des Buft/Brennstoffgemisches ist, welches das Verdünnungemedium bildet, und die Strömungsgeschwindigkeit der in den zweiten Brennraum (22) eintretenden Gase in ihm auf eine Geschwindigkeit abfällt, die geringer als die Flammgeschwindigkeit ist, derart, daß eine Verbrennung des Luft /Brennstoffgemisches innerhalb des zweiten Brennraums (22) vonstattengehen kann.

   25 123
   Wa/Ti

   1 09845/1179