DE2605579A1 - FIRE EXTINGUISHING DEVICE ON THE BASIS OF A GAS TURBINE ENGINE - Google Patents

FIRE EXTINGUISHING DEVICE ON THE BASIS OF A GAS TURBINE ENGINE

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DE2605579A1
DE2605579A1 DE19762605579 DE2605579A DE2605579A1 DE 2605579 A1 DE2605579 A1 DE 2605579A1 DE 19762605579 DE19762605579 DE 19762605579 DE 2605579 A DE2605579 A DE 2605579A DE 2605579 A1 DE2605579 A1 DE 2605579A1
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gas
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Aleksandr M Anaschkin
Michail W Kolyschenko
Wiktor I Kuchno
Georgij W Petuchow
Walentin W Pintschuk
Iwan I Schankin
Nikolaj F Schilo
Eduard W Smalinskij
Aleksej A Subitschew
Walentin W Wasilenko
Leonid D Wischnewskij
Eduard P Zybulskij
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VNII GORNOSPASATE
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    • A62LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
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    • A62C5/00Making of fire-extinguishing materials immediately before use
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    • AHUMAN NECESSITIES
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    • A62C3/00Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places
    • A62C3/02Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places for area conflagrations, e.g. forest fires, subterranean fires
    • A62C3/0207Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places for area conflagrations, e.g. forest fires, subterranean fires by blowing air or gas currents with or without dispersion of fire extinguishing agents; Apparatus therefor, e.g. fans

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Description

Wsesojusnyj nautschno-issledowafcelskij 12. Februar 1976Vsezoyusnyj nautschno-issledowafcelskij February 12, 1976

institut gornospasatelnowo dela, EZ/Hu Donezk / UdSSRinstitut gornospasatelnowo dela, EZ / Hu Donetsk / USSR

P 26 05 579.8 P 64 506P 26 05 579.8 P 64 506

Feuerlöscheinrichtung auf der Basis eines GasturbinentriebwerkesFire extinguishing equipment on the basis of a Gas turbine engine

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Feuerlöschtechnik, insbesondere auf Feuerlöschanlagen mit inertem Gas, und kann beim Löschen von Untertagebränden sowie zur Explosionsverhinderung in Schächten und Gruben verwendet werden. The present invention relates to fire extinguishing technology, in particular to fire extinguishing systems with inert gas, and can be used to extinguish underground fires and to prevent explosions in shafts and pits.

Bekannt ist eine Anlage zum Feuerlöschen mit inertem Gas, die ein Luftgebläse, eine Brennkammer, ein Anlaßsystem und eine Wasserzuführungseinrichtung enthält (siehe beispielsweise den UdSSR-Urheberschein Nr. 231 502). In dieser Anlage ist zum Anfeuern der Brennkammer ein oder mehrere Flammenzünder verwendet. Die zum Verlauf des Brennvorgangs und zur Bildung eines Flammenstrahls, welchen der Zünder in die Brennkammer richtet, notwendige Luft gelangt aus einem Kanal vor der Brennkammer in den Zünder. Jedoch verläuft beim Einsatz eines Flugzeug-Luftstrahltriebwerks (in den Hochleistungsanlagen) als Luftgebläse der Brennvorgang und die Flammenstrahlbildung in diesen AnlagenA system for extinguishing fire with inert gas is known, which has an air blower, a combustion chamber, a starting system and a Contains water supply device (see, for example, USSR Copyright Certificate No. 231 502). This system is for cheering one or more flame igniters are used in the combustion chamber. The information about the course of the burning process and the formation of a Jet of flame, which the igniter directs into the combustion chamber, The necessary air enters the igniter from a duct in front of the combustion chamber. However, when an aircraft air jet engine is used (in the high-performance systems) as an air blower, the burning process and the flame jet formation in these systems

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unbefriedigend infolge des niedrigen Luftdrucks im Kanal vor der Brennkammer und der Luftsättigung mit Auspuffgasen des Luftstrahltriebwerks.unsatisfactory due to the low air pressure in the duct in front of the combustion chamber and the air saturation with exhaust gases from the Air jet engine.

Bekannt ist ein Inertgasgenerator (siehe z.B. die GB-PS 908 890), der ein Luftstrahltriebwerk, einen Ejektorkanal und eine Nachbrennkammer einschließt, in der ein Flammenzünder angeordnet ist. Zur Zuführung einer von den Auspuffgasen nicht verunreinigten Luft mit höherem Druck in den Innenraum des Zünders ist der Generator mit einer besonderen Druckluftquelle in Form von Flaschen versehen, die mit dem Innenraum des Zünders verbunden sind. Jedoch kompliziert die Zuhilfenahme einer fremden Druckluftquelle die Konstruktion des Inertgasgenerators insgesamt, erhöht sein Gewicht und schafft Schwierigkeiten im Betrieb, weil die Arbeit des Generators von der Verfügbarkeit der erwähnten Druckluftquelle im jeweiligen Zeitpunkt abhängig wird. Diese Nachteile sind besonders unerwünscht, wenn man bedenkt, daß der vorgeschlagene Generator vorwiegend zum Einsatz bei Unfällen (Bränden) in TJntertagebauen bestimmt ist.An inert gas generator is known (see e.g. GB-PS 908 890), which has an air jet engine, an ejector duct and an afterburning chamber includes, in which a flame igniter is arranged. For supplying one that is not contaminated by the exhaust gases Air with higher pressure in the interior of the igniter is the generator with a special compressed air source in the form of bottles provided, which are connected to the interior of the detonator. However, the use of an external compressed air source complicates the construction of the inert gas generator as a whole, increases its weight and creates difficulties in operation because the work of the generator is dependent on the availability of the mentioned compressed air source at the respective point in time. These Disadvantages are particularly undesirable when you consider that the proposed generator is primarily used in accidents (Fires) in underground mines.

Außerdem muß erwähnt werden, daß in den bekannten Einrichtungen der Betriebsbrennstoff der Nachbrennkammer durch einen Sammler zugeführt wird, dessen Verteiler nach der Bewegungsrichtung des Gas-Luft-Gemischströmes gekehrt ist, weshalb der Brennstoff bei der Arbeit des Generators in erhöhten Regimes nicht voll verdampfen kann und auf einzelne Restteile der Nachbrennkammer in flüssigem Zustand gelangt, was ein hohes Temperaturgefälle in der Zone des Rostes erzeugt. Hierbei entstehenIt must also be mentioned that in the known devices, the operating fuel of the afterburning chamber by a Collector is supplied, the distributor of which is reversed according to the direction of movement of the gas-air mixture flow, which is why the Fuel cannot fully evaporate when the generator is working in an elevated regime and on individual residual parts of the afterburning chamber gets in a liquid state, which creates a high temperature gradient in the zone of the grate. Here arise

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hohe Spannungen, die zum Verwerfen und Zerspringen des Rostes während der Arbeit des Inertgasgenerators führen, was seine Betriebssicherheit herabmindert und seine Lebensdauer verkürzt.high voltages that cause the grate to warp and crack lead during the work of the inert gas generator, which reduces its operational safety and shortens its service life.

Überdies muß vermerkt werden, daß das Eindringen des nicht verdampften Brennstoffs in die Nachbrennkammer des Generators zur Bildung von lokalen, überangereicherten Zonen mit Tropfen flüssigen Brennstoffs führt, die vom Gas-Luft-Gemisch umgeben sind. Die Bildung dieser Zonen erschwert den Vorgang der vollständigen "Verbrennung des Brennstoffs in der Nachbrennkammer.It must also be noted that the penetration of the did not evaporate Fuel into the afterburning chamber of the generator to form local, over-enriched zones with drops of liquid Leads fuel, which are surrounded by the gas-air mixture. The formation of these zones complicates the process of complete "Combustion of the fuel in the afterburner.

Eine vollständige Verdampfung des Brennstoffs vor dessen Gelangen auf den Eost der Nachbrennkammer kann durch eine Längenvergrößerung des Ejektorkanals erzielt werden. Jedoch ist diese Lösung nicht möglich, da die Längen einzelner Generatorsektionen durch die Abmessungen der Transportmittel (Gerüst, Lore) begrenzt sind, die den Generator in den Schacht herablassen und an die Löschstelle bringen.Complete evaporation of the fuel before it reaches the end of the afterburning chamber can be achieved by increasing the length of the ejector channel can be achieved. However, this solution is not possible because of the lengths of individual generator sections are limited by the dimensions of the means of transport (scaffolding, carts) that lower the generator into the shaft and bring to the extinguishing point.

Außerdem würde dies zur Erhöhung des Anlagengewichtes führen, was ebenfalls unerwünscht ist, wenn man berücksichtigt, daß der vorgeschlagene Generator vorwiegend zum Einsatz in engräumigen Untertagebauen von Bergwerken und Gruben bestimmt ist.In addition, this would lead to an increase in the weight of the system, which is also undesirable when one takes into account that the proposed generator is primarily intended for use in narrow spaces Underground mining is intended for mines and pits.

Es muß ferner daran erinnert werden, daß in den bekannten Generatoren die Abkühlung des Feuerrohres der Nachbrennkammer mit Wasser vorgenommen wird, das durch einen Wassermantel fließt.It must also be remembered that in the known generators the cooling of the fire tube of the afterburning chamber is carried out with water flowing through a water jacket.

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Zur Verbesserung der Abkühlung wird meist die Menge des zugeführten Wassers vergrößert, was einen überflüssigen Verbrauch desselben und einen komplizierten Aufbau des Wasserzuführungssystems bewirkt und vor allem keine gleichmäßige Geschwindigkeit des Wasserstromes über die ganze Oberfläche des Feuerrohres und folglich keine güchmäßige Abkühlung gewährleistet, was wiederum zum Verwerfen des Feuerrohres und vorzeitigen Ausfall desselben führt.To improve the cooling, the amount of the added Water increases, resulting in unnecessary consumption of the same and a complicated structure of the water supply system causes and, above all, no uniform speed of the water flow over the entire surface of the fire tube and consequently no good cooling is guaranteed, which in turn leads to the rejection of the fire tube and premature failure the same leads.

Das Ziel der Erfindung ist die Beseitigung der erwähnten Nachteile der bekannten Einrichtungen.The aim of the invention is to eliminate the drawbacks mentioned of the known facilities.

Der vorliegenden Erfindung ist die Aufgabe zugrundegelegt, die Orientierung und gegenseitige Lage der Hauptkomponenten der Einrichtung auf solche Weise zu ändern, daß überflüssige Arbeitszonen beseitigt und die Gesamtabmessungen der Einrichtung ohne irgendeinen Verlust an Punktionsleistung verringert sind.The present invention is based on the object, the orientation and mutual position of the main components of the Modify the facility in such a way that redundant work areas are eliminated and the overall dimensions of the facility are eliminated are decreased without any loss of puncture performance.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist gemäß der vorliegenden Erfindung eine Feuerlöscheinrichtung auf der Basis eines Gasturbinentriebwerkes vorgeschlagen, die am Ausgang des Gasturbinentriebwerkes aufeinanderfolgend angeordnet einen Ejektorkanal mit einem in diesem angeordneten Sammler mit Verteilern zur Brennstoffzuführung, eine Eachbrennkammer mit einem Flammenzünder, der an ein Druckluftzuführsystem angeschlossen ist, und einem Außenmantel, dem Kühlwasser zugeführt wird, enthält. Diese Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß der InnenraumAccording to the present invention, a fire extinguishing device based on a gas turbine engine is provided to achieve the object proposed that an ejector duct arranged one after the other at the outlet of the gas turbine engine with a collector arranged in this with distributors for fuel supply, an each combustion chamber with a flame igniter, which is connected to a compressed air supply system and an outer jacket to which cooling water is supplied. This device is characterized in that the interior

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des Flammenzünders der Nachbrendkammer durch einen Kanal mit dem Strömungsteil des Gasturbinentriebwerkes in der Hochdruckzone verbunden ist, aus dem die Druckluft in den Zünder gelangt. Es ist vorteilhaft, daß die Verteiler des Sammlers zur Brennstoffzuführung entgegen dem Strom des Gas-Luft-Gemisches gerichtet sind, das am Ausgang des Triebwerkes austritt, und daß das System zur Kühlwasserzuführung zum Außenmantel der Nachbrennkammer Längskanäle entlang der ganzen Kammeraußenfläche aufweist.the flame igniter of the afterburning chamber through a channel is connected to the flow part of the gas turbine engine in the high pressure zone, from which the compressed air reaches the igniter. It is advantageous that the manifold of the collector for fuel supply are directed against the flow of the gas-air mixture that emerges at the outlet of the engine, and that the system for supplying cooling water to the outer jacket of the afterburning chamber. Longitudinal channels along the entire outer surface of the chamber having.

Dank einer solchen konstruktiven Lösung entfiel unter anderem die Notwendigkeit, eine fremde Druckluftquelle für die Zünder der Nachbrennkammer vorzusehen, was die Konstruktion vereinfacht, das Gewicht vermindert und einen bequemen Generatorbetrieb gewährleistet.Thanks to such a constructive solution, there was no need for an external compressed air source for the igniter, among other things to provide the afterburning chamber, which simplifies the construction, reduces weight and a convenient generator operation guaranteed.

Diese technische Lösung erlaubt es, die Gesamtabmessungen der Feuerlöscheinrichtung bei gleicher Arbeitsleistung und erhöhter Lebensdauer zu verringern.This technical solution allows the overall dimensions of the Reduce fire extinguishing equipment with the same work performance and increased service life.

Gemäß einer der Ausführungsvarianten der vorliegenden Erfindung ist die Feuerlöscheinrichtung dadurch gekennzeichnet, daß der Sammler mit den Verteilern, die entgegen dem Gas-Luft-Gemischstrom gerichtet sind, in der Zone des Ejektorkanals angeordnet ist, in der die !Temperaturen auf der ganzen Länge der unter der Einwirkung des Gasstroms verschwenkten Strahlen des zugeführten Brennstoffs ungefähr gleich sind und die Abbrandtemperatur derAccording to one of the embodiment variants of the present invention, the fire extinguishing device is characterized in that the Collectors with the distributors that oppose the gas-air mixture flow are directed, is arranged in the zone of the ejector channel in which the! temperatures over the entire length of the under the Effect of the gas flow pivoted jets of the supplied Fuel are approximately the same and the combustion temperature of the

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jeweiligen Brennstoffsorte nicht erreichen.not reach the respective fuel type.

Dank dieser konstruktiven Lösung vergrößert sich der Bewegungsweg des Brennstoffs zum Rost der Nachbrennkammer bei gleicher Länge des Ejektorkanals und es nimmt folglich die Verweilzeit des Brennstoffs im erhitzten (bis auf 400°C) Gas-Luft-Gemisch zu, was zu einer vollständigeren Verdampfung größerer Brennstoffmengen vor dem Gelangen des Brennstoffs auf den Eost der Nachbrennkammer beiträgt. Außerdem vergrößert sich die Zusammenstoßenergie der Brennstoffteilchen mit den Teilchen des Gae-Luft-Gemisches, da im vorliegenden lall die Energie der zusammenstoßenden Komponenten sich aus der Summe der Energie der Brennstoffteilchen und des Gas-Luft-Gemisches zusammensetzt, während bei bekannten Lösungen die resultierende Energie durch den Unterschied der kinetischen Energien von Brennstoff und Gas-Luft-Gemisch gegeben ist. Die erhöhte Zusanmenstoßenergie der Teilchen führt zur feineren Zerkleinerung der Brennstoifteilchen und hierdurch zur Verkürzung seiner vollständigen Verdampfungszeit. Hierbei gelangt ein gleichmäßiges Brenngemisch in die Nachbrennkammer.Thanks to this constructive solution, the path of movement of the fuel to the grate of the afterburning chamber increases with the same amount Length of the ejector channel and it consequently takes the residence time of the fuel in the heated (up to 400 ° C) gas-air mixture too, resulting in more complete evaporation of larger amounts of fuel contributes before the fuel reaches the Eost of the afterburner. In addition, the collision energy increases the fuel particles with the particles of the gas-air mixture, because in the present lall the energy of the colliding components is the sum of the energy of the Fuel particles and the gas-air mixture composed, while in known solutions the resulting energy through the difference between the kinetic energies of the fuel and the gas-air mixture is given. The increased impact energy of the particles leads to the finer comminution of the fuel particles and thereby to shorten its complete evaporation time. This results in an even combustion mixture into the afterburning chamber.

All dies verhindert im Endergebnis das Verwerfen des Eostes und erhöht demnach die Betriebssicherheit sowie die Lebensdauer des Inertgasgenerators. Außerdem führt dies zur Verbesserung des Brennvorgangs, erhöht die Vollständigkeit der Verbrennung des Brennstoffs in der Nachbrennkammer und folglich auch den Arbeitswirkungsgrad des Generators.In the end, all of this prevents the Eoste from being discarded and thus increases operational reliability and service life of the inert gas generator. In addition, this leads to an improvement in the combustion process and increases the completeness of the combustion of the fuel in the afterburner and consequently also the Generator working efficiency.

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Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung ist die Feuerlöscheinrichtung dadurch gekennzeichnet, daß der erwähnte Außenmantel der Nachbrennkammer an der Zuführungsstelle des Kühlwassers als ringförmiges Sammelgefäß ausgebildet ist und im ringförmigen Innenraum, der von der Wand der Nachbrennkammer und deren Außenmantel gebildet ist, längsverlaufende Trennwände angeordnet sind, die Kanäle für das Kühlwasser bilden.According to a further embodiment of the present invention the fire extinguishing device is characterized in that the mentioned outer jacket of the afterburning chamber at the feed point of the cooling water is designed as an annular collecting vessel and in the annular interior, which is from the wall the afterburning chamber and its outer jacket is formed, longitudinal partition walls are arranged, the channels for the cooling water form.

Die erwähnte Vervollkommnung gestattet es, die Lebensdauer und den Arbeitswirkungsgrad der Feuerlöscheinrichtung wesentlich •zu erhöhen, wobei eine verbesserte Abkühlung der Nachbrennkamaer gewährleistet wird.The improvement mentioned allows the service life and efficiency of the fire extinguishing device to be increased significantly • Increase, with an improved cooling of the afterburn chamber is guaranteed.

Im folgenden wird die Erfindung an Ausführungsbeispielen unter Bezug auf die Zeichnungen eingehend erläutert} in den Zeichnungen zeigt:In the following the invention is explained in detail using exemplary embodiments with reference to the drawings} in the drawings shows:

!ig. 1 eine Feuerlöscheinrichtung auf der Basis eines Gasturbinentriebwerkes gemäß der Erfindung, im Längsschnitt;! ig. 1 a fire extinguishing device based on a gas turbine engine according to the invention, in longitudinal section;

Fig. 2 eine konstruktive Variante der Einrichtung gemäß der Erfindung mit Verteilern des BrennstoffSammlers, die entgegen dem Gasstrom des Triebwerks gerichtet sind}Fig. 2 shows a structural variant of the device according to the invention with distributors of the fuel collector, the are directed against the gas flow of the engine}

Fig. 3 eine weitere Ausführungsvariante der Feuerlöscheinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung (Inertgasgenerator), in der ein verbessertes Kühlsystem der Nachbrennkammer vorgesehen ist}3 shows a further embodiment of the fire extinguishing device according to the present invention (inert gas generator), in which an improved cooling system of the afterburning chamber is provided}

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Fig. 4- einen Querschnitt der Nachbrennkammer der Einrichtung gemäß Fig. 3.Figure 4- is a cross-section of the afterburning chamber of the device according to FIG. 3.

Ein Generator besteht aus einem Luftstrahltriebwerk 1 (Fig. 1), einem Ejektorkanal 2, einer Nachbrennkammer 3 mit einem Kühlwassermantel 4- und einem Flammenzünder 5» einem Brennstoffzuführungssystem 6 und einem Wasserzuführungssystem 7. Der Innenraum 8 des Zünders 5 ist durch einen Kanal 9 mit dem Strömungsteil 10 des Luftstrahltriebwerkes 1 in dessen Hochdruckzone verbunden. A generator consists of an air jet engine 1 (Fig. 1), an ejector duct 2, an afterburning chamber 3 with a cooling water jacket 4- and a flame igniter 5 »a fuel supply system 6 and a water supply system 7. The interior 8 of the igniter 5 is through a channel 9 with the flow part 10 of the air jet engine 1 connected in its high pressure zone.

Der Inertgasgenerator arbeitet folgenderweise: Die Auspuffgase des Luftstrahltriebwerkes 1 werden in den Ejektorkanal 2 ausgestoßen, saugen Luft aus der Umgebung an und vermischen sich mit ihr. Hierbei bildet sich ein Gas-Luft-Gemisch, dem mit Hilfe des Systems 6 flüssiger Brennstoff, beispielsweise Kerosin, zugeführt wird.The inert gas generator works as follows: The exhaust gases of the air jet engine 1 are in the Ejected ejector channel 2, suck in air from the environment and mix with her. Here, a gas-air mixture is formed, which, with the aid of the system 6, is liquid fuel, for example Kerosene, is supplied.

Der Brennstoff im Gas-Luft-Gemisch verdampft und vermischt sich mit diesem. Im Ergebnis bildet sich ein Brenngemisch, das in die Nachbrennkammer 3 gelangt. Gleichzeitig gelangt ein Teil der von einem Verdichter 11 des Luftstrahltriebwerkes verdichteten Luft aus dem Strömungsteil 10 über den Kanal 9 in den Innenraum 8 des Zünders 5, in dem er mit Brennstoff vermischt wird, der von Düsen 12 zugeführt wird, wodurch ein Brenngemisch gebildet wird. Letzteres wird von einer elektrischen Kerze 13 gezündet, und der entstandene Flammenstrahl wird in die Bach-The fuel in the gas-air mixture evaporates and mixes with it. As a result, a fuel mixture is formed, which in the afterburning chamber 3 arrives. At the same time, a part of the compressed air by a compressor 11 of the air jet engine arrives Air from the flow part 10 via the channel 9 into the interior 8 of the igniter 5, in which it is mixed with fuel supplied from nozzles 12, thereby forming a fuel mixture. The latter is powered by an electric candle 13 ignited, and the resulting flame beam is in the stream

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brennkammer 3 geworfen, wodurch das dort gebildete Brenngemisch zur Entzündung gebracht wird.combustion chamber 3 thrown, whereby the combustion mixture formed there inflamed.

Nach dem Entzünden des Gemisches in der Nachbrennkammer hört die Zuführung des Anlaßbrennstoffs zu den Düsen 12 der Zünder auf, und der Brennvorgang wird im folgenden durch Selbstentzündung aufrechterhalten.After the mixture has been ignited in the afterburning chamber, the supply of the starting fuel to the nozzles 12 of the igniter stops on, and the burning process is maintained in the following by self-ignition.

Der Gasstrom wird, während er die Nachbrennkammer 3 verläßt, von dem Wasser gekühlt, das aus einem Sammelgefäß 14 durch Verteiler 15 zugeführt wird. Beim Abkühlen des Stroms verdampft das Wasser, und das gebildete Dampf-Gas-Gemisch wird durch Grubenbaue oder eine Eohrleitung dem Feuerherd zugeleitet.The gas flow, while it leaves the afterburning chamber 3, cooled by the water supplied from a collecting vessel 14 through manifold 15. Evaporates as the stream cools the water and the steam-gas mixture formed is fed to the hearth through pits or pipelines.

Außerdem muß noch hervorgehoben werden, daß die Luft, die vom Verdichter des Luftstrahltriebwerkes kommt, in zwei Ströme geteilt wird, von denen der eine unmittelbar der Brennkammer des Triebwerkes, der andere dem Strömungsteil 10 zugeleitet wird, aus dem nun 2H.ne Luft für den Zünder 5 entnommen wird.It must also be emphasized that the air coming from the compressor of the air jet engine is divided into two streams one of which is fed directly to the combustion chamber of the engine, the other to the flow part 10, from which 2H.ne air for the igniter 5 is now taken.

Vor dem Eost erfolgt im Innenraum 2 lediglich die Vorbereitung des Brennstoff-Luftgemisches zum Verbrennen, d.h. die Vermischung des Brennstoffs mit dem Gas-Luft-Gemisch, das aus dem Triebwerk kommt und eine Temperatur von 4-0O0C aufweist, die Erhitzung des Brennstoffs und seine Verdampfung. Das auf diese Weise aufbereitete Brennstoff-Luft-Gemisch gelangt durch den Host in die Nachbrennkammer 3. In der Zone der Nachbrennkammer ,Before the Eost, only the preparation of the fuel-air mixture for combustion takes place in the interior 2, ie the mixing of the fuel with the gas-air mixture that comes from the engine and has a temperature of 4-0O 0 C, the heating of the fuel and its evaporation. The fuel-air mixture prepared in this way passes through the host into the afterburner chamber 3. In the zone of the afterburner chamber,

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die. sich unmittelbar hinter dem Rost (in Strömungsrichtung) befindet, erfolgt die Entzündung des Brennstoff-Luft-Gemisches durch Flammenstrahl des Zünders 5·the. is located directly behind the grate (in the direction of flow), the fuel-air mixture ignites by the flame jet of the igniter 5

Der Rost der Nachbrennkammer der einen Flammenstabilisator darstellt, grenzt das Aufbereitungsgebiet des Brennstoff-Luft-Gemisches (Innenraum 2) und das Brenngebiet (Innearaum 3) ab. Auf diese Weise erfolgt vor dem Rost im Innenraum 2 kein Nachbrennen. The grate of the afterburning chamber, which is a flame stabilizer, delimits the preparation area of the fuel-air mixture (interior 2) and the combustion area (interior 3). In this way, there is no afterburning in front of the grate in the interior 2.

Gemäß einer der Varianten der Erfindung enthält der vorgeschlagene Generator ebenfalls ein Luftstrahltriebwerk 1 (Fig. 2), einen Ejektorkanal 16, in dem ein Brennstoffsammler 17 mit Verteilern 18 angeordnet ist, eine Nachbrennkammer 19 mit einem Rost 20 am Eingang sowie einem Wassermantel 21, ein Sammelgefäß 22 mit Verteilern 23 zur GasStromabkühlung und ein Brennstoffzuführungssystem 24- sowie ein WasserzuführungssystemAccording to one of the variants of the invention, the proposed Generator also has an air jet engine 1 (Fig. 2), an ejector duct 16 in which a fuel collector 17 with distributors 18 is arranged, a post-combustion chamber 19 with a Grate 20 at the entrance as well as a water jacket 21, a collecting vessel 22 with distributors 23 for gas flow cooling and a fuel supply system 24 and a water supply system

Der Generator arbeitet folgenderweise: Die Auspuffgase des Luftstrahltriebwerkes 1 werden in den E^ektorkanal 16 ausgestoßen, saugen hierbei Luft aus der Umgebung an und vermischen sich mit ihr. Hierbei bildet sich ein Gas-Luft-Gemisch, in welches aus dem Brennstoffsammler 17 durch Verteiler 18 entgegen der Bewegung des Gasstrahls Brennstoff eingespritzt wird. Der Brennstoff zerschlägt sich in feinste Teilchen, verdampft intensiv und vermischt sich mit dem Gas-Luft-Gemisch im Ejektorkanal 16. Im Ergebnis bildet sich einThe generator works as follows: The exhaust gases of the air jet engine 1 are in the e ^ ector duct 16 expelled, suck in air from the environment and mix with it. This creates a gas-air mixture, in which from the fuel collector 17 through Manifold 18 is injected against the movement of the gas jet fuel. The fuel smashes into the finest Particles, vaporizes intensely and mixes with the gas-air mixture in the ejector channel 16. As a result, a build-up

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gleichmäßiges Brenngemisch, das dann durch den Eost 20 in die Nachbrennkammer 19 gelangt, wo es auch verbrennt.uniform combustion mixture, which is then fed through the Eost 20 into the Afterburning chamber 19 arrives, where it also burns.

Der Gasstrom wird, während er die Nachbrennkammer 19 verläßt, von dem Wasser gekühlt, das*aus Sammelgefäßen 22 durch Verteiler 23 zugeführt wird. Beim Abkühlen wird das Wasser und das gebildete Dampf-Gas-Gemisch durch Grubenbaue oder eine Eohrleitung dem Feuerherd zugeleitet.The gas stream, while it leaves the afterburning chamber 19, is cooled by the water, the * from collecting vessels 22 through distributors 23 is fed. As it cools down, the water and the The steam-gas mixture formed is fed to the hearth through a mine or a pipe.

Zur besseren Erläuterung der vorstehend beschriebenen Variante der Erfindung wird noch auf folgendes hingewiesen. Im bekannten 'Inertgasgenerator wird der Betriebsbrennstoff in den Strom des Gas-Luft-Gemisches in Bewegungsrichtung desselben eingeführt. Die Vermischung des Brennstoffs und des Gas-Luft-Gemisches in gleichgerichteten Strömen erfolgt nicht intensiv, und der Verdampfungsvorgang des flüssigen Brennstoffs im Abschnitt von den Düsen bis zum Host der Nachbrennkammer kann nicht zum vollständigen Abschluß kommen. Das Gelangen von flüssigem Brennstoff auf die erhitzte Oberfläche des Rostes der Nachbrennkammer führt zu einem hohen Temperaturgefälle am erwähnten Eost. Hierbei entstehen hohe Spannungen, die zum Verwerfen und Zerspringen des Rostes während der Arbeit des Generators führen, was seine Betriebssicherheit und Lebensdauer verringert. Außerdem gelangt ein Teil des flüssigen Brennstoffes durch die Perforationen in die Brennzone, die hinter dem Bost liegt. Dies führt zur Bildung von lokalen, überangereicherten Zonen, in denen die Verbrennung in einer Diffusionszone stattfindet undFor a better explanation of the variant of the invention described above, reference is also made to the following. Im known In the inert gas generator, the operating fuel is introduced into the flow of the gas-air mixture in the direction of movement of the same. The mixing of the fuel and the gas-air mixture in rectified flows are not intense, and the process of evaporation of the liquid fuel in the section of the Nozzles up to the host of the afterburning chamber cannot be complete Come to an end. The penetration of liquid fuel onto the heated surface of the grate of the afterburner chamber leads to it to a high temperature gradient on the mentioned Eost. This creates high tensions that lead to the warping and shattering of the Rust during the operation of the generator, which reduces its operational safety and service life. In addition, part of the liquid fuel gets through the perforations into the combustion zone, which is located behind the bost. this leads to the formation of local, over-enriched zones in which the combustion takes place in a diffusion zone and

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sich durch eine klar ausgeprägte Reihenfolge der Prozesse (stufenweise Verbrennung) auszeichnetj und zwar Erwärmung der Brennstoffteilchen, Verdampfung und Verbrennung zunächst leichter und dann schwerer Kohlenwasserstoffe.through a clearly defined sequence of processes (gradual combustion) is characterized by the heating of the Fuel particles, evaporation and combustion of initially light and then heavier hydrocarbons.

Deshalb kann im begrenzten Volumen der ITachbrennkammer der Verbrnnungsprozeß des flüssigen Brennstoffs ebenfalls nicht vollständig abgeschlossen werden, und im Dampf-Gas-Gemisch erscheinen Produkte des unverbrannten Brennstoffs: OO - 0,2%, Hp - 0,1%; CH4 - 0,2%.Therefore, in the limited volume of the secondary combustion chamber, the combustion process of the liquid fuel cannot be fully completed either, and products of the unburned fuel appear in the vapor-gas mixture: OO - 0.2%, Hp - 0.1%; CH 4 - 0.2%.

Die im Dampf-Gas-Gemisch vorhandenen brennbaren Komponenten vermindern die Löschwirksamkeit, weil das Dampf-Gas-Gemisch unmittelbar auf den Feuerherd gerichtet wird.The combustible components present in the steam-gas mixture reduce the extinguishing effectiveness because the steam-gas mixture is immediate is aimed at the hearth.

Im vorgeschlagenen Generator sind die Düsen des BrennstoffSammlers entgegen der Bewegungsrichtung des Gas-Luft-Gemisches (also im Gegenstrom) gerichtet. Der Vermischungsgrad des Brennstoffes mit dem Gas-Luft-Gemisch ist in Gegenströmen erheblich höher als in gleichgerichteten Strömen. Dank der Intensivierung des Vermischungsvorgangs sowie infolge der Zerkleinerung der Brennstoff teilchen bei ihrem Zusammenprallen mit dem Gegenstrom des Gas-Luft-Gemisches, bei der noch feinere Tröpfchen entstehen, wird derei](Erwärmungs- und Verdampfungsgeschwindigkeit stark gesteigert. Es muß noch erwähnt werden, daß zum Unterschied ~von der bekannten Lösung beim Einführen des Brennstoffes in das Gaa-Luft-Gemisch im Gegenetrom die Länge des Weges der Brenn-In the proposed generator are the nozzles of the fuel collector directed against the direction of movement of the gas-air mixture (i.e. in countercurrent). The degree of mixing of the fuel with the gas-air mixture is considerably higher in countercurrents than in rectified currents. Thanks to the intensification of the Mixing process as well as particles as a result of the comminution of the fuel when they collide with the countercurrent of the Gas-air mixture, which produces even finer droplets, is derei] (the rate of heating and evaporation is greatly increased. It must also be mentioned that, in contrast to the known solution, when the fuel is introduced into the Gaa-air mixture in the counter flow the length of the path of the combustion

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stoffteilchen von der Düse bis zum Eost und die Verweilzeit derselben im heißen (4000O) Strom des Gas-Luft-Gemisches, der Erwärmungs- und Verdampfungsgrad des Brennstoffes zunehmen. Hierbei läßt sich die Länge des Weges der Brennstoffteilchen durch Druckänderung der Brennstoffzufuhr an den Düsen regeln.particles from the nozzle to the Eost and the dwell time of the same in the hot (400 0 O) stream of the gas-air mixture, the degree of heating and evaporation of the fuel increase. The length of the path of the fuel particles can be regulated by changing the pressure of the fuel supply at the nozzles.

Auf diese Weise gelangt durch den Rost in die Nachbrennkammer ein sorgfältig vermischtes Gemisch von dampfförmigem Brennstoff mit einem Oxydationsmittel (Gas-Luft-Gemisch), in dem der Zutritt des Luftsauerstoffes zu allen brennbaren Elementen frei ist. Gerade in diesem Fall wird die höchste Verbrennungsintensität im geringen Volumen erreicht, die durch einen hohen Gütegrad der Verbrennung des Brennstoffs und das Fehlen von unverbrannten Produkten gekennzeichnet ist.In this way, a carefully mixed mixture of vaporous fuel passes through the grate into the afterburning chamber with an oxidizing agent (gas-air mixture), in which the access of the atmospheric oxygen to all combustible elements is free is. It is precisely in this case that the highest combustion intensity is achieved in the low volume, thanks to a high degree of quality the combustion of the fuel and the lack of unburned Products.

Beim Betrieb des vorgeschlagenen Generators beträgt der CO-Gehalt im Dampf-Gas-Gemisch 0,001%, und Wasserstoff sowie Methan fehlen ganz.When operating the proposed generator, the CO content is in the steam-gas mixture 0.001%, and hydrogen and methane are completely absent.

Dadurch wird die Feuerlöschwirksamkeit erhöht. Die thermischen Spannungen im Kammerrost werden dagegen vermindert, da im Auflaufstrom Teilchen flüssigen Brennstoffes fehlen, wodurch die Zuverlässigkeit und Lebensdauer des Generators erhöht wird.This increases the fire extinguishing effectiveness. The thermal stresses in the chamber grate, on the other hand, are reduced because they are in the overflow current Particles of liquid fuel are missing, which increases the reliability and service life of the generator.

Schließlich enthält gemäß einer weiteren Variante der Erfindung der vorgeschlagene Generator ein Luftstrahltriebwerk 26 (Fig. 3, 4), einen Ejektorkanal 27, eine Nachbrennkammer 28 mitFinally, according to a further variant of the invention, the proposed generator contains an air jet engine 26 (Fig. 3, 4), an ejector channel 27, an afterburning chamber 28 with

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einem Wassermantel 29» ein Brennstoff Zuführungssystem 30 und ein Wasserzuführungssystem 31. Die Nachbrennkammer 28 schließt ein Feuerrohr 32 und einen Außenmantel 33 ein, die einen ringförmigen Hohlraum bilden, in dem längsverlaufende Trennwände 34-angeordnet sind. Der Außenmantel 33 ist an der Zuführungsstelle des Kühlwassers als ringförmiges Sammelgefäß 35 ausgebildet.a water jacket 29 »a fuel supply system 30 and a water supply system 31. The afterburning chamber 28 includes a fire tube 32 and an outer jacket 33 which is an annular Form a cavity in which the longitudinal partition walls 34 are arranged are. The outer jacket 33 is designed as an annular collecting vessel 35 at the point of supply of the cooling water.

Während der Arbeit des vorgeschlagenen Generators gelangt das Wasser aus dem System 31 in das ringförmige Sammelgefäß 35» von wo es über Kanäle 36, die von den längsverlaufenden Trennwänden 34- zusammen mit dem Außenmantel 33 sowie dem Feuerrohr 32 gebildet sind, am Feuerrohr 32 entlangfließend dieses abkühlt.During the work of the proposed generator that gets Water from the system 31 into the annular collecting vessel 35 »from where it is via channels 36, which are separated from the longitudinal partition walls 34 - together with the outer jacket 33 and the fire tube 32 are formed, flowing along the fire tube 32 this cools.

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Claims (3)

D ■·■ ! "■" ■- 12. Februar 1976 D ■ · ■ ! "■" ■ - February 12, 1976 P 64 506P 64 506 PatentansprücheClaims M. jFeuerlöScheinrichtung auf der Basis eines Gasturbinentriebwerkes, die am Ausgang des Triebwerkes aufeinanderfolgend angeordnet einen Ejektorkanal mit einem in diesem angeordneten Sammler mit Verteilern zur Brennstoffzuführung, eine Nachbrennkammer mit einem Flammenzünder, der an ein Druckluftzuführungssystem angeschlossen ist und mit einem Außenmantel dem Kühlwasser zugeführt wird, enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum (8) des Zünders (5) der Wachbrennkammer (3) durch einen Kanal (9) mit dem Strömungsteil (10) des Gasturbinentriebwerks (1) in der Hochdruckzone verbunden ist.M. j fire extinguishing device based on a gas turbine engine, which are arranged one after the other at the outlet of the engine with an ejector duct in this arranged collector with distributors for fuel supply, an afterburning chamber with a flame igniter connected to a compressed air supply system and with a Outer jacket is supplied to the cooling water, characterized in that the interior (8) of the igniter (5) of the awake combustion chamber (3) through a channel (9) with the flow part (10) of the gas turbine engine (1) connected in the high pressure zone. 2. Feuerlöscheinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteiler (18) zur Brennstoffzufuhr des Brennstoffsammlers (17) entgegengesetzt zur Strömungsrichtung des Gas-Luft-Gemisches gerichtet sind.2. Fire extinguishing device according to claim 1, characterized in that the distributor (18) for supplying fuel to the fuel collector (17) are directed opposite to the direction of flow of the gas-air mixture. 3. Feuerlöscheinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoffsammler (17) mit seinen gegen den Gas-Luft-Gemischstrom gerichteten Verteilern (18) in der3. Fire extinguishing device according to claim 2, characterized in that the fuel collector (17) with its against Gas-air mixture flow directed distributors (18) in the 6O9835/07A2 _2_6O9835 / 07A2 _ 2 _ Zone des Ejektorkanals (2) angeordnet ist, in der die Temperaturen auf der ganzen Länge der unter der Einwirkung des otroms umgelenkten Strahlen des zugeführten Brennstoffs ungefähr gleich sind und die Abbrandtemperatur der jeweiligen Brennstoffsorte nicht erreichen.Zone of the ejector channel (2) is arranged in which the Temperatures along the entire length of the jets of the supplied fuel deflected under the action of the otrom are approximately the same and do not reach the combustion temperature of the respective fuel type. 4·. Feuerlöscheinriehtung nach einem der Ansprüche 1,2 oder ;'>, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenmantel (3"i) der Nachbrennkammer (23) an der Zuführungsstelle des Kühlwassers als ringförmiges Sammelgefäß (35) ausgebildet ist, und daß χει ringförmigen Hohlraum für das Kühlwasser, der von der l/and der üachbrennkammer (28) und deren Außenmantel (:5, ) gebildet ist, längsverlaufende Trennwände (34-) angeordnet sind, die entlang der gesamten Kammeraußenfläche Kanäle O6) für das Kühlwasser bilden.4 ·. Fire extinguishing device according to one of claims 1, 2 or; '>, characterized in that the outer jacket (3 "i) of the afterburning chamber (23) is designed as an annular collecting vessel (35) at the point of supply of the cooling water, and that χει annular cavity for the cooling water from the l / and the secondary combustion chamber (28) and its outer jacket (: 5,) is formed, longitudinal partition walls (34-) are arranged, the channels O6) along the entire outer surface of the chamber for the cooling water. 0983 5/Π742
BAD
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BATH
L e e r s e i t eL e r s e i t e
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