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Dampferzeuger
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Die Erfindung betrifft einen Dampferzeuger zur Erzeugung von r;7asserdampf,
bei welchem Wasserstoffgas und Sauerstoffgas durch einen Einspritzkopf in eine Brennkammer
einleitbar und dort verbrennbar ist und bei welchem Einlaßöffnungen zum Einspritzen
von flüssigem Wasser in die Brennkammer vorgesehen sind.
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Ein Dampferzeuger dieser Art ist aus der DE-PS 1 301 821 bekannt.
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In der Brennkammer eines derartigen Dampferzeugers werden in der Regel
nicht vollständig kondensierbare Treibstoffe verbrannt, und die Brenngase strömen
durch eine Brennkammer eine Auslaß zu.
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Längs des Strömungsweges wird durch Öffnungen in der Seitenwand der
Brennkammer in der Höhe einer Kanaleinschnürung Wasser in die Verbrennungsgase eingespritzt,
welches aufgrund der hohen Temperaturen der Verbrennungsgase verdampft. Der mit
dieser Vorrichtung erzeugte Heißdampf dient insbesondere zum Betrieb von Ejektoren,
um Höhensimulationsanlagen zu betreiben.
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Daneben würde sich eine solche Raketentriebwerksbrennkammer auch zur
Erzeugung von Dampf eignen , der zum Antrieb einer Turbine verwendet werden kann.
Dabei ist besonders wesentlich, daß das von der Brennkammer erzeugte Gas vollständig
kondensierbar ein muß, es dürfen also keine Verbrennungsrestgase übrig bleiben.
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Diese Forderung läßt sich dann besonders vorteilhaft erfüllen, wenn
Wasserstoff und Sauerstoff in stöchiometrischem Verhältnis als Brenngase verstendet
werden, da bei vollständiaer Verbrennung Wasser entsteht. Durch die Zugabe von Wasser
zu den heien Verbrennungsgasen wird gleichzeitig die Temperatur der Brenngase
herabgesetzt,
so daß man eine für den Betrieb von Turbinen akzeptabie Temperatur in der Größenordnung
von 900 ° C erreicht.
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Der Wirkungsgrad derartiger Brennkammern ist naturgemäß dann besonders
hoch, wenn es gelingt, einen möglichst gleichmäßigen Kontakt des eingespritzten
Wassers mit den heißen Brenngasen zu erhalten, da dann die Verdampfungsrate optimal
wird.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Dampferzeuger vorzuschlagen, der
eine besonders günstige Ausnutzung der in den heißen Brenngasen gespeicherten Wärmeenergie
ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird bei dem Dampferzeuger der eingangs beschriebenen
Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Einspritzöffnungen des Wassers in die
Brennkammer derart angeordet sind, daß Wasser über den gesamten Querschnitt der
Brennkammer in den Verbrennungsgasstrom einspritzbar ist.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist votgesehen,
daß sich in der die Brennkammer umgebenden Wand in zwei in Gasströmungsrichtung
im Abstand angeordneten, senkrecht zur Gasströmungsrichtung liegenden Einlaßebenen
mehrere Einlaßkanäle für das Wasser befinden, die derart gerichtet sind, daß die
aus zwei in verschiedenen Einlaßebenen liegenden Ranälen austretenden Strahlen in
einer zwischen den beidan Einlaßebenen liegenden Prallebene aufeinander treffen
und so durch die Gesamtheit der aufeinandertreffenden Wasserstrahlen ein quer zur
Gas strömungsrichtung angeordneter Wasserschleier entsteht.
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Ein solcher Wasserschleier kann in die strömenden Gase über den gesamten
Querschnitt der Brennkammer vorteilhaft eintreten.
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Vorteilhaft ist es dabei, wenn der Abstand benachbarter Einlaßebenenen
im Vergleich zur Länge der Brennkammer gering ist.
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Vorzugsweise sind längs der Brennkammer mehrere Einlaßebenenpaare
vorgesehen. Der Abstand zwischen verschiedenen Einlaßebenenpaaren kann mit der Entfernung
vom Einspritzkopf zunehmen.
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Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen,
daß im Einspritzkopf neben den Einlaßöffnungen für Wasserstoff und Sauerstoff Einlässe
für Wasser vorgesehen sind.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel kann also das Wasser von der stirnseitiaen
Einspritzplatte des Einspritzkopfes über den gesamen Querschnitt der Brennkammer
in diese eingestritzt werden, so daß ebenfalls eine besonders günstige Durchmischung
des flüssigen Wassers mit den Verbrennungsgasen erfolgen kann.
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Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Wassereinlässe in wesentlichen
über die gesamte Querschnittsfläche der Brennkammer verteilt sind.
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Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfinduna ist
vorgesehen, daß in einer senkrecht zur Brennkammerlängsachse verlaufenden Ebene
mindestens ein Rohr angeordnet ist, das in seinem Innern durch eine Wand in einen
im Einspritzkopf zusezünden ersten Teilraum und in einen dem Einspritzkotf abgewandten
zweiten Teilraum unterteilt ist, daß der erste Teilraum mit einer Kühlwasserzufuhr
und einer Kühlwasserbleitung versehen ist, so daß durch ihn Kühlwasser hindurchleitbar
ist, und daP der zweite Teilraum mit einer Wasserzuleitung und auf der dem Einsoritzkopf
abgewandten Seite mit öffnungen versehen ist, so daß durch ihn Wasser in die Brennkammer
einspritzbar ist.
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Diese Konstruktion ermöglicht es, insbesondere zwei höhen drucken
im Brennraum,ebenfalls Wasser über den gesamten Durchmesser der Brennkammer in die
Verbrennungsgase einzuleiten, wobei dafür Sorge getragen ist, daß aufgrund der Durchleitung
des Kühlwass2rs auf der dem Einspritzkopf zugewandten Seite das in die Brennkammer
hinein ragende Rohr ausreichend gekühlt ist.
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Vorteilhaft ist es, wenn der zweite Teilraum über eine verschließbare
Leitung mit der Kühlwasserableitung des ersten Teilraumes in Verbindung steht. Dann
kann das zur Kühlung des Rohres benutzte, dadurch vorgewärmte Wasser als Einspritzwasser
benutzt werden.
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Bei einer Weiterentwicklung kann darüber hinaus vorgesehen sein, daß
mehrere Rohre und Rohrabschnitte zu einem Rohrsystem zusammengesetzt sind, wobei
zwischen den einzelnen Rohrstücken Platz für der Dlr htritt der Verbrennungsgase
bleibt. Beispielsweise kann das Rohrsystem zwei sich kreuzende Rohre oder drei in
der Brennkammermitte zusammentreffende, jeweils um 1200 gegeneinander versetzte
Rohrstü;:ke aufweisen. Es ist auch möglich, daß das Rohrsystem eine Anzahl paralleler
Rohre umfasst, die sich mit einer Anzahl senkrecht dazu verlaufender Rohre kreuzt.
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Vorteilhaft ist es, wenn der Einspritzkopf eine aus gesintertem Metall
bestehende Einspritzplatte aufweist, durch welche Sauerstoffeinspritzkanäle und
gegebenenfalls Wassereinspritzkanäle hindurchtreten, und wenn die Einspritzplatte
einen mit der Wasserstoffzuleitung in Verbindung stehenden Hohlraum im Einspritzkopf
zur Brennkammer hin abschließt. Dadurch läßt sich der Wasserstoff sehr gleichmäßig
über die Brennkammerfläche verteilt in diese einleiten, und man erhält eine gute
Durchmischung der Brenngase.
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Das der Einspritzplatte vorgelagerte Gaspolster dient darüber hinaus
der Wärmeisolation, d. h. die Einspritzplatte wirkt gegenüber den heißen Verbrennungsgasen
abgeschirmt.
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Bei einer weiteren Verbesserung ist vorgesehen, daß mit der Brennkammer
ein Pilotzündkammer in Verbindung steht, in welche eine Wasserstoffzufuhrleitung
und eine Sauerstoffzufuhrleituna einmünden, und daß in dieser Pilotzündkammer eine
Zündelektrode angeordnet ist. Durch diese Anordnung wird es möglich, den Brennvorgang
in der getrennten Pildzündkammer zu zünden, aus welcher heiße Verbrennungsgase austreten
und die Reaktionsgase in der Hauptbrennkammer zünden. Die Verwendung einer solchen
Pilotzündkammer ermöglicht es, die Zündung so durchzuführen,
daß
keine Druckspitzen auftreten, die für eine sich an die Brennkammer anschließende
Turbine gefährlich wären.
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Günstig ist es, wenn die Pilotzündkammer in der Nahe des einspritzkopfseitigen
Endes der Brennkammer in die Seitenwand der Brennkammer einmündet.
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Es kann aber auch vorgesehen sein, daß die Pilotzündkammer im Einspritzkopf
angeordnet ist und durch diesen hindurch in die Brennkammer einmündet, wobei die
Achse der Pilotzündkammer vorzugsweise mit der Achse der Brennkammer zusammenfällt.
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weitere vorteilhafte Aus gestaltungen der Erfindung sind Gegenstand
der Unteransprüche.
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Die nachstehende Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der
Erfindung dient in Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen:
t'ig. 1 eine schematische Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Dampferzeugers;
Fiq. 2 eine vorgrößerte Teilansicht des in Pig. 1 mit R bezeichneten Bereiches;
Fiq. 3 eine vergrößerte Teilschnittansicht eines anderen Ausführungsbeispieles eines
Einspritzkopfes für einen Dampferzeuger; Fiq. 4 eine Teilschnittansicht eines weiteren
Ausführungsbeispieles eines Einspritzkopfes für einen Dampferzeuger;
Fig.
5 eine vergrößerte Ansicht des in Fig. 4 mit B bezeichneten Bereiches; Fig. 6 eine
schematische Schnittansicht eines weiteren Ausführungsbeispieles eines Dampferzeugers
mit einem die Brennkammer durchsetzenden Einspritzrohr für Wasser; Fig. 7 eine Schnittansicht
längs Linie 7s7 in Fig. 6; Fig. 8 einen Ausschnitt aus einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
eines Einspritzrohrsystems; Fig. 9 eine Ansicht ähnlich Fig. 8 eines weiteren bevorzugten
Ausführungsbeispieles eines Einspritzrohrsystems; Fig. 10 eine Ansicht ähnlich Fig.
8 eines weiteren bevorzugten Ansführungsbeispieles eines Einspritzrohrsystems.
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In Fig. 1 ist ein -Üamtferzeugsr gemäß der Erfindung dargestellt.
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Er umfasst eine Brennkammer 1, die von einem Mantel 2 umgeben ist.
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Der Querschnitt der Brennkammer 1 ist vorzugsweise kreisförmig.
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An einem Ende wird die Brennkammer durch einen Einspritzkopf 3 geschlossen,
in dem sich ein miteiner Leitung 4 in Verbindung stehender Verteilerraum 5 für Wasserstoff
und ein mit einer Leitung 6 in Verbindung stehender Verteilerraum 7 für Sauerstoff
befinden. Beide Verteilerräume 5 und 7 stehen über entsprechende Einlaßöffnungen
mit dem Einspritzkopf 3 in Verbindung, so daß der Wasserstoff und der Sauerstoff
aus den Verteilerräumen in die Brennkammer gelangen können.
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Der Mantel 2 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel segmentförmig
aufgebaut, d. h. es schließen sich verschiedene Segmente
8, 9,
10, 11, 12, 13, 14 aneinander an. Dieser Aufbau erleichtert eine Änderung des Aufbaus
des Dampferzeugers zu Versuchszweeken, ist jedoch für den Betrieb der Brennkammer
nicht unbedingt notwenig, d. h. der Mantel kann beispielsweise auch einstückig ausgebildet
sein.
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In dem dem Einspritzkopf 3 benachbarten Segment 8 ist eine Pilotzündkammer
15 angeordnet, die mit der Brennkammer 1 in Verbindung seht und in die eine Wasserstoffzufuhrleitung
16 und eine Sauerstoffzufuhrleitung 17 einmünden. Ferner ist in der Pilotzündkammer
eine Zündelektrode 18 angeordnet.
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In den verschiedenen Segmenten sind Kanäle 19 vorgesehen, in die über
Zufuhrleitungen 20 Kühlwasser eingeleitet werden kann, welches in aus der Darstellung
nicht ersichtlicher Weise zumindest teilweise durch Kühlwasserabführleitungen wieder
einer Kühlvorrichtung zugeführt wird. In den Segmenten 8,10, 12 und 14 verlaufen
die Kanäle 19 parallel zur Längsachse der Brennkammer dicht an der Brennkammerwand
und stehen mittels eines radialen Abschnittes 21 mit Ringräumen 22 in Verbindung.
Die Ringräume benachbarter Segmente 8 und 9, 10 und 11 bzw. 12 und 13 sind miteinander
durch eine Verbindungsleitung 23 verbunden. Vom äußeren Ringraum 22 in den Segmenten
9, 11, 13 führt eine radiale Leitung 24 zu einem inneren Ringraum 25, der längs
seines Umfanges mit einer Vielzahl von Einlaßkanälen 26, 27 mit der Brennkammer
1 in Verbindung steht. In Fig. 2 ist der Bereich des Ringraumes 25 und der Einlaßkanäle
26, 27 vergrößert dargestellt. Man erkennt, daß eine erste Gruppe von Einlaßkanälen
in einer ersten, seriret-.zur Strömungsrichtung liegenden Ebene in die Brennkammer
einmündet, whrendseine zweite Gruppe von Einlaßkanälen in einer parallel dazu verlaufenden
,in Strömungsrichtung versetzten Ebene in die Brennkanmer einmündet. Die Einlaßkanäle
26 der ersten Gruppe und die EinlaßkanäIe 27 der zweiten Gruppe sind in ihrem Eintrittsbereich
gegeneinander gerichtet, sodaß die aus ihnen
austretenden Wasserstrahlen
sich in einer Ebene zwischen den Austrittsebenen der Einlaßkanäle 26 bzw. 27 treffen.
In dieser Prallebene werden die kontakten Wasserstrahlen zu kleinen Tröpfchen zerrissen
und in eine im wesentlichen radiale Richtung umgelenkt.
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Die längs des Umfangs der Brennkammer verteilten Einlaßkanäle führen
somit dazu, daß in der Prallebene ein nach innen gerichteter Wasserschleier erzeugt
wird, durch den die heizen Brenngase über den gesamten Querschnitt der Brennkammer
mit flüssigem Wasser beladen werden können.
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In jedem Segment 9, 11, 13 ist ein solches Wassereinlaßorgan angeordnet.
Längs der Brennkammerachse können dabei die Abstande zwischen den Einlaßorganen
größer werden, da die Temperatur der Verbrennungsgase durch die sukzessive Beladung
mit flüssigem Wasser sinkt und da deshalb der Verdampfungsvorgang von einem zum
nächsten Wassereinlaßorgan langsamer wird.
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Die Brennkammer ist in der Darstellung der Fig. 1 an ihrer Auslaßseite
abgebrochen dargestellt. Hier kann die Brennkammer beispielsweise in ein Turbinengehäuse
einmünden.
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Für den Betrieb der in Fig. 1 dargestellten Brennkammer ist wesentlich,
daß durch die beschriebene Wassereinspritzung eine gleichmäßige Beladung der Verbrennungsgase
mit Wasser und damit ein quter Verdampfungswin1zungsgrad erzielbar sind.
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Darüber hinaus erlaubt die Pilotzündkammer 15 eine schonende Inbetriebnahme
der Brenn1ammer. Man kann den Verbrennungsvorgang in dieser PilotzünMmmer mit den
dort zugeführten Gasen Wasserstoff und Sauerstoff in Gang bringen und gleichzeitig
die Zufuhr von Wasserstoff und Sauerstoff zur Hauptbrennkammer drosseln.
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Die heißen, aus der Pilotzündkammer in die Brennkammer eintretenden
Verbrennungsgase entzinden die Gase in der Brennkammer, jedoch entsteht dabei kein
plötzlicher Druckanstiea, der die nachgeschaltete Turbine beschädigen könnte. Sobald
die
Verbrennung in der Brennkamraer in Gang gekommen ist, kann
die Gaszufuhr in der Brennkammer auf das Normalmaß geregelt werden, so daß die Verbrennung
im vollen Umfang abläuft.
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Die in dem Ausführungsbeispiel der Fin. 1 dargestellte Pilotzündkammer
ist in Richtung der Strömungsrichtung geneigt, d. h.
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ihre Längsachse schließt mit der Strömungsrichtung einen spitzen Winkel
ein.
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In Fig. 3 ist ausschnittsweise ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel
eines Einspritzkopfes dargestellt. Eine Brennkammer 31 ist von einem mantel 32 umgeben,
in welchem sich in ähnlicher Weise wie bei dem In rig. 1 ausgeführten Ausführungsbeispiel
Kühlwasserkanäle 33 befinden. Eine Einsprit%platte 34 verschließt die Brennkammer
31 stirnseitig. An die Einspritzplatte 34 schließen sich verschiedene, im wesentlichen
topfförmig ausgbildete Einsätze 35, 36, 37 und 35 an, die gegeneinander abgedichtet
konzentrisch aufeinander gesetzt sind. Zwischen dem Einsatz 35 und der rinspritzplatte
34 befindet sich ein erster Hohlraum 39, zwischen dem Einsatz 35 und dem Einsatz
36 ein zweiter hohlraum 40, zwischen dein Einsatz 35 und dem Einsatz 37 ein weiterer
Hohlraum z;1 und zwischen dem Einsatz 37 und dem Einsatz 38 ein weiterer wohlraum
42. Der der Brennkammer benachbarte Hohlraum 39 steht mit einer Zufuhrleitung 43
und Abfuhrbohrungen 44 in Verbindung, so daß Kühlwasser durch ihn hindurchgeleitet
werden kann. Aus diesem Hohlraum 39 führen Bohrungen 45 in der Einspritzplatte 34
in -'ie Brennkammer 31. Auf diese Weise kann das den tHohlraum 39 durchströmende
Kühlwasser zumindest teilweise durch die Bohrungen 45 in die Brennkanmer gelangen.
Vorzugsweise sind die Bohrungen 45 gleichmäßig über die Fläche der Einspritzplatte
34 verteilt, so daß eine gleichmäßige Einspritzung von Wasser über den gesamten
Brennkammerquerschnitt möglich ist.
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Der über dem Hohlraum 39 angeordnete Hohlraum 40 dient
der
Ableitung des Kühlwassers, welches über die Abfuhrbohrungen 44 in diesen eintritt
und über eine Abführleitunq 46 wieder austritt.
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Der Hohlraum 41 steht mit einer Wasserstoffzufuhrleitung 48 in Verbindung,
der Hohlraum 42 mit einer Sauerstoffzufuhrleitunq 49.
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Zur Zufuhr der Treibstoffe in die Brennkammer dienen eine Vielzahl
von Rohrkörpern (52). Diese sind durch Bohrungen im Einsatz 37, durch Bohrungen
im Einsatz 36 und durch Bohrungen im Einsatz 35 und durch Bohrungen in der Einspritzplatte
34 hindurch bis in die Brennkammer 31 gesteckt und mit den Trennwänden der Hohlräume
verschweißt.
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Durch diese Schweißnähte bleiben die Hohlräume 39, 40, 41 und 42 voneinander
getrennt; die Bohrung 53 im Rohrkörper verbindet den Mahlraum mit der Brennkammer,
die Kanäle 55 verbinden den Hohlraum 41 mit der Brennkammer und die Bohrung 45 in
der beschriebenen Weise den Hohlraum 39 mit der Brennkammer.
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Auf der Symmetrieachse der Anordnung ist eine Buchse 56 durch konzentrische
Bohrungen in den Einsätzen 35, 36 und 37 und 33 und in der Einspritzplatte 34 abgedichtet
hindurchgeführt. In diese Buchse 56 ist eine Pilotzündkammer 57 eingeschoben und
mittels Distanz-Schweißpunkte 58 derart in dieser gehalten, daß sich zwischen Buchse
56 und Zündkammer 57 ein Ringspalt 59 ergibt. Dieser Ringspalt steht mit einer rzzasserstoffzufuhrleitung
60 in Verbindung, durch die zum Zwecke der Kühlung Wasser stoffgas durch den Ringspalt
zwischen Buchse 56 und Pilotzündkammer 57 einleitbar ist.
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In die Pilotzündkammer 57 münden eine Wasserstoffzufuhrleitung 61
und eine Sauerstoffzufuhrleitung 62 ein. An ihrem der Brennkammer 31 gegenüberliegenden
Ende ist eine elektrische Zündelektrode 63 angeordnet.
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Neben der bereits beschriebenen Wasserzufuhr durch die Einspritzplatteiinterscheidet
sichter in wiv. 3 dargestellte Einspritzkopf insbesondere dadurch vom Einspritzkopf
der Vorrichtung in Fia. 1, daß die Pilotzündkammer in den Einsnritzkopf integriert
ist. Ihre Funktionsweise ist im Prinzip dieselbe wie ob erläutert.
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Diese Vorrichtung gewährleistet insbesondere im Pereich des Einspritzkopfes
eine gleichmäßige und gründliche Durchmischung der Verbrennungsgase mit Wasser und
aarantiert daher eine gute Verdampfungsleistung. Durch die konzentrische Zufuhr
von wasserstoff und Sauerstoff durch die zentrischen Bohrungen 53 sowie die Kanäle
55 ist eine gute Durchmischung der Verbrennungsgase gewährleistet, wodurch wiederum
die vollständige Verbrennung der Gase sichergestellt wird, die für die Durchführung
eines Kreisprozesses unerläßlich ist.
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In Fig. 4 ist schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Dampferzeugers
dargestellt. Auch hier wird eine Brennkammer 71 von einem Mantel 72 umgeben, in
dem sich Kühlwasserkanäle 73 befinden.
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Im Einspritzkopf 74 befinden sich zwei Hohlräume 75 und 7E, die mit
einer Sauerstoffleitung 77 bzw. einer Wasserstoffleitung 73 verbunden sind. Der
der Brennkammer 71 nähergelegene Hohlraum
76 ist gegenüber der
Brennkammer mittels einer Einspritzplatte 79 aus einem gesinterten Metall abgetrennt.
Diese wird beispielsweise aus Edelstahlkügelchen unter Anwendung von Hitze und Druck
hergestellt und ist so porös, daß der gasförmige Wasserstoff aus dem Hohlraum 76
in die Brennkammer 71 eintreten kann. Die die Hohlräume 75 voneinander trennende
Zwischenwand 80 trägt röhrchenförmige Verlängerungen 81 mit einer zentralen Bohrung
82, die durch den Hohlraum 76 und durch die Einspritzplatte 79 hindurch bis in die
Brennkammer 1 reichen.
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Durch diese Verlängerungen 81 kann der Sauerstoff in die Brennkammer
71 gelangen. In Fig. 5 ist eine solche Verlängerung vergrößert herausgezeichnet.
Man erkennt, daß der durch die Verlängerung in die Brennkammer 71 geleitete Sauerstoff
sich im Bereich der Eintrittsstelle mit dem durch die poröse Einspritzplatte 79
hindurchtretenden Wasserstoff innig vermischen kann, so daß man ein besonderS homogenes
Gasgemisch in der Brennkammer erhält.
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In dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Pilotzündkammer
83 vorgesehen, die im wesentlichen gleich angeordnet ist wie die Pilotzündkammer
15 in dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1.
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Anhand der Fig. 6 und 7 wird im folgenden ein äbgeändertes System
zur Einspritzung von Waseer in die Verbrennungsgase beschrieben.
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In Fig. 6 ist schematisch eine Brennkammer 91 mit einem Mantel 92
und-einem Einspritzkopf 93 dargestellt, dem die Reaktionsgase Wasserstoff und Sauerstoff
durch Leitungen 94 und 95 zugeführt werden. Ein Bereich 96 des Mantels 92 nimmt
einen Ringkanal 97 auf, in den über Leitungen 98 und 99 (Fig. 7) Kühlwasser einleitbar
ist. Der Ringkanal 97 steht mit einem die Brennkammer 91 diametral durchsetzenden
Rohr 100 in Verbindung. Dieses Rohr ist durch eine Trennwand 101 in zwei TeilrSuse
102 und 103 unterteilt. Der erste Teilraum 10 2 steht mit dem Ringkanal 97
in
Verbindung und weist am gegenüberliegenden Ende eine Auslaßleitung 104 auf. Der
andere Teilraum 103 ist gegenüber dem Ringkanal 97 durch eine Stirnplatte 105 verschlossen
und steht an seinem gegenüber liegenden Ende mit einer Leitung 106 in Verbindung.
Die Auslaßleitung 104 ist mit der Leitung 106 über ein Umschaltventil 107 verbunden,
durch welches die Auslaßleitung 104 wahlweise mit der Leitung 106 oder einer in
der Zeichnung nicht näher dargestellten abflußleitung verbindbar ist.
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Auf der dem Einspritzkopf 93 abgewandten Seite sind in der Rohrwandung
eine Vielzahl von öffnungen 108 vorgesehen, so daß der Teilraum 103 mit der Brennkammer
91 in Verbindung steht.
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Im Betrieb dient das durch die Leitung 98 und 99 in den Ringkanal
97 eintretende Kühlwasser zunächst zur Kühlung des Brennkammermantels 92 und strömt
dann wegen des relativ geringen QuerschnitS des Teilraumes 102 mit hoher Geschwindigkeit
durch diesen hindurch. Dabei wird eine sehr effektive Kühlung des den heißen Verbrennungsgasen
ausgesetzten Rohres gewährleistet.
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Das durch die Auslaßleitung 104 austretende Kühlwasser kann entweder
vollständig zu der Abflußleitung geführt werden, es kann jedoch auch teilweise über
die Leitung 106 in den Teilraum 103 eintreten, von dem es durch die öffnungen 108
in die Brennkammer 91 eingespritzt wird. Die Einspritzung erfolgt dabei über den
gesamten Durchmesser der Brennkammer, so daß also auch Verbrennungsgase in der Nähe
der Brennkammerachse mit Wasser heladen werden können.
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Dieses Einspritzsystem ist vorstehend am Beispiel eines einzigen,
die Brennkammer diametral durchsetzenden Rohres 100 erläutert worden.
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Sg;bstverständlich ist es möglich, statt des einen Rohres 100 ein
komplizierteres Rohrsystem zu verwenden. Beispiele aboewandelter Rohrsysteme sind
in den Fig. 8 bis 10 schematisiert dargestellt.
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Im Beispiel der Fig. 8 umfasst das Rohrsystem zwei sich kreuzende,
die
Brennkammer diametral durchsetzende Rohre 110 undill, im Beispiel der Fig. 9 besteht
das Rohrsystem aus drei Rohrabschnitten 120, 121, 122, die sich in der Mitte der
Brennkammer treffen und gegeneinander um 120 ° versetzt sind. Im Ausführungsbeispiel
der Fig. 10 schließlich besteht das Rohrsystem aus einer Vielzahl sich kreuzender
Rohre 130, zwischen denen Zwischenräume 131 freibleiben, durch welche die Verbrennungsgase
hindurchströmen können. Wesentlich ist bei allen Systemen, daß die dem Einspritzkopf
zugewandte Seite des Rohrsystems vom Kühlwasser unter großer Geschwindigkeit durchflossen
wird, so daß eine sehr effektive Kühlung erreicht wird. Die Einspritzung erfolgt
auf der gegeni'rerliegenden Seite, also stromabwärts.