DE4131913C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung für die Kühlluft eines Hyperschall-Luftstrahltriebwerkes, das mit kryogen gespeichertem Treibstoff, insbesondere Wasserstoff, betrieben wird, wobei der Treib­ stoff nach Wärmeaufnahme in einem der Treibstoffzuleitung zwischenge­ schalteten Wärmetauscher dem Triebwerk zugeführt wird und die, einem Lufteinlauf des Triebwerks über eine Luftzuführung entnommene Kühl­ luft nach Wärmeabgabe im Wärmetauscher dem Triebwerk zur Kühlung zugeführt wird. Eine solche Vorrichtung ist aus der DE 39 42 022 A bekannt.

Die auftretenden Temperaturen in einem Luftstrahltriebwerk für Hoch­ geschwindigkeitsflugzeuge (Hyperschallflugzeuge) sind aufgrund der großen Machzahl außerordentlich hoch. Dadurch ergibt sich eine hohe abzuführende Wärmemenge, um die Materialtemperatur der Bauteile im heißen Bereich des Triebwerkes innerhalb der zulässigen technischen Grenzen zu halten. Dabei tritt zusätzlich das Problem auf, daß die Lufttemperaturen im Lufteinlauf eines Hyperschalltriebwerkes bei Machzahlen im Bereich von 5 bis 7, 1500 K bis 2300 K erreichen. Eine Kühlung der heißen Triebwerkskomponenten z. B. im Bereich der Brenn­ kammer, der Turbine und nachgeschalteter Teile, wie Nach­ brennerelemente durch derartig erhitzte Luft gestaltet sich als be­ sonders schwierig. Daher wird die aufgeheizte Luft einer Kühlvorrich­ tung zugeführt, wo sie unter Ausnutzung der Kühlkapazität des flüssig mitgeführten aber in gasförmigen Zustand verbrannten Treibstoffes in einem Wärmetauscher zwischengekühlt wird. Als Treibstoff eignet sich hierfür insbesondere Wasserstoff. Die zulässige Erwärmung des Wasser­ stoffs ergibt sich daraus, daß die Austauschelemente des Wärme­ tauschers, die zugleich zur Trennung des Wasserstoffs von der Luft dienen, bei metallischer Ausführung unterhalb maximaler Temperaturen von 1000 K bis 1100 K gehalten werden müssen. Örtlich werden Aus­ tauschelemente mit Temperaturen im Bereich der Lufteintrittstempera­ tur belastet.

Aufgrund der niedrigen Eintrittstemperatur des Treibstoffes besteht jedoch die Gefahr, daß die Temperatur der abgekühlten Luft örtlich unter 273 K fällt, so daß das in der Luft enthaltene Wasser sich an den Wandungen des Wärmetauschers bzw. an der Austauschmatrix als Eis niederschlägt und somit den Wärmetauscher luftseitig verstopft. Insbesondere trifft diese Problematik für die in der DE 39 42 022 A1 bekannt gewordene Vorrichtung zu.

Ebenso besteht diese Gefahr für den Wärmetauscher eines Hyperschall-Strahlantriebes nach der US 37 33 826, welches zur Kühlung der Verbrennungsluft und zum Aufheizen des Kraftstoffes zwischen Lufteinlauf und Verdichter bzw. zwischen Kraftstoffpume und Brennkammer angeordnet ist.

Hiervon ausgehend besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine gattungsgemäße Kühlvorrichtung anzugeben, die die genannten Probleme vermeidet und einen hohen Austauschgrad bei möglichst ge­ ringem Bauaufwand ermöglicht; darüber hinaus ist ein kompakter, betriebssicherer Wärmetauscher zu schaffen, welcher einfach in die gattungsgemäße Kühlvorrichtung zu integrieren ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Patentanspruch 1 bzw. 5 und 10 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat den Vorteil, daß je nach gefor­ derter Luftaustrittstemperatur die Treibstofftemperatur am Eintritt sowie am Austritt des Wärmetauschers durch entsprechende Regelung eines Rückführgebläses eingestellt werden kann. Eine Vereisung des Wärmetauschers kann somit weitgehend unabhängig vom momentanen Treib­ stoffverbrauch des Triebwerks, welcher die Kühlleistung des Wärme­ tauschers wesentlich beeinflußt, vermieden werden. Durch die Rückfüh­ rung eines Teilstromes des Treibstoffes werden die Temperaturunter­ schiede hauptsächlich im Bereich der Austauschmatrix verringert und daher die Werkstoffbeanspruchung reduziert. Bei Gegenstrom-Wär­ metauscher ist dies besonders im Luftaustrittsbereich der Matrix der Fall. Hieraus resultiert eine für die Luftfahrt unabdingbare Be­ triebssicherheit, insbesondere im Hinblick auf die Verwendung von Wasserstoff als Arbeitsmedium des Wärmetauschers. Eine triebwerksbe­ dingte Begrenzung der Flugenvelope kann verringert weden, indem die Zuführung des Teilstromes T unter Berücksichtigung der Flugzustands­ größen erfolgt.

Eine weitere Maßnahme zur Vermeidung extremer Werkstoffbeanspruchung aufgrund der Temperaturgegensätze, insbesondere im Bereich der Luft­ eintrittsseite der Matrix, ist durch die Ausführung der Vorrichtung gemäß Anspruch 2 gegeben. Zudem lassen sich die geforderten Betriebs­ größen bei Verwendung eines steuerbaren Luftgebläses nach Anspruch 3 im Zusammenwirken mit dem Rückführgebläse weitgehend variabel regeln.

Um auch Turbinenstufen mit Kühlluft versorgen zu können, ist es er­ forderlich die Kühlluft auf das Druckniveau innerhalb der Turbinen zu verdichten. Daher wird die Anordnung eines Kühlluftverdichters strom­ abwärts des Wärmetauschers vorgeschlagen, wodurch die notwendige Verdichterleistung geringer ist als bei der Verdichtung ungekühlter Luft.

Eine raumsparende Bauweise eines Wärmetauschers ergibt sich durch die Integration einer trommelförmigen Matrix in das zylindrische Druckge­ häuse gemäß Anspruch 5. Die zylindrische Bauweise des Wärmetauschers gewährt eine zuverlässige Druckdichtigkeit des umschließenden Druck­ gehäuses und erfüllt daher die hohen Sicherheitsanforderungen bei der Anwendung in einem Flugzeug.

Um auch bei extrem hohen Gaseintrittstemperaturen, die besonders im Hyperschallflug auftreten, keine thermischen Probleme am Wärme­ tauscher zu verursachen, kann in konsequenter platzsparender Bauweise ein Teilstrom L über den Rückströmkanal im Inneren des Hohlzylinders, dem ungekühlten Gasstrom stromauf der Matrix zugemischt werden. Mit Hilfe dieser Ausführung ist es möglich, die Gaseintrittstemperatur vor der Matrix so weit abzusenken, daß das Werkstoffverhalten unter Betriebstemperatur beherrschbar bleibt. Weiterhin läßt sich eine für das Betriebsverhalten wichtige homogene Durchmischung des Gasstromes mit dem Teilstrom erreichen.

In zweckmäßiger Kombination der Erfindung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 7, können auch bei mit der Flugmachzahl stark schwankendem Kühlbedarf die Wärmetauscherkomponenten in einem engen Temperaturbe­ reich gehalten werden, was der Standfestigkeit und somit der Be­ triebssicherheit zugute kommt.

Weitere vorteilhafte Ausführungen zum Wärmetauscher mit trommel­ förmiger Matrix ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 8 und 9.

Zur Erzielung eines hohen Austauschgrades, bei akzeptabler Raumnut­ zung eines Wärmetauschers mit zylindrischem Druckgehäuse erweist sich eine Ausführung gemäß der Merkmale des Anspruchs 10 als vorteilhaft. Vorzugsweise ist ferner vorgesehen, die Matrix mit in Strömungsrich­ tung auskragenden, haarnadelförmigen Profilrohrbügeln zu versehen, welche an zwei Kühlmedium zu- bzw. abführende Zentralleitungen ange­ schlossen sind. Dehnungen der Profilrohrbügel können sich daher span­ nungsfrei in Strömungslängsrichtung ausbilden.

Weitere vorteilhafte Ausbildungen des Wärmetauschers hinsichtlich geringer Druckverluste im Gas und optimalen Austauschgrades ergeben sich aus den Ansprüchen 12 bis 15.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt eines Hyperschall-Luftstrahltriebwerkes mit schematischer Darstellung der Kühlvorrichtung,

Fig. 2 einen Längsschnitt eines Wärmetauschers mit trommelförmiger Kreuz-/Gegenstrommatrix,

Fig. 3 einen Querschnitt durch den Wärmetauscher gemäß Fig. 2,

Fig. 4 eine perspektivische Darstellung eines Matrixpaketes, be­ stehend aus zwei Trommelmatrizen,

Fig. 5 einen Querschnitt durch die Matrix des Wärmetauschers gemäß Fig. 2,

Fig. 6 einen Längsschnitt eines Wärmetauschers mit bügelförmiger Kreuz-/Gegenstrommatrix und

Fig. 7 einen Querschnitt durch den Wärmetauscher mit Blick auf die Matrix.

In Fig. 1 ist ein schematischer Längsschnitt durch ein Luftstrahl­ triebwerk 1 für Hyperschallbetrieb dargestellt, das im wesentlichen aus einem Lufteinlauf 2, einem Fantriebwerk 3, einem Nachbrenner 4 und einer vorzugsweise verstellbaren Düse 5 besteht. Das Fantriebwerk 3 ist in der dargestellten Ausführung als Zweikreiser ausgeführt, d. h., es enthält einen zweistufigen Fan 6, und einen Hochdruckverdichter 7 für die Kernluftströmung. Weiterhin sind dem Fantriebwerk 3 eine Brennkammer 8 und eine Hoch- und Niederdruckturbine 9 zuge­ ordnet.

Bei niedrigen Flugmachzahlen arbeitet das Luftstrahltriebwerk 1 wie ein herkömmliches Zweistromtriebwerk mit einem Bypasskanal 10. Es sind ferner nicht näher dargestellte Vorrichtungen vorgesehen, die bei höheren Flugmachzahlen einen Verschluß des Kerntriebwerkes 3 und ein Betrieb des Flugtriebwerkes 1 als Staustrahltriebwerk ermöglichen, wobei nur der Nachbrenner 4 eingeschaltet ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist eine mit dem Lufteinlauf 2 kommunizierende Luftführung 11 auf, die mit einem Wärmetauscher 12 verbunden ist. Der luftseitige Ausgang des Wärmetauschers 12 ist mit einem Kühlluftverdichter 13 verbunden, der über eine Kühlluftleitung 14 mit dem Fantriebwerk 3, bzw. den zu kühlenden Bauteil gekoppelt ist. Dies ist insbesondere die Turbine 9, aber auch andere Bauteile wie die Düse 5, gegebenenfalls der Fan 6 oder die Wandung des Bypaß­ kanals 10 bzw. des Fantriebwerkes 3.

Die bei der Kühlung der Luft abgegebene Wärme wird im Wärmetauscher 12 vom in verflüssigter Form mitgeführtem Treibstoff aufgenommen, der den Wärmetauscher 12 unter Verdampfung durchströmt. Dazu ist an dem Wärmetauscher 12 zumindest eine Treibstoffzuleitung 15 mit einer Treibstoffpumpe 24 für flüssigen oder gasförmigen Treibstoff, und eine Abströmleitung 16 für verdampften Treibstoff angeschlossen. Die Abströmleitung 16 ist mit der Einspritzvorrichtung 17 des Nach­ brenners 4 verbunden, und versorgt auch die Brennkammer 8 mit Treib­ stoff.

Zur Rückführung eines Teilstromes T des aus dem Wärmetauscher 12 auftretenden Treibstoffes, ist eine Rezirkulationsleitung 18 mit der Abströmleitung 16 und einem Treibstoffmischer 19 verbunden. Der Treibstoffmischer 19 ist stromaufwärts des Wärmetauschers 12 ange­ ordnet und mischt Treibstoff von der Treibstoffzuleitung 15 kommend mit vorgewärmten, verdampften Treibstoff. Je nach Vereisungsgefahr des Wärmetauschers 12 bzw. dessen Matrix 20 und den für den Betrieb des Luftstrahltriebwerkes 1 gewünschten Zustandsgrößen des Treib­ stoffes und der Kühlluft, wird über einen nicht näher dargestellten Regler ein Rückführgebläse 21 gesteuert, welches in der Rezirkula­ tionsleitung 18 angeordnet ist und den erforderlichen Teilstrom T fördert.

Um auch bei extrem hohen Lufteintrittstemperaturen, die im Hyper­ schallflug auftreten, nicht zu hohe Temperaturen und Temperatur­ gradienten am Wärmetauscher im Lufteintrittsbereich zu verursachen, wird zusätzlich zur Rückführung des Treibstoffes ein Teilstrom L der gekühlten Kühlluft über einen Rückströmkanal 22, welcher mit der Kühlluftleitung 14 stromab des Wärmetauschers 12 und mit der Luftzu­ führung 11 stromauf des Wärmetauschers 12 verbunden ist, der heißen Kühlluft stromauf der Matrix 20 des Wärmetauschers 12 beigemischt. Bei entsprechender Steuerung des im Rückstromkanal 22 angeordneten Gasgebläses 23 im Zusammenwirken mit dem Regler können die Werkstoff­ temperaturen des Wärmetauschers 12 auf ein technisch beherrschbares Niveau reduziert werden. Zur Einstellung der für den Betrieb des Luftstrahltriebwerkes 1 erforderlichen Kühllufttemperatur wird das Rückführgebläse 21 und das Gasgebläse 23 in Abhängigkeit der Zu­ strömgrößen in den Zuführungen bzw. -leitungen 11 und 15 gemeinsam vom Regler gesteuert.

Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch einen Wärmetauscher 12 mit integriertem Rückströmkanal 22 zur Luftrückführung. Das zylindrische Druckgehäuse 25 des Wärmetauschers 12 mit an beiden Enden ange­ flanschten Übergangskonen 26 wird von der Kühlluft K axial durch­ strömt, wobei der Teilstrom L einen separaten zylindrischen Innenraum entgegen der Hauptströmungsrichtung S durchströmt. Hierzu ist das Innere des Wärmetauschers 12 mittels eines Hohlzylinders 27, welcher konzentrisch zum Druckgehäuse 25 angeordnet ist, in zwei Bereiche aufgeteilt - der Ringkanal 28 radial außerhalb des Hohlzylinders 27 schließt an seinen, bezüglich der Hauptströmung Richtung S stromauf­ wärtigen Ende mit einem fächerförmigen Gasmischer 32 (siehe Fig. 3) ab, welcher den Teilstrom L mit der ungekühlten Kühlluft des Ringka­ nals 28 vermengt und vorkühlt. Das stromabwärtige Ende des Hohlzy­ linders 27 bildet ein in den Ringkanal 28 überstehender Kegel 33 mit einer Umlenkfläche 34, welcher den Teilstrom L aus dem Ringkanal 28 in den Rückströmkanal 22 abzweigt. Zur Mengensteuerung des Teil­ stromes L ist im Rückströmkanal 22 ein Gasgebläse 23 angeordnet.

Die Matrix 20, welche im Ringkanal 28 positioniert ist und den Hohl­ zylinder 27 umfaßt, setzt sich - wie in Fig. 4 und 5 gezeigt - aus zwei einzelnen Trommelmatrizen 30, eine Kreuz-/Gegenstrommatrix bildend, zusammen. Dazu sind die beiden Trommelmatrizen 30a und 30b über zwei zur Wärmetauscherlängsachse parallele diametral gegenüber­ liegende Zentralrohre 31a und 31b gekoppelt. Der Durchmesser der Zentralrohre 31a und 31b entspricht der Höhe des Ringkanals 28.

Die Matrix 20 wird vom Treibstoff im Sinne eines Kreuz-/Gegenströmers wie folgt durchströmt: Der Treibstoff tritt von der nicht mehr darge­ stellten Verbindungsstelle zwischen dem ersten Zentralrohr 31a und der Treibstoffzuleitung 15 in das Zentralrohr 31a ein, wo er über Öffnungen im Zentralrohr 31a die kreisbogenförmigen Profilrohre 35 der zweiten Trommelmatrix 30b bis zum zweiten Zentralrohr 31b durch­ strömt. Im zweiten Zentralrohr 31b wird der Treibstoff durch Öffnun­ gen in die Profilrohre 35 der ersten Trommelmatrix 30a geführt, um schließlich über das erste Zentralrohr 31a in die Abströmleitung 16 (s.h. Fig. 1) abzufließen. Zur Trennung der beiden ab- und zufließen­ den Treibstoffströme im ersten Zentralrohr 31a und der beiden Trom­ melmatrizen 30a und 30b ist im ersten Zentralrohr 31a eine Trennwand 36 eingesetzt. Die beiden Enden des zweiten Zentralrohres 31b sind mittels zweier Abschlußdeckel 37 verschlossen. Beim Durchströmen des Treibstoffes durch die Profilrohre 35 nimmt dieser die Wärme der die Profilrohre umströmenden Luft auf.

Eine weitere alternative Ausführung eines Wärmetauschers 12 mit in­ tegriertem Rückströmkanal 22 ist in Fig. 6 dargestellt. Bei dieser Ausführung weist der axial durchströmte Wärmetauscher 12 ein zylin­ drisches Druckgehäuse 25 auf, wobei das Druckgehäuse 25 einen qua­ dratischen Strömungskanal 38 einbeschreibt, in welchem eine Matrix 20 mit U-förmig gebogenen Profilrohren 35, wie in der DE 36 35 548 A1 beschrieben, angeordnet ist. Mit Rücksicht auf die Verzögerung der ankommenden Luftströmung auf die bei der Durchströmung der Matrix 20 zulässige Geschwindigkeit, ist die Matrix 20 gegenüber der Wärme­ tauscherlängsachse um den Winkel α schräg gestellt. An den beiden Enden des rechteckigen Strömungskanals 38 ist dieser mit jeweils einem Querschnittsübergang 39 versehen, um den quadratischen Strö­ mungsquerschnitt auf einen kreisrunden überzuführen.

In einer Umlenkeinrichtung 40 im runden Bereich des Strömungskanals 38 wird stromabwärts der Matrix 20 ein Teilstrom L der Kühlluft K in die zwischen Druckgehäuse 25 und rechteckigem Strömungskanal 38 ge­ bildeten vier Rückströmkanälen 22 (s. Fig. 7) umgelenkt, um stromauf­ wärts der Matrix 20 der ungekühlten Kühlluft über einen ringförmigen Gasmischer 32 beigemischt zu werden.

Die Umlenkeinrichtung 40 setzt sich aus einer zum runden Bereich des Strömungskanals 38 konzentrische Luftsammelspirale 42 und einer mit den zylindersegmentförmigen Rückströmkanälen 22 verbundenen Luftver­ teilerspirale 43 zusammen. Die mit der Luftsammelspirale 42 über einen Umlenkbogen 44 verbundene Luftverteilerspirale 43 ist im runden Strömungskanal 38 zwischen Matrix 20 und Luftsammelspirale 42 ange­ ordnet. Zur Luftmengensteuerung des Teilluftstromes L ist im Um­ lenkbogen 44 ein Gasgebläse 23 eingesetzt.

Claims (15)

1. Kühlvorrichtung für die Kühlluft eines Hyperschall-Luftstrahl­ triebwerkes, das mit kryogen gespeichertem Treibstoff, insbe­ sondere Wasserstoff, betrieben wird, wobei der Treibstoff nach Wärmeaufnahme in einem der Treibstoffzuleitung zwischenge­ schalteten Wärmetauscher dem Triebwerk zugeführt wird und die einem Lufteinlauf über eine Luftzuführung entnommene Kühlluft nach Wärmeabgabe im Wärmetauscher dem Triebwerk zur Kühlung zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teilstrom T des aus dem Wärmetauscher (12) austretenden verdampften Treibstoffes von einem steuerbaren Rückführgebläse (21) gefördert, über einen Treibstoff­ mischer (19) dem Treibstoff vor Durchströmung der Matrix (20) des Wärmetauschers (12) zugeführt wird.

2. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teilstrom L der Kühlluft stromabwärts der Matrix (20) abgezweigt wird und stromaufwärts der Matrix (20) der Kühlluft über einen Rückströmkanal (22) zugeführt wird.

3. Kühlvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Teilstrom L mittels eines im Rückströmkanal (22) angeordneten steuerbaren Gasgebläses (23) gefördert wird.

4. Kühlvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kühlluftleitung (14) zwischen Wärme­ tauscher (12) und Triebwerk (1) ein Kühlluftverdichter (13) ange­ ordnet ist.

5. Kühlvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher für Kühlung heißer Gase mittels eines Kühlmediums ein zylindrisches Druckgehäuse (25) aufweist, welches gemeinsam mit einem inneren konzentrischen Hohlzylinder (27) einen vom Gas axial durchströmten Ringkanal (28) ausbildet, in welchem eine trommelförmige Matrix (20) angeordnet ist.

6. Kühlvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teilstrom L des Gases stromab der Matrix (20) mittels einer Um­ lenkeinrichtung (40) in den Rückströmkanal (22) des Hohlzylinders (27) abgezweigt wird und den Rückströmkanal (22) durchströmend dem ungekühlten Gas stromauf der Matrix (20) über einen Gasmischer (32) beigemischt wird.

7. Kühlvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Teilstrom L mittels eines im Hohlzylinder (27) angeordneten steu­ erbaren Gasgebläses (23) gefördert wird.

8. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrix (20) eine Kreuzstrom-Matrix mit räum­ lich verschachtelten, zu Kreisbögen geformten Profilrohren (35) ist, welche an zwei gegenüberliegende, parallel zur Wärmetauscher­ längsachse verlaufende Zentralrohre (31a, 31b) angeschlossen sind.

9. Kühlvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei trommelförmige Matrizen (20) hintereinander im Ringkanal (28) angeordnet und über die Zentralrohre (31a, 31b) in Serie geschaltet, eine Kreuz-Gegenstrom-Matrix bildend, sind.

10. Kühlvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher für die Kühlung heißer Gase mittels eines Kühlmediums ein zylindrisches Druckgehäuse (25) aufweist und im Inneren des Druckgehäuses (25) ein rechteckiger, vom Gas durchflossener Strömungskanal (38) einbeschrieben ist, in welchem eine Kreuz-Gegenstrom-Matrix (20) angeordnet ist.

11. Kühlvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrix (20) in Strömungsrichtung S auskragende, räumlich ver­ schachtelte, haarnadelförmige Profilrohrbügel (35) aufweist, wel­ che an zwei Kühlmedium zu- bzw. abführende Zentralrohre (31a, 31b) angeschlossen sind.

12. Kühlvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilrohrbügel (35) um den Winkel α gegenüber der Strömungs­ richtung S geneigt sind.

13. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungskanal S an seinen, die Matrix (20) einschließenden Enden Querschnittsübergänge (39) mit kreisförmigem Abschluß aufweist.

14. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teilstrom L des Gases stromab der Matrix (20) mittels einer Umlenkeinrichtung (40) in die zwischen Druckge­ häuse (25) und Strömungskanal (38) gebildeten Rückstromkanäle (22) abgeführt wird und dem ungekühlten Gas stromauf der Matrix (20) über einen Gasmischer (32) beigemischt wird.

15. Kühlvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Teilstrom L mittels eines in der Umlenkeinrichtung (40) angeordneten steuerbaren Gasgebläses (23) gefördert wird.