DEM0025068MA - - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 4. November 1954 Bekanntgiemacht am 16. Februar 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

■ Die Erfindung betrifft eine Anlage zum Erzeugen von warmen Druckgasen mittels einer selbstzündenden Brennkammer.

Es sind bereits Gaserzeugungsanlagen beispielsweise zum Antrieb von nachgeschalteten Turbinen bekannt, welche im wesentlichen aus einer selbstansaugenden, pulsierenden Brennkammer bestehen. Derartige Anlagen haben jedoch den Nachteil, daß infolge des für den pulsierenden Betrieb derartiger Brennkammern erforderlichen stöchiometrischen Verhältnisses der Mischung von Kraftstoff und Luft am Brennkammeraustritt sehr hohe Gastemperaturen auftreten, wodurch die Verwendungsmöglichkeit des anfallenden Gases stark beeinträchtigt wird. Um insbesondere bei der Wahl des Werk-Stoffes der Schaufeln der nachgeschalteten Turbine in dieser Hinsicht keinen Beschränkungen unterworfen zu sein, hat man daher bereits. vorgeschlagen, den heißen, aus der Brennkammer strömenden Gasen kühlere Luft, entweder kontinuierlich mittels eines Ejektors oder absatzweise beizumischen. Die absatzweise Beimischung von Luft wird vorgenommen, indem an die pulsierend arbeitende Brennkammer ein Rohr angeschlossen wird, welches z.B. über einen Diffusor in einen Aufnehmer mündet. An der Übergangsstelle von Brennkammer und Brennrohr wird die Mischluft dabei über eine die Rückströmung der Luft verhindernde Vorrichtung,

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z. B. Rückströmdrosseln, zugeführt. Das Ansaugen und Verdichten der Mischluft erfolgt durch die aus dem Schubrohr austretenden. Druckwellen und die Mischung von heißem Abgas und kühler, verdichteter Brennluft größtenteils im nachgeschalteten Aufnehmer. Durch die Luftbeimischung werden zwar die in der Brennkammer entstehenden Druckwellen geschwächt, doch geht deren Energie durch Impulsübertragung auf die kühlere Mischluft über und bewirkt eine entsprechende Verdichtung. Der Wirkungsgrad einer derartigen Brennkraftanlage ist gegenüber einer mit kontinuierlicher Luftbeimischung oder ohne Luftbeimischung bereits beträchtlich besser, weil das Wärmegefalle des

L5 heißen Treibgases besser genutzt werden kann. Die Wirkungsgradverbesserung ist dabei um so größer, je mehr kalte Luft beigemischt werden kann, da diese nur auf einen geringeren Druck, der gleich dem Entspannungsdruck für das heiße Treibgas ist, " verdichtet werden muß. Nun hat aber eine starke Luftbeimischung den Nachteil, daß die im Brennraum rücklaufenden Unterdruckwellen derart geschwächt werden, daß Stoßwellen nicht mehr auftreten, die intermittierende Zündung aussetzt und die Brennkammer stillgesetzt wird.

Um diesen Nachteil zu beheben^ wird erfindungsgemäß vorgeschlagein, bei einer Anlage zur Erzeugung warmer Druckgase mittels einer selbstansaugenden Brennkammer an einen gemeinsamen Brennraum mindestens zwei Brennrohre anzuschließen, von denen wenigstens eines mit einer intermittierenden Luftbeimischvorrichtung versehen ist. Durch diese Maßnahmen wird einerseits die Temperatur der Nutzgase wesentlich verringert und andererseits die Selbstzündung des Gemisches in der Brennkammer durch das Brennrohr ohne Luftbeimischeinrichtung sichergestellt. Bei Brennkraftanlagen, bei denen eine größere Zahl von Brennrohren mit Luftbeimischvorrichtung vorhanden ist, wird zweckmäßigerweise im Brennraum eine intermittierend arbeitende Fremdzündvorrichtung vorgesehen, die beispielsweise durch eine elektronische Druckgebereinrichtung gesteuert wird. Damit wird auf alle Fälle das Aussetzen der Zündung bei einer Vielzahl von Brennrohren mit Luftbeimischung verhindert.

' Die Erfindung wird nachstehend an Hand zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt
Fig. ι eine Druckgasanlage mit mehreren Brennrohren,

Fig. 2 eine Druckgasanlage mit mehreren Brennrohren und Verdichtung der Luft.

In Fig. 1 bedeutet 1 die Brennkammer, 2 ein selbstansaugendes Brennrohr und 3 ein selbstansaugendes Brennrohr, dem ein Luftbeimischrohr 4 nachgeschaltet ist. Mit 5 sind die'Rückströmdrosseln am Brennraum, und mit 6 die Rückströmorgane am Luftbeimischrohr 4 ' bezeichnet. Beide Rohre werden zweckmäßigerweise durch Zwischenschaltung von Diffusoren 7 in einen Aufnehmer 8 geleitet, von dem aus die Gase beispielsweise in eine Turbine 9 zur Nutzleistung geführt werden. Dem jeweiligen Verwendungszweck entsprechend kann das Brennrohr 2 ohne Luftbeimischung auch mit ; der Atmosphäre verbunden sein und lediglich das oder, bei größeren Anlagen, die mit Luftbeimischung versehenen Brennrohre 3 in den Aufnehmer 8 geleitet werden. Selbstverständlich können bei einer größeren Anzahl von Brennrohren mit Luftbeimischungseinrichtung auch mehr als ein Brennrohr ohne Luftbeimischung vorgesehen werden. Die Längen und Querschnitte der Brennrohre ohne Luftbeimischung und diejenigen der Rohre mit Luftbeimischung sind, * um einen Betrieb der Gaserzeugungsanlage zu ermöglichen, selbstverständlich dabei so aufeinander abzustimmen, daß beide Rohre gleiche Zündfrequenz und gleichen Zündzeitpunkt aufweisen. Zum Anlassen der Anlage wird in bekannter Weise eine Zündvorrichtung, verwendet. Für den Fall, daß im Zusammenwirken von einem Brennrohr ohne Luftbeimischung _v mit einer Vielzahl von Brennrohren mit Luftbeimischung infolge der geringeren Amplituden der rücklaufenden Unterdruckwellen nur noch das Selbstansaugen, aber keine Selbstzündung mehr durch Verdichtungsstöße bewirkt wird, ist im Brennraum eine intermittierend arbeitende Fremdzündeinrichtung 10 vorgesehen. Der Zündeinsatz wird dabei zweckmäßigerweise durch eine elektronische Druckgebereinrichtung 11 gesteuert. Sofern der Druckgeber außerhalb der Querschnittsebene der Zündvorrichtung in Richtung zum offenen Rohrende hin angeordnet ist, muß die Zündeinrichtung, um den verursachten Zündverzug auszugleichen, derart mit dem Druckgeber verbunden sein, daß beim Erreichen des steilsten Druckanstieges die Zündung einsetzt. Man kann jedoch den.Druckgeber auch in der gleichen Ebene wie die Zündvorrichtung anordnen; die Zündeinrichtung ist dann an den Druckgeber derart anzuschließen, daß bei Erreichen des niedrigsten Absolutdruckes im Brennraum die Zündung einsetzt.

Um den Wirkungsgrad der vorbeschriebenen Anlage zu verbessern, kann, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, in bekannter Weise die Luft mit Gebläsen 12 und 13 in den Brennraum bzw. in das oder die Luftbeimischrohre gedrückt werden. Die Gebläse werden dabei zweckmäßigerweise durch die Nutzturbine 9 angetrieben. .

Claims (11)

Patentansprüche·.

1. Anlage zur Erzeugung warmer Druckgase mit einer selbstzündenden Brennkammer, dadurch gekennzeichnet, daß an einem gemeinsamen Brennraum (1) mindestens zwei Brennrohre (2, 3) angeschlossen sind, von denen wenigstens eines mit einer intermittierenden Luftbeimischungseinrichtung (4) versehen, ist.

2. Anlage zur Erzeugung warmer Druckgase nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischgas aus dem oder den Luftbeimischungseinrichtungen (4) in einen gemeinsamen Aufnehmer (8) geführt wird.

3. Anlage zur Erzeugung warmer Druckgase nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auch die heißen Gase des oder der Brennrohre (2)

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ohne Luftbeimischungseinrichtung in den Aufnehmer (8) geleitet werden.

4. Anlage zur Erzeugung warmer Druckgase nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Längen, und Querschnitte der Brennrohre ohne Luftvorlagerung (2) und diejenigen der Rohre mit Luftvorlagerung (3) so aufeinander abgestimmt sind, daß beide Rohre gleiche Zündfrequenz und gleichen Zündzeitpunkt aufweisen.

5. Anlage zur Erzeugung warmer Druckgase nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Brennraum (1) eine intermittierend arbeitende Fremdzündungseinrichtung (10, 11) vorgesehen ist.

6. Anlage zur Erzeugung warmer Druckgase nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zündeinsatz (10) der Fremdzündeinrichtung durch eine elektronische Druckgebereinrichtung (11) gesteuert wird.

7. Anlage zur Erzeugung warmer Druckgase nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckgeber (11) in der gleichen Brennraumquerschnittsebene wie die Zündvorrichtung (10) angeordnet und die Zündeinrichtung derart mit dem Druckgeber verbunden ist, daß beim Erreichen des niedrigsten Absolutdruckes die Zündung im Brennraum (8) einsetzt.

8. Anlage zur Erzeugung warmer Druckgase nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckgeber (11) außerhalb der Brennraumquerschnittsebene der Zündvorrichtung (10) in Richtung zum offenen Rohrende hin angeordnet ist und die Zündeinrichtung derart mit dem Druckgeber verbunden ist, daß beim Erreichen des steilsten Druckanstieges die Zündung einsetzt.

9. Anlage zur Erzeugung warmer Druckgase nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß hinter dem Aufnehmer (8) eine Turbine (9) angeordnet ist.

10. Anlage zur Erzeugung warmer Druckgase nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Brennraumeintritt in an sich be^ kannter Weise ein Gebläse (12) vorgesehen ist.

11. Anlage zur Erzeugung warmer Druckgase nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Luftbeimischrohr (4) ein Gebläse (13) angeordnet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen