CH213792A - Aus Metall hergestellte Brennkammer zur Erzeugung von Heiz- und Treibgasen mässiger Temperatur. - Google Patents

Description

  Aus Metall hergestellte Brennkammer zur Erzeugung von     Heiz-          und    Treibgasen mässiger Temperatur.    Es werden für Heiz- und Treibzwecke  häufig Gase mässiger Temperatur benötigt,  die sich unter gewissen Voraussetzungen in       Brennkammern    herstellen lassen, die ganz aus  .Metall, also ohne     Verwendung    keramischer       Baustoffe    gefertigt sind. Die verlangte,  mässige Temperatur (etwa 400 bis<B>700'</B> C)  wird dabei nicht etwa dadurch erhalten, dass  man den Brennstoff mit sehr grossen Luft  überschüssen verbrennt, da zu grosse Luft  überschüsse schlechte Verbrennung, Rauchen  und leichtes Ausgehen der Flamme zur Folge  haben.

   Man muss vielmehr den     günstigsten,     das heisst einen meist recht niedrigen     Luft-          überschuss    wählen und den     Brenngasen    all  mählich so viel Luft beimischen, bis die ver  langte Heiz- oder     Treibgastemperatur    erhal  ten wird. Trotz der hohen Temperatur, die  die Flamme bei niedrigem     Luftüberschuss     entwickelt, kann die Brennkammer aus Me  tall hergestellt und auf jedes besondere Kühl  mittel, wie Wasser, verzichtet werden, wenn  man zur Wandkühlung das Mittel verwendet,    das nachher -auch zur Kühlung der     Brenn-          gase    dienen soll.  



  .     Eine    derartige Brennkammer besitzt da  her eine Innenwand, die aus hitzebeständi  gem Blech gefertigt ist, und     eine    die Innen  wand konzentrisch umgebende Aussenwand,  die der Kammer die nötige Baufestigkeit  erteilt. Zwischen Innen- und     Aussenwand     wird Luft oder sonstiges Kühlgas geleitet,  die die Innenwand kühlt, sich hierauf mit  den Brenngasen mischt und mit diesen das  Heiz- oder     Treibmittel    mässiger Temperatur  bildet.  



  Um eine genügende Kühlung der Innen  wand zu erhalten, ist es nötig, das Kühl  mittel mit hoher Geschwindigkeit an der  Wand vorbeizuführen, so dass seine Wärme  aufnahmefähigkeit eine grosse wird; es muss  ferner die die eine Seite des     Kühlluftkanals     bildende innere     Brennkammerwand    so ange  ordnet sein, dass auch unter dem Einfluss der       Wärmedehnungen    eine gleichmässige Vertei  lung der     Kühlmittelmenge    und ihre Ge-           schwindigkeit        sichergestellt    wird.

   Während  hierfür bei kleinen Brennkammern die     Aus-          führung    des innern Mantels als einfacher,  mit einigen radialen Abstützungen     ver-          sehener    Zylinder hinreicht, hat sich ergeben,  dass bei grösseren, zum Beispiel mehr als vier  Millionen     kcal    je     Stunde    umsetzenden     Brenn-          kammern    besondere Massnahmen zu treffen  sind.  



  Der Gegenstand vorliegender Erfindung  betrifft nun eine Brennkammer zur Herstel  lung von Heiz- oder Treibgasen mässiger  Temperatur, die eine aus     hitzebeständigem     Blech gefertigte Innen- und eine Aussenwand  besitzt, zwischen welchen beiden Wänden ein  gasförmiges Kühlmittel geführt wird, und  deren innere     Brennkammerwand    mindestens  teilweise aus     ineinandergeschobenen    Rohr  stücken besteht, die zwischen sich Kanäle  einschliessen, durch welche das Kühlmittel in  das     Brennkammerinnere    mit gegenüber dem  zwischen Aussen- und Innenwand strömenden  Kühlmittel erhöhter Geschwindigkeit strömt.  



  Durch die Aufteilung der innern Wand  in mehrere Teile wird es möglich, Formände  rungen durch Wärmedehnungen so weit her  abzusetzen, dass der erforderliche Durchtritts  querschnitt für eine gegebene Menge Kühl  mittel     erhalten    bleibt und ferner die Strom  bahnlänge eines jeden Kühlkanals so kurz  wird, dass der zu     überwindende        Strömungs-          widerstand    ein Minimum wird. Es ist näm  lich besonders zu beachten, dass bei einer  Reihe von Anwendungsfällen, zum Beispiel  für     Gasturbinen-Brennkammern    der Druck  abfall der Kühlluft nur sehr niedrig sein  darf, um nicht durch die Wandkühlung zu       vial    an Wirkungsgrad einzubüssen.  



  In den Figuren sind verschiedene Ausfüh  rungsbeispiele einer Brennkammer gemäss der  Erfindung dargestellt.  



       Fig.1    zeigt als Beispiel die Brennkammer  zu einer Gasturbine. Die Luft wird bei 1       durch    ein (nicht dargestelltes) Gebläse zu  geführt, sie spaltet sich im     Brennkammer-          kopf    2 in zwei Teile. Ein Teil geht als  Brennluft mit dem durch Brennstoffdüse 3  eingeführten Brennstoff in die eigentliche         Brennkammer    4, der grössere Teil der Luft  ist dagegen Kühlluft, der in den Raum  strömt, der durch die innere     Brennkammer-          wand    6 und die äussere     Brennkammerwa.nd    7  gebildet wird.

   Die innere     Brennkammerwand     6 besteht nun erfindungsgemäss     mindestens     teilweise aus     ineinandergeschobenen    Rohr  stücken, die zwischen sich Kanäle 8     ein-          schliessen,    durch welche das     aus    dem Raume  5 zufliessende Kühlmittel infolge verengter       Durchflussquerschnitte    mit     erhöhter    Ge  schwindigkeit     hindurchströmt.    Wie die       Fig.    2 und 3 zeigen,     werden    die einzelnen  Rohrstücke so aufgehängt, dass sie sich frei  ausdehnen können.

   Es können hierzu ent  weder, wie in     Fig.    2 und 3, Gelenke 10, oder  wie in     Fig.    4, biegsame Blechstreifen 10'     oder     wie in     Fig.    5 und 6, radial stehende, in Gleit  schienen 11 ruhende Bleche 12 verwendet  werden.  



  Der     Abstand    der beiden Rohrstücke von  einander, und damit     deren    Zentrierung und  Kanalweite wird durch Rippen 13 gewähr  leistet. Es ist zweckmässig, die einzelnen  Rohrstücke sich so weit überdecken zu las  sen, dass in dem gleichen Querschnitt, in dem  ein Kanal aufhört, ein anderer Kanal be  ginnt, so dass die Gegenseite eines von der  Flamme     bestrahlten    Rohrstückes überall von  rasch     strömendem        $ühlmittel        bespült    wird.

    Bei weniger belasteten Kammern, vor allem  bei Brennstoffen mit geringem Strahlungs  wert,     könnte    die Überdeckung auch weniger  weit gehen, indem angenommen werden kann,  dass die Leitfähigkeit des Bleches hinreicht,  um auch solche     Teile    der Wand kühl zu hal  ten, an denen das Kühlmittel mit mässiger  Geschwindigkeit     vorbeibewegt    wird. In dem  Raum 5 erhält das Kühlmittel in jedem Falle  mässige Geschwindigkeit, um     grössere    Druck  verluste zu vermeiden.

   Ein wesentlicher Vor  teil der vorgeschlagenen Bauweise besteht in  der Möglichkeit, das     Kühlmittel        mit    geringer  Geschwindigkeit zuzuführen und es erst für  die kurze Wegstrecke zu     beschleunigen,    auf  der es kühlen soll.  



  Um     Verbeulungen    der Innenwand durch  hohe Erhitzung noch besser zu begegnen,      kann dieselbe, wie in     Pig.    5 gezeigt, selbst  wieder aus mehreren Teilen, zum Beispiel       übereinandergeschobenen    Rohrstücken 14 be  stehen. Auch     eine    Unterteilung des einzelnen       i    Umfanges der Rohrstücke wäre möglich, wo  bei das     tbereinandergreifen    also nicht nur  von Rohrstück zu Rohrstück, sondern auch  von Teilstück zu Teilstück in Umfangsrich  tung stattfindet. An Stelle der konischen  Form     könnten    die einzelnen Rohrstücke 15  auch Zylinderform erhalten und abgestuft  sein, wie es in     Fig.    7 gezeigt ist.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Brennkammer, die eine aus hitzebestän digem Blech gefertigte Innen- und eine Aussenwand besitzt, und bei welcher zwi schen den beiden Wänden ein gasförmiges Kühlmittel geführt wird, das zwecks Her- stellung von Heiz- oder Treibgasen mässiger Temperatur mit den Brenngasen gemischt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Brennkammerwand mindestens teilweise aus ineinandergeschobenen Rohrstücken besteht,.

   die zwischen sich Kanäle einschliessen, durch welche das Kühlmittel mit gegenüber dem zwischen Innen- und Aussenwand strömenden Kühlmittel erhöhter Geschwindigkeit in das Brennkammerinnere strömt. UNTERANSPRUCH: Brennkammer nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Rohrstücke gelenkig aufgehängt sind, so dass sie sich unter dem Einfluss der Wärme frei ausdeh nen können.