CH218822A - Gasturbinenanlage. - Google Patents

Description

      Gastarbinenanlage.       Die Erfindung betrifft eine Gasturbinen  anlage, bei der ein sauerstoffenthaltendes  Arbeitsmittel in     mindestens        einem    Turbo  kompressor verdichtet wird, worauf ein Teil  des     verdichteten        Arbeitsmittels    im Verbren  nungsraum erhitzt und ein anderer Teil nicht  an der Verbrennung teilnimmt und um den  Verbrennungsraum     herumgeleitet    und durch  Wärmeaustausch vom ersten Teil erhitzt  wird, und der im Verbrennungsraum erhitzte  Teil des Arbeitsmittels     und    der durch Wärme  austausch erhitzte Teil des Arbeitsmittels in  parallelem Fluss getrennt voneinander ent  spannt werden.

   Sie besteht darin, dass der  zum genannten Zwecke vorgesehene     Wärme-          austauscher    von den Arbeitsmittelteilen im  Gegenstrom durchströmt wird. Der     Wärme-          austauscher,    ,der die Wärme von dem Ver  brennungsgas an die übrige Luft überträgt,  kann ebene Wände besitzen. Die Wärmeaus  tauschelemente werden zweckmässig so ge  staltet, dass sie auf der von der aufzuwärmen  den Luft berührten Seite eine grössere Ober  fläche aufweisen als auf der andern Seite.    Auch ist es vorteilhaft, die aufzuwärmende  Luft mit höherer Geschwindigkeit durch den       Wärmeaustauscher    strömen zu lassen als das  Verbrennungsgas.

   Der     Wärmeaustauscher     kann ferner mit der     Erhitzungsvorrichtung     zu einer Einheit kombiniert sein. Es können  weiterhin Leitschaufeln vorgesehen sein, um  der zur     Verbrennung    dienenden Luft eine  Drehbewegung zu erteilen.  



  Ein     Ausführungsbeispiel    des     Erfindungs-          9        e-enstandes    ist auf der Zeichnung     seheina-          Z,          tisch    dargestellt.  



       Fig.    1 zeigt eine     Erhitzungsvorrichtung,     wie sie beispielsweise zur Ausführung des  Verfahrens. gemäss Hauptpatent Nr. 213998  verwendet wird.  



       Fig.    2 zeigt einen Schnitt     entsprechend     der     Linie        1[1-II.     



       Fig.    3 zeigt einen Schnitt entsprechend  der     Linie        III-III.     



       Fig.    4 zeigt einen Schnitt entsprechend  der Linie     IV-IV    von links nach rechts ge  sehen.      In     Fig.    1 ist die     Erhitzungsvorrichtung     7 gezeigt, in die durch eine oder wehere  Brennstoffleitungen 10 Brennstoff durch eine  oder mehrere Düsen 10'     eingespritzt    wird und  die mit dem     Wärmeaustauscher    52 in Verbin  dung steht. Durch den Stutzen 48 tritt die  Gesamtmenge verdichteter Luft ein, die bei  spielsweise von einem Turboverdichter ver  dichtet worden ist. Ein gewisser Teil der  Luft durchströmt in Richtung des Pfeils den  Raum 49, gelangt dann in den Verbren  nungsraum 50, in den durch die Düse 10'  Brennstoff eingespritzt wird.

   Das hoch  erhitzte     Verbrennungsgas,        das    im Raum 50  entsteht, wird alsdann durch das Innere der       taschenförmig        ausgebildetenWä.rmea.ustausch-          elemente    65, die ebene Wände besitzen, des       Wärmeaustauschers    52 geleitet und tritt mit  einer für die     Turbinenschaufelung    zulässigen  Temperatur aus diesen Taschen in den     Rauen     53 über, den es durch den Stutzen 54 verlässt.

    Die Verbrennungsgase werden vom übrigen  Arbeitsmittel getrennt in einer     besonderen,     Turbine expandiert, wie nach     Fig.    1 und 2  des Hauptpatentes     Nr.213998.    Der übrige  Teil der Luft strömt unter gleichem Druck  aussen an den Taschen 65 vorbei und verlässt  den     @@Tärmeaustauscher    52 durch den Stutzen  55, wird einer oder mehreren Turbinen zu  geführt und dort expandiert. Für das Arbeits  mittel, beispielsweise Luft, können noch     Leit-          schaufeln    58 vorgesehen sein, die der zur Ver  brennung dienenden Luft vor Eintritt in den  Raum 50 eine Drehbewegung erteilen.  



       Fig.    2 zeigt den     Wärmeaustauscher    52  im Querschnitt. Die     Aussenseiten    66 der Ta  schen 65 sind mindestens zum     Teil.    mit längs  durchlaufenden, rippenartigen Streifen 67  versehen, die einerseits den Wärmeaustausch  vergrössern,     anderseits    aber so     umgebogen     sind,     dass    sie gleichzeitig als     Uml:enksehau-          feln    dienen und     Strömungsverluste    redu  zieren.

   Im Innern der     Taschen    65 können  ebenfalls Streifen 68 vorgesehen sein,     a;l'ler-          ding9    in viel. geringerer Anzahl, so dass die  Temperatur der Taschen 65 näher an der  jenigen der Luft als an derjenigen der Ver  brennungsgases ist.

   Die     Durchströmung    des         Wärmeaustauschers    52 im Gegenstrom er  laubt es, die     Verhältnisse    so zu wählen, dass  das im Stutzen 54     austretende    Gas und die  im Stutzen 55     austretende    Luft mindestens  angenähert die     gleiche        Temperatur        haben.     Die von der Luft berührten Seiten (Kanäle  69) des     Wärmeaustauschens        haben    eine grö  ssere     Oberfläche        als    die von den Gasen be  rührten     Seiten    (Kanäle 70).

   Der     Wärme-          auetauscher    kann ferner so ausgebildet sein,  dass die aufzuwärmende Luft mit höherer       Gesehwindigkeitdurch    die Wärmeaustausch  elemente strömt als die     Verbrennungsgase.     



       Fig.    3 zeigt, dass die     Leitschaufeln    58       ähnlich    wie die     Leitschaufeln    hydraulischer       Maschinen    durch je einen Hebel. 59, den Ring  60 und     das        Verstellgestänge    61, die von  einem Regelapparat     geregelt    werden, ver  stellt werden.  



       Fig.    4     zeigt        einen    Schnitt durch den     Ver-          brennungsraum,        unmittelbar    vor den Ein  laufschlitzen zu den     Taschen.        Die        durch    den  Stutzen 54     abgeführten        Gase    können     durch     einen     Staubabscheider        geleitet    werden.  



       Durch    die Erfindung wird erreicht, dass  die     angenäherte    Gleichheit der     Temperaturen     desjenigen     Teils    des     Arbeitsmittels,    welcher  zur Verbrennung     herangezogen    wird, und  des übrigen Teils praktisch vollkommen er  zielt werden kann.

   Denn es ist in der Tat  möglich, den     Wärmeaustauscher    so zu     be-          messen,        d-ass    in den Stutzen 54 und 55 genau       die    gleiche Temperatur     herrscht.    Namentlich  folgt aber aus der Ausbildung der     Wärme-          austauschelemente        .als        Taschen    mit ebenen  Wänden ein     ausserordentlich    geringer Platz  bedarf des     Wärmeaustauschers,

      weil     hierbei     in der Raumeinheit     verhältnismässig    viel       Wärmeaustauschfläche        untergebracht    werden  kann.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Gasturbinenanlage nach dem Patent- anspruch des Hauptpatentes, dadurch ge kennzeichnet, dass die Gastu.rbinenanlage mit einem Wärmeaustauscher versehen ist, der von den Arbeitsmittelteilen im Gegenstrom durchströmt wird. UNTERANSPRÜCHE 1. Gaa.turbinenanlage naoh Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeaustauecher, der die Wärme von dem Verbrennungsgas an die übrige Luft über trägt, ebene Wände besitzt.

   2. Gasturbinenanlage nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Luft berührte Seite des Wärmeaustau- schers eine grössere Oberfläohe besitzt als die von den Gasen berührte. 3. Gasturbinenanlage nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass die auf zuwärmende Luft mit höherer Geschwindig- keit durch den Wärmeaustauscher strömt als . die Verbrennungsgase.

   4. Gasturbinenanlage nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass in der Erhitzungsvorrichtung Leitschaufeln vorge sehen sind, um der zur Verbrennung dienen den Luft eine Drehbewegung zu erteilen. 5. Gasturbinenanlage nach P.atenfian- spruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeaustauscher mit der Erhitzungsvor- richtuna zu einer Einheit kombiniert ist.