Röhrengaserhitzer. Die Erfindung betrifft einen R,öhrengas- erhitzer, insbesondere für Wärmekraftanla gen, in :denen hocherhitzte Luft als Arbeits mittel verwendet wird. In Gaserhitzern für solche Anlagen ist es erwünscht, die Strahlungswärme einer :die äussere Wärmequelle bildenden Flamme hoher Temperatur für :die Erhitzung des Arbeitsmittels ausnutzen zu können, da sich dann mit einer verhältnismässig kleinen Wärmeübertragungsfläche auskommen lässt.
Hohe Feuerraumtemperaturen bedingen je doch, falls :die Rohrwandtemperaturen nied rig bleiben sollen, hohe Gasgeschwindigkei ten für die Wärmewegfuhr im Innern der Rohre, was entsprechend erhöhte Druckver luste zur Folge hat. Letzteres führt jedoch zu einem Leistungsabfall infolge Druckver luste. Anderseits ist es erwünscht, mit hohen Feuerraumtemperaturen arbeiten zu können, da. sich :dann eine hohe Brennkammerbe- lastung erreichen lässt, was wiederum den Feuerraum klein zu bemessen erlaubt.
Zweck der Erfindung ist nun, einen Rährengaserhitzer zu schaffen, bei dem sich die Rohrwandtemperaturen niedrig halten lassen, ohne dass die Geschwindigkeit des Arbeitsmittels im Innern der beheizten Rohre so gross zu wählen ist, dass grosse Druckverluste in Kauf zu nehmen sind. Um dies zu erreichen, gibt gemäss der Erfindung eine äussere Wärmequelle Wärme über einen Zwischenwärmeträger an das zu erhitzende Arbeitsmittel ab.
Als Zwischenwärmeträger kann vorzugsweise ein Metall oder Salz in Frage kommen, das. bei den in der Brenn- kammer des Erhitzers im Betrieb auftreten den Temperaturen flüssig ist.
Auf der Zeichnung :sind beispielsweise zwei Ausführungsformen :des Erfindungsge genstandes in vereinfachter Darstellungs weise veranschaulicht. Es zeigt: F.ig. 1 einen senkrechten Schnitt durch eine erste Ausführungsform, Fig. 2 einen Teil eines :Schnittes nach der Linie II-II der Fig. 1, Fig. 3 eine Ausführungsform, bei welcher die Brennkammer des Erhitzers und die Stelle, an welcher von dem einen eigenen Kreislauf beschreibenden Zwischenträger Wärme an das zu erhitzende Arbeitsmittel abgegeben wird, räumlich in einer gewissen Entfernung voneinander angeordnet sind.
Der in Fig. 1 gezeigte Röhrengaserhitzer weist eine Brennkammer 1 von kreisförmi gem Querschnitt und einen von oben her in diese Kammer ragenden Brenner 2 auf. Die Brennkammer 1 ist allseitig von einem hohl ausgebildeten Mantel 3 begrenzt, der sich aus Kreisring stücken (vergl. Fig. 2) aufbaut und in dem Abzugskanäle 4 für die Feuer gase vorgesehen sind. Der Hohlraum des Mantels 3 ist mit einem Stoff gefüllt, der bei den in der Brennkammer 1 im Betrieb auftretenden Temperaturen flüssig ist. Als solche Stoffe kommen zum Beispiel Zink.
Zinn, Mischungen dieser Metalle, ferner Salze, wie Kaliumkarbonat, Natriumkarbonat, Mi schungen dieser Karbonate und dergleichen in Frage. Dem betreffenden Stoff fällt die Aufgabe eines Zwischenwä-rmeträgers zu, indem er durch die in der Brennkammer 1 erzeugte Wärme mittelbar erhitzt wird und die dabei aufgenommene Wärme mittelbar wieder an ein im Erhitzer auf höhere Tem- i peratur zu bringendes Arbeitsmittel abzu geben hat.
Im gezeichneten Beispiel ist an genommen, dass dieses Arbeitsmittel Luft sei, die durch eine Leitung 5 zuströmt, dann in einem Vorwärmer 6 durch .die Rauchgase, welche die Abzugskanäle 4 durchströmt ha ben, vorgewärmt wird und hierauf durch eine Leitung "r in einen ringförmigen Verteiler 8 gelangt, wo sie auf eine grosse Anzahl Rohre 9 verteilt wird, von denen jedes weitaus zum grössten Teil in dem mit dem Zwischenwärme träger ausgefüllten Hohlraum des Mantels 3 untergebracht ist.
Die in den Rohren 9 mit telbar durch den Zwi.chenwärmeträger auf die gewünschte Endtemperatur erwärmte Luft strömt dann durch eine Leitung 10 der nicht gezeichneten Verwendungsstelle zu.
Dadurch, dass die Strahlungswärme der Brennkammer 1 nicht unmittelbar durch Rohrwandungen hindurch an die zu erhit zende Luft abzugeben ist, sondern vorerst an einen Zwischenwärmeträger abgegeben wird, lässt sich in der Brennkammer 1 mit hohen Feuerraumtemperaturen arbeiten, ohne dass Gefahr besteht, dass in dem Hohlmantel 3 gefährliche Wärmestauungen auftreten. Ferner erlaubt die Anordnung der von der Luft durchströmten Rohre 9 im Hohlraum des Mantels 3 die Wärmeaustauschfläehe zwischen Metall und Luft, bei gleichem Brennkammerraum, gross zu wählen.
Je grö sser aber die von der zu erhitzenden Luft be strichene Wärmeaustauschfläche ist, um so kleiner kann, bei einer je Zeiteinheit zu erhitzenden Luftmenge, die Strömungsge schwindigkeit der Luft ,gewählt werden. Dies wirkt sich wieder insofern günstig aus, als der Druckabfall in den Rohren 9 um so kleiner ausfällt, je kleiner sich die Durch- strömungsgesehwindigkeit der Luft wählen lässt.
Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungs form sind die Brennkammer 11 und der Teil 12 des Röhrengaserhitzers, in welchem der in der Brennkammer mittelbar erhitzte Zwi- schenwärmeträger Wärme an das zu erhit zende Arbeitsmittel einer Wärmekraftanlage abzugeben hat, in einer gewissen räumlichen Entfernung voneinander angeordnet. Auch in diesem Falle ist angenommen, dass dieses Arbeitsmittel Luft sei, die den durch den gestrichelten Linienzug L angedeuteten Kreislauf durchläuft.
Diese Luft wird im Teil 12 ,des Röhrengaserhitzers erhitzt, dann in einer Turbine 13 unter Leistungs abgabe. an einen Verdichter 14 und einen als Generator 15 ausgebildeten Nutzleistungs- empfänger entspannt, hierauf in einem Wärmeaustauscher 16 auf tiefere Tempera tur und anschliessend im Verdichter 14 wie der auf höheren Druck gebracht.
Die ver dichtete Luft wird dann wieder durch den Wärmeaustauscher 16 gefördert, wo sie durch die Wärme, welche in .diesem Wärme- austauscher die entspannte, aus der Turbine 13 kommende Luft abgibt, wieder auf höhere Temperatur gebracht wird. Im Teil 12 des Röhrenga,serhitzers wird schliesslich die Luft auf die geforderte Höchsttemperatur ge bracht.
Der Zwischenwärmeträger beschreibt bei der Ausführung nach F.ig. Seinen eigenen Kreislauf, indem eine Pumpe 17 ,den Zwi- schenwärmeträger, der beiden in der Brenn- kammer 11 im Betrieb auftretenden Tempe raturen flüssig ist, aus dem Teil 12 durch eine Leitung 18 ansaugt und dann in Rohre 19 drückt, die gleichzeitig eine Innenausklei dung für die Brennkammer 11 des Röhren- gaserhitzers bilden. Der in den.
Rohren 19 erhitzte Zwischenwärmeträger strömt dann über Leitung 20 in den Teil 12 zurück, womit der Kreislauf durchlaufen ist. Der Vollständigkeit halber sei noch erwähnt, dass 21 ein Reservoir und 22 einen Hilfs brenner bezeichnet. Diese Teile sind in erster Linie für die Inbetriebsetzung des Röhren- gaserhitzers vorgesehen.
Da beider Ausführung nach Fig. 3 keine vom Arbeitsmittel der Wärmekraftanlage durchströmten Rohre in die Brennkammer 11 des Röhrengaserhitzers zu verlegen sind, so fallen die ,von diesem Arbeitsmittel durchströmten Rohre kurz und die damit zu sammenhängenden Druckverluste klein aus.
Ferner besteht grössere Freiheit hinsichtlich der Aufstellung der Brennkammer des Röh- rengaserhitzers. Falls das Arbeitsmittel der Wärmekraftanlage während der Expansion einer Zwischenerhitzung zu unterwerfen ist, so kann eine solche Zwischenerhitzung durch den Zwischenwärmeträger des Röhrengas- erhitzers bewirkt werden.
Für die Anwendung,der Erfindung spielt es keine Rolle, ob das Arbeitsmittel der Wärmekraftanlage einen geschlossenen oder offenen Kreislauf beschreibt.
Wenn erforderlich, können noch Mittel vorgesehen werden, um die Brennkammer des Rährengaserhitzers mit Druckluft aufzu laden, so dass dann die Verbrennung unter Überdruck vor sich geht. Röhrengaserhitzer der beschriebenen, Art eignen sich zum Erhitzen irgendeines Gases, .das zu irgendeinem Zwecke zu dienen hat.