DE1009437B - Device for heating the propellant gases for internal combustion turbines - Google Patents

Device for heating the propellant gases for internal combustion turbines

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DE1009437B
DE1009437B DE1952P0008741 DEP0008741A DE1009437B DE 1009437 B DE1009437 B DE 1009437B DE 1952P0008741 DE1952P0008741 DE 1952P0008741 DE P0008741 A DEP0008741 A DE P0008741A DE 1009437 B DE1009437 B DE 1009437B
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Waldemar Hryniszak
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CA Parsons and Co Ltd
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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/08Heating air supply before combustion, e.g. by exhaust gases
    • F02C7/10Heating air supply before combustion, e.g. by exhaust gases by means of regenerative heat-exchangers
    • F02C7/105Heating air supply before combustion, e.g. by exhaust gases by means of regenerative heat-exchangers of the rotary type

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Description

Vorrichtung zur Erhitzung der Treibgase für Brennkraftturbinen Die Erfindung bezieht sich auf Brennkraftturbinen, insbesondere auf die Erhitzungsvorrichtungen solcher Anlagen sowie die damit verbundenen Luftvorwärmer, und besteht in der neuartigen Kombination eines an sich bekannten Regenerativ-Wärmeaustauschers mit einer an sich bekannten Brennkammer zu einer funktionellen und baulichen Einheit.Device for heating the propellant gases for internal combustion turbines Invention relates to internal combustion turbines, particularly to the heating devices such systems as well as the associated air preheaters, and consists in the novel Combination of a regenerative heat exchanger known per se with one per se known combustion chamber into a functional and structural unit.

Es hat sich gezeigt, daß die Betriebsfähigkeit der Brennkammer einer Brennkraftturbinenanlage in hohem Maße von der Wirksamkeit des Luftvorwärmers abhängt. Die mittlere Temperatur des Materials, aus welchem die Brennkammer hergestellt ist, ist im Betrieb hoch, und die Kühlung dieses Materials durch Sekundärluft ist infolge der hohen Temperatur dieser vorgewärmten Luft schwierig. Da andererseits die hohe Temperatur der Primärluft die Verbrennung verbessert, können schwerere und billigere Brennstoffe in der Turbine verbrannt «-erden, insbesondere dann, wenn sie vor ihrer Einführung in die Brennkammer verdampft werden.It has been shown that the operability of the combustion chamber one Internal combustion turbine system depends to a large extent on the effectiveness of the air preheater. The mean temperature of the material from which the combustion chamber is made, is high in operation, and the secondary air cooling of this material is a consequence difficult because of the high temperature of this preheated air. On the other hand, the high Primary air temperature improves combustion, can be heavier and cheaper Fuels burned in the turbine «- especially if they are in front of their Introduction to the combustion chamber to be vaporized.

Erfindungsgemäß wird eine besonders vorteilhafte Einrichtung zur Treibgaserhitzung für Brennkraftturbinenanlagen dadurch erzielt, daß eine Kombination einer Brennkammer, die einen festen Flammenschirm und eine Vorrichtung zur Zufuhr von verdampftem Brennstoff vor dem Flammenschirm aufweist, mit einem scheibenförmigen, drehbaren Regenerativ-Wärmeaustauscher vorgesehen ist.According to the invention there is a particularly advantageous device for heating propellant gas for internal combustion turbine systems achieved in that a combination of a combustion chamber, a fixed flame screen and a device for supplying vaporized fuel has in front of the flame screen, with a disc-shaped, rotatable regenerative heat exchanger is provided.

Der Zweck der vorliegenden Erfindung ist also die Schaffung einer Erhitzungsvorrichtung für Brennkraftturbinen, wodurch wesentliche Verbesserungen in Hinsicht auf Platzersparnis eintreten. Ferner ergibt sich eine Verminderung von Druckverlusten in den Leitungen und im Wärmeaustauscher sowie des Temperaturabfalls und der Undichtigkeits- und Wärmeverluste.Thus, the purpose of the present invention is to provide one Heating device for internal combustion turbines, making significant improvements occur in terms of space saving. There is also a reduction in Pressure losses in the lines and in the heat exchanger as well as the temperature drop and the leakage and heat losses.

Bei der Erfindung wird in vorteilhafter Weise Brennkammer und so zu einer baulichen Einheit zusammengefaßt, -daß die Gasgeschwindigkeiten im Flammenschirm der Brennkammer und im Wärmeaustauscherfutter sich gegenseitig anpassen.In the invention, combustion chamber and so on is advantageously summarized in a structural unit, -that the gas velocities in the flame screen the combustion chamber and in the heat exchanger lining adapt to each other.

Vorzugsweise wird ein zusammengesetzter Wärmeaustauscher verwendet, der aus einer Anzahl kleiner gleichartiger, scheibenförmiger Elemente aufgebaut ist und zusammen mit einer Brennkammer zweckmäßig ringförmiger Bauart eine bauliche Einheit für eine Brennkraftturbine bildet.A composite heat exchanger is preferably used, which is made up of a number of smaller, identical, disc-shaped elements is and, together with a combustion chamber, of an expediently annular design, a structural one Forms unit for an internal combustion turbine.

In dieser kombinierten Erhitzungsvorrichtung ist der Flammenschirm ein feststehender bzw. Statorflammenschirm, und letzterer besteht im wesentlichen aus einem Wabensystern oder einem Drahtgewebe bzw. einem durchlöcherten Blech, vor welchem ein Gemisch aus verdampftem Brennstoff und Primärluft verteilt wird, wobei das Gemisch durch den Einfluß des Flammenschirmes auf die Strömung im wesentlichen über dessen Gesamtquerschnitt verteilt wird, bevor es durch ihn hindurchtritt.In this combined heating device is the flame screen a fixed or stator flame shield, and the latter essentially consists made of a honeycomb system or a wire mesh or a perforated sheet metal which a mixture of vaporized fuel and primary air is distributed, wherein the mixture essentially due to the influence of the flame screen on the flow is distributed over its overall cross-section before it passes through it.

In den Zeichnungen, in denen eine besonders zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung erläutert ist, stellt dar Fig. 1 einen Querschnitt durch den Gegenstand der Erfindung, wobei dieser aus einer Anzahl einzelner Schnitte so zusammengesetzt ist, daß das linke obere Viertel einen Schnitt längs der Linie A-A der Fig. 2, das rechte obere Viertel einen Schnitt längs der Linie C-C der Fig. 2, das linke untere Viertel einen Schnitt längs, der Linie B-B der Fig. 2 und das rechte untere Viertel einen Schnitt längs der Linie X-X dex Fig. 2 ist, Fig. 2 einen Längsschnitt einer Erhitzungsvorrichtung mit festem Flammenschirm nach einer Ausführungsforin der Erfindung, Fig. 3 einen Längsschnitt eines Teiles einer anderen Ausführungsform der Erfindung mit am Umfang eines Polygons angeordneten Wärmeaustauscherrotoren aus Speichermasse, Fig. 4 eine Vorderansicht des in den Fig. 1 und 2 dargestellten feststehenden Flammenschirmes, Fig. 5 den Gegenstand der Fig. 4 mit weiteren Einzelteilen in vergrößertem Maßstab und Fig.6 eine schematische Darstellung der Gesamteinrichtung.In the drawings, in which a particularly useful embodiment The invention is explained, Fig. 1 shows a cross section through the object of the invention, this being composed of a number of individual cuts is that the left upper quarter is a section along the line A-A of Fig. 2, the right upper quarter a section along the line C-C of Fig. 2, the left lower Quarter a section along the line B-B of Fig. 2 and the right lower quarter Fig. 2 is a section along the line X-X dex Fig. 2, Fig. 2 is a longitudinal section of a Heating device with a fixed flame screen according to an embodiment of the invention, Fig. 3 is a longitudinal section of part of another embodiment of the invention with heat exchanger rotors made of storage mass arranged on the circumference of a polygon, Fig. 4 is a front view of the fixed flame screen shown in Figs. 1 and 2, FIG. 5 shows the object of FIG. 4 with further individual parts on an enlarged scale and FIG. 6 shows a schematic representation of the overall device.

In Fig. 1 und 2 sind vier scheibenförmige Rotoren 1 in einer Ebene im Gehäuse 2 angeordnet. Die Speichermasse 3 jeder dieser scheibenförmigen Rotoren ist in Kreissektoren enthalten, die durch radial hervorstehende Rippen 4 gebildet sind. Der Ringraum, in dem jeder Rotor rotiert, ist in -zwei gasdichte Abteilungen unterteilt, von denen durch eine Abteilung das zu erhitzende Gas bzw. die zu erhitzende Luft strömt und die »Kaltgasseite« benannt ist, während die andere, durch welche das Gas strömt, welches seine Hitze abgibt, »Heißgasseife« benannt ist. Da jeder Rotor von der Turbinenachse her in Drehung versetzt ist (Figg.6), passiert er zwangsweise abwechselnd die Heißgasseite und die Kaltgasseite und speichert so Wärme- in der Heißgasseite auf, die er darauf an das kalte Gas in der Kaltgasseite abgibt.In Figs. 1 and 2, four disc-shaped rotors 1 are in one plane arranged in the housing 2. the Storage mass 3 of each of these disk-shaped Rotors is contained in sectors of a circle, which are defined by radially protruding ribs 4 are formed. The annulus in which each rotor rotates is gas-tight in two Divisions, of which the gas or gas to be heated is divided into one division. the air to be heated flows and the "cold gas side" is named, while the other, through which the gas flows, which gives off its heat, called "hot gas soap" is. Since each rotor is set in rotation from the turbine axis (Fig. 6), it forcibly passes alternately the hot gas side and the cold gas side and saves so heat in the hot gas side, which he then to the cold gas in the cold gas side gives away.

Das kalte Gas bzw. die kalte Luft dringt in den Regenerator durch Rohre 5 ein, die es in einen inneren Ringraum 6 leiten, der in Verbindung mit der diesbezüglichen Kaltgasseite jedes Rotors steht. Nach Passieren der Speichermasse und Aufnehmen von Wärme aus dieser tritt das Gas oder die Luft auf der anderen Seite des Rotors an der Kaltgasseite durch Auslässe 7 aus. Diese Auslässe bilden einen Kreisrin:gsektor, der für die direkte Verbindung an eine ringförmige Brennkammer ohne dazwischenliegende Rohre geeignet ist (Fig. 2).The cold gas or cold air penetrates the regenerator Pipes 5, which lead it into an inner annulus 6, which is in communication with the related cold gas side of each rotor. After passing the storage mass and absorbing heat from this enters the gas or air on the other side of the rotor on the cold gas side through outlets 7. These outlets form one Circular ring: sector that connects directly to an annular combustion chamber is suitable without intervening pipes (Fig. 2).

Das heiße Gas strömt durch den inneren Ringraum 8 in die diesbezügliche Heißgasseite jedes Rotors ein, gibt seine Wärme an die Speichermasse ab und tritt durch den äußeren Ringraum 9 aus.The hot gas flows through the inner annular space 8 into the relevant On the hot gas side of each rotor, gives off its heat to the storage mass and occurs through the outer annular space 9.

Undichtigkeiten entlang der Oberfläche jeder Scheibe oder jedes Rotors werden verhindert durch Gummidichtungen 10 und 11, wobei die Dichtung 10 am Gehäuse und die Dichtung 11 am Rotor angeordnet ist. Die tatsächlichen Einlaß- und Auslaßzo nen für den Gasstrom jeder Scheibe sind in Fig. 1 dargestellt.Leaks along the surface of each disc or rotor are prevented by rubber seals 10 and 11, the seal 10 on the housing and the seal 11 is arranged on the rotor. The actual inlet and outlet zo Nines for the gas flow of each disk are shown in FIG.

Der Rotor rotiert um seinen Achsbolzen 12 und wird angetrieben durch einen zentralen Schaft 13 über ein Zahnrad 14, das mit Zähnen 15, die am Umfang jedes Rotors angebracht sind, kämmt.The rotor rotates around its axle pin 12 and is driven by it a central shaft 13 via a gear 14 which has teeth 15 which are on the circumference attached to each rotor.

Aus den Fig. 2 und 4 kann im einzelnen entnommen «-erden, daß das heiße Gas bzw. Luft, das den Regenerator auf seinem Weg zu der ringförmigen Brennkammer 16 verläßt, in zwei Ströme aufgeteilt ist, die normalerweise als primäre und sekundäre Ströme bezeichnet werden. Die Aufteilung erfolgt durch Schaufeln 17, die in gleichen Abständen. über dem Umfang angeordnet sind. Der Primärstrom wird mit ver -daanpftem Brennstoff gemischt, der durch eine Rohranordnung 18 zugeführt wird, die eine Heizschlange 19 besitzt, die auf der Innenseite der Heißgasseite angebracht ist.From FIGS. 2 and 4 it can be seen in detail that the hot gas or air, which the regenerator on its way to the annular combustion chamber 16 leaves, is split into two streams, usually called primary and secondary Currents are called. The division is made by blades 17, which are in equal Intervals. are arranged over the circumference. The primary stream is consumed with Fuel mixed, which is fed through a pipe assembly 18, which is a heating coil 19, which is attached to the inside of the hot gas side.

Das Brennstoff-Luft-Gemisch wird gleichmäßig über einem wärmefesten Flammenschirm 20 verteilt, strömt durch diesen und verbrennt dann in einigem Abstand von diesem in der Brennkammer 16.The fuel-air mixture is evenly distributed over a heat-resistant Flame screen 20 distributed, flows through this and then burns at some distance of this in the combustion chamber 16.

Der Sekundärluftstrom strömt durch entsprechend geformte Schaufeln 21, die in dem frei gebliebenen Zwischenraum zwischen den Flammenschirmsektionen 20 liegen, bevor er in die Brennkammer eindringt.The secondary air flow flows through appropriately shaped blades 21, in the space left between the flame screen sections 20 lie before it penetrates the combustion chamber.

Unter den in der vorliegenden Beschreibung gebrauchten Wörtern Primärluft und Sekundärluft soll folgendes zu verstehen sein. Es handelt sich dabei nur um zwei Namen, die die Luft, welche durch den Flammenschirm strömt, bei Teil 20 von der Luft, welche über die Schaufeln 21 strömt, unterscheiden soll. Der erstere Luftstrom, welcher mit dem verdampften Treibstoff vermischt wird und deshalb die Luft ist, welche in erster Linie die Verbrennung unterstützt, wird Primärluft genannt, während der zweite Luftstrom, von dem etwas zur Verbrennung beitragen wird, in der Hauptsache überschüssige Luft ist, die dazu dient, die Temperatur innerhalb vernünftiger Grenzen zu halten, und diese wird Sekundärluft genannt.Among the words used in the present description, primary air and secondary air should be understood as follows. It's just about two names that refer to the air flowing through the flame screen at part 20 of the air which flows over the blades 21 is to distinguish. The former airflow, which is mixed with the vaporized fuel and is therefore the air, which primarily supports combustion, is called primary air while the second stream of air, some of which will contribute to the combustion, in the main there is excess air that serves to keep the temperature within reasonable limits and this is called secondary air.

Diese Art der Brennkammer bedingt geringe Gas-und Luftgeschwindigkeiten, vor allem durch Hindurchströmen durch den Flammenschirm, da dadurch die Länge der Flamme und der Abstand vom Schirm geregelt wird. Daher ist es zweckmäßig, die Brennkammer mit derartigen Regenerativ-Wärmeaustauschern zu kombinieren, deren Speichermasse dieselbe Charakteristik in bezug auf die verlangten langsamen Gas- und Luftgeschwindigkeiten besitzt. Die Speichermasse selbst kann also von der Art des Flammenschirms beschaffen sein.This type of combustion chamber requires low gas and air velocities, especially by flowing through the flame screen, as this increases the length of the Flame and the distance from the screen is regulated. It is therefore useful to use the combustion chamber to combine with such regenerative heat exchangers, their storage mass the same characteristic with regard to the required slow gas and air velocities owns. The storage mass itself can therefore be of the type of flame screen be.

Die Flamme in einer solchen Anordnung ist nicht leuchtend und vorzugsweise 25 bis 50 mm lang. Die Gasgeschwindigkeit beträgt vorzugsweise 2 bis 3 m je Sekunde.The flame in such an arrangement is non-luminous and preferably 25 to 50 mm long. The gas velocity is preferably 2 to 3 meters per second.

Fig. 3 zeigt eine etwas abgewandelte Ausführungsform, bei der die Wärmeaustauscherrotorscheibe am Umfang eines Polygons angeordnet ist. Hierbei sind die Rotoren mit ihren Achsen so angebracht, daß sie in radialer Richtung in einer Ebene rechtwinklig zu der die Hauptachse 22 der Erhitzungsvorrichtung enthaltenden Ebene liegen. Mit einer solchen Anordnung wird ein großer Speichermassenquerschnitt bei gleichzeitig geräumigem Zwischenraum ermöglicht, in dem z. B. eine Turbine enthalten sein kann, während sie außerdem eine einfache und kurze Verbindung zwischen der Turbomaschine und der Erhitzungsvorrichtung gestattet. In der Zeichnung stimmt die Mittelachse der Turbine mit der Mittelachse 22 der Erhitzungsvorrichtung überein. Der Kaltgaseinlaß des Verdichters ist mit 23 bezeichnet, der Kaltgasauslaß mit 24, der He ßgaseinlaß mit 25 und der Heißgasauslaß mit 26-Fig.4 zeigt, wie bereits erwähnt, eine Vorderansicht des festen Flammenschirmes, der abwechselnd aus Schaufelabteilungen 21 für den Sekundärluftstrom und aus wabenartigen oder drahtmaschenartigen Flammenschirmabteilungen 20 für den Primärluftstrom besteht. Eine gewisse Tertiärluftmenge kann durch den inneren Ringbereich 27 und den äußeren Ringbereich 28 einströmen und so auf diese Weise einen dünnen Luftfilm an der Innenseite des Gehäuses 29 für Kühlzwecke bilden.Fig. 3 shows a slightly modified embodiment in which the Heat exchanger rotor disk is arranged on the circumference of a polygon. Here are the rotors with their axes mounted so that they are in the radial direction in a Plane perpendicular to that containing the major axis 22 of the heating device Lie level. With such an arrangement, a large storage mass cross-section is achieved at the same time allows spacious space in which z. B. contain a turbine can be, while also providing a simple and short connection between the Turbomachine and the heating device allowed. In the drawing it is correct The central axis of the turbine coincides with the central axis 22 of the heating device. The cold gas inlet of the compressor is designated with 23, the cold gas outlet with 24, the hot gas inlet with 25 and the hot gas outlet with 26-Fig. 4 shows, as already mentioned, a front view of the fixed flame screen, which is made up of alternating blade compartments 21 for the secondary air flow and from honeycomb-like or wire mesh-like flame screen compartments 20 for the primary air flow. A certain amount of tertiary air can flow through the inner ring area 27 and the outer ring area 28 flow in and so on this Form a thin film of air on the inside of the housing 29 for cooling purposes.

Fi,g. 5 ist eine vergrößerte Darstellung der Fig. 4, mit dem Unterschied, daß noch der ringförmige Rohrteil 8 mit dargestellt ist.Fi, g. 5 is an enlarged illustration of FIG. 4, with the difference that that the annular pipe part 8 is also shown.

Fig.6 ist eine schematische Darstellung der Erhitzurigsvorrichtung, bei welcher ein Kompressor a durch eine Turbine b angetrieben wird, die gleichfalls eine Antriebswelle c antreibt. Die Luft wird in dem Kompressor verdichtet und dann zu der unter d bezeichneten Erhitzungsvorrichtung geführt. Die Luft geht zuerst durch die Kaltgasseite des Rotors 1 des Wärmeaustauschers hindurch und tritt dann in die ringförmige Verbrennungskammer 1b ein. Die aus der Verbrennungskammer kommenden Verbrennungsprodukte treten in die Turbine b ein und werden expandiert.Fig. 6 is a schematic representation of the heating device, in which a compressor a is driven by a turbine b, the same drives a drive shaft c. The air is compressed in the compressor and then led to the heating device designated under d. The air goes first through the cold gas side of the rotor 1 of the heat exchanger and then occurs into the annular combustion chamber 1b. The ones coming out of the combustion chamber Combustion products enter turbine b and are expanded.

Die Austrittsgase aus der Turbine b gehen durch die Heißgasseite jedes Rotors 1 hindurch, bevor sie in die Atmosphäre ausströmen.The exhaust gases from turbine b go through the hot gas side each Rotor 1 through before they escape into the atmosphere.

Es soll noch festgestellt werden, daß die in der Beschreibung geschilderte Bauart von Brennkammer und Wärmeaustauscher an sich bekannt ist. Jeder Bestandteil der erfindungsgemäßen Kombination soll für sich allein nicht Gegenstand der Erfindung dardarstellen.It should be noted that the described in the description Type of combustion chamber and heat exchanger is known per se. Every component the combination according to the invention is intended for itself not the subject of the invention.

Der vorher beispielsweise beschriebene Erfindungsgegenstand arbeitet wie folgt: Der Brennstoff wird verdampft, bevor er mit der Primärluft zwecks Bildung des Brennstoff-Luft-Gemisches gemischt wird, welches über einen gitterförmigen Flammenschirm verteilt wird. Das Gitter übt einen gewissen Widerstand aus, so daß eine gleichmäßige Brennstoffverteilung über die Vorderseite des Flammenschirmes erzielt wird. Die Brenngasgeschwindigkeit durch den Flammenschirm hindurch ist so gewählt, daß sie möglichst gleich den Gasgeschwindigkeiten in der Speichermasse der Wärmeaustausch.erelemente ist, wobei die letztere ebenfalls wie der Flammenschirm ausgebildet sein kann.The subject matter of the invention previously described, for example, works as follows: The fuel is vaporized before being mixed with the primary air for formation of the fuel-air mixture is mixed, which is via a lattice-shaped flame screen is distributed. The grid exerts a certain resistance, so that a uniform Fuel distribution is achieved over the front of the flame screen. the Fuel gas velocity through the flame screen is chosen so that it as close as possible to the gas velocities in the storage mass of the heat exchange elements is, the latter can also be designed like the flame screen.

Ein mehrteiliger Regenerativ-Wärmeaustauscher der beschriebenen Art als Vorwärmer eignet sich insbesondere für den Einbau in die Brennkammer, insbesondere deshalb, weil die Kaltgasseiten der Elemente bei beiden Anordnungen - bei der Frontal-und bei der Palygonalanordnung - auf einem Ringbereich liegen, der leicht mit dem Brennkammereinlaß verbunden werden kann.A multipart regenerative heat exchanger of the type described as a preheater is particularly suitable for installation in the combustion chamber, in particular This is because the cold gas sides of the elements in both arrangements - in the frontal and in the case of the palygonal arrangement - lie on an area of the ring that is easy with the combustion chamber inlet can be connected.

An sich kann jede Brennkammerbauart mit dem oben beschriebenen mehrteiligen Vorwärmer kombiniert werden, jedoch wird das Optimum der Wirkung durch eine Ringbauart erzielt, wenn die einzelnen Elemente in der obererwähnten Art angeordnet sind. Der Brennstoffzustand in flüssiger oder verdampfter Form und das Verfahren der Zuführung desselben zur Brennkammer können je nach Wunsch gewählt werden.In principle, any type of combustion chamber can be multi-part with the one described above Preheaters can be combined, but the optimum effect is achieved by a ring design achieved when the individual elements are arranged in the above-mentioned type. Of the The state of the fuel in liquid or vaporized form and the method of delivery the same for the combustion chamber can be selected as desired.

Die erfindungsgemäße Kombination einer Brennkammer mit Flammenschirm und Brennstoffverdampfung in Verbindung mit einem Regenerativ-Wärmeaustauscher bietet bemerkenswerte Vorteile, die nachfolgend kurz zusammengefaßt werden: 1. Platzersparnis. Die einzelnen Elemente des Vorwärmers und der Brennkammer können derart kombiniert werden, daß zwischen denselben nur kurze Kanäle erforderlich sind. Dies ist insbesondere für die heißen Gase von Wichtigkeit.The inventive combination of a combustion chamber with a flame screen and fuel evaporation in conjunction with a regenerative heat exchanger remarkable advantages, which are briefly summarized below: 1. Saving of space. The individual elements of the preheater and the combustion chamber can be combined in this way that only short channels are required between them. This is particular important for the hot gases.

2. Niedere Druckverluste. Dies wird erzielt durch kurze Kanäle mit wenig Biegungen zwischen der Heizeinheit und den anderen Komponenten der Gasturbine und außerdem dadurch, daß die Gasgeschwindigkeiten in den Kanälen durch die ganze Vorrichtung hindurch niedrig gehalten werden. Dies ist eine wesentliche Forderung bei solchen Niederdruckprozessen, insbesondere dann, wenn hohe Luftvorwärmer. -wirkungsgrade verlangt werden.2. Low pressure drops. This is achieved by using short channels few bends between the heating unit and the other components of the gas turbine and also by the fact that the gas velocities in the channels through the whole Device are kept low through it. This is an essential requirement in such low pressure processes, especially when high air preheaters. -efficiencies are required.

3. Verminderte Wärmeverluste. Die bauliche Geschlossenheit der Brennereinheit vermindert die durch Leitung und Strahlung verursachten Wärmeverluste.3. Reduced heat losses. The structural integrity of the burner unit reduces the heat losses caused by conduction and radiation.

4. Geringere Brennkammertemperatur. Bei Anlagen mit rotierenden Regenerativ-Wärmeaustauschern wird die Luft bis zu einer verhältnismäßig hohen Temperatur vorgewärmt, ehe sie in die Brennkammer eintritt, so daß deren Kühlung schwierig ist. Die Vorrichtung nach der Erfindung schafft eine Möglichkeit der baulichen Zusammenfassung von rotierendem Wärmeaus.tauscher und Brennkammer, indem mittels des Flammenschirmes die Luft gleichmäßig über die Brennkammer verteilt wird, so daß eine geringere Geschwindigkeit des Gemisches und eine kurze, nicht leuchtende Flamme im Flammrohr und damit eine weniger intensive Erwärmung desselben durch Strahlung erzielt wird.4. Lower combustion chamber temperature. For systems with rotating regenerative heat exchangers the air is preheated to a relatively high temperature before it enters the combustion chamber so that it is difficult to cool. The device according to the invention creates a possibility of structural combination of rotating Heat exchanger and combustion chamber by distributing the air evenly by means of the flame screen is distributed over the combustion chamber, so that a lower speed of the mixture and a short, non-luminous flame in the flame tube and thus a less intense one Heating of the same is achieved by radiation.

Claims (6)

PATENTANSPRÜCHE 1. Vorrichtung zur Erhitzung der Treibgase für Brennkraftturbinen, gekennzeichnet durch die Kombination einer Brennkammer, die einen festen Flammenschirm und eine Vorrichtung zur Zufuhr von verdampftem Brennstoff vor dem Flammenschirm aufweist, mit einem scheibenförmigen, drehbaren Regenerativ-Wärmeaustauscher. PATENT CLAIMS 1. Device for heating propellant gases for internal combustion turbines, characterized by the combination of a combustion chamber that has a fixed flame screen and a device for supplying vaporized fuel in front of the flame screen has, with a disc-shaped, rotatable regenerative heat exchanger. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine derartige bauliche Zusammenfassung von Brennkammer und Wärmeaustauscher zu einer Einheit, so daß die Geschwindigkeit der Gase, die durch den Flammenschirm hindurchströmen, von der gleichen Größe ist wie die Geschwindigkeit der Strömung der Gase durch die Speichermasse des Wärmeaustauschers. 2. Device according to Claim 1, characterized by such a structural combination of combustion chamber and heat exchanger into one unit, so that the speed of the gases flowing through the flame screen are of the same size like the speed of the flow of the gases through the storage mass of the heat exchanger. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet, durch die Verwendung eines Regenerativ -Wärmeaustauschers, dessen Speichermasse in eine Anzahl scheibenförmiger Rotoren eingebettet ist, wobei sämtliche Rotoren in derselben Ebene und ringförmig um die Mittelachse der Vorrichtung derart angeordnet sind, daß die Ein- und Austrittsöffnungen von und zu jedem Rotor für das zu erwärmende Medium einerseits und die Ein- und Austrittsöffnungen für das zu kühlende Medium andererseits in getrennten Ringräumen angeordnet sind und die Brennkammer ebenrfalls eine ringförmige Konstruktion aufweist. 3. Apparatus according to claim 1 and 2, characterized by the use of a Regenerative heat exchanger, the storage mass of which is divided into a number of disc-shaped Rotors is embedded, with all rotors in the same plane and annular are arranged around the central axis of the device in such a way that the inlet and outlet openings from and to each rotor for the medium to be heated on the one hand and the input and Outlet openings for the medium to be cooled, on the other hand, in separate annular spaces are arranged and the combustion chamber also has an annular construction. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2 mit einer ringförmigen Brennkammer mit feststehendem Flammenschirm, gekennzeichnet durch die Anwendung eines Regenerativ-W ärmeaustauschers, bei dem die die Speichermasse enthaltenden scheibenförmigen Rotoren derart um die Mittelachse der Vorrichtung angeordnet sind, da.B ihre Achsen in radialer Richtung zu dieser Mittelachse und in einer Ebene rechtwinklig zu ihr gelegen sind. 4. Apparatus according to claim 1 and 2 with an annular combustion chamber with a fixed Flame screen, characterized by the use of a regenerative heat exchanger, in which the disk-shaped rotors containing the storage mass in such a way around the Central axis of the device are arranged, da.B their axes in the radial direction to this central axis and are located in a plane at right angles to it. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, da.ß eine Turbine im Raum zwischen den scheibenförmigen Rotoren angeordnet ist, wobei die Mittelachse der Vorrichtung etwa der Mittelebene der Turbine entspricht. 5. Device according to claim 4, characterized in that there is a turbine in the space between the disc-shaped rotors is arranged, the central axis of the device about corresponds to the center plane of the turbine. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein feststehender Flammenschirm, beispielsweise in Form eines Wabensvstems, eines Drahtgewebes oder eines durchlöcherten Bleches vorgesehen ist, vor welchem ein Gemisch aus vorzugsweise verdampftem oder gasförmigem Brennstoff und Erstluft verteilt wird, wobei dieses Gemisch infolge des Widerstandes im Flammenschirm im wesentlichen über seinen gesamten Querschnitt gleichmäßig verteilt wird, bevor es durch diesen Schirm hindurchtritt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 847 455; schweizerische Patentschrift Nr. 270 344; französische Patentschrift Nr. 960 354; britische Patentschrift Nr. 649 639.6. Device according to one of the claims 1 to 5, characterized in that a fixed flame screen, for example in the form of a honeycomb system, a wire mesh or a perforated sheet is provided, in front of which a mixture of preferably vaporized or gaseous Fuel and first air is distributed, this mixture due to the resistance in the flame shield distributed essentially evenly over its entire cross-section before it passes through this screen. Considered publications: German Patent No. 847 455; Swiss Patent No. 270 344; french U.S. Patent No. 960,354; British Patent No. 649 639.
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