Drehender Regenerativ-Wärmeaustauscher Gasturbinen, die zum Antrieb
von Lastwagen, Omnibussen usw. dienen, müssen folgende Forderungen erfüllen: Sie
müssen ein geringes Gewicht haben, müssen billig herzustellen sein und einen geringen
Raumbedarf und einen niedrigen Brennstoffverbrauch haben.Rotating regenerative heat exchanger gas turbines that drive them
used by trucks, buses, etc. must meet the following requirements: You
must be light in weight, inexpensive to manufacture, and low in weight
Have space requirements and low fuel consumption.
Die letzte Forderung läßt sich nur erfüllen, wenn man die Gasturbine
mit einem Wärmeaustauscher zur Vorwärmung der Verbrennungsluft ausrüstet. Hierfür
eignet sich besonders ein Regenerativ-Wärmeaustauscher, d. h. ein Wärmeaustauscher,
der aus mehreren mit einer besonderen Füllmasse aus Stahl, Keramik od. ä. angefüllten
Kammern besteht, die abwechselnd von den heißen Abgasen der Turbine und der zti
erhitzenden, vom Verdichter kommenden Luft in entgegengesetzter Strömungsrichtung
durchströmt werden.The last requirement can only be met by using the gas turbine
equipped with a heat exchanger to preheat the combustion air. Therefor
a regenerative heat exchanger is particularly suitable, i. H. a heat exchanger,
the one from several with a special filler made of steel, ceramic or the like. Filled
There are chambers, which alternate between the hot exhaust gases from the turbine and the zti
heating air coming from the compressor in the opposite direction of flow
are flowed through.
Nach der Erfindung wird ein drehender Regenerativ-Wärmeaustauscher
mit axialer Durchströmung verwendet. Er besitzt kreisrunde, mit der Regeneratormassegefüllte
Regeneratorkammern, die in kreisringförmige Endkammern einmünden. Die Mittelpunkte
der Regeneratorkammern sind auf mehreren konzentrischen Kreisen um die Drehachse
und auf von der Drehachse ausgehenden Strahlen angeordnet, wobei die Zahl der auf
den verschiedenen konzentrischen Kreisen angeordneten Kammern untereinander gleich
ist. In Weiterbildung der Erfindung ändern sich die Durchmesser der auf einem Strahl
liegenden Rohrkammern etwa proportional den Durchmessern der verschiedenen konzentrischen
Kreise, und zwar derart, daß die rohrförmigen Kammern eines Strahles mit den an
die Rohre des äußeren konzentrischen Kreises gelegten Strahlen an beiden Seiten
tangieren.According to the invention there is a rotating regenerative heat exchanger
used with axial flow. It has circular ones filled with the regenerator mass
Regenerator chambers which open into circular end chambers. The midpoints
the regenerator chambers are on several concentric circles around the axis of rotation
and arranged on rays emanating from the axis of rotation, the number of being on
the various concentric circles arranged chambers equal to each other
is. In a further development of the invention, the diameters change on a beam
lying tube chambers roughly proportional to the diameters of the various concentric
Circles, in such a way that the tubular chambers of a beam with the on
the tubes of the outer concentric circle placed rays on either side
affect.
Es sind Anordnungen bekanntgeworden, bei denen die die Füllmasse des
Regenerators aufnehmenden Regeneratorkammern in kreisringförmige Endplatten münden.
Hier haben die einzelnen Regeneratorkammern einen kreisringstückförmigen Querschnitt
mit ebenen bzw. annähernd ebenen seitlichen Begrenzungswänden. Diese Begrenzungswände
werden beim Übertritt der Regeneratorkammern vom Gas- in den Luftraum durch den
Luftdruck- einseitig auf Durchbiegung beansprucht. da die Turbinengase einen Druck
etwa gleich dein Atmosphärendruck haben. Sie müssen daher stabil und kräftig ausgeführt
werden, was im Widerspruch zu den Erfordernissen des Leichtbaues steht.Arrangements have become known in which the filling compound of the
Regenerator receiving regenerator chambers open into circular end plates.
Here the individual regenerator chambers have a cross-section in the shape of a circular ring
with flat or approximately flat side walls. These boundary walls
are when the regenerator chambers pass from the gas into the air space through the
Air pressure stressed on one side for deflection. because the turbine gases have a pressure
about the same as your atmospheric pressure. You must therefore run stably and powerfully
which contradicts the requirements of lightweight construction.
Es sind weiter Anordnungen bekannt, bei denen die einzelnen Regeneratorkainmern
einen rohrförmigen Querschnitt 'haben. Bei dieser bekannten Anordnung sind aber
die einzelnen rohrförmigen Regeneratorkammern wahllos neheneinandergereiht. Bei
diesen bekannten Anordnungen müssen die Regeneratorkammern in genau planparallele
Platten einmünden, um eine einigermaßen sichere Abdichtung zwischen der vom Verdichter
kommenden Luft und den Abgasen der Turbine zu erzielen. Diese Nachteile werden bei
dem Regenerativ-Wärmeaustauscher nach der Erfindung vermieden. Dadurch, daß die
Regeneratorkammern verschiedenen Durchmessers auf einem durch den Mittelpunkt des
Regenerators gehenden Strahl angeordnet sind, können in den kreisringförmigen Endkammern
zwischen den Mündungen von auf zwei benachbarten Strahlen liegenden Regeneratorkammern
radiale Trennwände eingebaut werden, die ein Übertrömen der Medien von einer Reihe
von Regeneratorkaminern zur nächsten verhindern. Außerdem kann in der den rohrförmigen
Regeneratorkammern abgewandten Seite der kreisringförmigen Endkammern zum Durchtritt
der Luft oder der Abgase eine Öffnung von kreisringstückförmigem Querschnitt vorgesehen
werden. Es bleibt daher zwischen den auf verschiedenen Strahlen liegenden rohrförmigen
Regeneratorkammern genügend Material stehen, welches eine einwandfreie Dichtung
durch Dichtleisten oder Labyrinthbleche ermöglicht.There are also known arrangements in which the individual Regeneratorkainmern
have a tubular cross-section. In this known arrangement, however, are
the individual tubular regenerator chambers randomly lined up next to one another. at
In these known arrangements, the regenerator chambers must be exactly plane-parallel
Plates merge to form a reasonably secure seal between those from the compressor
To achieve incoming air and the exhaust gases of the turbine. These disadvantages are with
avoided the regenerative heat exchanger according to the invention. Because the
Regenerator chambers of different diameters on one through the center of the
Regenerator going jet are arranged, can in the annular end chambers
between the mouths of regenerator chambers lying on two adjacent jets
Radial partitions are built in to allow the media to flow over from one row
prevent from regenerator chimneys to the next. In addition, the tubular
Regenerator chambers facing away from the circular end chambers for passage
the air or the exhaust gases provided an opening of circular ring-shaped cross-section
will. It therefore remains between the tubular ones lying on different beams
There is enough material in the regenerator chambers to ensure a perfect seal
made possible by sealing strips or labyrinth sheets.
In den Fig. 1 und 2 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch
dargestellt.In Figs. 1 and 2, an embodiment of the invention is schematically
shown.
Fig. 1 zeigt einen Teilquerschnitt durch eine Endkammer des Regenerators
nach der Linie I-I der Fig. 2, Fig. 2 einen Teillängsschnitt desselben.Fig. 1 shows a partial cross-section through an end chamber of the regenerator
along the line I-I of FIG. 2, FIG. 2 shows a partial longitudinal section of the same.
In dem Beispiel sind nur zwei konzentrische Reihen von Regeneratorkammern
vorgesehen. Die Regeneratorkammern 1 sind auf dem äußeren Kreis 2 und die Regeneratorkammern
3 auf dem inneren, konzentrischen
Kreis 4 angeordnet. Entsprechend
dem kleineren Durchmesser des Kreises 4 haben die Regeneratorkammern 3 einen kleineren
Durchmesser. Untereinander sind sämtliche auf einem Kreis angeordneten Regeneratorkammern
gleich. Die Regeneratorkammern 1 und 3 sind mit einer durch Kreuzsehraffur dargestellten
Füllmasse 5 und 6 angefüllt. An ihren Enden sind die Regeneratorkammern in kreisringförmigen
Endkammern 7 und 8 durch Srhweißung, Lötung oder sonstwie befestigt. Die Endkammern
7 und 8 bestehen aus je einer inneren kreisförmigen Begrenzungswand 9, einer äußeren
kreisförmigen Begrenzungswand 10, je einer Deckplatte 11, die die Enden der Regeneratorkammern
1 und 3 aufnimmt, und je einer Deckplatte 12, die ebenso viele Öffnungen 13 von
Kreisringstückquersehnitt aufweist, wie Regeneratorkammern auf einem Kreis vorhanden
sind. Die Endkammern 7 und 8 sind weiterhin durch radiale Rippen 14 in ebenso viele
Kammern unterteilt, wie Regeneratorkammern auf einem Kreis vorhanden sind. An die
Kammern 7 und 8 schließen sich nicht dargestellte, feststehende Sammelkästen für
die Luft und die Abgase an.In the example there are only two concentric rows of regenerator chambers
intended. The regenerator chambers 1 are on the outer circle 2 and the regenerator chambers
3 on the inner, concentric
Circle 4 arranged. Corresponding
the smaller diameter of the circle 4, the regenerator chambers 3 have a smaller one
Diameter. All of the regenerator chambers arranged on a circle are below one another
same. The regenerator chambers 1 and 3 are shown with a cross-eyed pattern
Filling compound 5 and 6 filled. The regenerator chambers are circular at their ends
End chambers 7 and 8 attached by welding, soldering or otherwise. The end chambers
7 and 8 each consist of an inner circular boundary wall 9, an outer one
circular boundary wall 10, each with a cover plate 11, which the ends of the regenerator chambers
1 and 3 receives, and each a cover plate 12, the as many openings 13 of
Has circular ring piece cross section, such as regenerator chambers present on a circle
are. The end chambers 7 and 8 are further by radial ribs 14 in as many
Chambers divided like regenerator chambers are present on a circle. To the
Chambers 7 and 8 close, not shown, fixed collecting boxes for
the air and the exhaust fumes.