144242. lajstromszámú szabadalom • Égési kamra szénportüzelésű turbinához

Megjelent: 1958. szeptember 15-én. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 144.242. SZÁM 24. 1. 4—10. OSZTÁLY - Je—129. ALAPSZÁM Égési kamra szénportüzelésű turbinához Dr. Jerie Jan mérnök és Fencl Zdenek, Prága A bejelentés napja: 1956. június 16. Csehszlovákia elsőbbsége: 1955. június 16. A szénportüzelésű turbinák az égési kamra szerkezeti megoldásának szempontjából egészen különleges követelményeket állítanak fel. Az égési kamrának nemcsak a gázturbinák égési kamráinál érvényes általános feltételeknek kell megfelelni, (mint pl. nagy teljesítmény a szabályozás egész területén, a működtető gázok hőmérsékletének egyenletes el- • oszlása a kilépésnél, kedvező indítási tulajdonságok, hosszú élettartam, kis méretek, csekély hőkapacitás melletti jó szabályozhatóság és hasonlók), hanem ki kell elégíteni egy új és rendkívül fontos követelményt a működtető gázok tisztasága tekintetében. Szilárd üzemanyag elégéséből származó szilárd maradványok, ugyanis a turbina veszélyes erózióját, vagy dugulását okoznák. Az ismert szerkezeti megoldású szénpor turbináknál a hajtógázok tisztítása túlnyomórészt aerome. chanikai tisztító készülékekkel történik, mely utóbbiak az égési kamra és a gázturbina közé új elemként vannak közbeiktatva. Végeznek kísérleteket az égéstermékek közvetlen tisztítására cyklin égési kamrában, amelyben a szenet olyan nagy hőmérsékleten égetik el, hogy a salak folyékony állapotban kerül elvezetésre, azonban még ezekben az esetekben is szükség van az égési kamra és a turbina között egy külön leválasztóra. A felsorolt megoldások tehát mindenekelőtt az egész szerkezetet bonyolulttá tették. Továbbá új feladatként jelentkezik a tulajdonképpeni aeromechanikai leválasztó alkalmas megoldása a hozzávezető és kilépő vezetékkel. Ez nehezen megoldható elrendezési és aerodinamikai probléma, mert rendszerint ha az elrendezési feltételeket megfelelően kielégítettük, az aerodinamikai feltételek kedvezőtlenül alakulnak és ilymódon a leválasztó működésének nem kívánatos romlása, valamint az átáramlási ellenállások növekedése következik be. Az ismert megoldásokból megállapítható, hogy az égési kamra említett problémáját ezideig nem sikerült minden irányban kielégítően megoldani. A találmány tárgya a szénpor turbinához való olymódon elrendezett égési kamra, melynél jó energetikai teljesítőképesség mellett kedvező elrendezési és aerodinamikai feltételeket is biztosítottunk. A találmány szerinti tökéletesítés fő jellemvonása az égési kamra teljes rendszerének, amely lényegében égési, keverő- és leválasztó részből áll, egyetlen olyan szerkezeti egységbe való egyesítése, amely közös burkoló nyomású tartályba van beépítve. A találmány szerinti tökéletesítés további jellegzetessége, hogy az egyes alkatrészek szerkezeti megoldásánál a szilárd részecskéket magával ragadó gázokra vonatkozó új felismeréseket következetesen érvényesíti; és emellett a munkaterek összességében kihasználjuk az áramló gázok statikai és kinetikai energiáját, nevezetesen: a) a tulajdonképpeni égési folyamat biztosítására, b) az égéstermékekből a szilárd részecskék folyamatos kiválasztására, c) a munkaterek falának hűtésére és a lerakódások képződésének kizárására, d) a leválasztott részecskék elvezetésére. A találmány szerinti megoldás egészen új energetikai elrendezési és szerkezeti feltételeket teremt, amelyek a felhasznált anyagok ellenállóképességével, a súllyal, a szerkezet méreteivel, valamint a beruházási költségekkel szemben támasztott csökkentett követelmények mellett biztosítják a kívánt működést. Ez feltétlenül rendkívül nagy jelentőségű mind az álló, mind pedig a mozgó és különösen a vontatási szénportüzelésű turbináknál. Az alábbiakban a találmány szerinti szénportüzelésű turbina égési kamrájának elvi elrendezését a csatolt ábrákon vázlatosan szemléltetett példa alapján ismertetjük, az 1. ábra a függőleges tengelyen átmenő metszetben mutatja az égési kamra elrendezésének teljes vázlatát. A további ábrák az égési kamrának az 1. ábrán megjelölt síkok menti különböző munka helyeinek keresztmetszetei, nevezetesen: a 2. ábra I—I síkban, a 3. ábra II-—II síkban, a 4. ábra III—III síkban, az 5. ábra IV—IV síkban, a 8. ábra V—V síkban.