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Gasturbine.
Den Gegenstand der Erfindung bildet eine Gasturbine, bei welcher der Druck der Gase auf eine Flüssigkeit wirkt die zwischen Explosions- oder Arbeitsräumen hin und her getrieben wird und dabei Turbinenkanäle durchströmt. Insbesondere handelt es sich um solche Turbinen, bei denen mehrere Arbeitsräume vorgesehen sind, die in verschiedener Gruppierung gegeneinander geschaltet werden können.
Gemäss der Erfindung wird die Flüssigkeit zum Teil. direkt in das Turbinenrad und in den zu füllenden Gegenzylinder abgegeben und zum Teil in einen Windkessel unter Erhaltung seiner Energie zu späterer Arbeitsabgabe befördert. Zur Erzielung dieser Wirkung und zur Verteilung der Flüssigkeit in die zu füllenden Arbeitsräume sind zweckmässig geeignete Steuervorrichtungen vorgesehen.
Auf der Zeichnung ist die besondere Anordnung der Gasturbine in mehreren Ausführungsformen beispielsweise dargestellt. Fig. 1 stellt einen senkrechten Schnitt einer Turbine gemäss der Erfindung, nach Linie c-c der Fig. 4 dar, wobei der Arbeitszylinder nur teilweise gezeigt ist und einige Nebenteile
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Fig. 3 zeigt den in Fig. 2 veranschaulichten verschiebbaren Leitschaufelkranz, Fig. 4 ist ein senkrechter Schnitt nach einer zur Turbinenachse normalen Ebene und zeigt gegenüber der Anordnung nach Fig. 1 verschiedene Änderungen.
Fig. 1 zeigt eine gemäss der Erfindung ausgeführte Verbrennungsturbine, bei der die Arbeitszylinder oder -zellen 1, 3, 5,7, 9, in einer Reihe angeordnet sind, die teilweise oder gänzlich. um das Gehäuse 18 des Rotors 15 angeordnet ist, wie dies Fig. 4 schematisch darstellt. Diese Arbeitszylinder stehen mit den
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kanal Ja und die Einlassöffnung 42 in Verbindung ; durch diese Kanäle wird ein Kreislauf von ovaler Form gegenüber jedem einzelnen Zylinder gebildet. Infolge der Einfügung eines Steuerventils il, j2 in jeden der erwähnten Kreisläufe ist nur der Auslass oder der Einlass jeweils geöffnet, so dass die von den expandierenden Gasen aus einem Zylinder und durch die Turbinenkanäle getriebene Flüssigkeit nur in einen
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kanal 35 offen ist.
Der Durchlass 32 des drehbaren Ventils ist nämlich offen, wenn der Durchlass 31 go- schlossen ist und umgekehrt. Durch geeignete Anordnung des Ventils und seiner Steuerung ist es natürlich möglich, die Flüssigkeit in einen der Zylinder oder in mehrere zugleich, u. zw. in irgend welche der Reihe, zu verteilen. Da, wie zu erkennen ist, der Rückführungskanal 35 die Verteilung der Flüssigkeit an ver- schiedenen Stellen rings um die Turbine ermöglicht, können die Zylinder in verschiedener Reihenfolge gefüllt werden.
Die Steuerventile. 31, 32 werden entweder absatzweise hin und her gedreht oder dauernd in gleicher Richtung in Drehung versetzt, u. zw. in Übereinstimmung mit den Hüben, wozu jedes geeignete Getriebe dienen kann, das von dem auf der Turbinenwelle 17 fest angebrachten Zahnrad 22 bewegt werden kann.
Beispielsweise lässt sich jedes Ventil mit einer Welle 58 und einer Kurbel 59 versehen, wie in Fig. 1 in gestrichelten Linien dargestellt ist, während nicht dargestellte Getriebe die Verbindung mit dem Zahnrad herstellen und die Ventile einzeln oder gemeinsam bewegen. An Stelle der verschiedenen Einzelventile kann eine gemeinsame Ringschütze mit versetzten Durchlässen angewendet und durch die Turbinenwelle
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Kurbelzapfen und einen sie verbindenden Steuerring 57 zugleich eingestellt werden, wie in Fig. 1 in gestrehelten Linien dargestellt ist.
Beim Arbeiten der Turbine wird die Arbeitsflüssigkeit unter dem Drucke der expandierenden Gase aus einem Zylinder in tangentialer Richtung (Fig. 4) durch den Durchlass J7 des Steuerungsventils teils unmittelbar in die Kanäle 1,'3 des Turbinenläufers M und teils, um den Antrieb der Turbine gleich-
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Dieser Windkessel ist als ein mit glatten Wänden 18 versehener mit der Turbinenwelle gleichachsiger Raum, der die Turbinenwelle umschliesst, ausgeführt. Die Flüssigkeit, die durch den Einlass 41 in tangentialer Richtung zuströmt und in dieser Richtung auch in den Windkessel-37 gelangt, bildet wegen ihrer hohen Geschwindigkeit unter der Wirkung der Fliehkraft einen Flüssigkeitsring,
der einen pulsierenden Luftkern 11 von veränderlichem Durchmesser umschliesst. Dieser elastische Kern erfährt abwechselnd eine Verdichtung und Expansion in dem Masse, wie die Flüssigkeit zu oder abströmt. Der Ring hat die Gestalt eines Hohlzylinders, dessen zylindrischer Spiegel dauernd seinen Durchmesser ändert.
Eine im wesentlichen gleiche Strömung findet nach dem Austritt der Flüssigkeit aus dem Läufer 15 statt, wobei die Flüssigkeit teils durch den Durchlass. 32 des Ventils unmittelbar in einen oder mehrere Zylinder ge- langt, wo sie die inzwischen eingelassenen Gase verdiehtet, oder, soweit ein Überschuss vorhanden ist, der zeitweilig von den Zylindern nicht aufgenommen werden kann, bei 35 um die Zwischenwand 45
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zwecks Vergrösserung des wirksamen Luftpuffers in Verbindung setzen.
Fig. 2 und 3 zeigen eine andere Ausführung des Leitschaufelkranzes, die zur Umkehrung der Drehrichtung oder Änderung, beispielsweise zur Verringerung der Geschwindigkeit, dienen kann. Die Beschaufelung des Leitkranzes 11 kann z. B. für den-Vorwärtsgang, der Schaufelkranz 53 für den Rückwärtsgang oder langsamen Gang ausgeführt sein. Die Umsteuerung lässt sieh durch Verschiebung der Kränze 11 und 68 mitteIst der Steuerstangen 55 ausführen, wie in gestrichelten Linien angedeutet ist. Deraltige
Steuerungsmittel sind bei Wasserturbinen in vielfacher Ausführung bekannt.
Fig. 4 veranschaulicht die Stellung der Zylinderreihe mit Bezug auf den Rotor und die Gehäuseteile. Es müssen natürlich besondere Steuerungen für den Einlass der Treibgase und den Auslass der Verbrennungsprodukte bei jedem Zylinder ebenso wie Einrichtungen zur Steuerung der Arbeitsspiele vorgesehen sein. Da solche Einrichtungen bekannt sind, sind sie in der Zeichnung nicht besonders dargestellt.
Die Pfeile in den einzelnen Zylindern geben die Bewegungsrichtung der Flüssigkeit zu einem bestimmten Zeitpunkte des Arbeitsspiels an.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Gasturbine mit unmittelbarer Treibwirkung der Gase auf eine Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der Flüssigkeit aus den Arbeitszylindern in ein Turbinez'ad bzw. umgekehrt aus einem Turbinenrad in Arbeitszylinder geführt wird, während ein anderer Teil abgezweigt und unter Erhaltung seiner Energie vorübergehend in einem oder mehreren Hochdruck-bzw. Niederdruck-Windkesseln aufgespeichert wird.