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und 4 a darstellen ; Fig. 4 a und 4 b die linke und rechte Hälfte einer Zeichnung, welche zusammen einen Schnitt nach der Linie 4-4 der Fig. 3 b darstellen ; Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie 5-5 der
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Linie 7-7 der Fig. 5 ; Fig. 8 einen Schnitt in grösserem Massstabe nach der Linie 8-8 der Fig. 3 a : Fig. 9 einen Schnitt nach der Linie 9-9 der Fig. 8 ; Fig. 10 in grösserem Massstabe einen Grundriss des
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Linie 11-11 der Fig. 10 ; Fig. 12 eine Endansieht, gesehen von der rechten Seite der Fig. 11 ; Fig. 13 einen Schnitt nach der Linie 18-18 der Fig. 2 b ;
Fig. 14 einen vergrösserten Schnitt durch das in Fig. 13 gezeigte Sieb und einen Mittelschnitt, in der Zeichnungsebene genommen ; Fig. 15 die vergrösserte Ansicht eines Teiles eines in Fig. 2 b gezeigten Hochstufenkompressorrotors ; Fig. 16 einen Schnitt nach der Linie 16-16 der Fig. 15 ; Fig. 17 eine schematische Skizze der Wasserkühlung des Kompressors ; Fig. 18 einen Schnitt ähnlich Fig. 6 einer abgeänderten Bauart nach der Linie 18-18 der Fig. 19 : Fig. 19 einen Schnitt nach der Linie 19-19 der Fig. 18 ; Fig. 20 einen Schnitt nach der Linie 20-20 der Fig. 18, genommen in der Teilungsebene durch einige Kühlkanäle ; Fig. 21 einen Teilschnitt für eine andere Ausführungsform der Brennstoffzuführung und Fig. 22 einen Schnitt nach der Linie 22-22 der Fig. 21.
Die erste Bauart gemäss Fig. 1-17 enthält drei Hauptteile, welche in Fig. 1 mit den Zahlen : ; 0.
31 und 32 bezeichnet sind, von denen 30 die Turbine nebst Zubehör, 31 ein Luftkompressor und 32 das Getriebegehäuse nebst Zubehör ist.
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kammern. An jeder Seite jeder Verbrennungskammer befindet sich eine Auslassdüse 37 (Fig. 4 a, 4 b), die von der Verbrennungskammer etwas tangential verläuft, und jede Düse hat eine Auslassöffnung 38,
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in Fig. 3 a gezeigt ; selbstverständlich befindet sieh eine gleiche Düse an jeder Seite jeder Verbrennungkammer. In Fig. 4 a ist eine gebrochene Linie am inneren Ende einer jeden Düse eingezeichnet, um zu zeigen, dass der wirkliche Schnitt der Düse nicht in der Schnittebene des übrigen Teiles der Figur liegt.
Die, wenn in radialer Richtung betrachtet, inneren und äusseren Enden jeder Verbrennungs- kammer sind offen, und diese Öffnungen und Düsen werden von einem ortsfesten Ventil gesteuert, dessen Bauart aus Fig. 3 a, 3 b, 4 a, 4 b und 8 ersichtlich ist.
Das Steuerventil selbst hat zwei seitliche Ringe, die als Ganzes mit den Zahlen 89 und 40 (Fig. 4 a, 4 b) bezeichnet sind. Beim äusseren Umfang der Verbrennungskammereinheit oder des Rotors haben diese Ringe Flanschen, die bei der Linie 3-3 der Fig. 4 a zusammentreffen. Zwischen dem Ventil einerseits und dem Rotor und seinen Düsen anderseits sind Labyrinthdichtungen 41 angebracht. Die Wandung 42 (Fig. 4 b) am inneren Umfang des Rotors besteht aus einem Stück mit dem Ring 40 und nicht aus zwei Hälften, die in der Linie 3-3 der Fig. 4 a zusammentreffen würden, wie es bei der äusseren Wandung der Fall ist.
An zwei radial gegenüberliegenden Stellen werden die seitlichen Wände der Ringe 39 und 40 mit bogenförmigen Öffnungen ausgestattet, in welche gekrümmte Schaufeln 43 eingesetzt sind. Diese Schaufeln sind hohl (Fig. 9). Jede besteht aus zwei Wandungen 44, die an ihren Stosskanten zusammengeschweisst sind (d. h. die Kanten sind senkrecht zu der Achse der Welle 33), und an ihren inneren und äusseren Enden sind sie mit den inneren und äusseren Wandungen 45 verschweisst zur Bildung eines
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mit einem Mantel in Verbindung stehen, wobei Zwischenräume 47 und 48 (Fig. 8) in den Wandungen des Ventils für Kühlzweeke vorgesehen sind.
Die Schaufeln 43 sind nicht über die ganze Länge der gebogenen Schlitze in dem Ventil verteilt, vielmehr verbleiben Zwischenräume 54 (Fig. 3 b, 6), in welchen keine Schaufeln liegen.
Auf der Aussenseite jeder Ringwandung des Ventils befindet sich eine Scheibe 49 (Fig. 4 a, 4b und 8), welche auf der Welle 33 festgekeilt ist. Diese Scheiben 49 sind mit einem ändern Satz von Schaufeln 50 (Fig. 8) versehen, welche an ihren inneren Enden zwischen zusammenvernieteten Ringen51 und an ihren äusseren Enden durch einen Ring 52 festgekeilt sind, von welchem eine Schraube 53 in das äussere Ende jeder Schaufel 50 tritt, so dass die Schaufeln starr und radial in den Scheiben 49 gehalten werden.
Die so beschriebenen Teile werden auf jeder Seite durch die Platten 55 und 56 eines Wassermantels geschlossen, von denen die letztere eine ringförmige Öffnung 57 hat, die mit dem Auslass von dem Luftkompressor in Verbindung steht, wie weiter unten beschrieben wird. Der Raum innerhalb der Ventilwandung 42 steht mit dem Ringkanal 57 in Verbindung, und an zwei gegenüberliegenden
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Seiten sind Öffnungen 58 angebracht, durch welche, wenn das untere offene Ende der Verbrennungskammer zum Zusammenspiel mit der Öffnung kommt, die komprimierte Luft in die Kammer hinein- gedrückt werden kann.
In der äusseren Umfangswandung des Ventils sind Auslassöffnungen 59 angebracht, welche auch diametral gegenüberliegen, und ihre Stellungen zu den Einlassöffnungen 58 und auch zu den Düsenauslässen 88 sowie die gebogenen Schlitze, welche die Schaufeln 43 enthalten, werden im einzelnen beschrieben, wenn der Kreislauf der Vorgänge in den einzelnen Verbrennungskammern betrachtet werden soll. In der Wandung der Mäntel 55 und 56 gegenüber jedem seitlichen Auslass, welcher die Schaufeln 43 und die Zwischenräume 54 umfasst, befinden sich Luftlöcher 193, von denen beide in Fig. 8 dargestellt sind. Diese Luftlöcher sollen die Auspuffgase in ein geschlossenes Gehäuse leiten, und andere Luftlöcher 194 sind vorgesehen, um den Druck in dem ringförmigen Zwischenraum, welcher den Ring 52 umgibt, zu entlasten.
Die soweit beschriebene Turbineneinheit wird zentral innerhalb einer Kammer 60 (Fig. 2 a) mittels vier radialer Arme 61 gehalten (Fig. 3 a, 3 b). Diese Arme sind zweckmässig mit den Ventilteilen aus einem Stück hergestellt, so dass jeder Arm in der Ebene seiner Längsachse, d. h. nach der Linie 3-8 der Fig. 4 a, in zwei Hälften geteilt ist. Die Ventilteile und die Arme sind durch Bolzen 62 verbunden, welche durch Ansätze auf den Armen hindurchtreten. Überlappte Stösse der verschiedenen Teile sichern Dichtheit. Bolzen 63 befestigen die Deckel 55 und 56 in ihrer Lage, und jede bevorzugte Verbindung zwischen den Stossflächen der Deckel und dem Ventil kann verwendet werden.
Die Arme 61 sind hohl zur Bildung von Durchlässen 65 (Fig. 3 a), welche an den inneren Enden mit einem Ventilraum 64 in der äusseren Umfangswandung des Ventils in Verbindung stehen. Die Arme 61 reichen zu der die Kammer 60 begrenzenden äusseren Wandung 66 (Fig. 2a) und sind paarweise durch Rohre 67 und 68 vereint, u. zw. ein Paar mit dem Rohr 69, das andere Paar mit dem Rohr 70 : Letztere Rohre enthalten Anschlüsse für Hin- und Rückleitung einer Wasserpumpe 71 (Fig. 1).
Die beiden untersten Arme sind mit dem Abflussrohr der Pumpe verbunden und die beiden obersten Arme mit dem Rücklaufrohr, so dass ein Wasserumlauf durch diese Anschlüsse über alle Mantelräume der bisher beschriebenen Vorrichtung hergestellt wird ; die Verbindungsleitungen 72 (Fig. 4 a und 4 b) sind vorgesehen, um den Ventilmantel mit den Räumen 55 und 56 zu verbinden.
In jedem von je zwei einander diametral gegenüberliegenden Armen 61 befindet sich ein Brennstoffkanal 73 (Fig. 5), welchem der Brennstoff durch ein Einlassrohr 74 zugeführt wird und welcher Brennstoff über eine Zweigleitung 75 an einen Zerstäuber 76 (Fig. 3 a, 3 b, 5 und 7) abgibt. Der Zerstäuber ist als Einheit ausgebildet, die bei 77 in eine Öffnung 78 der inneren Wandung 42 des Ventils eingeschraubt wird. In einem Bund des Zerstäubers, der an einem die Öffnung 78 umgebenden Ansatz anliegt, befindet sich eine Ringnut 79 in demselben Abstand von der Achse des Sehraubengewindes 77 wie die Zweigleitung 75, so dass, wenn der Zerstäuber eingeschraubt wird, die Mündung der Zweigleitung 7. genau mit der Nut 79 zusammenspielt.
Von dieser Nut geht ein Kanal 80 ab, der mit einer inneren Kammer 81 im Zerstäuber in Verbindung steht ; aus dieser Kammer führt ein Auslass 82 ab, der durch ein mittels Druekfeder 84 belastetes Ventil 83 gesteuert ist. Der Betriebsstoff wird unter Druck dem Kanal 74 zugeführt und durch die Öffnung 82 mit solcher Gewalt ausgestossen, dass das Zerstäubungsventil < M etwas von seinem Sitz abgehoben wird ; da das innere Ende jeder Verbrennungskammer mit einer Öffnung 78 zusammenspielt, wird Betriebsstoff in die Verbrennungskammer hinein- gedrückt.
Es mag hier erwähnt werden, dass bei der dargestellten und jetzt beschriebenen Bauweise jede Verbrennungskammer bei jeder Umdrehung der Welle 33 zwei vollständige Arbeitszyklen vollführt, weshalb zwei Zuführungen 76 für den Betriebsstoff, zwei Ventilauslässe, zwei Schaufelreihen 43 und zwei Zündungen vorhanden sind.
Der Zyklus der Vorgänge für jede einzelne Verbrennungskammer ist folgender : Wenn man von der Verbrennungskammer ausgeht, die links der Linie 4-4 am oberen Ende der Fig. 3 a liegt, so sieht man, dass, angenommen die Drehung des Rotors erfolge mit dem Uhrzeiger, das äussere Ende der Verbrennungskammer gerade in bezug auf den Auslass 59 im Ventil geschlossen werden soll. Diese Kammer ist eine solche, in welcher die Verbrennung bereits beendet und vor dem Schliessen des Auslasses 59 die Einlassöffnung 58 geöffnet wurde, so dass die Druckluft, welche durch den Einlass 58 ein-
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der Kammer schliesst den Auslass 59, und wenn sie sich gegen die Stellung rechts von der Linie 4-4 bewegt, wird die Brennstoffzufuhr zum inneren Ende der Kammer geöffnet und bleibt während eines Teiles dieser Zeit mit dieser in Verbindung.
Das äussere Ende der Kammer jedoch ist geschlossen, desgleichen die Öffnung 38 (um eine feste Seitenwandung des Ventils zu schaffen), so dass jetzt Luft und Brennstoff gleichzeitig in die Verbrennungskammer hineingedrückt werden. Eine weitere Bewegung in Richtung des Uhrzeigers schliesst die Öffnung 58 zur genannten Verbrennungskammer und diese läuft geschlossen um, bis ihr äusseres Ende durch einen kleinen winkelförmigen Schlitz 85 in bezug auf das obere Ende des Flammrohres 86 geöffnet wird (Fig.
3 b). Dieses Flammrohr verbindet in diesem Zeitpunkte die in Rede stehende Verbrennungskammer mit der in dem Umlauf vorangehenden, und da der Inhalt der letzteren, gerade bevor diese Stellung erreicht ist, entzündet worden ist, tritt eine Flamme aus der "entzündeten" Kammer in diejenige über, welche gerade in Verbindung mit
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dem Flammrohr steht. Infolgedessen wird der Inhalt der letzteren Kammer entzündet, und unmittelbar nach der Zündung oder Verbrennung öffnen sich ihre nachfolgenden Düsenauslässe 88 zu dem Raum zwischen den Schaufeln 43. Die Düsenauslässe laufen über die Schaufeln, und die Kraft der explodierte und ausgedehnten Gase ergibt beim Strömen durch die Schaufeln 43 und 50 in bekannter Weise die den Vortrieb des Rotors bewirkende Reaktion.
Hierauf wird die Auslassdüse 38 durch die schaufelfreie Öffnung 54 hindurch ausgespült, unmittelbar bevor sich die Verbrennungskammer zum folgenden Auslass 59 hin öffnet, worauf sich der Kreislauf der soeben beschriebenen Vorgänge wiederholt.
Derselbe Kreislauf tritt in jeder Verbrennungskammer nacheinander auf, und, da die Turbine nach dem Zweitakt arbeitet, werden die die Drehung hervorrufenden Kräfte in bezug auf die Wellenachse 33 ausgeglichen.
Das Flammrohr 86 besteht aus einem gekrümmten Kanal in einem Block 87, der gleitbar in
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Dichtung zwischen den Führungen und dem Block untergebracht, und die Enden des letzteren sind bei 89 verlängert und treten in abdichtende Aussparungen ein, die in der inneren Fläche der Ventil-
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im Kreislauf der Vorgänge eingestellt werden. Zu dieser Winkelbewegung der Blöcke dient eine Spindel 90 (Fig. 3 a) (für jeden Block eine), die in einem Lager 91 drehbar angeordnet und in einen Ansatz 92 auf dem Block 87 eingeschraubt ist. Jede Spindel geht durch eine Führung 93 in einem benachbarten Arm 61 hindurch und kann von Hand oder sonstwie angetrieben werden.
Bei einer Explosionsgasturbine ist es von grösster Wichtigkeit, dass die Zeitspanne, während welcher bei jedem Arbeitszyklus die brennende Ladung mit den Verbrennungskammerwandungen
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Turbine mit hohem volumetrischen Wirkungsgrad ernstliche, wenn nicht unüberwindliche Schwierigkeiten hinsichtlich des Kühlens des Rotors hervorbringen.
Zündung durch Flamme ist das Mittel zur Herabsetzung und Regelung der Verbrennungszeit, und dadurch können nicht nur die Kühlungsschwierigkeiten überwunden, sondern auch die Spesen
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wie sie bei elektrischen Kerzen auftreten, ausgeschlossen. Man kann nämlich auch Gemische zünden, die viel zu brennstoffarm sind, um durch die gewöhnliche elektrische oder die Glühkopfzündung entflammt zu werden. Letzterer Umstand ergibt eine grosse Freiheit in den Verbrennungsdrücken, die durch Änderungen in der Gemischzusammensetzung erreichbar sind, und ferner können billige Rohöle glatt und sauber verbrannt werden.
Da das Flammrohr so angeordnet sein muss, dass es zwei benach-
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ansteigt und, vorzugsweise nahe dem Ende der Druckanstiegperiode, unmittelbar bevor die Düse die mit den Schaufeln versehene Austrittsöffnung erreicht. Diese zeitliche Einstellung gewährleistet, dass das das Flammrohr passierende Gas auf höchster Temperatur und höchstem Druck ist und auch keine Störung der Austrittsgeschwindigkeit aus den Düsen hervorruft.
Die zulässige Verbrennungsgeschwindigkeit ist durch den Abstand zwischen den Verbrennungskammern bestimmt. Dies muss beim Bau des Rotors berücksichtigt werden.
Um den Rotor zu kühlen, führen Düsen 94 (Fig. 4 4 b) von dem Wassermantel in dem Ventil zu dem die Düsen. 37 umgebenden Raum. Der Einlass zu J sr Düse 94 wirken einem Nadelventil 9. 5 gesteuert ; das obere Ende des Schaftes des Nadelventils isCètr'hellbar mit einem Arm 96 verbunden,
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weiterung 99 eines ringförmigen Gehäuses mit Kanälen 100 eingebaut, die vermittels Kanälen 101 in Abständen um die Turbine herum in Verbindung mit dem die Düsen 37 umgebenden Raum stehen.
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um ihre Achse 97 und regeln so das Öffnen oder Schliessen der Ventile 95 entsprechend den Temperatur- verhältnissen, welche innerhalb des Gehäuses 99 herrschen.
Wenn die Ventile 95 geöffnet sind, strömt Kühlmittel aus dem Ventilmantel durch die Düsen 94, und infolge der Hitze der Teile im Bereich der Düsen wird das Kühlmittel, für welches bisher Wasser gewählt ist, in Dampf verwandelt.
Dampf entweicht aus dem ringförmigen Gehäuse (welches die Kanäle 100 enthält) durch Stirnkanäle 103 in den Raum 60 und strömt sodann zusammen mit den Auspuffgasen durch einen Kühler
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abgesaugt wird. Der Ventilator 10. 5 ist so gestaltet, dass er die nötige Saugkraft beim Auspuff der Turbine liefert, und der Kühler 104 hat so grosse Abmessungen, dass er jede Drosselung des Gasstromes aus dem Gehäuse 106 zu dem Ventilator vermeidet. Der Raum zwischen dem äusseren Gehäuse 66 einerseits und einem Gehäuse 106, das den Raum 60 umschliesst, und der Wandung 107 an dem Ende des Kühlers, das zu dem Ventilator führt, anderseits ist mit einem Stoff 108, wie Asbest, Schlacken-
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wolle od. dgl., ausgefüllt.
Der Auslass 109 aus dem Ventilator 105 hat einen Kopf 110, der mit Kühl- rippen 111 versehen ist. Das äussere Gehäuse 66 kann auch Kühlrippen 112 erhalten (Fig. 2 a).
Der ringförmige Teil mit den Kanälen 100 hat zwei Hälften, welche längs der Linie 3-3 der
Fig. 2 a zusammenstossen. Die zusammenstossenden Kanten können als überlappte Fugen ausgebildet sein und, wo solche Fugen auftreten, können sie in irgendeiner bevorzugten, etwa der vorher be- schriebenen Weise ausgeführt sein und kann Dichtungsmaterial nach Erfordernis eingebracht werden.
Z. B. ist Dichtungsmaterial dort notwendig, wo das Ringgebilde zwischen Flanschen 113 des Ventils gehalten wird. Eine ähnliche Dichtung kann zwischen dem Ventil und den die Wassermäntel 55,56 ergebenden Organen eingeführt werden.
Ein Auslass 114 für das kondensierte Wasser ist in dem Kühler 104 (Fig. 2 a) vorgesehen.
Der in Fig. 2 b dargestellte Dreistufenkompressor hat Rotoren 115, 116 und 117, welche auf die Welle. 33 gekeilt sind. Diese Rotoren haben einen Satz von Schaufeln 118, deren Gestalt in grösserem
Massstab in Fig. 15 und 16 gezeigt ist. Diese zeigen den Rotor 116 ; mit Ausnahme der Tiefen der
Schaufeln, in einer Richtung parallel zur Achse der Welle. 38 gemessen, sind die Kurve und Form der
Schaufeln für jede Stufe gleich.
Der Kompressor zeigt drei Kammern 119, 120 und 121, welche als die hohe, mittlere und niedrige
Druckstufenkammer angesehen werden können, und alle diese Kammern sind in einem äusseren Ge- häuse 122 in der in Fig. 2 b gezeigten Folge eingeschlossen. In der Wandung des rechten Abschnittes rechts der Kammer 119 sind Öffnungen 123, die als Lufteinlässe dienen. Alle diese werden durch ein
Ventil 124 gesteuert, das in dem Gehäuse drehbar um die Achse der Welle 33 gelagert ist. Ein Hand- griff 125 (Fig. 1), der durch eine der Öffnungen 128 aus dem Ventil hervorragt, dient zur Einstellung des Ventils.
Luft, die durch die Kanäle 12. 3 und die Kanäle in dem Ventil eintritt, wird bis zu dem erforder- liehen Grade durch Einstellen des Ventils gedrosselt und strömt durch den Einlass 126, der in die
Kammer 119 führt, und wird in diese durch den Druck der Rotorschaufeln 118 eingepresst.
Sie strömt dann durch eine Reihe von Radialsehaufeln 127, die in dem Gehäuse 119 an den Schaufeln des Rotors 116 befestigt sind, welche die Luft in die zweite Stufenkammer 120 drücken. Dann wird sie durch die
Schaufeln des Rotors 117 durch eine Reihe von gleichen festen Schaufeln 127 in die dritte Stufenkammer 121 gedrückt und aus dieser tritt sie in den Einlasskanal 57, um in das Innere des Hauptsteuerventils der Turbine durch die Öffnung 128 im speichenartigen Flansch zu strömen, welcher die in Fig. 4 b gezeigte Scheibe 49 trägt.
Um die Kühlung des Kompressors zu unterstützen, werden in sein Inneres Wasserstrahlen durch eine Spritzeinrichtung, bestehend im Wesen aus Wasserzuflussröhren 129, eingeführt, welche für jede Kompressionsstufe des Kompressors angeordnet ist. Diese Röhren enden gemäss Fig. 2 bund 15 in einem Ringraum, der von einem Ring 130 umschlossen wird ; dieser ist für die niedrige Stufenkammer an der festen Endwandung 731 und in den andern zwei Stufen an den festen Wandungen 182 befestigt, zwischen welchen und den gegenüberliegenden Wandungen 1. 38 die Schaufeln 127 befestigt sind.
Der Ring 130 schafft einen Ringraum mit einem engen Ringauslass 184, welcher den Wasserstrahl gegen die Rotorschaufeln richtet, und der Strahl wird auf diese Weise von der Luft mitgenommen und durch den Kompressor von einer Stufe zur andern geleitet. Ringförmige Siebwandungen 185 in den Kompressionsstufenkammern lassen alles unzerstäubte Wasser durch die Auslässe 136, 137 und 138 abziehen.
Die Regelung des Wasserumlaufes ist schematisch in Fig. 17 dargestellt, wo die Auslassröhren 136, 137, 138 je in einen Schwimmel ; kasten 139 münden. In jedem Kasten ist ein Schwimmer 140, der ein Ventil steuen "s schematisch". h ein Rohr 141 dargestellt ist, welches in der Ventilkammer 742 derart versehieblicn ist, dass es ''Zufluss von Zusatzwasser aus der Wasserpumpe 144 zu dieser Kammer (durch Rohre 143) steuert. Die Wasserzuleitrohre 129 haben je ein Ventil 145, welches den Wasserzufh-tUurch die Röhre steuert und durch einen Thermostaten 146 geregelt wird.
Entsprechend der Temperm : : ur des Wassers in den Schwimmerkasten 1.'39 wird Wasser in eine Kompressionsstufe unter dem einer folgenden Stufe zugehörenden Druck gepresst, wie aus Fig. 17 ohne weiteres ersiehtlich ist. In dieser Figur mündet das Auslassrohr 138 aus der Hochdruekstufe in einen Schwimmerkasten 139, aus welchem Wasser durch das Rohr 129 in eine Kammer von niedrigerem Druck strömt.
Auf seinem Wege vom Kasten 1. 39 zum Rohr 129 strömt das Wasser durch einen Radiator 147, so dass seine Temperatur gesenkt wird, bevor es wieder in den Kompressor eingeführt wird.
Rechts von der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung und in grösserem Massstabe teilweise in Fig. 2 b und 2 c sowie in Fig. 13 ist ein Pfeilrad 148 auf die Welle 33 gekeilt, welches mit entsprechenden Pfeilrädern 149 kämmt, von denen je eines auf jeder Seite der Welle 3. 3 liegt. Diese Pfeilräder sitzen auf Wellen 150, welche in von der Stirnplatte 181 des Kompressors sowie von einer Stirnplatte 151 des Getriebegehäuses 152 getragenen Lagern gelagert sind. Jede Welle 150 trägt ein Zahnrad 15. 3. Diese beiden kämmen mit einem Zahnrad 154, welches auf einem Wellenstumpf 155 aufgekeilt ist, für den eine lange Lagerhülse 255 (Fig. 2 c) in der Stirnplatte 151 vorhanden ist.
Ein Fitting 156 ist in den Fig. 1 und 2 c dargestellt, u. zw. nur als Beispiel für einen Fitting, an welchem Propellerschaufeln eines Flugzeuges oder ein anderer Maschinenteil, der von der Turbine angetrieben wird, befestigt
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werden können. Das beschriebene Getriebe stellt ein Reduktionsgetriebe zwischen der Welle 33 und dem Wellenstumpf 155 dar, so dass, während die erste mit hoher Geschwindigkeit angetrieben wird, der letztere mit verhältnismässig niedriger Geschwindigkeit entsprechend den Anforderungen angetrieben werden kann.
Der Wellenstumpf j ? JJ ist an seinem inneren Ende als Kegelrad 157 (Fig. 13) ausgebildet, welches mit zwei Kegelrädern 158 und 159 in Eingriff steht. Das Kegelrad 158 läuft mit einer Spindel 160 um, auf welcher das Flügelrad 161 der Wasserpumpe 71 gelagert ist, welche Wasser durch den Wassermantel der Turbine treibt. Die Spindel treibt auch eine Ölpumpe 162 an ; das Ölpumpenrohr 163 schickt Öl zu einem Ölreiniger mit Aussengehäuse 164 und einem Siebfilter 165 (Fig. 14). Das durch das Filter 165 filtrierte Öl wird durch Zweigrohr 166 verschiedenen Zahnrädern zugeführt und durch eine Röhre 167 zu den Sehmierstellen der Lager für die Hauptwelle 33. Ein unter Federdruck stehendes Rückschlagventil 168 steuert Auslässe 169 aus dem Filtergehäuse 164.
Eine zweite Spindel 170 mit Kegelrad 159 treibt eine Betriebsstoffpumpe an, die als Ganzes mit 171 bezeichnet ist. Betriebsstoff wird der Pumpe von einer beliebigen Quelle durch Leitung 172 (Fig. 1) zugeführt und von der Pumpe durch eine Röhre 173 zum Brennstoffregler 174 geleitet.
Dieser Regler ist im einzelnen in den Fig. 10,11 und 12 gezeigt ; die Leitung 173 mündet in eine Bohrung 175 des Reglers 174, von der zwei Auslässe abgehen, die mit den schon beschriebenen Brennstoffspeiseröhren 74 in Verbindung stehen. Für jeden Auslass ist ein Nadelventil176 angeordnet, das die Zufuhr von Brennstoff aus der Bohrung 175 zu dem Rohr 74 regelt, und die zwei Nadelventile werden von einem Bügel 177 getragen, der um die Achse der Stifte 178 drehbar ist. Die Bewegungen des Bügels 177 steuern die Nadelventile 176 und werden durch einen Kolben 178'erhalten, der in dem Zylinder 179 gleitet.
Der Zylinder 179 kommuniziert am unteren Ende mit der hohen Kompressionsstufenkammer 121 und enthält an seinem oberen Ende eine Kompressionsfeder 180, welche auf den Kolben 178'entgegen dem aus der Kammer 121 stammenden Druck einwirkt. Da die Feder 180 einen konstanten Gegendruck ausübt, wird die Anfangseinstellung der Vorrichtung als Ganzes oder die Wiedereinstellung zu einem gegebenen gewünschten Zeitpunkt durch Verschieben des Drehpunktes des Bügels 177 erreicht. Dieses Verschieben wird in folgender Weise erhalten : Die Stifte 178 gleiten in Schlitzen 181 der Enden des Bügels und werden in dem Block 182 getragen, der in einer Führung M-3 des Reglers gleitbar ist.
Die Lage des Blockes 182 in der Aussparung 183 (d. h. in der Längsrichtung der Arme des Bügels 177) wird mittels einer Gewindestange 184 festgelegt, welche drehbar in 174 gelagert, aber an der Längsbewegung gehindert ist. Wenn man die Schraube 184 in der einen oder andern Richtung dreht, werden die Stifte 178 in den Schlitzen 181 längsverschoben, wodurch der Drehpunkt des Bügels geändert und die Belastung der Ventile 176 eingestellt wird. Eine sichtbare Anzeige der Einstellung kann mittels eines Zeigers 185 erreicht werden, der an der Schraube 184 befestigt ist und über eine Skala 186 gleitet, die an dem Regler 174 befestigt ist.
Der Betriebsstoff wird einem Tank durch das Rohr 172 entnommen und zu der Brennstoffpumpe mittels einer Hebepumpe gefördert, deren Rotor 187 an der Spindel 170 befestigt ist. tber- schüssiger Brennstoff wird von der Pumpe 171 in den Tank zurückgeführt, zu welchem Behufe eine Nebenleitung 188 (Fig. 1) vorgesehen ist.
Bei der vorbeschriebenen Bauart sind die Zwischenräume zwischen den Verbrennungskammern der Turbine in Fig. 4 a hohl und haben in den Seitenwandungen Einlass-und Auslasskanäle für ein Kühlmittel, welches zu und von dem Raum strömt, welcher die Düsen 37 umgibt.
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ordneten Ringteilen gebildet, einem mittleren Teil 189, in welchem die Verbrennungskammern angebracht sind, und Seitenteilen 190, welche die Düsen enthalten. Diese Teile können durch eine Reihe von Schraubenzapfen 191 zusammengehalten werden, die in verhältnismässig dichten Abständen um den Umfang des Rotors verteilt sind. In diesem Falle sind die Räume zwischen den Verbrennungskammern nicht vollständig hohl, sondern mit mehreren Umlaufkanälen 192 versehen, durch welche das Kühlmittel in der durch die Pfeile in Fig. 18-20 gezeigten Richtung kreist.
Es ist wohl unnötig, die Anordnungen dieser Kanäle, die aus der Zeichnung deutlich genug ersichtlich sind, zu beschreiben.
Zum Schluss werden folgende allgemeine Bemer1. ïmgen gemacht : Die Flächen des Steuerventils für die Turbine sind so ausgeführt, dass sie so dicht wie möglich an die benachbarten Flächen der Verbrennungskammer und der Scheiben 149 reichen, ohne sie jedoch zu berühren, so dass möglichst feine Zwischenräume entstehen, um unnötige Gasverluste zu vermeiden und dennoch die Expansion der Teile unter den gewöhnlichen Arbeitstemperaturen zu gestatten.
Die Kühleinrichtung für die Turbine ist so gebaut, dass das Kühlmittel in die Mantelräume gerade in dem Bereich zutritt, wo das Ventil und die zugehörigen Teile den strengsten Temperaturbedingungen unterworfen sind. So wirkt das Kühlmittel bei seiner niedrigen Temperatur auf diejenigen Teile, bei welchen die grösste Notwendigkeit für Kühlung besteht.
Beim Anlassen der Turbine wird die Verbrennung mittels einer Zündkerze 195 (Fig. 2 a und
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ist, welche im wesentlichen jener der vollendeten Füllung oder der Kompression der Gase in den Verbrennungskammern entspricht und vor dem Austrittsende des Flammkanals 86 liegt. Die Flamm-
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kanäle 86 können, wenn gewünscht, Steuerventile einschliessen, um das Volumen des flammenden Gases, welches durch sie hindurchströmt, regeln zu können. Solche Steuerventile sind jedoch nicht dargestellt. Anstatt das entflammte Gas einer Verbrennungskammer zur Zündung der andern zu benutzen, kann eine äussere Flammquelle verwendet werden, und zweckmässig wird eine Flammdüse einer solchen Quelle behufs ihrer Einstellung in der Umfangsrichtung in derselben Weise gelagert sein, wie für die Flammrohre 86 beschrieben ist.
Bei den hier beschriebenen Bauarten ist das Ventil für den Betrieb mit zwei Arbeitszyklen per Umdrehung eingerichtet. Es ist jedoch ersichtlich, dass zwei oder weniger als zwei Zyklen per Umdrehung ausgeführt werden können ; für jeden Zyklus sind dann die Druckluft-und Brennstoffeinlässe und Auspufföffnungen usw. anzuordnen.
Das gasförmige Medium, welches durch die Absaugvorrichtung 105, den Ventilator, gefördert wird, kann, statt in die umgebende Luft zu strömen, in einen Regenerator geführt werden, wo die Abwärme z. B. zur Dampferzeugung benutzt werden kann. Dieser kann dann gewünschtenfalls in der Turbine selbst verwendet werden und dient dann dem Doppelzweck, die Kraftleistung zu erhöhen und als Kühlmittel für die Düsen und die benachbarten Teile des Rotors zu dienen. Auch kann die so durch Regenerierung erhöhte Dampfmenge in einer besonderen Dampf-oder Gasturbine oder für andere Zwecke verwendet werden.
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gleichachsigen, gelochten und genuteten Büchsen 196 mit radialen Bohrungen und Längsnuten zur Führung von Öl zu den verschiedenen Gleitflächen gebaut werden. Schmiermittel kann durch einen Kanal 197 unter dem Druck einer Schmierpumpe eingeführt werden.
Bei einem andern Verfahren zur Zuführung von Betriebsstoff, wie in Fig. 21 und 22 dargestellt ist, können ein oder mehrere Brennstoffzerstäuber, die als Ganzes durch die Zahl 198 bezeichnet sind, in die Leitung eingeführt werden, die von dem Kompressor in das Innere des Ventils führt. Jeder Zerstäuber enthält eine Sprühdüse, deren Auslass durch ein federbelastetes Ventil 199 gesteuert wird ; diesem wird Betriebsstoff durch ein Rohr 200 von einer Speisevorrichtung zugeführt, etwa so, wie sie in Fig. 10 und 12 dargestellt ist.
Der Zerstäuber kann nur von der Röhre 200 oder auch von einem Steg 204 getragen werden, von welchem mehrere im Abstande um die Turbinenachse herum angeordnet sind und radial quer über den Einlasskanal zwischen der inneren Wandung des Wassermantels 56 und einer benachbarten Mantelwand 201 verlaufen, welche ein Lager 202 einschliessen.
Das innere Ende des Ventils 199 wird mittels eines Kopfes festgelegt, dessen radiale Erweiterungen 203 aus Fig. 22 ersichtlich sind.
Ein Vorteil dieser Bauart ist, dass eine innige Mischung von Betriebsstoff und Luft vor dem Eintritt in das Innere des Hauptverteilungsventils der Turbine erreicht wird und dass demzufolge in der Verbrennungskammer eine Mischung in ihrem günstigsten Zustande unmittelbar nach Vollendung der Kompression zur Verfügung steht.
Die Steuerung der Turbinengeschwindigkeit kann durch einen Regulator (nicht dargestellt)
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oder gedrosselt wird, sobald die Geschwindigkeit entsprechend der Verminderung der Belastung wächst. Der Regulator kann auch selbsttätig arbeiten und bei fallender Geschwindigkeit die Hilfszündung (elektrische) einschalten, um so die Verbrennung wieder in Gang zu setzen, welche beim Absperren der Betriebsstoffzufuhr zum Stillstand gekommen sein mag. Die Steuerung der Geschwindigkeit kann auch neben oder mit den soeben beschriebenen Mitteln durch Verminderung des Druckes der den Verbrennungskammern zugeführten Luft mit Hilfe des Drosselventils 124 bewirkt werden.
Bei den dargestellten Bauarten laufen die Rotoren der Turbine und des Kompressors mit derselben Geschwindigkeit um, und infolgedessen ist der Durchmesser des Kompressorrotors notwendigerweise bedeutend grösser als jener der Turbine, damit die erforderliche Geschwindigkeit an den Schaufelspitzen erzielt wird.
Bei der beschriebenen Ausführungsform wird der Druck der Luft im Kompressor normal unmittelbar in bezug auf die Umlaufgeschwindigkeit des Verbrennungskammergebildes gesteuert, weil letzteres zusammen mit dem Kompressor umläuft und eine Geschwindigkeitsänderung in dem einen der genannten Teile eine korrespondierende Geschwindigkeitsänderung in dem andern Teil ergibt. Beim Betriebe dieser Turbinenart ist es zweckmässig, nur eine sehr geringe Erhöhung oder Herabsetzung der Rotorgeschwindigkeit ohne gleichzeitige Erhöhung oder Herabsetzung des Druckes der Luft zuzulassen. Wenn nämlich diese Bedingungen nicht eingehalten sind, so wird die Ladezeit im Verhältnis zur Geschwindigkeit der eintretenden Ladung unrichtig und weiters kommt die zum Spülen und Kühlen der Verbrennungskammern verwendete Luft ausser Phase mit der Eröffnung des Auspuffschlitzes im Steuerventil.
Wenn Luft aus dem Kompressor dem aus den Verbrennungskammern abziehenden Auspuffgas nicht augenblicklich nachfolgt und dadurch den in diesen Kammern entstehenden Druckabfall aufhebt, wird ein Rückströmen des Auspuffgases durch die Auslassdüse auftreten. Ebenso wird, wenn der Druck der explosiven Ladung nicht im richtigen Verhältnis zur Umlaufgeschwindigkeit des Rotors steht, die Geschwindigkeit der aus den Auslassdüsen austretenden Ver-
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brennungsprodukte in bezug auf die Schaufelgeschwindigkeit unrichtig werden ; dadurch ergibt sich ein Abfall an Wirkungsgrad.
Obwohl Wasser und Dampf als Kühlmittel für die verschiedenen Teile der Einrichtung genannt sind, können auch andere Kühlmittel verwendet werden.
Die Zeichnung, welche die beschriebene Vorrichtung darstellt, soll nicht Konstruktionszeichnung sein, sondern nur dazu dienen, die allgemeine Anordnung, Gestalt und Zusammenarbeit der einzelnen Teile mit der erforderlichen Genauigkeit zu zeigen, die zur Ausführung der Erfindung notwendig sind.
Die Turbine soll für verhältnismässig schwere Brennstoff-oder Gasöle dienen, aber sie arbeitet auch zufriedenstellend mit leichteren Brennstoffen, wie Benzin. Der Vorzug wird jedoch den verhältnismässig schweren Ölen wegen ihrer bekannten Vorteile gegeben. Der Vorteil des Erfindungsgegenstandes wird durch den Grad der Turbulenz der Brennstoff-Luft-Mischung, der in den Verbrennungskammern erreicht werden kann, und durch die Möglichkeit der Zündung durch Flammen erzielt.
Obwohl nur ein Satz von festen und beweglichen Schaufeln, wie 43 und 50, beschrieben und gezeigt worden ist, liegt es doch innerhalb der Erfindung, jede bevorzugte Anzahl von Schaufelstufen, sowohl feste als auch bewegliche, zu verwenden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verbrennungsturbine mit in einem Rotor untergebrachten Verbrennungskammern, einem Ventil zur Steuerung der Folge des Arbeitszyklus in jeder dieser Kammern und einer Einrichtung zur
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unter Vermittlung von Reaktionsorganen, gegen welche die aus den Kammern durch Düsen austretenden Gase stossen, als treibende Kraft ausgenutzt wird, gekennzeichnet durch eine Flammen- zündeinrichtung, die mit dem Steuerventil zusammenarbeitet und den Zutritt von Flammen in jede Verbrennungskammer im entsprechenden Zeitpunkte bewirkt.