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Die Erfindung betrifft eine Yerbrennungs- oder Explosionsturbine für gagförmige oder flüssige Brennstoffe. Gegenstand der Erfindung sind die besondere Ausbildung und der Zusammenbau der Explosionakammern.
Auf der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand dargestellt.
Fig. 1 zeigt eine aus einem Kompressor und einer gemäss der Erfindung gebauten Turbine mit innerer Verbrennung bestehende Gruppe in einer Seitenansicht. Fig. 2 ist eine Vorderansicht der Turbine mit teilweisem senkrechten Schnitt nach der Linie 2-2 der Fig. 4. Fig. 3 ist eine Rückansicht. Fig. 4 ist ein Grundriss der Gruppe mit einem wagerechten Schnitt durch die Turbine.
Fig. 5 ist ein Schnitt durch die Achse des Einlassventils. Fig. 6 ist ein Schnitt durch die Achse des Auslassventils einer Kammer. Fig. 7 stellt eine Verbrennungskammer im senkrechten Schnitt um Teile in Ansicht dar. Fig. 8 zeigt dieselbe Verbrennungskammer im Grundriss und Fig. 9 im Querschnitt. Fig. 10 zeigt das Einlassventil nach Fig. 6 im Grundriss.
Die Maschinengruppe besteht aus einem umlaufenden, die Turbine mit verdichtetem Gemisch speisenden Kompressor 7 und der Turbine 2. Das Ganze wird durch einen röhren- förnügen Rahmen. ? getragen. In demo gezeichneten Ausführungsbeispiel ist der Kompressor 1 aus drei umlaufenden Pumpen gebildet, du'hintereinandergeschaltet und um 1 zueinander versetzt strahlenförmig zur Achse 4 angeordnet sind. Die durch den Kompressor verdichteten Explosionsgase werden durch die Leitung 5 der Turbine zugeführt.
Die Turbine besteht aus zwei eine gemeinsame Umhüllung bildenden zylindrischen Halb-
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anker 9 ist die Turbine mit dem röhrenförmigen Rahmen 3 verbunden. An den beiden Seiten- deckeln 13, 14 der Umhüllung sind innen zwei symmetrische Kränze 7C, 77 befestigt, die mit Kanälen 12 versehen sind (Fig. 2). Der Deckel 14, mit dem die Leitung 5 verbunden ist, hat einen
Hohlraum 1, ;, der als Behälter für die verdichteten Explosionsgase dient, während der andere Deckel 1, 3 in dem Hohlraum 16 die aus der Turbine ausgestoenen Gase aufniutuit. In den Deckeln 13, 14 ist auf Kugeln die Achse 4 der Turbine gelagert, die das mit Schaufeln 17 be- setzte Laufrad 50 trägt.
Die Turbine ist in drei winkelig angeordnete, miteinander übereinstimmende Teile geteilt, die sich je über 1200 erstrecken (Fig. 3) und ein Speiseventil 18 aufweisen (Fig. 5), das durch den Flansch 19 mit dem die Explosionsgase aufnehmenden Deckel 14 verbunden ist. Zu jedem
Teil gehört noch eine am äusseren Umfang der Turbine angeordnete, den Gegenstand der
Erfindung bildende Verbrennungskammer 20, in der die Zündung und die Verbrennung des ExplosioI1gemÎsches stattfindet, und ein Einlassventil 21, durch das die Verbrennungskammer 20 mit dem Laufkranze 17 der Turbine in Verbindung gebracht wird. Nach Durchstreichen des
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Deckel 13 vorgesehen ist.
Dieser Kreislauf vollzieht sich gleichzeitig in jedem der drei Teile der Turbine.
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geschraubt und mit Öffnungen 26 versehen ist, durch die die frischen komprimierten Gase, welche lurch das auf den Deckel 14 geschraubte Rohr 19 aus dem Behälter 15 kommen, in das Speiseventil eintreten können. Zwischen dem Behälter 15 des Deckels 14 und dem Ventilgehäuse ist ein Hahn 27 eingeschaltet, durch den das Ventil für eine Untersuchung abgeschlossen werden kann. Eine Rückziehfeder 28 sichert den schnellen Schluss des Ventils und den dichten Abschluss auf dem Ventilsitz. Auf die Spindel jedes Ventils wirkt ein durch die Achse der Turbine angetriebener Daumen oder eine Kurvenscheibe ein.
Die Vereinigung des Ventils mit dem Schieber 24 hat den Zweck, ein Zurückschlagen der in der Verbrennungskammer 20 entzündeten Gase in den Behälter 15 in dem Falle zu verhindern, wenn das Ventil zufällig nicht ganz dicht auf seinem Sitz abschliesst. Die Öffnungen des Schiebers 24 sind so angeordnet, dass der Schieber die Öffnungen 26 der Ventilhülse 25 abschliesst, bevor sich der Ventilteller 23 auf seinem Sitz auflegt. Überdies ist das Ventil fast vollständig entlastet, so dass sich die Anwendung von zu starken Rückziehfedern erübrigt.
Jedes der drei Speiseventile 18 der Turbine führt gemäss der Erfindung die verdichteten Explosionsgase in eine der drei Verbrennungskammern 20. Jede dieser Kammern wird durch ein an seinem Umfang mit Kühlrippen besetztes Rohr von kreisförmigem oder abgeflachtem kreisförmigen Querschnitt gebildet, das an einem Ende mit einem Flansch 29 und am anderen Ende mit einem gleichfalls mit Rippen besetzten haubenartigen Deckel 30 versehen ist (Fig. 7 bis 9), der mit dem entsprechenden Speiseventil 18 verbunden wird. Schraubenlöcher 37 in der Verbrennungskammer 20 und in dem Deckel 30 nehmen die Zündkerzen auf.
Nach der Erfindung sind die Verbrennungskammern 20 mit einer Einrichtung versehen, die es ermöglicht, in dem Fall, wo man als Explosionagase die Dämpfe von Petroleum benutzt, die Hitze der Verbrennungskammern dazu auszunutzen, das Petroleum zu verdampfen. Es wird dies dadurch erreicht, dass das von dem Behälter 32 mit konstantem Niveau (Fig. 1) zugeführte Petroleum bei 33 (Fig. 7 und 8) in einen mit jeder Verbrennungskammer aus einem Stück gegegossenen Kanal 34 gelangt. Jeder Kanal 34 ist bei 35 mit einem Rohr verbunden, das nach der Saugöffnung des Kompressors führt, der die erzeugten Petroleumdämpfe ansaugt und verdichtet, um sie in der Turbine ausnutzen zu können.
Die entzündeten Gase werden durch unter sich mittels Röhren 36 verbundene Einlassventile 21 (Fig. 2) in die Schaufeln 17 der Turbine geleitet. Jedes der Einlassventile 21 (Fig. 6 und 10) ist mit einer der Verbrennungskammern 20 durch den Flansch 37 verbunden, der mit dem Flansch 29 der Verbrennungskammer verschraubt wird. Mit der Umhüllung der Turbine ist jedes Einlassventil durch einen Flansch 38 verbunden, der mit einer Platte 39 verschraubt ist. Das Gehäuse der Einlassventile ist zylindrisch und nimmt einen Kolben 40 auf, auf dem der Ventilteller 41 aufgeschraubt und durch einen Einsteckstift gesichert ist. Der Sitz jedes Einlassventiles wird bei 42 von durch eine Röhre zugeleitetes Kühlwasser umspült.
Die Stange des Kolbens 40 ist durch eine Stopfbüchse hindurchgeführt und trägt am Ende einen Querarm 43. auf welchen das gegabelte Ende eines \rmkelhebels 44 wirken kann (Fig. 3), der durch eine von einem durch die Turbinenachse angetriebenen Daumen beeinflussten Stange bewegt wird. Durch eine Rohrschlange 46 ist der an die entsprechende Verbreuuungskammer angeschlossene Einlassstutzen des Ventils mit der entgegengesetzten Fläche des Kolbenventils 40, 41 in Verbindung gebracht, so dass das Kolbenventil entlastet ist und eine verhältnismässig schwache Feder genügt, um das Ventil 47 unter gewöhnlichen Verhältnissen auf seinem Sitz zu halten. Wenn die Kolbenstange durch den Winkelhebel 44 nach aussen gezogen wird, öffnet sich das Einlassventil 41 und tritt in den Zylinder zurück, so dass es der Wirkung der entzündeten Gase entzogen ist.
Die Gase strömen alsdann durch den Aufsatz der Platte 39 und treffen, indem sie durch die Ummantelung der Turbine hindurchgehen, auf die Schaufeln der Turbine auf. Der M8. hool dc Turbine ist zu diesem Zwecke mit drei um 12 (J1 zueinander versetzten rechteckigen Öffnungen 48 versehen, in die die Platten 39 herausnehmbar eingesetzt sind. Da die Kammern 49 der drei Einlassventile durch die Röhren 36 miteinander verbunden sind, so erfolgt der Einlass der verbrannten Ga3e in das Schaufelrad der Turbine gleichzeitig an drei um 12 (1) versetzt zueinanderliegenden Punkten. des Schaufelrades.
Die Turbine wird durch einen elektrischen Kommutator 55 vervollständigt.
Die Arbeitsweise der Turbine beruht auf dem Kreislauf der mit Kolben arbeitenden Zweitaktexplosionsmotoren. Die Regelung der Ventile ist derart, dass für jede Verbrennungskammer sich der Kreislauf in der Annahme, dass in jeder Kammer eine Explosion für jede Umdrehung der Achse erfolgt, wie folgt zusammensetzt : Wenn man die Daller jeder Bewegungsphase auf eine Amplitude von 360"überträgt, so wird die Speisung während einer Drehung um 1250 erfolgen. Die während dieser Phase in die Verbrennungskammer eingeführten neuen Gase erwärmen sich dann, wobei die Wände der Verbrennungskammer abgekühlt werden, während einer Drehung von 75P. Die Verbrennung vollzieht sich in dieser Kammer unter konstantem Volumen während einer Drehung von 450 und die Ausströmung der verbrannten Gase während einer Drehung von 120 .
Dies gibt im ganzen 3650, woraus ersichtlich ist, dass das Speiseventil schon 50 vor
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Schluss des die verbrannten Gase dem Schaufelrad zuführenden Einlassventils die Verbrennungkammer öffnet, um in diese die neuen Gase einzulassen. Es wird hiedurch erzielt, dass durch die eintretenden neuen Gase die verbrannten Gase aus der Verbrennungskammer vollständig herausgetrieben werden.
Da drei Verbrennungskammern vorhanden sind, in welchen die Explosion in gleichen Abständen zu stattfindet, und da die Einlassventile 21 untereinander derart in Verbindung stehen, dass die verbrannten Gase bei jeder Explosion unter Druck an drei gleich weit voneinander entfernten Punkten des Schaufelrades in das letztere eintreten, so folgt hieraus, dass für eine vollständige Umdrehung der Schaufelkranz einen kontinuierlichen Strahl von verbrannten Gasen erhält, deren Druck an drei Punkten das Maximum und an drei Punkten das Minimum erreicht.
Die Geschwindigkeit der Turbine wird durch einen Zentrifugalregler 57 geregelt (Fig. 1), der in der das Triebwerk des Kompressors aufnehmenden Kammer angeordnet und auf die Radachse aufgekeilt ist. Der Regler wirkt auf einen zylindrischen Schieber 58 ein (Fig. 4), der einerseits mit der Saugöffnung des Kompressors und andererseits mit dem Auslassrohr verbunden
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zwischen dem Auslass und dem Saugrohr und vermindert infolgedessen den Kompressionsdruck der Explosionsgase.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Explosionskammer von Verbrennungsturbinen für gasförmige oder flüssige Brennstoffe, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere voneinander unabhängige, um die Laufradachse gekrümmte Explosioll8kammern (20) am Umfang des Turbinenmantels angeordnet sind und miteinander in Verbindung stehen, so dass sich von jeder Kammer aus der Explosionsdruck gleichzeitig auch den anderen Kammern mitteilt.