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Gasturbine mit pendelnder Flssigkeit als Treibmittel.
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Gleichdruckverbrennungskraftmaschinen unter Benutzung von Schaufeln für die Wasserführung im Leitring Gebrauch. Diese Ausführungsform ist in Fig. 1 in einem Längsschnitt und in den Fig. 2-5, in Querschnitten veranschaulicht. In Fig. 6 sind die Turbinenräder und der Leitring aufgeschnitten und
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Mittellage ; pendelt es aber in ihnen mehr oder weniger um diese Mittellage, nach aussen und-innen, so werden die freibleibenden Räume der Zellen unterhalb der Enden der Wasserkolben grösser oder kleiner, so dass sich in ihnen die Vorgänge von Kolbenmaschinen abspielen können.
Im vorliegenden Fall dient das Rad b als Kompressor zur Erzeugung verdichteter Luft, welche zum Teil nach den in Fig. 4 dargestellten Verbrennungsräumen d und e geleitet wird, wo sie in bekannter Weise mit getrennt'zugeführtem Brennstoff unter gleichbleibendem Druck verbrennt, und welche mit dem Rest im Rad, h zurückexpandiert ; die zur Verbrennung bestimmte Luft'kann durch einen, von den Abgasen geheizten
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die letztere gefüllt ankommt.
Dann tritt bei ss eine Umschaltung in der Verbindung der Räder a und b derart ein, dass die Kanäle des Leitrings in der Umlaufrichtung umgeschwenkt sind, so dass ein Zurückpendeln des Wassers vom Rad b zum Rad a in sinngemässer Umkehrung des eben beschriebenen Pendel-
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ein Teil der Triebarbeit wird dazu verwendet, um die absolute Wassergeschindigkeit im Leitring so zu vergrössern, dass die Relativgeschwindigkeit des Wassers beim Eintritt in das Rad ! ld b unter Voraussetzung gleicher Querschnitte gleich derjenigen beim Austritt aus dem Rad a wird.
Um diese Beschleuni-
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Zurückpendeln vom Rad b nach Rad a leisten zu können, muss ein gewisser Teil der im Rad b verdichteten- Luft in diesem wieder zurückexpandieren ; seine Grösse wird durch die Bedingung festgelegt, dass auch der Rückweg des Wassers stossfrei erfolgen muss.
Das geschilderte Zusammenarbeiten beider Laufräder wird durch die Fig. 6 besonders deutlich gemacht, in welcher das ganze System der Räder a und b sowie dasjenige des Leitrings c aufgeschnitten und abgewickelt dargestellt ist. In dieser Abbildung wird die dem Erfindungsgegonstand eigentümliche Verbindung von zusammengehörigen Zellen in den Rädern a und b in ihrem Gesamtverlauf ersichtlich ; die beispielsweise zwischen den Zellen y und (hergestellte Verbindung bleibt während des ganzen Kolben-
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zellen bei ihrem Hindurchgehen durch dieses Beaufschlagungsgebiet. Die Dauer der Pendelungvon a nach b ist bedingt durch die Weglänge des Wassers in der Schaufelung und durch die zugehörige mittlere Relativgeschwindigkeit ;
sie bestimmt am Radumfang den Abstand der beiden Umschaltepunkte ss und 1. Für die Rückpendelung wird in ähnlicher Weise der Abstand zwischen den Punkten ss und ô festgelegt. Da an diesen Umschaltepunkten die Leitschaufelung ihren Charakter wechselt, muss offenbar im Interesse möglichst stossfreien Übergangs für alle Belastungshöhen die gleiche Pendelzeit eingehalten werden, damit die Wasserumkehr stets an den gleichen Umschaltepunkten stattfinden kann.
Zu diesem Zweck wird mit abnehmender Belastung, sofern die Umlaufzahl der Räder konstant bleiben soll, die Grösse der Pendelausschläge aus ihrer jß. fittellage durch entsprechende Veränderung der Arbeitsdrücke und des Puffervolumens verkleinert, mit oder ohne eine in bekannter Weise durchfuhibare Veränderung der Schaufelwinkel.
Wenn auf die Durchführung der günstigsten Bedingungen der Wasserführung verzichtet wird, kann die Schaufelung des Leitrines c teilveise oder auch ganz in Wegfall kommen.
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kanäle ergibt sich dann, wenn sich innerhalb der beiden verbundenen Laufzellenreihen verschiedenarlige Vorgänge abspielen, wie etwa einerseits Verdichtung. und. Rückexpansion von Luft und anderseits
Expansion, und Rüokverdiehtung von Verbrennungsgasen. Sobald aber die Arbeitsverfahren in den zu ver- bindenden Laufzellenreihen im speziellen Fall völlig gleich sind, kann nach Beseitigung der vorher nötigen inneren Trennung der Zellen die äussere Rückführung der pendelnden Flüssigkeit entfallen, wodurch sich baulich und wirtschaftlich erhebliche Vorteile ergeben.
Zunächst bringt ein solches, für sämtliche vor- handenen Lauf zellen gemeinsames Arbeitsverfahren die'Möglichkeit, die beiden Laufschaufelungen nach
Querschnitt und Sehaufelwinkel voneinander ganz unabhängig zu machen.
Auf : Auf der Zeichnung ist in den Fig. 7, 8 und 9 die Turbine in Längsschnitten dargestellt, während
Fig. 10 eine schematische Abwicklung der Leit-und Laufschaufelung einschliesslich der Steuerung zeigt.
Die Fig. 7 und 9 zeigen, dass einander unmittelbar gegenüberliegende Zellen der beiden Radteile a und b nicht durch eine Wand voneinandergetrenntsind,. sondern gemeinsame ; mit zwei Schaufelsystemen versehene : Kammern bilden, für. welche bei 9 nur der Eintritt, bei 10 nur der Austritt der treibenden
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lassen.
Innerhalb der Zelle 21 befinden sich im Augenblick der Verbindung mit Zelle 19 Auspuffgase und
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möglichkeit..
Auf die gegenseitige Unabhängigkeit besonderer Schaufelungen für Ein- und Austritt der pendelnden Flüssigkeit kann unter Beibehaltung 4er mi, t der Umlauf ichtung fortschreitenden Zellenkupplung verzichtet werden, so dass Ein- und Austritt durch die gleiche Schaufelung vor sich gehen ; die beispielsweise Anordnung nach Fig. 15 geht dann unter Zusammendrückung der Leitkanäle in diejenige der Fig. IG über ; die scheinbare Vereinfachung des Turbinenrades wird jedoch. mit einer Erhöhung der Reibungs- verluste erkauft.
An die Stelle des beschriebenen Zweitaktvorganges können auch andere Zweitaktverfahren treten.
Stellt im besonderen Falle die Kraftmaschine eine Gleichdruck-Verbrennungsturbine mit getrennt verdichteter Verbrennungsluft vor und ist die A@beitsmasckbine zur Erzeugung verdichteter Luft bestimmt, so kann aus dieser Maschine der Luftbedarf für die Verbrennungsmaschine entnommen werden.
In der Zeichnung dienen die Diagramme-nach Fig. 19 und-SO zur Veranschaulichtung des Druckverlaufes in beiden Radsystcmcn für den Hin-und Rückgang der pendelnden Flüssigkeit. Beim Hingang der Flüssigkeit schliessen sich an die Füllung 27, 28 die Expansion 28, 29 und der Ausschub 29, 30 der Verbrennungsgase in einem der beiden Räder an, während im andern Rad die Verdichtung 26, 31 angesaugter Luft und ihr teilweiser Aussehub 31, 32 in die Verbrauchsleitung erfolgt ; die zur Verbrennung bestimmte Luft wird nach 32, 33 weiter verdichtet und nach 33, 34 zur Verbrennunsgkammer geschoben.
Beim Rückgang der Flüssigkeit tritt ein Puffer volumen 35, 36 in das Kompressorrad zurück, welches nach 36, 37
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t. Eine weitere Ausbildung der E@findung bezweckt, einen selbsttätigen Strömungsausgleich herbei- zuführen. Die E@findung benutzt hiefür ein Kolbengetriebe ; dessen Kolben durch den. Gasdruck einer-
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wirkenden Kräften. Es findet eine Verschiebung der. Kolbenstange statt, die eine Drehung des Hebels 46 hervorbringt, um eine Beeinflussung der treibenden Kräfte oder der hemmenden Widerstände der Turbine herbeizuführen.
Die Erfindung bezweckt ferner eine vorteilhafte Steuerung durch einen Ringschieber mit ver- änderlichem Dichtungsdruck in abhebbarer Anordnung.
Diese Einrichtung ist in Fig. 22 schematisch, u. zw. durch einen teilweisen Längsschnitt dargestellt.
Den Ringschieber 47 presst eine Hülse 48 gegen das Turbinenrad 49. Die Hülse 48 bedient durch Lenker 50 ein Winkelhebel 51, der unter der regelbaren Wirkung einer Feder 52 steht. Nach Losen des
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Dichtungsflächen frei liegen......-
Der erläuterte und dargestellte Steuerschieber wird mit veränderlichem Druck abhebbar gegen die Dichtungsflächen des Turbinenrades gepresst. Die Pressung entsteht dabei als Differenz der Belastungen auf den Sclüeber einerseits aus den Radzellen heraus, anderseits von einer äusseren Belastung her- führend ;
die nur ganz wenig belasteten Auflagerflächen liegen auf der Aussenfläche des Rades. :
Die Anordnung der Fig. 23 bezweckt, an diesen Stellen die Schmierung und den damit-verknüpften Ölverlust zu vermeiden ; sie erreicht dies, indem bei sonst gleicher Grundanordnung des abhebbaren Schiebers und seiner äusseren veiänderlichen Belastung die Auflage@fläche des Schiebers an die-Welle verlegt wird.
Den Ringschieber 47 presst eine Hülse 48 gegen das Stützlager 54, welches somit nur durch einen Differenzdruck von beliebig geringem Betrag belastet ist. Die Hülse, 48 wird, über den Lenker 50 von einem Winkelhebel 51 bedient, der unter der regelbaren Wirkung einer äusseren Kraft, im besonderen der Feder 52, steht. Zwischen Schieber 47 und Turbinenrad 49 findet somit ein eigentliches Anpressen und eine schmierbedürftige Berührung nicht mehr statt, auch wenn sich das Turbinenrad im Betrieb ausdehnen sollte.
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gezogen werden, dass seine Dichtungsflächen frei werden.
Die Gasturbine mit pendelnder Flüssigkeit als Treibmittel, beispielsweise nach Art. der Fig. 17 und 18, bewirkt die Verbrennung des arbeitenden Gemisches mit Hilfe von Zündstellen, d.-h. Verbren- nungsräumen im Steuerschieber, und diese Zündstellen erstrecken sich über die Breite mehrerer Radzellen, welche dadurch miteinander verbunden werden.
Um die Entflammung innerhalb dieser Verbrennungsr ume erstmals einzuleiten, würde es genügen, in ihnen eine der im Kolbenmaschinellbau bekannten Zündvorrichtungen zur Wirkung zu bringen. Das ununterbrochen dem Verbrennungsraum zugeführte Gemisch würde im weiteren Verlauf von selbst zu ständiger Verbrennung gelangen ; die dauernd hohe Verbrennungstemperatur könnte aber den im Ver- brennungsraum selbst liegenden Zündvorrichtungen verderblich werden.
Um diesen Nachteil zu vermeiden, soll gemäss der Fig. 24 die erstmalige Entflammung in einem vom Verbrennunsgraum absperrbren besonderen Zündraum erfolgen, so dass im Betrieb nur das zwischen
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ausgesetzt zu sein braucht.
Der abgetrennte Verbrennungsraum 55 velbindet mehrere Zellen des Turbinenrades 49 miteinander. Ihm wird beispielsweise zündiahiges gemisch aus den ankommenden und mit ihm in Verbindung tretenden Zellen selbst zugeführt ; das Gemisch kann jedoch auch aus äusseren Zuführungen in den'Verbrennungs-
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