CH100554A - Verbrennungsturbine. - Google Patents

Description

  Verbrennungsturbine.    Gegenstand vorliegender Erfindung ist  eine Verbrennungsturbine mit unmittelbarer  Treibwirkung der Gase auf eine Flüssigkeit  in Arbeitszylindern, bei der ein Teil der  Flüssigkeit aus den Arbeitszylindern in min  destens ein     Turbinenrad        und.umgekehrt    aus  mindestens einem Turbinenrad in die Arbeits  zylinder geführt wird, wobei mindestens ein  Teil der Flüssigkeit in mindestens einem  zum Ausgleich     derFlüssigkeitsströmung    die  nenden Windkessel aufgespeichert wird.  



  In der Zeichnung ist die     Verbrennutigs-          turbine    in mehreren beispielsweisen Ausfüh  rungsformen dargestellt.  



       Fig.   <B>1</B> veranschaulicht einen senkrechten  Schnitt der ersten Ausführungsform     derVer-          brennungsturbine,    nach einer der Linie     c-c     der     Fig.    4 entsprechenden Linie, wobei der  Arbeitszylinder<B>1</B> nur teilweise gezeigt ist  und einige Nebenteile weggelassen sind;       Fig.    2 zeigt einen ähnlichen Schnitt eines  Teiles der zweiten Ausführungsform;       Fig.   <B>3</B> zeigt den in     Fig.    2 dargestellten  verschiebbaren     Leitschaufelkranz    teilweise und  im Schnitt;

           Fig.    4 ist ein senkrechter Schnitt nach  einer zur Turbinenachse normalen Ebene und  zeigt eine dritte Ausführungsform der Ver  brennungsturbine.  



  Bei der in     Fig.   <B>1</B> dargestellten Verbren  nungsturbine sind Arbeitszylinder<B>1, 3, 5, 7, 9</B>  in einer Reihe in der Rotationsebene des  Turbinenrades am obern Teil des Gehäuses<B>18</B>  des Rotors<B>15</B> angeordnet, wie in     Fig.    4       scheinatisch    dargestellt ist. Diese Arbeits  zylinder stehen mit den Kanälen<B>13</B> des Tur  binenläufers<B>15</B> durch ihre     Austrittsöffnung41,     das Leitrad<B>11,</B> den Rückführungskanal<B>35</B>  und ihre     Eintrittsöffnung    42 in Verbindung.  Durch diese Kanäle wird ein Kreislauf in  Form einer Schleife gegenüber jedem     einzel-          neu    Zylinder gebildet.

   Infolge der Einfügung  eines Steuerventils mit versetzten Durch  lässen<B>31,</B> 32 in jeden der erwähnten Kreis  läufe ist nur der     Auslass    oder der     Einlass   <B>je-</B>  weils geöffnet, so     dass    die von den expan  dierenden Gasen aus einem Zylinder durch  die Turbinenkanäle<B>13</B> getriebene Flüssigkeit  nur in einen andern Zylinder einströmen kann,  dessen Eintrittsöffnung 42 zu der betreffen-      den Zeit gegen den Rückführungskanal<B>35</B>  offen ist. Der     Durchlass   <B>32</B> des drehbaren  Ventils ist nämlich offen, wenn der     Durch-          lass   <B>31</B> geschlossen ist und umgekehrt.

   Durch  geeignete Anordnung der Ventile und ihrer  Steuerung ist es natürlich möglich, die Flüssig  keit in einen der Zylinder einzuführen oder  in mehrere zugleich, und zwar in irgend  -welche der Reihe zu verteilen. Da, wie zu  erkennen ist, der     Rückführungskanal   <B>35</B> die  Verteilung der Flüssigkeit an verschiedenen  Stellen rings um die Turbine ermöglicht,  können die Zylinder in verschiedener Reihen  folge gefüllt werden.  



  Die Steuerventile<B>31,</B> 32 werden entweder       ab#.atzweise    hin- und     hergedreht    oder dauernd  in gleicher Richtung in Drehung versetzt und  zwar in Übereinstimmung mit den Hüben,  wozu jedes geeignete Getriebe dienen kann,  das von dem auf der Turbinenwelle<B>17</B> fest  angebrachten Zahnrad 22 bewegt werden  kann. Beispielsweise     lässt    sich jedes Ventil  mit einer Welle<B>58</B> und einer Kurbel<B>59</B> ver  sehen, wie in     Fig.   <B>1</B> in gestrichelten Linien  dargestellt ist, während nicht dargestellte  Getriebeteile die Verbindung mit dem Zahn  rad herstellen und die Ventile einzeln oder  gemeinsam bewegen.

   An Stelle von Einzel  ventilen kann eine gemeinsame Ringschütze  mit versetzten     Durchlässen    angewendet und  durch die Turbinenwelle in Drehung versetzt  werden. Diese Schütze kann im     Spaltzwischen     den Kanälen<B>11</B> und dem Turbinenläufer<B>15</B>  in     Fig.    4 angeordnet sein.  



  Die Schaufeln des den Läufer<B>15</B>     (Fig.   <B>1)</B>  umschliessenden Leitrades<B>11</B> können in be  kannter Weise durch Kurbelzapfen und einen  sie verbindenden Steuerring<B>57</B> zugleich ein  gestellt werden, wie in     Fig.   <B>1</B> in gestrichelten  Linien dargestellt ist.  



  Beim Arbeiten der Turbine wird die Ar  beitsflüssigkeit unter dein Druck der     expati-          dierenden    Gase aus einem Zylinder in     tangen-          tialer    Richtung     (Fig.    4) durch den     Durchlass   <B>31</B>  des Steuerventils teils unmittelbar in die  Kanäle<B>13</B> des Turbinenläufers<B>15</B> und teils,  um den Antrieb der Turbine gleichmässiger  zu gestaltet), um die Zwischenwände 43 und 44    in einen     Hochdruckwindkessel   <B>37</B>     befGrdert.     Dieser     N#Tindkessel    ist als ein mit glatten  Wänden<B>18</B> versehener, mit der Turbinen  welle gleichachsiger Raum,

   der die Turbinen  welle     uraschliesst,    ausgeführt. Die Flüssigkeit,  die durch den     Einlass    41 in     tangentialer    Rich  tung zuströmt und in dieser Richtung auch  in den Windkessel<B>37</B> gelangt, bildet wegen  ihrer hohen Geschwindigkeit unter der Wir  kung der Fliehkraft einen Flüssigkeitsring,  der einen pulsierenden Luftkern<B>11</B> von ver  änderlichem Durchmesser     untschliesst.    Dieser  elastische Kern     ei-fährt    abwechselnd eine Ver  dichtung und eine Expansion in dem Masse,  wie die Flüssigkeit zu- oder abströmt. Der  Flüssigkeitsring     bat    die Gestalt eines Hohl  zylinders, dessen zylindrischer Spiegel dauernd  seinen Durchmesser ändert.

   Eine im wesent  lichen gleiche Strömung findet nach dem Aus  tritt der Flüssigkeit aus dem Läufer<B>15</B> statt,  wobei die Flüssigkeit teils durch den     Durch-          lass   <B>32</B> des Ventils unmittelbar in einen oder  mehrere Zylinder gelangt, wo sie die in  zwischen eingelassenen Gase verdichtet, oder  soweit ein     Überschuss    vorhanden ist, der zeit  weilig von den Zylindern nicht aufgenommen  werden kann, bei<B>35</B> um die     Zwischenwand    45  in den     Niederdruck-Windkessel   <B>36</B> von glei  cher Ausführung wie der Windkessel<B>37</B> strömt  und einen ähnlichen Flüssigkeitsring bildet,  der einen     komprimierbaren    Kern 12 hat,

   Der  Hauptvorteil dieser Anordnung besteht in der  Aufrechterhaltung der Strömungsenergie der  Flüssigkeit, die im Läufer<B>15</B> und zur Füllung  der Zylinder ausgenutzt wird.  



  Um die Inhalte der Windkessel<B>36</B> und<B>37</B>  möglichst klein halten zu können, lassen sich  ihre Luftkerne 12     bezw.   <B>11</B> durch Rohrleitungen  bei<B>51</B>     bezw.   <B>50</B>     init   <B>je</B> einem ausserhalb lie  genden nicht dargestellten Luftbehälter oder       Akkurnulator    zwecks Vergrösserung des wirk  samen Luftpuffers in Verbindung setzen.       Fig.    2 und<B>3</B> zeigen eine andere Ausführung  des     Leitschaufelkranzes,    die zur Umkehrung  der Drehrichtung oder Änderung, beispiels  weise zur Verringerung der Geschwindigkeit,  dienen kann.

   Die     Beschaufelung    des Leit  kranzes<B>11</B> kann zum Beispiel für den Vor-           wärtsgang,    der Schaufelkranz     53    für den  Rückwärtsgang oder langsamen Gang ausge  führt sein. Die Umsteuerung     lässt    sich durch  Verschiebung der Kränze<B>11</B> und<B>53</B> mittelst  der Steuerstangen<B>55</B> ausführen, wie in     ge-          strielielten    Linien angedeutet ist. Andere, bei  Wasserturbinen in vielfacher Ausführung be  kannte Steuerungsmittel könnten auch ange  wendet werden.  



       Fig.    4 veranschaulicht die Stellung der  Zylinderreihe mit Bezug auf den Rotor und  die Gehäuseteile. Es müssen natürlich be  sondere Steuerungen für den     Einlass    der Treib  gase und den     Auslass    der Verbrennungspro  dukte bei jedem Zylinder ebenso wie Ein  richtungen zur Steuerung der Arbeitsspiele  vorgesehen sein. Da solche Einrichtungen  bekannt sind, sind sie in der Zeichnung nicht  besonders dargestellt. Die Pfeile. in den ein  zelnen Zylindern geben die Bewegungsrich  tung der Flüssigkeit zu einem bestimmten  Zeitpunkte des Arbeitsspiels an.  



  Statt nur einem Turbinenrad können auch  zwei solche auf gemeinsamer Welle ange  ordnet, vorgesehen sein.

Claims (1)

1. <B>PATENTANSPRUCH:</B> Verbrennungsturbine mit unmittelbarer Treibwirkung der Gase auf eine Flüssigkeit in Arbeitszylindern, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der Flüssigkeit aus den Arbeits zylindern in mindestens ein Turbinenrad und umgekehrt aus mindestens einem Turbinen rad in die Arbeitszylinder geführt wird, wo bei mindestens ein Teil der Flüssigkeit in mindestens einem zum Ausgleich der Flüssig keitsströmung dienenden Windkessel aufge speichert wird. UNTERANSPRüCHE: <B>1.</B> Verbrennungsturbine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wind kessel an der Hinleitung zwischen min destens einem Arbeitszylinder und minde stens einem Turbinenrad angeordnet ist. 2.

   Verbrennungsturbine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wind kessel an der Rückleitung zwischen min destens einem Turbinenrade und minde stens einem Arbeitszylinder angeordnet ist. <B>3.</B> Verbrennungsturbine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Wind kessel vorgesehen sind, von denen einer an der Hinleitung und der andere an der Rückleitung der Flüssigkeit aus dem Tur binenrad liegt. 4. Verbrennungstufbine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Wind kessel die Turbinenwelle umgibt.

   <B>5.</B> Verbrennungsturbine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass für mehrere Arbeitszylinder im Windkessel ein gemein samer Luftraum vorgesehen ist. <B>6.</B> Verbrennungsturbine nach Patentanspruch, gekennzeichnet durch einen für mehrere Arbeitszylinder gemeinsamen Flüssigkeits ring, welcher die Achse des Windkessels umkreist. <B>7.</B> Verbrennungsturbine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeits zylinder in der Rotationsebene des Tur binenrades hintereinander angeordnet sind und dass der Windkessel seitlich des Tur binenrades liegt. <B>8.</B> Verbrennungsturbine nach Patentanspruch, gekennzeichnet durch eine Steuerung, die die Flüssigkeit gleichzeitig in mehrere Arbeitszylinder verteilt.

   <B>9.</B> Verbrennungsturbine nach Patentanspruch und Unteranspruch<B>1,</B> dadurch gekenn zeichnet, dass zwischen dem an der Hin leitung befindlicheii Windkessel und dem Turbinenlaufrad verstellbare Leitvorrich- tungen angeordnet sind, um die Betriebs weise regelbar zu machen.