Verbrennungsmotoranlage. Die Erfindung betrifft eine Verbren nungsmotoranlage mit mehrzylindrigem Ver brennungsmotor und einer Turbine zur Aus- nützung der Energie der Auspuffgase, die beispielsweise Gebläse antreibt, welche die Verbrennungsluft unter gewöhnlichem oder unter einem erhöhten Druck ("Uberladung") in die Motorzylinder einführen.
Bei den bekannten Verbrennungsmotor anlagen solcher Art ist es üblich, die Aus puffrohre der einzelnen Zylinder durch Sam- melrohre zu Turbinendüsen zu führen. Da bei können aber scharfe Biegungen und plötz liche Querschnittsänderungen der Leitungen in dem zwischen den Motorzylindern und der Turbine liegenden Leitungssystem nicht ver mieden werden, zurn Beispiel an den Stellen, wo der Auspuff eines Zylinders in das Sam- melrohr einmündet.
Dieser Umstand bewirkt, dass die Auspuffgase bei ihrer Strömung plötzliche Richtungs- und Geschwindigkeits änderungen erfahren, die mit einem grossen Energieverlust verbunden sind, da die Aus puffgase die den betreffenden Änderungen entsprechenden Widerstände überwinden müs sen.
Gemäss der Erfindung sind an der Tur bine Vorkammern vorgesehen, welche mit je einem Arbeitsraum in einem Motorzylinder durch ein gesondertes Auspuffrohr in Ver bindung stehen.
Die einzelnen Auspuffrohre können. un mittelbar an einem Auspuffflansch des Mo torzylinders angeschlossen sein und ohne plötzliche Änderungen ihrer Richtung und ihrer lichten Weite zu einem Flansch der Vorkammern führen.
Die Vorkammern können durch je eine Öffnung mit einer Turbinendüse und mit einem zweckmässig ringförmigen Aus- puffsamm.elrohr verbunden sein. Die beiden Öffnung.3n können durch Ventile, Schieber oder andere Abschlussorgane abschliessbar sein, die miteinader verbunden oder in einem Stück hergestellt sind, so da.ss bei dem Ver schliessen der einen Öffnung die andere ge öffnet wird, und umgekehrt.
Die Zeichnung betrifft zwei Ausfüh rungsbeispiele der Verbrennungsmotoranlage gemäss der Erfindung, und zwar zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Ab gasturbine für einen sechszylindrigen Ver brennungsmotor, der selbst nicht dargestellt ist, Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie A-A der Fig. 1, und Fig.3 schematisch einen Grundriss des zweiten Ausführungsbeispiels, welches eben falls einen sechszylindrigen Motor besitzt.
Gemäss Fig. 1 und 2 sind um die Tur binenwelle<I>g</I> sechs Vorkammern<I>a</I> mit Flan schen b für den Anschluss von je einem ge sonderten Auspuffrohr eines der sechs Zy linder des Verbrennungsmotors angeordnet, welche Rohre nicht dargestellt sind. Jede Vorkammer a steht durch eine Ausström- öffnung c mit einer Düse d des Turbinen gehäuses e in Verbindung, welches eine Aus- strömöffnung s aufweist. An diese ist eine nicht dargestellte Auspuffleitung ange schlossen, welche entweder unmittelbar oder durch einen Schalldämpfer, Dampfkessel oder dergleichen zur Verwertung der Wärme der Auspuffgase ins Freie führt. Durch das Turbinengehäuse e ist die Turbinenwelle g.
auf der das Laufrad f sitzt, mittelst Stopf büchsen h luftdicht geführt. An der Mün dung der Öffnungen c hat jede Vorkammer a einen Ventilsitz i, der einer Sitzfläche eines mittelst einer Spindel q im Turbinengehäuse e geführten Ventilkörpers k entspricht. Die Spindeln<I>q</I> sind mit einem Handrad<I>r</I> und zweckmässig mit Gewinde versehen. Der Öffnung c gegenüber besitzt jede Vorkammer a eine Öffnung m mit einem Ventilsitz l, dem eine zweite Sitzfläche am Ventilkörper k entspricht.
Die Öffnungen m führen in ein ringförmiges Auspuffsammelrohr n, das unten einen Anschlussflansch o für eine nicht dargestellte Auspuffleitung besitzt, durch welche die Auspuffgase entweder unmittel bar oder durch einen Schalldämpfer, einen Dampfkessel oder dergleichen zur Verwer tung der Wärme der Auspuffgase ins Frei geleitet werden. Die beiden Ventilsitze i, l sind gleich gross, so dass der Ventilkörper k die Form eines Doppelkegelventils besitzt.
In der gezeichneten Lage liegen die Ven tilkörper<I>k</I> gegen die Ventilsitze<I>L</I> an, so dass die Öffnungen c frei sind. Die von den ver schiedenen Zylindern des Verbrennungsmo tors durch die einzelnen Auspuffrohre zu den Vorkammern a kommenden Auspuffgase strömen daher durch die Öffnungen c und die Turbinendüsen d mit grosser Geschwindig keit gegen die Schaufeln des Laufrades f, worauf sie durch die Öffnung s des Turbinen gehäuses e zu der nicht dargestellten Aus puffleitung abströmen, durch die sie entwe der unmittelbar oder durch einen Schall- däaupfer, Dampfkessel oder dergleichen ins Freie geleitet werden.
Durch die Handräder r der Spindeln q kann man den Ventilkörper k zum Aufsitzen auf den Ventilsitz i bringen, so dass die Auspuffgase der betreffenden Vorkammern in das ringförmige Auspuff sammelrohr n und in die Auspuffleitung strömen.
Auf diese Weise kann man die in die Tur bine geleitete Menge von Auspuffgasen zum Beispiel je nach der Belastung eines von der Turbine getriebenen Gebläses einstellen.
In Fig. 3 sind die Zylinder des Verbren- nungsmotars .mit 1, 2, d, 4, 5, 6 und die von jedem Zylinder zu den Vorkammern führen den gesonderten Auspuffrohre mit y@-ye be- bezeichnet,. Die Auspuffrohre y1, y2, y4 sind an Flanschen b1, b2, b4 von drei Vorkam mern einer Turbine t' angeschlossen, -die auf -dem Umfang gleichmässig verteilt sind (was aus der schematischen Zeichnung nicht her vorgeht, wo die drei Flansche der Einfach heit halber sämtlich nach oben gerichtet dar gestellt sind).
Die drei Vorkammern sind in ähnlicher Weise wie in Fig. 1 und 2 zeit einem Auspuffsammelrohr n' und Turbinen düsen durch mittelst Ventilkörper an Spin- deln. q mit Handrädern<I>r</I> abschliessbare Öff nungen verbunden.
Die Turbine t' ist unmit telbar mit einem Schleudergehlä.se u' gekup pelt, mittelst -dessen Verbrennungsluft durch nicht dargestellte Rohrleitungen in die Mo- torzylinder eingeführt werden kann. Die Auspuffrohre y3, y5, y6 sind in glei cher Weise an Flanschen b3, b5, b6 von Vor kammern angeschlossen, die an der Turbine t" entgegen der schematischen Zeichnung in einem Winkelabstand von 120' voneinander angeordnet sind. Im übrigen sind ein Aus- puffsammelrohr n" und Gebläse u" gleich wie oben beschrieben angeordnet.
Von den Auspuffsammelrohren n', n" führen Verbin dungsrohre v1, v3 zu einem gemeinsamen Auspuffrohr x, zu welchem ferner von den Turbinen t', t" Rohre v2, v4 führen. Das ge meinsame Auspuffrohr x leitet die Auspuff gase entweder unmittelbar oder durch einen Schalldämpfer, Dampfkessel oder dergleichen ins Freie.
Bei Motoren mit grösserer Zylinderanzahl werden zweckmässig mehr als zwei Turbinen angewendet, wobei die Zylinder in eine der Anzahl von Turbinen entsprechende Anzahl von gleich oder annähernd gleich grossen Gruppen eingeteilt sind. Die Zylinder jeder Gruppe werden mit den Vorkammern je einer Turbine durch gesonderte Auspuffrohre für jeden Zylinder verbunden. Hierdurch wird es möglich, die Auspuffrohre relativ kurz zu halten. Bei doppeltwirkenden Motoren kann z. B. eine Auspuffturbine mittelst gesonder ten Auspuffrohren mit sämtlichen oder mit einer Anzahl der innern Zylinderseiten ver bunden sein, während eine andere Turbine in entsprechender Weise mit sämtlichen oder einigen der äussern Zylinderseiten verbunden ist.
Mehrere Turbinen an einem und demsel ben Motor können entweder jede ein beson deres Gebläse antreiben, welche Gebläse die Luft an eine gesonderte Einlassleitung oder an eine Sammelleitung für mehrere oder alle Gebläse abgeben kann, oder die Turbinen können zusammengekuppelt sein und gemein sam ein einziges Gebläse antreiben.
Bei Anlagen mit mehreren Verbrennungs- motoren können Zylinder mehrerer Motoren mit gesonderten Auspuffrohren, insbeson dere können auch alle Zylinder der Motoren in dieselbe Turbine auspuffen. Bei den Anlagen gemäss der Erfindung können die gesonderten, von den Zylindern zu den Vorkammern führenden Auspuff rohre mit gleichbleibendem Durchströmungs querschnitt gebaut und derart geführt wer den, dass scharfe Knickungen und Bie gungen vermieden werden, so dass man die Energie des Auspuffes besser ausnützen kann.
Die Erfindung bietet besonders bei Schiffsanlagen grosse Vorteile, da die Vor kammern nur geringen Raum einnehmen. Bei den dargestellten Anlagen besteht weiter der Vorteil, dass die Ventile zur Regelung ,des Auspuffes von :den einzelnen Zylindern dicht aneinander angebracht sind.
Bei Anlagen mit einem Dampfkessel, der mit den Auspuffgasen geheizt wird, ist es oft erwünscht, im Dampfkessel einen mög lichst grossen Teil der Auspuffenergie aus zunutzen, wenn die Turbine mit einer ge ringeren Belastung arbeitet. Dies ist bei den dargestellten und beschriebenen Ausfüh rungen in einer einfachen Weise durch Um stellen eines oder mehrerer ,der Vork.ammer- ventile möglich, wodurch die Auspuffgase von !dem oder den betreffenden Zylindern mit möglichst geringem Wärmeverlust un mittelbar zu dem Dampfkessel geleitet wer ,den.