Verbtindgasturbine. Bei Verbundgasturbinen, die nach einem Verpuffuno-Sverfahren arbeiten und minde stens zwei hintereinander"eschaltete Gastur- binenräder aufweisen, von denen das erste als reine Verpuffungsturbine, arbeitet, wäh rend das zweite Rad dauernd und mit Treib gas von weniger schwankendem Druck be- aufschlagt wird, ist es nicht zu verhindern, dass der Druck iin Radkasten des ersten Ra des o-ewissen Druckänderun--en unterworfen 2n ?n ist,
da die Entlademengen während eines Arbeitsspiels wegen des abnehmenden Druh- kes in :der Breunka.mmer verschieden gross sind, die Schluckfähigkeit der nachfolgenden Düsen aber wegen des nicht in gleichem Ausmasse veränderlichen Radkastendruckes viel weniger ändert.
Es steigt somit der Radkastendruck zu Beoinn der Entladung einer Kammer und fällt dann wieder, wenn sich die Entladuno, der Kammer ihrem Ende iiähert. Es lassen sich diese Druckschwan kungen etwas mildern, wenn man den Rad- kasteninhalt gross macht, aber abgesehen von t3 andern Nachteilen, die damit verbunden sind, genügt diese Massnahme noch nicht, um eine solche Druckgleichheit; zu erhalten, dass die Spülung der Brennkammern mit wirt schaftlichen Spülluftüberdrücken möglich wird.
So ist bestimmt damit zu rechnen, dass der Radkastendruck über den zur Verdrän- ,gung des Abgasrestes verfügbaren Spülluft- D C druck ansteigt, so dass nicht nur das Aus- schieben des Abuasrestes unmöglich gemacht t' wird, sondern auch Abgase einer eben ent- ladenden Kammer in eine oben spülende Kammer zurückschlagen.
Diese Nachteile sollen bei der den Ge genstand der Erfindung bildenden Verbund-- U gs erwähnten Art er- "asturbine der eingang findungsgemäss dadurch behoben werden, Jass der fast bis auf den Gegendruck am ersten Rad entspannte Abgasrest und das zti seiner Entfernung aus der Brennkammer verwendete gasförmige Medium durch ein besonderes Auslassventil und eine besondere Rolirleitun- in einen Raum geführt werden,
<B>C</B> der vom Radkastendruck des ersten Rades unabhängig- ist. Getrennte Ventile für die Entladunc, auf Üas Rad und für die Entfer- nun- des Abgasrestes sind bereits bei reinen (einstufigen) Verpuffungsgasturbinen vorge- ZD zz schlagen worden.
Bei diesen Turbinen be stehen aber die oben -eschilderten Schwierig keiten nicht, da der Radkasten durch die grosse Auspuffleitung, ebenso wie das et waige getrennte Auslassventil für den<B>Ab-</B> gasrest mit der Aussenatmosphäre unmittel bar verbunden sind, und daher wesentliche Schwankum,en des Ge-,endruckes -ar nicht <B>C</B> #D ti auftreten können. Zweckmässig werden der Abgasrest und die besondere Spülluft, falls solche zu seiner V, erdrängung verwendet wird. entweder direkt in das Abgasrohr oder ins Freie abgeleitet.
Der Abgasrest kann aber auch, da er noch hohen, und zwar einen dem mittleren Radkastendruck gleichen Druck aufweist, zur Arbeitsleistung verwendet wer den. In diesem Falle lässt man den Abgas rest dann cetrennt vom eiaentlichen Arbeits- t' <B>k2</B> ,c,--asstr(>m auf das zweite Rad der Gasturisine oder auf ein besonderes Rad strömen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungs beispiel der Verbundgasturbine gemäss der Erfindung schematisch dargestellt. Es sind<B>1</B> und 2 zwei Brennhammern der Gasturbine, die durch die Ventile<B>3</B> und 4 mit verdich teter Frischluft abwechselnd geladen werden und durch die Einspritzdüsen<B>5</B> und<B>6</B> bei spielsweise flüssigen Brennstoff erhalten. Mit den Zündkerzen bei<B>7</B> wird das Gemisch entzündet, und das durch die Verpuffung nun hochgespannte Treibgas abwechselnd durch die gesteuerten Düsenventile<B>9</B> und<B>10</B> und durch die Düsen<B>11</B> und 12 auf das Rad <B>13</B> entlassen. 'Durch die beiden Düsenkanäle 14 gelangt das Arbeitsgas weiter zu den<B>Dü-</B> sen<B>15.</B> und von dort zum Rad<B>16,</B> wo. es seine restliche Energie abgibt.
Das prak tisch vollkommen entspannte Treibgas strömt durch das Auspuffrohr<B>17</B> ins Freie. Die Ents-paununm# des Inhaltes der Kammern<B>1</B> und 2 und seine Entladung durch die Düsen <B>11</B> und<B>19.</B> kann nur bis zu einem Druck erfolgen, der um einiges höher ist als der e Gegendruck des Rades<B>13.</B> Schwankt dieser Druck, so muss die Spülluft,:die den Abgas rest aus der Kammer verdrängen soll, diesen Schwankum,en f(Yloen können.
Bei der dar- t' <I>2D</I> gestellten Turbine erfolgt nun die weitere Entladung nicht mehr durch die Düsen<B>11</B> und 12 auf das Rad<B>13,</B> sondern nach einer Stelle, die von den Druckseliwankungen im Ra,dkasten des Rades<B>13</B> unabhängig ist, und zwar nach dem davon gänzlich getrennten Raum<B>18.</B> Zu diesem Zwecke sind die Brenn- kammern mit den Auslassventilen <B>19</B> und 20 ausgerüstet, die mit dem Raum<B>18</B> durch die beso,udere Rohrleitung 21 in Verbindung stehen.
Ist der Inhalt der Kammer<B>1</B> bis nahezu auf den Radkammerdruck, entspannt und ausgeströmt, so schliesst das Düsenven til<B>9</B> und es öffnet das Ventil<B>19,</B> das den Abgasrest nun in Raum<B>18</B> entlässt. Das gleiche wiederholt sich mit den Ventilen<B>10</B> und 20. Der Raum<B>18</B> -ist ebenfalls mit<B>Dü-</B> sen 22 versehen, die so bemessen sind, dass sich vor ihnen ein Druck einstellt, der etwas niedrio,er ist als der Spülluft- oder Lade druck. Die in diesen Düsen auf Geschwin digkeit gebrachten Gase strömen auf das Rad<B>16</B> und leisten dort Arbeit.
Statt des Raumes<B>18,</B> der im vorliegenden Falle einen Teil des zweiten Düsenkanals, bildet, kann auch ein unabhängiger Düsenkanal, der den Abgasrest und die Spülluft auf ein beson- Jeres Rad leitet, verwendet werden. Prak tisch kommen etwa folgende Drücke, in Betracht: Ladedruck der Kammern 2 bis <B>10</B> Atm., Verpuffungsdruck gewöhnlich das Vier- bis Fünffach-e des Ladedruckes, Gegen druck am ersten Rad<B>ja</B> nach Ladedruck etwas weniger als Ladedruck, also etwa<B>1,5</B> bis<B>9</B> At.m.
Bei der dargestellten Turbine ist der Vor- ladedruck (Spülluftdruck) beispielsweise<B>3</B> Atm., und<B>6</B> Atm. der Nachladedruck (End- druck der Ladung). Es entstehtein Verpuf- fungsdruck von etwa<B>25</B> Atm. Das diesen Druck aufweisende Treibgas entspannt sieh durch die Entladung auf das Rad wie er wähnt bis nahezu auf den Druck der am Ra,de <B>13</B> vorherrscht.
Die Querschnitte der Düsen<B>15</B> zur zweiten Stufe sind nun so be messen, dass am Rade <B>13</B> ein Druck von bei spielsweise im -'Mittel <B>3</B> Atm. vorherrscht.
Da aber die Entladungen der Kammern nicht ,-leichmässio-, sondern stossweise vor sich el c,ehen, bleibt dieser Druck nicht konstant a Atm., sondern schwankt,<B>je</B> nach dem Rauminhalt des Radkastens beispielsweise zwischen<B>3,5</B> und<B>2,5</B> Atm. Um nun die Brennkammer vom AbgasreA nach dem Rade züi, durch Ventil<B>9</B> und Düse<B>11</B> entleeren zu können, müsste die Spülluft,
oder die an Stelle derselben zum Ausschieben des Ab- .--asrestes verwendete neue Ladungsluft einen Druck von über<B>3,5</B> Aim. haben, gleichmitig bestände aber auch die Gefahr, dass im Mo mente einer Senkung des Druckes am Rad auf 2,5 Atm. eine Entspannung und damit ein Abströmen der frischen Ladun-, nach n dem Rade stattfindet. Um dies zu vermei den, werden die Ventile<B>9, 10</B> am Ende der Entladung geschlassen und der Abgasrest nun durch die Ventile<B>19, '220</B> entlassen.
Die Steueruno, der Ventile erfolgt durch Druck t' <B>öl.</B> Es könnte das Offnen der Ventile aber auch durch GestänT.B mit Nocken und Hebel n ,durchgeführt werden.
Verbtind gas turbine. In composite gas turbines that work according to a deflagration process and have at least two gas turbine wheels connected in series, the first of which works as a pure deflagration turbine, while the second wheel is continuously charged with propellant gas with less fluctuating pressure it cannot be prevented that the pressure in the wheel arch of the first Ra of the o-ewissen is subject to pressure changes,
because the discharge quantities during a work cycle are of different sizes due to the decreasing pressure in: the Breunka.mmer, but the swallowing capacity of the following nozzles changes much less because the wheel house pressure does not change to the same extent.
The wheel house pressure thus rises at the beginning of the discharge of a chamber and then falls again when the discharge of the chamber approaches its end. These pressure fluctuations can be alleviated somewhat by making the wheel arches large, but apart from the other disadvantages associated with this, this measure is not sufficient to achieve such a pressure equality; to obtain that the purging of the combustion chambers with economical purging air overpressures is possible.
So it is to be expected that the wheel house pressure will rise above the scavenging air pressure available to displace the residual exhaust gas, so that not only the pushing out of the residual exhaust gas is made impossible, but also the exhaust gases of a just discharging Push the chamber back into a chamber flushing above.
These disadvantages are to be remedied in the composite turbine forming the subject of the invention mentioned at the beginning of the invention by using the residual exhaust gas, which is relaxed almost down to the counterpressure at the first wheel, and partly removing it from the combustion chamber gaseous medium can be led into a room through a special outlet valve and a special roller tube,
<B> C </B> which is independent of the wheel arch pressure of the first wheel. Separate valves for the discharge, on the wheel and for the removal of the residual exhaust gas have already been proposed for pure (single-stage) deflagration gas turbines.
With these turbines, however, the difficulties described above do not exist, since the wheel arches are directly connected to the outside atmosphere through the large exhaust pipe, as is the possible separate outlet valve for the residual exhaust gas, and therefore, significant fluctuations in the expression-aren’t <B> C </B> #D ti can occur. The residual exhaust gas and the special scavenging air are useful if such is used to displace it. either discharged directly into the exhaust pipe or outside.
However, the residual exhaust gas can also be used for work because it is still high and has a pressure equal to the mean wheel arch pressure. In this case, the residual exhaust gas is then allowed to flow separately from the actual work t '<B> k2 </B>, c, - asstr (> m to the second wheel of the gas turbine or to a special wheel.
In the drawing, an embodiment example of the composite gas turbine according to the invention is shown schematically. There are <B> 1 </B> and 2 two combustion hammers of the gas turbine, which are alternately charged with compressed fresh air through the valves <B> 3 </B> and 4 and through the injection nozzles <B> 5 </B> and <B> 6 </B> obtained, for example, liquid fuel. The mixture is ignited with the spark plugs at <B> 7 </B>, and the propellant gas, which is now highly tensioned by the deflagration, alternates through the controlled nozzle valves <B> 9 </B> and <B> 10 </B> and through the Release nozzles <B> 11 </B> and 12 onto wheel <B> 13 </B>. The working gas passes through the two nozzle channels 14 to the nozzles 15. and from there to the wheel 16, where. it gives off its remaining energy.
The practically completely relaxed propellant gas flows through the exhaust pipe <B> 17 </B> into the open. The removal of the contents of chambers <B> 1 </B> and 2 and its discharge through nozzles <B> 11 </B> and <B> 19. </B> can only take place up to one pressure , which is considerably higher than the e counter pressure of the wheel <B> 13. </B> If this pressure fluctuates, the purge air: which is supposed to displace the exhaust gas residue from the chamber, must be able to yloen this fluctuation.
In the case of the illustrated turbine, the further discharge no longer takes place through the nozzles <B> 11 </B> and 12 onto the wheel <B> 13, </B> but afterwards a point that is independent of the pressure fluctuations in the wheel box of the wheel <B> 13 </B>, namely after the space <B> 18. </B> which is completely separate therefrom. For this purpose, the combustion chambers are with the outlet valves <B> 19 </B> and 20, which are connected to the space <B> 18 </B> through the special outer pipe 21.
If the contents of the chamber <B> 1 </B> are relaxed to almost the wheel chamber pressure and have flowed out, the nozzle valve <B> 9 </B> closes and the valve <B> 19 </B> opens which now releases the residual exhaust gas into room <B> 18 </B>. The same is repeated with the valves <B> 10 </B> and 20. The space <B> 18 </B> -is also provided with <B> nozzles </B> 22, which are dimensioned so that that a pressure is set in front of them that is somewhat lower than the purge air or charge pressure. The gases that are brought up to speed in these nozzles flow onto wheel <B> 16 </B> and do work there.
Instead of the space 18, which in the present case forms part of the second nozzle channel, an independent nozzle channel can also be used, which guides the residual exhaust gas and the scavenging air to a special wheel. In practice, the following pressures come into consideration: boost pressure of chambers 2 to <B> 10 </B> atm., Deflagration pressure usually four to five times the boost pressure, counter pressure on the first wheel <B> yes </ B > A little less than the boost pressure according to the boost pressure, i.e. about <B> 1.5 </B> to <B> 9 </B> At.m.
In the turbine shown, the pre-charge pressure (scavenging air pressure) is, for example, <B> 3 </B> Atm., And <B> 6 </B> Atm. the reload pressure (final pressure of the load). A deflagration pressure of about <B> 25 </B> Atm is created. The propellant gas exhibiting this pressure relaxes due to the discharge onto the wheel, as he mentioned, up to almost the pressure that prevails on the Ra, de <B> 13 </B>.
The cross-sections of the nozzles <B> 15 </B> for the second stage are now measured in such a way that a pressure of, for example, on average <B> 3 </B> Atm on the wheel <B> 13 </B> . prevails.
However, since the discharges of the chambers do not, -evenly, but intermittently elc, this pressure does not remain constant a Atm., But fluctuates, <B> depending </B> depending on the volume of the wheel arch, for example between <B > 3.5 </B> and <B> 2.5 </B> Atm. In order to be able to empty the combustion chamber from the exhaust gas reA after the wheel, through valve <B> 9 </B> and nozzle <B> 11 </B>, the purge air would have to be
or the new charge air used in place of the same to expel the waste residue - a pressure of over <B> 3.5 </B> Aim. but at the same time there is also a risk that the pressure on the bike will drop to 2.5 atm. a relaxation and thus an outflow of the fresh charge, after the wheel takes place. In order to avoid this, the valves <B> 9, 10 </B> are closed at the end of the discharge and the residual exhaust gas is now released through the valves <B> 19, '220 </B>.
The control of the valves is done by pressure t '<B> oil. </B> The opening of the valves could also be carried out by rodsT.B with cams and levers.