Verfahren zum Betriebe von Verpuffungsbrennkraftturbinenanlagen mit mehreren Druck stufen und Verpuffangsbrennkraftturbinenanlage zur Durchführung des Verfahrens Die Gewichts- und Razunbeschränkungen von Flugzeugtriebwerken lassen es nicht zu, schwere und sperrige Wärmetauscher zur An wendung zu bringen, die für jede Abwärme verwertung erforderlich sind und die um so schwerer und sperriger ausfallen, je kleiner die Wärme- und Temperaturgefälle werden, das heisst, je weiter die Abwärmeausnutzung getrieben werden soll.
Vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass es selbst bei Verzicht auf die Ausnutzung der Abwärme möglich ist, bei Verpuffungsbrennkraftturbinen den Kom- pressionsaufwand völlig durch die Leistungs- entnieklung unter voller Berücksichtigung aller auftretenden Wirkungsgrade zu decken, wenn man sich, ausgehend von bereits be kannten Anlagen mit einem Hochdruckteil,
dem aus den Verpufftmgskammern unmittel bar entnommene Frischgase zugeführt wer den, und mit einem Niederdruckteil, der Aus- strömgase aus dem vorgeschalteten Teil und aus den Verpuffungskammern - verdrängte Restfeuergase erhält, des erfindungsgemäss vorgeschlagenen Verfahrens bedient,
nach welchem ein Mitteldruckteil sowohl mit aus den Verpuffungskammern unmittelbar ent nommenen Frischgasen als mich mit Aus- strömgasen aus einem vorgeschalteten Teil beaufschlagt wird. Unter Frischgasen sind dabei den Verpuffungskammern unmittelbar entnommene Gase mit einer oberhalb des Druckes der Ladeluft liegenden Spannung verstanden.
Durch das vorgeschlagene Ver fahren ergibt sich die Möglichkeit, in allen Druclrteilen, unabhängig von deren Zahl, für das Auftreten von Gegendrücken zu den be- aufschlagenden Drücken zu sorgen, die wenig stens zum Teil mit annähernd gleicher Cha rakteristik und synchron mit letzteren auftre ten, so dass die Gefälleschwankungen in den einzelnen Beschaufelungen bedeutend verklei nert werden, Dadurch können die Radwir- kungsgrade auf Werte erhöht werden,
die in Verbindung mit dem hohen thermischen Wir kungsgrad des Gleichraumverfahrens zu so günstigen Gesamtwirkungsgraden führen, dass die bisher für unbedingt erforderlich gehal tene Abwärmegewinnung mit ihren schweren, sperrigen und kostspieligen. Wärmetauschern in Fortfall kommen kann.
Eine Verpuffungsbrennkraftturbinenan- lage zur Durchführung des Verfahrens kenn zeichnet sich durch eine mehrgehäusige Aus bildung der Anlage mit Unterbringung des Hochdruck- und des Mitteldruckteils in einem ersten Gehäuse, des Niederdruckteils in einem zweiten Gehäuse; wobei die den Hochdruck- und den Mitteldruckteil -umfassende Verpuf- fungsturbine als Betriebsmittelverdichter- antriebsturbine ausgebildet ist.
Die Zeichnung zeigt eine Ausführung der Erfindung am Beispiel einer eine Treibgas erzeuger- und eine Verbrauchereinheit für das Treibgas aufweisenden, vierkammerigen Ver- puffungsbrennkraftturbinenanlage mit drei Druckstufen.
Im einzelnen gibt Fig.1 eine Seitenansicht auf die Anlage mit teilweisem Längsschnitt durch eine Ver- puffungskammer wieder, während Fig.2 einer Stirnansicht auf die Anlage nach Fig. 1 mit teilweisem Querschnitt durch einen Doppelkammerblock entspricht.
Fig. 3 stellt das Q - y - Diagramm einer derartigen Anlage dar.
Jede der vier Verpuff ungskammern e, <I>f,</I> g, h, von denen e in Fig. 1 im Schnitt dar gestellt ist, weist ein Ladeluftventil 5 mit ein gebautem Brennstoffeinspritzventil 6, eine Ladeluftzuleitung 7, eine Brennstoffzufüh- rungsleitung 8, eine Ladeluftventilsteuerung 9,
einen venturidüsenartig gestalteten Einlass 10 mit anschliessendem schlankem Diffusor 11 und Zündungseinrichtungen auf.
Der Hochdruckteil ist durch die erste Tur binenstufe mit der einkränzigen Beschaufe- lung 12 des Rades 13 des Turbinenläufers 24 sowie den der Beschaufelung 12 vorgeordne ten vier Einzeldüsen 15 gebildet, wobei die Einzeldüsen 15e, 15f usw. aus Fig.2 rechte Hälfte erkennbar sind. Jede dieser Einzel düsen ist über einen Stutzen 16 bzw. 16e, 16f usw. mit einem Düsenventil 18 bzw. 18e,<B>181</B> usw. verbunden.
Die Düsenventile 18 durch setzen die zugehörigen Kammerauslässe und schliessen bis auf die Eröffnungszeitspannen der Ventilsteuerung die Ventilsitze 17 und da mit die Düsen 15 und die Beschaufelung 1.2 der ersten Turbinenstufe der Verpuflungs- turbine gegen die Verpüffungskammern ab. Die Steuerungen der Ventile 18 sind dabei so eingerichtet, dass stets eines der Ventile 188, 18f, 189 und 18,, eröffnet ist, während die drei andern Ventile geschlossen sind.
Auf diese Weise wird die Beschaufelung 12 ununterbro chen von Feuer gasen beaufschlagt. Dieses Feuergas gelangt nach Abarbeitung des ihm. zugeordneten Teilgefälles in der Turbinen- stufe 15, 12, 13 in eine Auffangdüse 19, die ihrerseits in eine Auffüllkammer 20 übergeht. Das zur Auffangdüse 19 entgegengesetzt lie gende Ende der Arlffüllkammer 20 geht in eine Düse 21 über, die der Beschaufelung 22 des zweiten Rades 23 des Läufers 24 vorge ordnet ist.
In die Auffüllkammer 20 mündet ein nur teilweise sichtbarer Krümmer 26 ein, der an das zweite Düsenventil 27 bzw. 27e, 27f, 27g, 27h jeder Verpuffungskammer ange schlossen ist.
Die Beschaufellangen 12 und 22 haben bei der vorgesehenen Läufernor- maldrehzahl über 250 m/sek liegende Um fangsgeschwindigkeiten; vorzugsweise ange wandt wird eine Umfangsgeschwindigkeit von 300 m/sek. Die den Mitteldruckteil darstel lende zweite Turbinenstufe 21, 22, 23 wird also mit Feuergasen beaufschlagt, die über ein Düsenventil 27,
Krümmer 26 -und Auffüll- kammer 20 unmittelbar aus einer der Ver- puffungskammern entnommen worden sind. Die Düsenventile 27 arbeiten dabei wieder in den Arbeitsspielen versetzt zueinander, so dass ständig eine über ein Ventil 27 entlassene Teilmenge der je Verpuffung und Kammer erzeugten Gesamtmenge über Krümmer 26 in die Auffüllkammer 20 und damit über die Düse 21 zur Beschaufelung 22 gelangt.
Weiter aber erhält die zweite Turbinenstufe 21, 22, 23 auch Ausströmgase aus der vorgeordneten Stufe 15, 12, 13 über Auffangdüse 19, Auf füllkammer 20 und Düse 21. Beide Feuergas- versorgungen sind entsprechend der Verset zung der Arbeitsspielabschnitte, in denen je weils eines der Düsenventile 18 und 27 offen ist, kontinuierlich.
Ausser den Düsenventilen 18 und 27 besitzt jede Verpuff ungskammer noch ein Auslassventil 28 bzw. 28e, 28f, 28g, 281, für den Feuergasrest. An jedes Auslassventil 28 schliesst sich ein nicht gezeichneter Lei tungsteil für den F'euergasrest an, der im Anschlussquerschnitt 29 der Treibgasent- nahmeleitung 35, die zu dem noch zu erörtern den Niederdruckteil der Anlage führt, aus mündet.
Eine Fangdüse 31 ist hinter der zwei ten Turbinenstufe 21, 22, 23 angeordnet. Die Fangdüse 31 steht über das Leistungsstück 32 mit dem Anschluss 29 der Treibgasentnahme- leitung'35 in ständig offener Verbindung. Die Ladung einer Kammer kommt dadurch zustande, dass Ladeluftventil 5 und Auslass- v entil 28 gleichzeitig eröffnet werden.
Die ein strömende Ladeluft schiebt infolge der ven- turidüsenartigen Ausbildung des Einlasses 10 der Verpuffungskammern bei der dargestell ten, sehr schlanken Neigung des Diffusors 11 ohne bedeutende Wirbelbildung den Feuer gasrest, der von der vorhergehenden Verpuf fung her noch die Kammer erfüllt, über das geöffnete Auslassventil 28 aus.
Kurz vor Ende dieses Feuergasrestverdrängungs- und Lade abschnittes eines Arbeitsspiels führt der zugeordnete Kolben der Brennstoffpumpe sei nen Förderhub aus und spritzt über Ventil 6 in die noch in Bewegung befindliche Luft die erforderliche Brennstoffmenge ein. Dadurch bildet sich eine zündfähige, die gesamte Kam mer erfüllende, gleichmässig gemischte La dung bis zu dem Zeitpunkt aus, in welchem sich die Ventile 5 und 28 schliessen. Die nicht gezeichnete Zündvorrichtung bewirkt die Zün dung des Gemisches, so dass die Verpuffung bei völlig geschlossenen Ventilen vor sich geht.
Im Zeitpunkt der Ausbildung des höchsten Verpuffimgsdruckes öffnet sich ein Ventil 18 und entlässt eine Feuergasmenge zur ersten Turbinenstufe 15, 12, 13, deren Anfangs zustand durch den Verpuffizngsdruck gege ben ist.
Da diese Feuergase der Verpiüfungs- kammer unmittelbar entnommen werden, wird also die erste Turbinenstufe 15, 12, 13 aus schliesslich von Frischgasen beaufschlagt, wo bei die Beaufschlagung kontinuierlich erfolgt, weil bei Schluss des Düsenventils 18e sofort das Düsenventil 18f, 18s. oder<B>181,</B> einer andern Verpuffungskammer öffnet.
Sobald sich die ses geschlossen hat, öffnet sich das Düsenven- iil einer dritten Kammer, auf dessen Schluss die Eröffnung des vierten Düsenventils er folgt, bei dessen Schluss die Zeitspanne für ein ganzes Arbeitsspiel, jedoch bezogen auf eine Verpuffungskammer, abgewickelt ist, so dass mit der Eröffnung des Düsenventils 18e die betrachtete Kammer ihr zweites Arbeitsspiel beginnen würde.
Während also diese Arbeits- spielabschnitte der vier Düsenventile 18 in zyklischer Versetzung zeitlich aufeinanderfol- gen und hierzu die Zeitspanne eines Arbeits spiels einer Kammer benötigen, haben auch die Düsenventile 27 in gleichartiger, zykli scher Versetzung geöffnet und geschlossen, so dass die Auffüllkammer 20 ständig über Krümmer 26 mit Feuergasen gespeist worden ist. Die Steuerphasen der Düsenventile 27 sind aber gegenüber denen der Düsenventile 18 um einen Arbeitsspielabschnitt versetzt.
Das bedeutet, dass während des Arbeitsspiel abschnittes, über dessen Bereich das Düsen ventil 18e geöffnet ist, das Düsenventil<B>27,</B> derselben Verpuffungskammer geschlossen bleibt. Dagegen hat das Düsenventil 27 einer andern Verpuffungskammer geöffnet und in der bereits beschriebenen Art und Weise die Auffüllkammer 20 mit Feuergas - gespeist. Diese Teilspeisung ist eine Frischgasspeisung, weil die Krümmer 26 über die geöffneten Düsenventile 27 jeweils unmittelbar an eine Verpuffungskammer angeschlossen sind.
Die Auffüllkammer 20 erhält aber nicht nur diese Frischgasspeisung, sondern sie erhält ausser dem über die Auffangdüse 19 eine Teilspei sung mit Ausströmgasen, die in der vorgeord neten Beschaufelimg der ersten Turbinenstufe 15, 12, 13 Arbeit geleistet haben. Der zweiten Turbinenstufe werden also sowohl Frischgase als auch Ausströmgase der vorgeordneten Stufe zugeführt. Die prozess- und turbinen technische Bedeutung dieser Differenzierung ergibt sich aus dem Q - V - Diagramm der Fig. 3.
Dieses Q - V - Diagramm entspricht dem üblichen Q-S-Entropiediagramm, z. B. nach Pflaum, mit dem Unterschied, dass als Abszis sen die prozentual ausgeströmten Feuergas mengen, unter Berechntüng der Feuergas gesamtmenge je Verpuffung und Kammer mit 1000/0, aufgetragen sind, während die Or dinaten dem Wärmeinhalt Q der ausgeström ten Feuergasvoliunen in kcal/nm3 entsprechen.
Man erkennt das nur angedeutete Drück- und Temperaturliniennetz, das jedoch nur für die auf der Ordinatenachse mit Doppellinien auf getragenen adiabatischen Gefälle für Feuer gase vom Zustand A gilt. Diese Doppellinie veranschaulicht die Zustandsbedingungen während der Expansion.
Diese Änderungen erscheinen im Q-S-Diagramm als vertikale adiäbatische Linien, aber nur in der idealen Maschine, in der während der Expansion keine Entropieänderungen, also keine Wärme verluste, an den Wandungen auftreten und keine Wärmeabgabe durch Reibung am Lauf rad und an den Schaufeln stattfindet. Für die ausgeführte Maschine treffen beide Vorausset zungen nicht zu.
Doch zeigen sorgfältige Un- tersuehungen über den Wärmeübergang auf der Gasseite feuergasberührter Wandungen und Berechnungen der Ventilationsverluste an Schaufelrädern und Schaufeln, dass'' bei sorgfältig ausgeführten Anlagen die in te- traeht kommenden Betriebsverfahren prak tisch zur Gleichheit von abgegebener und auf genommener Wärme führen.
Es ist daher be rechtigt, von adiabatischen Zustandsänderun gen und demgemäss von vertikalen Linien im Q - S - Diagramm und damit im Q - V - Dia gramm auszugehen. Dieser Punkt El auf der Ordinatenachse entspricht dem Anfangs zustand der Feuergase, die mit dem Verpuf- fungshöchstdruek in dem Zeitpunkt entlassen werden, in dem sich ein Düsenventil 18 öffnet.
Da sich dieses Düsenventil bereits wieder in einem Punkt B schliesst, in dem die in der Verpuffungskammer verbliebene Feuergas menge den Zwischendruck p2 erreicht hat, wird also ein Düsenventil 18 immer nur einen Teil der je Kammer und Verpuffung erzeug ten Feuergasgesamtmenge entlassen. Die men genmässige Grösse dieses Teils kommt durch das Mass 33 im Verhältnis zum Mass 34 der Feuergasgesamtmenge zum Ausdruck. In dem Punkt B, in dem sich das betrachtete Düsen ventil 18 schliesst, öffnet sich das Düsenventil 27 der Bleiehen Kammer und schliesst sich wie der in dem Punkte C.
Das Diagramm der Fig.3 verläuft also in der Zeit; es bringt nicht gleichzeitig eintretende Vorgänge zum Ausdruck, sondern synchrone Vorgänge müs sen in noch näher zu erörternder Weise im Diagramm rekonstruiert und so veranschau licht werden. Das Düsenventil 27 entlässt also eine weitere Feuergasteilm.enge, deren men genmässiges Ausmass durch die Strecke 35 im Verhältnis zu der der Feuergasgesamt.menge entsprechenden Strecke 34 zum Ausdruck ge bracht ist.
Im Punkt C haben die Feuergase, die sich noch in der Kammer befinden, einen Druck po erreicht, der mit der Ladeluftspan- nung übereinstimmt. Da sich mit Schluss des Düsenventils 27 das Auslassventil 28 und das Ladeluftventil 5 der gleichen Kammer öffnen, schiebt die eintretende Ladeluft den Feuer gasrest über das geöffnete Auslassventil 28 aus der Verpuffungskammer aus.
Das men genmässige Ausmass dieses Feuergasrestes ist durch die Strecke 36 im Verhältnis zur Strecke 34 gekennzeichnet, da sieh im Punkt E Auslassventil 28 und Ladeluftventil 5 schliessen.
Es ist bereits erwähnt worden, dass wäh rend der Eröffnung des Düsenventils 18 in der Kammer e eines der Düsenventile 27 in den Kammern f-h geöffnet ist, ohne dass es dar auf ankommt, zu welcher der Kammern f-h dieses Düsenventil 27 gehört.
Durch die Er öffnung eines dieser Düsenventile 27 erhält die Auffüllkammer 20 eine Feuergasteilmenge von der Anfangsspannung<I>p2.</I> Die gleiche Auffüllkammer 20 nimmt über die Auffang düse 19 Ausströmgase aus der ersten Tur binenstufe 15, 12, 13 auf, wobei der ursprüng liche Anfangszustand dieser Ausströmgase durch den Punkt A des Diagramms der Fig. 3 gegeben ist. Unter dem Einfluss dieser beiden Feuergaszuflüsse füllt sich die Auf- fiillkammer 20 in äusserst kurzer Zeit und vollständig mit Feuergasen auf.
Da die Auf füllkammer 20 aber über die Düse 21 mit der zweiten Turbinenstufe in offener Verbindung steht, folgt auf die äusserst kurze Auffüll- pha.se sofort eine Expansionsphase. Die sich damit in der Auffüllkammer 20 einstellenden Feuergaszuständesind durch die strichpunk tiert wiedergegebene Linie 37 im Diagramm der Fig. 3 gekennzeichnet. Man erkennt, dass die Linie 37 bis auf die Auffüllphase an nähernd äquidistant zum Expansionslinien abschnitt A -B verläuft.
Beide Linien verlau fen auch infolge der erwähnten Versetzung der Arbeitsspiele um einen Arbeitsspiel- abschnitt in den einzelnen Kammern syn- chron. Dabei hat aber die Linie 37 in. bezug auf die vorgeordnete erste Turbinenstufe 15, 12, 13 den Charakter eines Gegendruckverlau- fes, weil die Auffüllkammer 20 über die Auf fangdüse 19 an den Radkammerraum, des Ra des 13 offen angeschlossen ist.
Demgemäss ist das Feuergasgefälle, das in der ersten Tur binenstufe zur Verarbeitung gelangt, be stimmt durch den Abstand der Linie 37 von dem Linienzug A-B. Diese Abstände ändern sich nun, wie das Diagramm zeigt, nach der Auffüllphase wenig, das heisst die auftreten den Gefälleschwankungen in der ausschliess lich mit Frischgas beaufschlagten ersten Tur binenstufe sind derart verkleinert, dass in dieser Stufe hohe Radwirkungsgmade verwirk licht werden können.
Gleichzeitig ist der Ab stand der beiden Linienzüge durch entspre chende Wahl der Lage des Punktes B auf der Gesamtexpansionslinie A-C so bestimmt, dass die dargestellte einkränzige Beschaufelimg 12 zur Verarbeitung dieses Teilgefälles ausreicht, wobei für die Bemessung dieses Teilgefälles auch der Umstand berücksichtigt worden ist, dass die einkränzige Beschaufelung mit Um fangsgeschwindigkeiten von über 250 m/sek arbeiten soll.
Die bereits erwähnte Arbeitsspielverset- zung der vier -Verpuffungskammern wirkt sich natürlich auch auf die Steuerphasen der Auslassventile 28 aus. Daher kommt es, dass während der Eröffnung eines Düsenventils 18 und während der Eröffnung eines Düsenven tils 27 in einer andern Kammer, wobei aus Gründen der vereinfachten Darstellung für das Folgende die Eröffnung des Düsenventils <B>271</B> angenomen sei, auch eines der Auslassven- tile 28 geöffnet ist, das aber weder zu Kam mer e noch zu der Kammer f gehört;
entspre chend der getroffenen Annahme, dass das Düsen ventil<B>271</B> geöffnet sei, muss also eines der bei den Ventile 28, oder 2811 geöffnet sein. Gleich gültig, welches dieser beiden Ventile öffnet, entlädt also eine der frier Verpuffimgskam- mern ihren Feuergasrest in die Treibgasent- nahmeleitung, -und zwar mit einem Anfangs druck, der der Ladeluftspannung po ent spricht.
Da aber an die Mündung 29 der Treibgasentnahmeleitung 35 über Leitungs stück 32 die Fangdüse 31 angeschlossen ist, die mit dem Radraum des Rades 22 der zwei ten Stufe in offener Verbindung steht, wird sich diese Restfeuergasentladung in einer be stimmten Gestaltung des auf diese Turbinen stufe ausgeübten Gegendruckes auswirken. Diese Auswirkung ist durch die gestrichelt wiedergegebene Linie 38 veranschaulicht wor den.
Man erkennt zunächst wieder den an nähernd äquidistanten Verlauf der Linie 38 in bezug auf die Linie 37, der deshalb für die zweite Turbinenstufe entscheidend ist, weil Linienzug 37 die Feuergaszustände veran schaulicht, die in der Arüfüllkammer 20 wäh rend der betrachteten Zeitspanne auftreten. Entsprechende Feuergaszustände treten also in der Düse 21 auf, die der Beschaufelung 22 als beaufschlagende Düse vorgeordnet ist.
Ist das aber der Fall, dann entsprechen die Ab stände der Linienzüge 37 und 38, in Ordina- tenrichtung betrachtet, dem Teilgefälle der Feuergase, das in der zweiten Turbinenstufe zur Verarbeitung gelangt. Da diese Abstände annähernd gleich sind, treten in der Tur binenstufe praktisch gleiche Feuergasgefälle auf, das heisst auch die zweite Turbinenstufe arbeitet mit hohem Radwirkungsgrad.
Man entnimmt aus dem Q - V - Diagramm aber auch, dass die durch den Abstand der Linien 37 und 38 gekennzeichneten Teilgefälle - grö ssenordnungsmässig nicht anders ausfallen wie der Abstand der Linie 37 von dem Expan- sionslinienabschnitt A-B. Das bedeutet, dass auch der Beschaufelung 22 der zweiten Stufe eine einkränzige Ausbildung mit Umfangs geschwindigkeiten über 250 m/sek erteilt wer den kann,
so dass man infolge der Gestaltung beider Räder 13 und 23 als Teile eines gemein samen Läufers 24 die Beschaufelungen 12 und 22 auf gleichem Durchmesser anzuordnen vermag, soweit nicht turbinentechnische und bauliche Überlegungen kleinere Abweichiui- gen in den Durchmessern zweckmässig erschei nen lassen.
In der Eigenart der Diagramm darstellung der Fig. 3 liegt es, dass die bisher aus ihr gezogenen Schlüsse nur für die Feuer gasteilmenge gelten, die der Düse 21 über Auffüllkammer 20 und Auffangdüse 19 aus der ersten Stufe 15, 12, 13 zugeführt worden ist. Diese Düse 21 und damit die zweite Tur binenstufe der Anlage erhält aber auch Feuer gase über Krümmer 26 und eines der geöff neten Düsenventile 27f_,. Diese Feuergasteil- menge hat einen dem Punkt.
B der Fig. 3 ent sprechenden Anfangszustand, wobei zu beach ten bleibt, dass Fig.3 nur Verhältnisse in bezug auf Verpuffungskammer e darstellt. Auf diese Feuergasteilmenge vom Anfangs zustand B wirkt sich nun die bereits erörterte Gegendruclz:bildung im Radkastenraum des Rades 23 der Mittelstufe selbstverständlich auch aus;
der diesbezügliche Gegendruckver- lauf ist durch die Linie 39 in Fig. 3 im Ver hältnis zum Expansionslinienabschnitt B-C dargestellt.
Mit Ausnahme der Auffüllperiode tritt- wieder eine annähernde Äquidistanz der Linien 39 und B-C auf, so dass auch für die Feuergasteilmenge vom Anfangszilstand B in der zweiten Turbinenstufe 21, 22, 23 kleinere Gefälleschwankungen auftreten, als wenn der Gegendruck konstant wäre, so dass die Ver arbeitung dieser Teilmenge in dieser Tur binenstufe mit günstigem Radwirkungsgrad möglich ist.
Auch entsprechen die auftreten den Teilgefälle wieder grössenordnungsmässig den andern Teilgefällen, so dass die einkrän- zige Beschaufelung der zweiten Stufe auch unter Berücksichtigung dieser niedriger ge spannten Feuergasteilmenge vom Anfangs zustand B die ihr zugedachte Aufgabe erfüllt.
Selbstverständlich bildet sich auch während der Ausschiebimg des Feuergasrestes aus der Kammer e längs der Strecke C Ef ein be stimmter Gegendruckverlauf heraus, der durch das Linienstück 40 gekennzeichnet ist, der vorteilhafte Auswirkungen auf den durch die Linien 38 und 39 dargestellten Gegen druckverlauf hinter dem Rade 23 besitzt.
Aus den bisherigen Ausführungen ergibt sieh also, dass der in den Fig.1 und 2 ver anschaulichten Verpuffungsbrennkraftturbi- nenanlage ein Betriebsverfahren zugrunde ge legt ist, das sich durch Zuführung aus den Verpuffungskammern e bis h über die Düsen ventile 18 ummittelbar entnommener Frisch- gase zum Hochdruckteil der Anlage kenn zeichnet, der durch die erste Turbinenstufe 15, 12, 13 gebildet ist.
Weiter werden dem folgenden, durch die zweite Turbinenstufe 21, 22, 23 gebildeten Mitteldruekteil einerseits Frischgase zugeführt, die aus den Verpuf- fungskammern <I>e, f,</I> g, h über Düsenventile 27 ummittelbar entnommen werden, anderseits über Auffangdüse 19 und Auffüllkammer 20 Ausströmgase aus der vorgeschalteten Tur binenstufe 15, 12, 13.
Geht man nach dieser Feststellung auf das Diagramm der Fig. 3 ein, so geben die schraf fierten Flächen desselben ein Mass für die disponible Arbeit, die die einzelnen Feuergas teilmengen in den Teilen der Anlage abzu geben vermögen. Erkennbar ist zunächst die Fläche I" als Mass für die Leistung, welche die über die Düsenventile 18 entlassene Feuer gasteilmenge vom Anfangszustand A in der ersten Turbinenstufe 15, 12, 13 zu entwickeln vermag; dieselbe Feuergasteilmenge kann in der zweiten Stufe 21, 22, 23 eine disponible Arbeit abgeben, deren Äquivalent durch die Fläche Ib dargestellt ist. Anderseits entspricht.
die Fläche II dem disponiblen Arbeitsvermö gen der über Düsenventile 27 zur Wirkung gebrachten Feuergasteilmenge vom Anfangs zustand B wiederum in der zweiten Stufe 21, 22, 23.
Untersuchungen über den zum Betrieb der Anlage nach den Fig.1 und 2 erforderlichen Arbeitsaufwand und über die verfügbare Lei stung der Verpiiffungsturbine 15, 12, 13 und 21, 22, 23, gegeben durch die Summe der Flä chen I", Ib und II, haben zu dem Ergebnis geführt, dass diese Arbeitsleistung völlig aus reicht, den beim Betriebe der Verpuffungs- turbine erforderlichen Arbeitsaufwand zu decken.
Dieser Arbeitsaufwand besteht dabei hauptsächlich in der für die Verdichtung der Ladeluft erforderlichen Kompressionsarbeit; anzutreiben sind ausserdem alle Hilfsmaschi nen, insbesondere Brennstoffpumpen bei flüs sigem Brennstoff und Brenngasverdichter bei Verwendung von Brenngasen, weiter die Zündmaschinen sowie die Umwälzpumpen für Kühl- und Schmiermittel.
Die Fläche 1I stellt das disponible Ar beitsvermögen der in die Treibgasentnahme- Leitung 35 eintretenden Feuergase im Ver hältnis zum Arbeitsvermögen I., + Iv + II der gleichen Feuergase in der Verpuffungsturbine dar.
Zur Abarbeitung des Arbeitsvermögens der in die Entnahmeleitung 35 eintretenden Treibgase dient nun ein Niederdruckteil -der Anlage, der im Ausführungsbeispiel (vgl. Fig. 1) als vielstufige Parsonsturbine 41 aus gebildet ist. Der damit zum Treibgasverbrau- cher werdende Niederdruckteil könnte ebenso gut jede andere Ausbildung erfahren, die eine nutzbringende Verwertung der Treibgase er möglicht.
Während die Verpuffungsturbine 15, 13, 12; 21, 22, 23 in einem ersten Gehäuse 42 untergebracht und mit den vier Verpuffimgs- kammern (vgl. Fig.1) zu einer baulichen Ein heit vereinigt ist, ist der Niederdruckteil mit separatem Gehäuse ausgebildet. Dem Nieder druckteil werden somit Restfeuergase aus den Verpuffungskammern und Ausströmgase aus den vorgeschalteten Teilen zugeführt.
Nach Fig. l rechts ist dabei das Gehäuse der Par- sonsturbine 41 als Sockel des Ladeluftverdich- ters 43 ausgebildet, der von der Verpuffungs- turbine 15, 12, 13; 21, 22, 23 über die Kupp lung 44 unmittelbar angetrieben wird.
Da die Mehrgehäusigkeit der Verpuffungsbrennkraft- turbinenanlage, gegeben durch die Einzel gehäuse 41 und 42, jedoch die Möglichkeit ge währt, das den Niederdruekteil aufnehmende Gehäuse räumlich und funktionell weitest gehend unabhängig vom Gehäuse 42 mit den Kammern e bis h ausbilden zu können, wird meistens das Gehäuse 42 mit der angetriebenen Hilfsmaschine 43 und den zugehörigen Verpuf- fungskammern seinerseits zu einer baulichen Einheit vereinigt werden, während das Ge häuse 41 im allgemeinen gesondert zur Auf- stellung gelangt.
Das hat vor allem den Vor teil, dass man mehrere Treibgaserzeugereinhei- ten auf eine einzige Verbrauchereinheit arbei ten lassen kann, die ihrerseits dem auftreten den Leistungsbedarf leicht nach Grösse, Dreh zahl, Stufenzahl, Gefälle usw. anzupassen ist, während die Treibgaserzeugereinheiten ibreii- seits einheitlich ausgebildet und nur durch ihre Zahl auf die jeweilige Lieferleistung ab gestimmt werden.
Es besteht umgekehrt die Möglichkeit, dass eine einzige Treibgaserzeu- gereinheit auf mehrere Verbraucher arbeitet, die mit gleichen oder verschiedenen Einzellei stungen den leistungsabnehmenden Maschi nen, Apparaten, Vorrichtungen angepasst sind.