CH314749A - Verpuffungsbrennkraftturbinenanlage - Google Patents

Verpuffungsbrennkraftturbinenanlage

Info

Publication number
CH314749A
CH314749A CH314749DA CH314749A CH 314749 A CH314749 A CH 314749A CH 314749D A CH314749D A CH 314749DA CH 314749 A CH314749 A CH 314749A
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
propellant gas
deflagration
propellant
turbine
chamber
Prior art date
Application number
Other languages
English (en)
Inventor
Holzwarth Hans Dr E H
Original Assignee
Schilling Estate Company
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schilling Estate Company filed Critical Schilling Estate Company
Publication of CH314749A publication Critical patent/CH314749A/de

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C5/00Gas-turbine plants characterised by the working fluid being generated by intermittent combustion
    • F02C5/12Gas-turbine plants characterised by the working fluid being generated by intermittent combustion the combustion chambers having inlet or outlet valves, e.g. Holzwarth gas-turbine plants

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Description


  Verpuffungsbrennkraftturbinenanlage    Vorliegende Erfindung bezieht sich auf  eine V erpuffungsbrennkraftturbinenanlage  mit Gegendruckabsenkung hinter einer von  Feuergasen beaufschlagten Beschaufelung  und mit Verpuffungskammern, die mehrere  gesteuerte Zapfstellen zur Entnahme von  Feuergasteilmengen aufweisen, die zur Be  aufschlagung der Beschaufelungen und zur  Erzeugung der Gegendrücke dienen.  



  Dadurch, dass auch die Drüeke hinter den  Beschaufelungen abgesenkt werden, lassen  sieh die in den Beschaufelungen ausnutzbaren  Differenzdrücke bis auf     Abweichungen,    die  dadurch entstehen, dass die zur Gegendruck  erzeugung benutzten Gase zunächst einmal  unter schnell vorübergehendem Druekabfall  die Gegendruckräume auffüllen müssen, weit  gehend v ergleichmässigen, so dass gute Rad  wirkungsgrade entstehen.  



  Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis,  dass das Arbeitsverfahren derartiger     Verpuf-          fungabrennkraftturbinen    weitgehend ihren  konstruktiven Aufbau bestimmt. Verfolg t  nman die diesbezügliche Entwicklung, so stellt  man fest, dass man ursprünglich von Turbi  nenanordnungen mit vertikaler     Turbinenachte     ausging, um die die Verpuffungskammern im  Kreise so angeordnet waren, da ss ihre Hälse,  die durch Düsenventile eröffnungs- und     ver-          chliessbar    ausgebildet waren, die Feuergase  auf die oberhalb dieser Hälse liegenden Düsen    und Beschaufelungen entliessen.

   Später ging  man von der bei dieser Turbinengattung ver  wirklichten einstufigen Dehnung zu     Verpuf-          fungsbrennkraftturbinen    über, bei der die  Verbrennungsgase in     mindestens    zwei Stufen  verarbeitet wurden, wobei die erste Stufe  durchweg mit einer Curtisbeschaufelung ver  sehen war, während     man    in der zweiten     und     in den folgenden Stufen die Ausströmgase  der Curtisstufe nach Ausgleich der Drücke  und Temperaturen Parsonsbeschaufelungen,  im Sonderfall auch weiteren     Curtisbeschaufe-          lungen    zuführte.

   In diesem Falle ordnete man  die Verpuffungskammern mit ihren Längs  achsen auf einem gedachten Zylindermantel  an, dessen Erzeugende parallel zur Turbinen  achse verläuft, wobei die     Verpuffungskam-          mern    in axialer Richtung der     Curtisbeschau-          felung    der Hochdruckstufe vorgeschaltet  waren. Es ergaben sich also beträchtliche Bau  längen. der Turbinen, so dass die weitere     Ent-          wieklung    der     Explosionsturbinen    von dem       Wunsche    gelenkt war, die Baulängen wesent  lich zu verringern.

   Das geschah dadurch, dass  man die horizontal verlaufenden Turbinen  aehsen beibehielt, die Längsachsen der     Ver-          puffungskammern    aber senkrecht zur Achse  der Turbinenwelle anordnete und die     Ver-          puffungskammern    selbst unter dem Maschi  nenflur versenkt unterbrachte, Bei dieser wei  teren Entwicklung behielt man die mehr-      stufige Abarbeitung der erzeugten Feuer  gase bei.  



  Inzwischen aber wurde das Arbeitsverfah  ren entsprechend den einleitenden Ausfüh  rungen geändert, indem man zu     Verpuffungs-          brennkraftturbineneinheiten    überging, die  praktisch nur noch Treibgaserzeuger oder  iDruckgasgeneratoren sind. Dadurch entsteht  die Möglichkeit, als Verbraucher der erzeug  ten Treibgase Turbinen zu wählen, die keine  grundsätzlichen Abweichungen von der  Dampfturbinenbauart zeigen mit dem einzi  gen Unterschied, dass sie die zur Verarbei  tung der verhältnismässig hoch temperierten  Gase erforderlichen Werkstoffe aufweisen.  



  Der Übergang zu einem derartigen Be  triebsverfahren bedeutet     also,    dass die den  leistungserzeugenden Teil des Treibgaserzeu  gers bildende Verpuffungsbrennkraftturbine  ihre äussere Leistung im wesentlichen zum  Betriebe der Hilfsmaschinen, insbesondere  der Betriebsmittelverdichter, abgibt, wobei  diese Verdichter aus Luftverdichtern und für  den Fall, dass gasförmige Brennstoffe zur  Verwendung gelangen, aus Gasverdichtern  bestellen;

   ausserdem sollen die erforderlichen  Hilfsmaschinen in Form von     Kühlmittel-          urnwälzpumpen,    Schmiermittelpumpen, Brenn  stoffeinspritzpumpen für den Fall der Ver  wendung flüssiger Brennstoffe,     Nachladeluft-          v    erdiehtern und sonstigen Hilfsmaschinen an  getrieben werden. Die Erfüllung der weiterern  Aufgabe, den Wirkungsgrad derartiger     Ver-          puffungsbrennkraftturbinen    durch hohe Rad  wirkungsgrade zu steigern, bedeutet, dass man  nicht. mehr auf die Ausnutzung der Ab  wärme, das heisst der Kühl- und Abgaswärme,  angewiesen ist.

   Denn die Ausnutzung dieser  Abwärme bringt es mit sich, dass sperrige,  schwere und kostspielige Wärmetauseher ver  wirklicht werden müssen, die den grundsätz  lich einfach und gedrängt zu haltenden Auf  bau der Turbine stören, insbesondere dann,  wen n die erzeugten Treibgase zum Antrieb  von Fahr- und Flugzeugen dienen sollen.  



  Hiernach kennzeichnet sich die     erfindungs-          geinässeV    erpuffungsbrennkraftturbinenanlage    mit Gegendruckabsenkung hinter einer von  Feuergasen beaufsehlagten Beschaufelung und  mit Verpuffungskammern, die mehrere ge  steuerte Zapfstellen zur Entnahme von Feuer  gasteilmengen aufweisen, die zur Beaufschla  gung der Beschaufelungen und zur Erzeu  gung der Gegendrücke dienen, dadurch, dass  die Verpuffungskammern um ein die Düsen  und Besehaufelungen einkapselndes Gehäuse  herum so angeordnet sind, dass sie, quer zur  Achsrichtung der Turbinenwelle gesehen, zwi  schen den äussersten Gehäuseabschlüssen lie  gen, während, in zur Turbinenwelle radialer  Richtung, die Zapfstellen unmittelbar in die  Düsen übergehen.  



  Dadurch ergibt sich ein ausserordentlich  gedrängter, übersichtlicher und leichter Auf  bau des als Verpuffungsbrennkraftturbine  ausgeboildeten Treibgaserzeugeraggregates, so  dass es beispielsweise möglich geworden ist,  eine Leistung von etwa 20 000     k\V    innerhalb  eines Kubikmeters Raumbedarf unterzubrin  gen. Vergleicht man diesen Raumbedarf mit  dem Raumbedarf einer Dampfturbine und  einer Kesselanlage gleicher Leistung, so er  gibt sich der erhebliche Fortschritt vorliegen  der Erfindung dem Bekannten gegenüber, der  auch dann erhalten bleibt, wenn man den  Raumbedarf von     Dieselmasehinen    oder Gleich  druckturbinen gleicher Leistung in den Ver  gleich einbezieht.

   Die Aasbildung derartiger       Verpuffungsbrennkraftturbinen    bedeutet, dass  die axiale Länge des     Treibgaserzeugers    nicht  grösser wird     als    die axiale Länge seiner  Hauptteile. Es fällt auch die Erstreckung der  Anlage in unterhalb des Maschinenflurs lie  gende Räume fort, die eintrat., wenn man die  Längsachsen der     Verpuffungskammern    senk  recht zur Läuferachse anordnete. Die so er  reichte Raumbeschränkung der Anlage ist bei  zahlreichen Einbaufällen von entscheidender  Bedeutung für die     TMögliehkeit    der Verwen  dung der Wärmekraftanlage.

   Ein derartiger  Fall liegt beispielsweise vor beim Einbau des  Triebwerkes in den Flügel von Flugzeugen,  beim Einbau in Unterseeboote,     torpedoför-          rrtige    Geschosse und bei vielen andern Anwen  dungen, bei denen     zur        Unterbringung    der      Kraftmaschine nur ein beschränkter     Raum     zur Verfügung steht. Ein derartiger Fall ist  auch gegeben beim Einbau der Kraftanlage in  unterirdische Räume etwa bei Bergwerken,  Sicherheitsstollen, weiter beim Einbau in Lo  komotiven, Triebwagen, Schnellboote, Schiffe  usw.

      Die     Zeichnung    zeigt eine Ausführung der  Erfindung am Beispiel einer Anlage, die     aus     einer Verpuffungsbrennkraftturbine mit vier  Kammern als Treibgaserzeuger und aus einer  Parsonsturbine als Verbraucher des Treib  gases besteht.  



  Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht auf den  Treibgaserzeuger sowie den angeschlossenen  Verbraucher in schematischer Darstellung,  wobei eine der Verpuffungskammern gemäss  Linie I-I der Fig. 2 im senkrechten Längs  schnitt gezeigt ist.  



  Fig. 2 entspricht teilweise senkrechten  Querschnitten durch den Treibgaserzeuger  gemäss den Linien II-II, III-III und  IV IV der Fig. 1, teilweise einer Stirnan  sicht auf die Verpuffungsbrennkraftturbine  an der Kammereinlassseite.  



  Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf den  Treibgasentnahmestutzen des Treibgaserzeu  gers.  



  Bei der in den Fig. 1 und 2 dargestell  ten Verpuffungsbrennkraftturbinenanlage mit  einem aus Verpuffungskammern, Düsen und  Beschaufelungen einer Verpuffungsturbine  bestehenden Treibgaserzeuger und einem  ebenfalls als Turbine ausgebildeten     Verbrau-          eher    für die von der     Verpuffungsbrennkraft-          turbine    erzeugten Feuergase sind um die noch  näher zu beschreibenden Düsen und Beschau  felungen der Verpuffungsturbine langge  streckte Verpuffungskammern mit ihren  Längsachsen parallel zur Achse des die um  laufenden Beschaufelungen tragenden Läu  fers und eines die Düsen und     Beschaufelun-          gen    einkapselnden Turbinengehäuses so ange  ordnet, dass sie,

   quer zur Turbinenachse ge  sehen, zwischen den äussersten Gehäuse  abschlüssen liegen, während, in zur Achse der  Turbinenwelle senkrechter, also radialer Rich-    tung, die gesteuerten Zapfstellen der Verpuf  fungskammern unmittelbar in die Düsen  übergehen.  



  Im einzelnen ist das den Turbinenläufer 1  mit den Rädern 2 und 3 sowie den umlaufen  den einkränzigen Beschaufelungen 4 und 5  aufnehmende Turbinengehäuse mit 6 bezeich  net. Um dieses Turbinengehäuse 6 herum sind  v ier Verpuffungskammern a, b, c und d so  angeordnet, dass ihre Längsachsen parallel  zur Achse 1l-11 des die umlaufenden     Be-          schaufelungen    4, 5 tragenden Turbinenläufers  1 verlaufen. Die Längen des Gehäuses 6 und  der Kammern<I>a</I> bis<I>d</I> sind so bemessen und  die Anordnung im Verhältnis zueinander ist  so getroffen, dass die Kammern a bis d zwi  schen den äussersten Gehäuseabschlüssen lie  gen, die links durch die Kuppel des Lager  gehäuses, rechts durch den Abschlussflansch  für die Wellendichtung gegeben sind.

   Jede  der Verpuffungskammern ist dabei von einem  in Fig. 1 schematisch angedeuteten Kühlman  tel 12 umgeben; aus Gründen zeichnerischer  V     ereinfachung    ist der Mantel 12 in     Fig.     nicht gezeigt. Die Kammern     a    bis d bestehen  in an sich bekannter Weise aus einem. als       Venturidüse        ausgebildeten        Einlassende    13 mit  sehr schlankem     Diffusor    14. Im Kopf der,  Kammer     liegt    das Ladeluftventil 15, das  unter dem Einfluss einer Steuerung 16 steht.

    In das Ladeluftventil eingebaut ist ein     Ein-          spritzventil    17;     Brennstoffzuführungsleitun-          gen,    Brennstoffpumpen und in der     Verpuf-          fungskammer    angeordnete     Zündeinrichtungen     sind als allgemein bekannt nicht     einge7eich-          net.    Jede der     Verpuffungskammern        a    bis     d     ist an drei     Stellen    angezapft. Die Zapfstellen  sind mit 18, 19 und 20 bezeichnet.

   Jede Zapf  stelle ist, durch ein gesteuertes Ventil ab  schliessbar, wobei die Ventile 21 -Lind 22       Düsenventile    sind, während das Ventil 23 ein       Auslassv        entil    für den     Feuergaerest    ist. Infolge  der erfindungsgemäss getroffenen Anordnung  ist es möglich,     .die    Ventile 21, 22 und 23 un  mittelbar gegenüber den Verbrauchsstellen  für die durch sie entlassenen Teilmengen der  je Kammer und Verpuffung erzeugten Feuer  gasgesamtmenge bzw. für den     Feuergasrest         anzuordnen.

   So schliesst sich an das Düsen  ventil 21 der Kammer a, das zum Unterschied  gegen das in Fig. 1 sichtbare Düsenventil 21,d  der Kammer d mit 21a bezeichnet worden ist,  unmittelbar die Verbrauchsstelle in Form  der Düse 24a an. Eine entsprechende, aber  nur schematisch angedeutete Düse 24d ist in  Fig. 1 im Anschluss an das Düsenventil 21d  der Kammer d dargestellt worden. In bezug  auf Kammer c sind in Fig. 1 nur die äussern  Steuerungen 25c der Düsenventile 21c und 22c  sowie des Auslassventils 23c dieser Kammer c  zu erkennen. Diese Steuerungen sind durch  weg hydraulisch und für alle Ventile in  gleichartiger Weise ausgebildet; sie sind als  an sieh bekannt nicht näher veranschaulicht.

    Die einzelnen Düsen 24, also 24a, 24b, 24c und  24d, liegen sämtlich vor der einkränzigen     Be-          schaufelung    4 des Rades 2 des Läufers 1, so  dass, wie insbesondere Fig. 2 links oben er  kennen lässt,     zwischen    den     Düsenventilen    und  den Düsen äusserst kurze Feuergasüberfüh  rungsleitungen, Düsenvorräume genannt, lie  gen.

   Da Düsenvorräume und Düsen gekühlt  sind und da in diesen Düsenvorräumen und  Düsen äusserst     grosse    Geschwindigkeiten auf  treten,     kommt    es bei der hohen Temperatur  und der hohen Spannung der durch diese  Räume strömenden Feuergase zur Kleinhal  tung der W ärmeübergangsverluste entschei  dend darauf an, dass diese Räume so klein  wie möglich ausfallen, damit die Wärmeüber  gangsflächen entsprechend gering ausfallen.  



  Jeder die Beschaufelung 4 des Rades 2 be  aufschlagenden Düse 24 liegt eine Auffang  düse 26 gegenüber, die, wie Fig. 1 in gestri  chelt gezeichneten Linien zeigt, in eine Auf  füllkammer 27 übergeht, die ihrerseits wieder  in eine ebenfalls gestrichelt dargestellte Düse  28 ausläuft, die der einkränzigen     Beschaufe-          lung    5 des zweiten Rades 3 des Läufers 1 als  Düse vorgeordnet ist. In die Auffüllkammer  27 münden auch an die Ventile 22 angeschlos  sene, nicht gezeichnete Leitungen, indem sich  an deren Ventilsitz ein Überführungskrüm  mer 29 anschliesst, der in die Auffüllkammer  27 bei 30 einmündet.

   Die Auffüllkammer 27  erhält also aus zwei verschiedenen Quellen    Feuergase; sie nimmt zunächst über die Auf  fangdüse 26 Feuergase auf, die in den Düsen  24 bzw. in der Beschaufelung 4 bereits Arbeit  geleistet haben; sie nimmt weiter frische  Feuergase über die Ventile 22 bei deren Er  öffnung über die Krümmer 29 auf. Sie gibt  die so empfangenen Feuergase über die ge  meinsame Düse 28 zur Beaufschlagung der  Deschaufelung 5 des zweiten Turbinenrades 3  ab. Ausser den Düsenventilen 21 und 22 sind  Auslassventile 23 für den Feuergasrest vorge  sehen, wobei die Ausbildung des Auslass  ventils 23c in Fig. 2 unten rechts im einzel  nen zu, erkennen ist.

   An den Sitz des     Auslass-          v    entils 23c schliesst sich, wie Fig. 2 zu ent  nehmen ist, eine Leitung 31c an, die, wie  Fig. 3 erkennen lässt, mit dem Querschnitt  eines nierenförmigen Ringsektors 32e, in der  Nähe des     Anschlussquerschnittes    33 der Treib  gasentnahmeleitung 34 in diese ausmündet;  er geht also aus der Rohrform in der Nähe  von 23c in einen Ringsektor in der Nähe von  33 über. Eine entsprechende Leitung führt  zu dem Auslassventil 23b der Verpuffungs  kammer b. Auch die Leitung 34 mündet,  im Ansehlussquerschnitt 33 der Treibgas  entnahmeleitung 34 in Form eines nieren  förmigen Ringsektors 32b aus.

   Eine dritte und  vierte Leitung 31,d und 31a führen zu den ent  sprechenden Auslassventilen 23d und 23a der  Verpuffungskammern d und a und besitzen  wieder ringsektorartige Auslassquerschnitte       32,1    und     32"    in der     Anschlussebene    33 der       Treibgasentnahineleitung    34.

   Der Querschnitt  der an der,     Treibgasentnahmestutzen,    als der  zusammenfassend die     Leitringen        32a,        32b,        32,,,     32d und 35 bezeichnet werden sollen,     ange-          sehlossenen        Tr        eibgasentnahmeleitung    34 ist  so     bemessen,    dass in ihr auftretende, vom an  gewandten     Verpuffungsverfahren        herrührende,     Druckschwankungen sich ausgleichen können,  so dass die Leitung 34 als Druckausgleicher  wirksam ist.

   Die vier nierenförmigen Ring  sektoren 32 umschliessen den bereits erwähn  ten zentralen     Feuergasausla.ss    35, der an die  Fangdüse 36 angeschlossen ist, welche die  Feuergase auffängt, die in den Düsen 28 bzw.  in der     Beschaufelung    5 des zweiten Turbinen-      fades 3 der Verpuffungsturbine Arbeit ge  leistet haben, Diese Verpuffungsturbine treibt  die Hilfsmaschinen der Gesamtanlage, insbe  sondere den Ladeluftverdichter 37 an, dessen  Antriebswelle 38 mit der Welle des Läufers 1  unnmittelbar gekuppelt ist. Die Treibgasent  nahmeleitung 34 führt zu dem Verbraucher  39 der Anlage, die als vielstufige     Parsons-          turbine    ausgebildet ist; sie dient als Sockel  des Ladeluftverdichters 37.

   Ein Quergehäuse  40 (Fig. 1) hält Gehäuse 6 und Kammern a  bis d am zum Verbraucherteil 39 entgegen  gesetzt liegenden Ende des Gehäuses 6 zusam  men und bildet dessen Auflager.  



  Natürlich kann man zwischen den Stutzen  32  32a, 32b, 32c, 32d, 35 und die Treibgasleitung  34 auch einen besonderen, zum Druckausgleich  dienenden Raum einschalten.    Die Wirkungsweise der so gekennzeichne  ten baulichen Ausbildung der Anlage ist fol  gende:    Es sei angenommen, in der Kammer d sei  soeben ein vollständiges Arbeitsspiel abge  wickelt worden. Demgemäss ist die Kammer d  noch mit dem Feuergasrest erfüllt. Beim Be  ginn eines neuen Arbeitsspiels öffnet sich  Ladeluftventil 15d, unter dem Einfluss der  Steuerung 16d. Gleichzeitig öffnet sich das  Auslassventil 23d der gleichen Kammer d.

   Die  bei 41 eintretende Ladeluft breitet sich in  dem venturidüsenartig ausgebildeten Einlass  13 der Verpuffungskammer d und vor allem  im Diffusor 14, da dessen schlanke Form Ab  lösungen des Luftstromes von den leitenden  Wänden verhindert, über den Kammerquer  schnitt aus und schiebt den     Feuergasrest    aus  der Kammer d     über    das gleichzeitig unter  dem Einfluss seiner Steuerung 25,d geöffnete  Auslassventil 23d aus.

   Während des     Feuergas-          restverdrängungs-    und Ladevorganges voll  führt der Kolben der zugehörigen Brennstoff  pumpe seinen Förderhub und spritzt über  das sich öffnende Ventil 17 in die Ladeluft  Brennstoff ein, so dass im Zeitpunkt des  Schliessens der Ventile 15d und 23d eine     zünd-          fähige    Ladung die Kammer d erfüllt. Der  Feuergasrest selbst gelangt über das Lei-    tungsstück 31d in den nierenförmigen Auslass  sektor 32d und von dort in die Treibgas  entnahmeleitung 34.

   Da aber der Radkasten  der Beschaufelung 5 über die Räume 36 und  35 ebenfalls in offener Verbindung mit der  Treibgasentnahmeleitung 34 und damit mit  dem nierenförmigen Auslasssektor 32d steht,  übt der unter demn Einfluss der Ladeluft über  Leitungsstück 31d aasgeschobene Feuergas  rest auf die Beschaufelung 5 die Wirkung  eines Gegendruckes aus, der infolge der ab  Anschlussquerschnitt 33 eintretenden Vor  gänge den grundsätzlichen Charakter einer  Expansion besitzt.

   Während dieses     Feuergas-          restverdrängungsvorganges    als des ersten Ab  schnittes eines in der Kammer d insgesamt  abzuwickelnden Arbeitsspiel, auf das die Ab  schnitte der Zündung und Verpuffung sowie  zwei Abschnitte einer stufenweisen Expan  sion folgen, waren aber auch die Ventile 21  und 22 zweier bisher nicht betrachteter Kam  mern geöffnet worden, während alle Ventile  einer vierten Kammer geschlossen blieben,  weil sich in dieser gerade Zündung und Ver  puffung abwickelten. Geht man zunächst auf  die Kammer U ein, so sei angenommen, deren  Düsenventil 21a wäre geöffnet worden. Es  wäre ebenso denkbar, dass eines der Düsen  ventile 21b_d der Kammern b-d geöffnet  hätte.

   Dann wäre in der Kammer a entweder  das zweite Düsenventil     22a    oder überhaupt  keines der Ventile eröffnet worden. Die  Reihenfolge ist also gleichgültig, es kommt  nur darauf an, dass in dreien der vier Kam  mern ein anderes Ventil geöffnet hatte. Ver  bleibt man also bei der Eröffnung des Ventils  21" der     Kammer        a,    so hatte dieses Ventil eine       Feuergasteilnienge    entlassen, deren Anfangs  zustand durch Auftreten des höchsten     Ver-          puffungsdruckes    gegeben war.

   Das bedeutet  also,     da.ss    in dem     Zeitpunkt,    in dem sich     Lade-          lu1tVelltil    15d und     Auslassventil    23d der Kam  nier d eröffnet hatten, in der Kammer a ge  rade der höchste     Verpuffungsdruck    aufgetre  ten war. Unter diesem höchsten     Verpuffungs-          druck    strömt in dem genannten Zeitpunkt die  über Düsenventil     21a    entlassene     Feuergasteil-          menge    der- Düse     24a    zu. Dadurch wird die Be-      schaufelung 4 des Rades 2 des Läufers 1 mit  Feuergas versorgt.

   Diese Feuergase, die somit  bereits einen Teil ihres Gefälles an die     Be-          schaufelung    4 abgegeben haben, werden dann  über Auffangdüse 26 aufgefangen und der  Auffüllkammer 27 zugeführt. Diese     Auffüll-          kamnmer    hatte aber inzwischen bereits Feuer  gase über das geöffnete Düsenventil 22b der  Kammer b erhalten Das Düsenventil 22b,  bitte dabei in dem Zeitpunkt geöffnet, in  dem in der Kammer a der höchste Verpuf  fungsdruck aufgetreten war. In dem gleichen  Zeitpunkt hatten in der Kammer d die Ven  tile 15d und 23d geöffnet. Unter dem Einfluss  der beiden Feuergaszuflüsse füllt sich die  Auffüllkammer 27 schnell mit Feuergasen  auf.

   Der sieh in der Kammer 27 so schnell  aufbauende     Innendruck    übt über die Auf  fangdüse 26 auf die Beschaufelung 4 des Rades  2 eine Rückwirkung     aus,    die in der Form  eines bestimmten Gegendruckverlaufes auf  tritt. Da aber die Auffüllkammner 27 ander  seits mit der Beschaufelung 5 des Rades 3 über  Düse 28 in offener Verbindung steht, unter  liegen die in die Auffüllkammer 27 entladenen  Feuergasmengen gleichzeitig einer Expansion,  mit andern Worten, der auf die Radanord  nung 2, 4 von der Auffüllkamnmer 2 7 aus aus  geübte Gegendruck hat wieder den     gr        und-          sätzliehen    Charakter einer Expansion.

   Da  dies infolge der dargestellten zyklischen Ver  setzung der Arbeitsspielabsclhnitte in den ein  zelnen Verpuffungskammern gleichzeitig zu  den über Düse 24d ausgeübten Beaufschla  gungsdrücken erfolgt, treten vor und hinter  dem Düsen- und Beschaufelungssystem 24,4  gleichartige Druckverläufe und damit     Ent-          halpiegefälle    auf, die mit gutem Radwir  kungsgrad verarbeitbar sind.  



  Dieselbe Wirkung tritt in Bezug auf das  Düsen- und Beschaufelungssystem 28,5 auf.  Die einkränzige Beschaufelung 5 unterliegt  nämlich zunächst, den     Beaufschlagungsdrük-          ken,    die aus der Auffüllkammer 27 über die  Düse 28 ausgeübt werden. Sie unterliegt wei  ter infolge des aus Kammer d entladenen  Feuergasrestes der oben erläuterten     Gegen-          druekabsenkung,    die über die in offener Ver-    bindung stehenden Räume bzw. Querschnitte  31d, 32,d, 35 und 36 auf die Beschaufelung 5  zur Wirkung gebracht wird.  



  Was an Hand des Ladevorganges der  Kammer     d,    an Hand der ersten Teilexpansion  der unter demn Verpuffungsdruck als An  fangsspannung stehenden Teilmenge der in  der Kammer     a    je Verpuffung erzeugten  Feuergasgesanmtmenge, und was für die     Kam-          mner    b an Hand der zweiten Teilexpansion  der unter einem niedrigeren Anfangsdruck  stehenden Teilmenge der je Verpuffung in  der Kammer b erzeugten Feuergasgesamt  menge, was schliesslich an Hand der gleich  zeitig im Arbeitsspielabschnitt der Zündung  und Verpuffung stehenden, also völlig ge  schlossene Ventile aufweisenden Kammer c  dargelegt worden ist, gilt sinngemäss für die  andern Arbeitsspielabschnitte jeder der vier  Kammern,

   da in diesen nur in zyklischer Ver  tauschung dieselben Vorgänge eintreten.  



  Was für vier Kammern ausgeführt wor  den ist, kann sinngemäss bei jeder Kammer  zahl verwirklicht werden. Die Kammern brau  chen auch nicht um das     Turbinengehäuse    im  Kreise gleichmässig verteilt angeordnet zu  werden, sondern es sind auch andere Anord  nungen denkbar, ohne     da.ss    .die durch die Er  findung vorgeschriebene, grundsätzliche An  ordnung verlassen werden soll.  



  Bei dem Ausführungsbeispiel ist eine -aus       Verpuffungsbrennkra.ftturbine    und Verdreh  ter bestehende     Treibgaserzeugereinheit    zur  Speisung einer aus einer     Parsonsturbine    be  stehenden Verbrauchereinheit benutzt worden.  Hierauf ist aber die Erfindung nicht     be-          schränkt.    Zwar wird man im allgemeinen     zu.r     Speisung einer Verbrauchereinheit der An  lage wenigstens eine     Treibgaserzeugeereinheit     vorsehen, die die     Hilfsmaschinen    der Anlage  antreibt. Man kann aber auch mehrere     Treib-          gdserzeugereinheiten    vorsehen, die in Parallel..

         anordnung    zur Speisung einer gemeinsamen       Verbrauchereinheit    dienen. Diese     TreAgas-          erzeugereinheiten    sind dann     zweckmä.Pjig     unter sich gleichartig ausgebildet, damit man,  unter Anwendung des bekannten     Baukasten-          prinzips,    Anlagen beliebiger Leistung aus      gleichartigen und daher wirtschaftlich herzu  stellenden Einheiten erstellen kann. Man  kann umgekehrt mehrere,     treibgasaufneh-          mnende    und Leistung in Form äusserer Arbeit  abgebende Verbrauchereinheiten an eine ein  zige Treibgaserzeugereinheit im Treibgasweg  anschliessen oder an mehrere derselben.

      In sämtlichen dieser Fälle ist es zweck  mässig, als einzige Verbindung zwischen Treib  gaserzeuger und treibgasbeaufschlagten Lei  stungsturbinen Leitungen vorzusehen, die  einbaulos sind, das heisst, in denen man nicht,  wie das bei früheren Anlagen dieser Art not  wendig wurde, Wärmetauscher anordnete, um  den Treibgasen den Wärmeinhalt ganz oder  teilweise zu entziehen und auf andere Ar  beitsmittel wie Dampf, Quecksilber oder der  gleichen zu übertragen, um auf diese Weise  aueh die Abwärme der Treibgase auszunutzen.  Man erhält also einfache Anlagen, ohne die  sogenannte Wärmewirtschaft, zu der es bisher.  auch gehörte, dass man den Kühlmitteln der  Verpuffungsbrennkraftturbinen die aufge  nommene Kühlwärme mehr oder weniger ent  zog.

   Auch diese Verwertung der Abwärme in  Form von Kühlwärme bedingte sehr     ver-          wiekelte    Anordnungen, so dass es einer we  sentlichen Vereinfachung entspricht, wenn  derartige Anlagen ohne sämtliche Einrich  tungen hergestellt und ausgebildet werden  können, die zur Durchführung einer derarti  gen Wärmewirtschaft bisher erforderlich  waren.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH Verpuffungsbrennkraftturbinenanlage mit Gegendruckabsenhkung hinter einer von Feuer gasen beaufschlagten Beschaufelung und mit Verpuffungskammern, die mehrere gesteuerte Zapfstellen zur Entnahme von Feuergasteil mengen aufweisen, die zur Beaufschlagung der Beschaufelungen und zur Erzeugung der Gegendrücke dienen, dadurch gekennzeichnet, dass die Verpuffungskammern um ein die Düsen und Beschaufelungen einkapselndes Gehäuse herum so angeordnet sind, dass sie, quer zur Achsrichtung der Turbinenwelle ge sehen, zwischen den äussersten Gehäuse- abschlüssen liegen, während, in zur Turbinen welle radialer Richtung, die Zapfstellen un- muittelbar in die Düsen übergehen. UNTERANSPRÜCHE 1.
    Verpuffungsbrennkraftturbinenanlage nach Patentanspruch, dadurch gekennzeich net, dass ein an eine Treibgasentnahmeleitung angeschlossener Raunm als Druckausgleichs raum ausgebildet ist. 2. Verpuffungsbrennkraftturbinenanla ge nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass eine sich an den Treibgasentnahme stutzen des Treibgaserzeugers anschliessende Treibgasleitung als Druckausgleicher ausge bildet ist. 3. Verpüfungsbrennkraftturbinenanlage naeh Patentanspruch, dadurch gekennzeich net, dass zur Speisung einer Verbraucher einheit der Anlage wenigstens eine Treibgas erzeugereinheit vorgesehen ist, die die Hilfs maschinen der Anlage antreibt. 4.
    Verpuffungsbrennkraftturbinenanlage nach Unteranspruch 3, gekennzeichnet durch Parallelanordnung mehrerer TreibgaserzeL- gereinheiten zur Speisung einer gemeinsamen Verbrauchereinheit. 5. Verpuffimgsbrennkraftturbinenanlage nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeich net, dass die parallel geschalteten Treibgas- erzeugereinheiten unter sich gleich ausgebil det sind. 6.
    V erpuffungsbrennkraftturbinenanlaga nach Patentanspruch, dadurch gekennzeich net, dass mehrere, treibgasaizfnehmende und Leistung in Form äusserer Arbeit abgebende Turbineneinheiten an eine einzige Treibgas- erzeugereinheit im Treibgasweg angeschlossen sind.
    7. Verpuffungsbrennkraftturbinenanlage nach Patentanspruch, dadurch gekennzeich net, dass mehrere, treibgasaufnehmende und Leistung in Form äusserer Arbeit abgebende Turbineneinheiten an mehrere Treibgaserzeu- gereinheiten im Treibgases e- angeschlossen sind. B. Verpuffungsbrennkraftturbinenanlage nach Patentanspruch, dadurch gekennzeich net, da ss eine zur Verbindung zwischen Treib gaserzeugereinheit und äussere Arbeit abge bender treibgasbeaufschlagter Turbinenein heit dienende Leitung mit einem durch Ein- bauten nicht verringerten, vollen Querschnitt ausgeführt ist.
CH314749D 1951-12-24 1952-12-05 Verpuffungsbrennkraftturbinenanlage CH314749A (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US314749XA 1951-12-24 1951-12-24

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CH314749A true CH314749A (de) 1956-06-30

Family

ID=21859647

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CH314749D CH314749A (de) 1951-12-24 1952-12-05 Verpuffungsbrennkraftturbinenanlage

Country Status (1)

Country Link
CH (1) CH314749A (de)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3909050C1 (de)
EP0563553B1 (de) Luftkühlung von Turbinen
CH647044A5 (de) Aufgeladene kolbenbrennkraftmaschine.
WO2012163667A1 (de) Adiabatisches druckluftspeicherkraftwerk
DE2046810B2 (de) Zweiwellen-Gasturbinenanlage
DE19541914A1 (de) Kühlluftkühler für Kraftwerksanlagen
EP0462458A1 (de) Verfahren zur Erhöhung des verdichterbedingten Druckgefälles der Gasturbine einer Krafterzeugungsmaschine
DE1564655C3 (de) Kernkraftwerk mit CO tief 2-Kühlung
DE2455145A1 (de) Gasturbinenanlage mit geschlossenem kreislauf und indirekter erwaermung des arbeitsgases
DE2839366A1 (de) Verbesserte brayton-rankine-arbeitsmaschine
DE2404843C2 (de) Kernkraftwerk mit geschlossenem Gaskühlkreislauf
CH314749A (de) Verpuffungsbrennkraftturbinenanlage
DE4143226A1 (de) Gasturbogruppe
DE959867C (de) Vorzugsweise als Treibgaserzeuger ausgebildete Verpuffungsbrennkraftturbine
DE879344C (de) Druckaustauscher
DE854726C (de) Gasturbinentriebwerk mit Kammerrotor-Druckaustauscher
DE1539904B1 (de) Kernenergie-Waermekraftanlage
DE932041C (de) Zellenradschleusenanordnung fuer Gasturbinenanlagen
DE2341881A1 (de) Energie-erzeugungsanlage mit einem gasgekuehlten kernreaktor mit geschlossenem gaskreislauf
DE1539904C3 (de) Kernenergie-Wärmekraftanlage
DE950099C (de) Verfahren zum Betriebe mehrstufiger Verpuffungsbrennkraftturbinenanlagen und Verpuffungsbrennkraftturbinenanlage zur Durchfuehrung des Verfahrens
DE837024C (de) Druckaustauscher
DE923337C (de) Als Triebwerk geringen Stroemungswiderstandes ausgebildete Verpuffungsbrennkraftturbinenanlage
DESC011324MA (de)
DE895208C (de) Verfahren zur Steigerung der Ausnutzung von Erdgasquellen und Einrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens