Gasturbine. Den (Tegenstand vorliegender Erfindung bildet eine Gasturbine, bei welcher in Ver bindung mit dem Turbinengehäuse eine Ex plosionsvorrichtung angeordnet ist, welcher das Brennstoffgemisch verdichtet zugeführt wird, um durch seine Entzündung in einer Explosionskammer selbsttätig ein Ventil zu öffnen und in das Gehäuse der Turbine mit grosser Geschwindigkeit überzuströmen.
Die Zeichnungen stellen ein Ausführungs beispiel des Erfindungsgegenstandes dar: Fig. 1 ist eine Endansicht und teilweise ein Schnitt der Turbine; Fig. 2 ist ein senkrechter Schnitt nach.
2-2 der Fig. 1 durch Turbine und Kom pressor; Fig. 3 ist ein Schnitt nach 3-3 der Fig, 2 durch den Kompressor; Fig. 4 ist eine Endansicht eines Kompres- sors; Fig. 5 eine Seitenansicht der beiden Ma schinen, Fig. 6 ist eine Teilansicht des Rotors der Turbine teilweise im Schnitt; Fig. 7 ist ein Schnitt 7-7 der Fig. 6; Fig. 8 ist ein tangentialer Schnitt nach 8-8 der Fig. 6;
Fig. 9 ist ein Schnitt nach 9-9 der Fig. 3 zur Darstellung des Gestänges für die Kolben des Kompressors; Fig: 10 ist ein Schnitt durch eine Explo sionsvorrichtung, und Fig. 11 ist ein Schnitt nach 11-11 der Fig. 10.
Die Gasturbine<B>15</B> ist nach Fig.5 neben dem Kompressor 16 aufgestellt, und die beiden Maschinen stehen durch Leitungen miteinander in Verbindung.
Der Kompressor, der ein Gehäuse 17 be sitzt, wird durch die Füsse 18, 18' unter stützt. Das Gehäuse 17 hat achteckigen Querschnitt und ist mit seitlichen Abschluss platten 20 versehen (Fig. 4), die durch Bolzen 21 befestigt sind. Das Gehäuse hat Öffnungen 22 (Fig. 3), die durch Platten 23 abgedeckt sind. Die Platten 23 sind mittelst Bolzen 24 befestigt. Der Kompressor hat nach Pig. 2 und 3 acht Zylinder. Sie sind in Paaren 24, 24', 25, 25', 26, 26' und 27, 27' um den jTmfang des GehRuses verteilt und im rechten Winkel zueinander verlegt.
Alle Zylinder und deren Kolben sind gleichartig ausgebildet.
Im Nachstehenden ist einer der Zylinder mit den zugehörigen Leitungen beschrieben. Nach Fig. 3 hat jeder Zylinder zwei Ein- lassöffnungen und zwei Auslassöffnungen, die sich diagonal gegenüberstehen. Durch die Einlassöffnungen 28-29, die mit Einlassven- tilen 33', 34' versehen sind, strömt die Brenn stoffmischung, bestehend aus Benzindampf und Luft, ein. Sie wird durch den Kolben 30 im Zylinder komprimiert und durch die Röhren 31, 32 ausgestossen.
Am Eintrittsende dieser Röhren sind die federbelasteten Ventile 33, 34 angeordnet, die sich von ihrem Sitz ab heben, wenn der Kolben sich dem einen oder dein andern Zylinderende nähert.
Die Verbindung jedes Zylinderpaares finit den zugehörigen Einlass- und Auslassröhren ist aus den Fig. 1, 3, 4 und 5 ersichtlich. Die Einlassventile 33' der Zylinder 24, 24' sind zum Beispiel, wie aus Fig. 5 bervorgeht, durch eine Röhre 35 verbunden, und diese Röhre 35 steht in Verbindung mit einer Röhre 36, welche sich an die Hauptleitung 37 (Fig. 4) anschliefät. Die Hauptleitung 37, Fig. 4, hat bei 38 einen Anschlussflansch' durch welchen sie mit dem Vergaser 39 ver bunden ist.
Die Hauptleitung 37 ist auch an die Einlassventile 34' der Zylinder 24, 24', so wie an die Einlassventile 33', 34' der übrigen Zylinder, bezw. an Verbindungsrohre 35, 36 zwischen den Einlassventilen angeschlossen.
Bewegt sich der Kolben 30 des Zylinders 24', Fig. 3, nach oben, so wird dadurch das Ventil 33', das von der Feder 40 beherrscht wird, auf seinen Sitz gedrückt, während das Ventil 33 auf der andern Seite entgegen der Spannung der Feder 42 von seinem Sitze ab gehoben wird. Die komprimierte Mischung aus brennbarem Gas und Luft wird in die Röhre 31 gedrängt, und diese Röhre ist durch eine Röhre 101 mit der Röhre 31 des Zylin ders 24 verbunden.
Während dieser Kompression der Mischung im Zylinder 24' durch den nach oben be i egten Kolben 30 werden nun die Kolben 30 in den Zylindern 27, 27', Fig. 3., nach rechts geschoben, so dass die komprimierte Mischung aus den Zylindern 27, ''7' durch die Ventile 34 gleichfalls in die Röhre. 1(l1 gedrängt wird.
Wenn dagegen die Kolben 30 der Zylinder 27, 27' nach links bewegt werden, so wird komprimierte Mischung aus den Zylindern 27, 27' durch die Ventile 33 nahe dem Deckel des Zylinders in die Röhren 45 hineingedrückt, und dieses Hineindriicken des (4einisches in die Röhren 45 fällt zeitlich zusammen mit dein Hineindrücken des Gemisches in dieselben Röhren durch die Kolben in den Zylindern 26, 26'.
Den Röhren 46 dagegen wird die komprimierte Mischung zugeführt, wenn die Kolben der Zylinder 26, 26' sich nach auf wärts und die Kolben der Zylinder 25, 25' sich nach rechts, Fig. 3, verschieben, wäh rend anderseits bei der Verschiebung der Kolben in den Zylindern 25, 25' nach links und der gleichzeitigen Verschiebung der Kol ben in den Zylindern 24, 24' nach unten die Röhren 32 mit komprimiertem Brennstoffge misch versorgt werden.
Es findet also die Förderung des verdichteten Brennstoffge- niisches in die dazu bestimmten Röhren so statt, dass je zwei Paare der Zylinder gleich zeitig denselben Röhren das verdichtete Brenn stoffgemisch übermitteln. Der zum Antrieb der Kolben dienende Kurbelmechanismus ist aus Fig. 2, 3 und 9 ersichtlich. Die Kolben stangen 47 sind an die Kolben 30 der Zy linder 24, 24' und 26, 26' fest angeschlossen, während die Kolbenstangen 48 den Kolben der Zylinder<I>25,</I> 25' und 2'7, <I>27'</I> angehören.
Die Kolbenstangen 47 haben in ihrer Mitte, nach Eig. 2, ein Verbindungsstück, das sich aus parallelen Schienen 49 und 50 zusammen- setzt. Der Raum zwischen diesen Schienen gestattet den Kolbenstangen 48 für die an dern Zylinder 25, 25' und 27, 27' den Durch tritt. Die Kurbelwelle 51 besitzt die Ab- kröpfung 52 und ist in deii Lagern 53 des Gehäuses unterstützt, ragt aber aus dem Ge häuse hervor, um die Riemenscheibe 54 auf zunehmen.
An die Abkröpfung 52 ist das eine Ende der Pleuelstange 55 angeschlossen, deren anderes Ende mit den beiden Winkel- hebeln 56 und 57 durch einen Zapfen 60 in Verbindung steht. Die Winkelhebel sind durch Zapfen 59 an die Kolbenstangen 48 und durch Zapfen 58 an die Kolbenstangen 47 ange schlossen. Bewegt sich also beispielsweise die Welle 51, in Fig. 3 gesehen, im Sinne des -Uhrzeigers, so werden die Kolben der Zy linder 27, 27' nach rechts, die Kolben der Zylinder 24, 24' nach oben geschoben.
Hat sich dann die Abkröpfung über den toten Punkt in der Horizontalen bewegt, so findet eine Umkehr der Bewegung der Kolben statt. Bei Ankunft der Abkröpfung im toten Punkt ist das Höchstmass der Kompression jenes Gemisches erreicht, das in die Röhren 31 überströmt. Nach Fig. 9 sitzt auf dem links seitigen Ende der Welle eine Vorrichtung 61, durch welche in bekannter Weise, wie bei Kraftfahrzeugen, die Kontaktzeiten für die Zündvorrichtung geändert werden können.
Die Turbine 15 besitzt nach Fig. 1, 2 und 6 bis 8 ein Gehäuse 62 mit Lagern 63 und 64 für die Welle 65. Auf der Welle ist durch den Keil 66 der Rotor-67 befestigt, der an seinem Umfang die Schaufeln 68 aufweist. Die Schaufeln haben nach Fig. 8 eine Mittel rippe 69, um so zwei Vertiefungen 70 und 71 zu bilden. Nach aussen hin sind diese Vertiefungen beträchtlich erweitert, wie bei 72 in Fig. 6 gezeigt wird.
In regelmässigen Abständen sind am Um fang des Gehäuses die Explosionsvorrichtungen 75 angeordnet. Nach Fig. 10 hat jede dieser Explosionsvorrichtungen eine Kammer 76 und eine in das Gehäuse 62 hinausragende Düse 77, die mit der Kammer durch die in Fig. 10 in geschlossenem Zustand dargestellte Ventil öffnung 78 in Verbindung gebracht werden kann. Die Düse erweitert sich gegen ihr freies Ende 80 hin und ist bei 81 abgeschrägt. Ihre Achse verläuft tangential zum Rotor. Die Befestigung der Explosionsvorrichtung am Gehäuse erfolgt durch den Flansch 82, Fig. 10, durch dessen Öffnungen 83 sich die Schrauben 84, Fig. 2, erstrecken.
Das Ge häuse 62 ist an. den AnSChlussstellen der Ex plosionsvorrichtung mit Stutzen versehen, um die Einfügung und Entfernung dieser Vor richtung zu erleichtern. Ein Kopf 85, bei 86 mit dem Teil 75' der Explosionsvorrichtung verschraubt, setzt sich in der Kammer 76 in einer röhrenförmigen Verlängerung 87 fort. In einer Bohrung 88 des Kopfes 85 ist ein Kolben 89 am Ende einer Röhre 90 geführt, die mit dem Kolben ein Ventil 79 bildet. Das Ventil wird durch eine auf den Kolben wirkende Feder 91 in seine Schliessstellung gedrückt. Die Spannung dieser Feder kann durch den Schraubstöpsel 92 verändert werden.
Der Kolben 89 des Ventils 79 ist im Durchmesser etwas grösser als die Röhre 90. Bohrungen 93 im Kopf 85 stellen eine Ver bindung zwischen der Unterfläche dieses Kol bens und der Explosionskammer 76 her; damit bei dem durch Explosionen erzeugten Über druck in dieser Kammer der Kolben 89 ent gegen der Spannung der Feder 91 angehoben und dadurch die Röhre 90 von ihrem Sitze bei 78 abgehoben wird. Es kann dann das entzündete Gemisch aus der Kammer 76 in die Düse 80 überströmen. Die Entzündung des Gemisches in der Kammer erfolgt durch die in Fig. 10 angedeutete Zündkerze 92 be kannter Anordnung.
Die Zufuhr des Brenn stoffgemisches findet durch den Stutzen 96 statt, der bei 97 Innengewinde hat, um den Nippel 98 aufzunehmen. In diesem Nippel ist das Rückschlagventil 99 angeordnet, das für gewöhnlich durch die Feder 100 auf seinen Sitz gezogen wird.
Die verdichtete Mischung strömt durch die Röhre 101 vom Kompressor zu und öffnet durch ihren Überdruck das Ventil 99. Wie oben erwähnt, tritt durch jede Röhre 101 gleichzeitig das Gemisch aus zwei Paaren der am Umfang des Kompressorgehäuses nebeneinander verlegten Zylinder.
Die Kammer 76 füllt sich also rasch mit der komprimierten entzündbaren Mischung. Hat der Druck in der Kammer sein Höchst mass erreicht, so wird die Mischung durch die Zündkerze zur Explosion gebracht, und durch diese Explosion wird das Ventil 79 in folge des Druckes auf den Kolben 89 von seinem Sitz abgehoben, so dass die Verbren- nungSprOdukte mit beträchtlicher Kraft durch die Düse 80 gegen die nächstgelegenen Schau feln 68 geschleudert werden und den Rotor sehr rasch drehen.
Eine Wasserröhre 102 ist nu den Schrau benstöpsel 92 unter Vermittlung eines mit einem Griff<B>101</B> versehenen Hahnes 103 an geschlossen. Sie setzt sich im Innern des Ventils 79 in eine Röhre 105 fort, die bei 11_16 mit einer Anzahl von feinen Öffnungen versehen ist.
Da die Verbrennungsprodukte die Kammer 76 mit grosser Geschwindigkeit und unter grossem Druck verlassen, so ent steht in der Röhre 90 des Ventils 79 ein -Unterdruck. Dadurch wird Wasser aus der Röhre<B>105</B> plötzlich herausgesaugt und durch die Berührung mit den stark erhitzten Flächen der Röhre 90 sofort in Dampf verwandelt. Die Verbrennungsgase nehmen diesen Dampf rnit, der etwas schwerer ist als die Gase, und treiben ihn mit beträchtlicher Kraft ebenfalls gegen die Schaufeln des Rotors.
Die Leistung einer solchen Turbine ist beträchtlich höher als die einer Turbine, in welcher die Wasser zufuhr nicht stattfindet. Auch hat diese Was serzufuhr die Wirkung, die Explosionsvor richtung 75 verhältnismässig kühl zrr erhalten, wodurch. vorzeitige Explosionen verhindert werden. Der Wirkungsgrad der Turbine ist genügend gross, wenn die Wasserzufuhr für bestimmte Zeit unterbrochen wird. Jedenfalls wird aber der Wirkungsgrad durch diese Was serzufuhr erhöht und der sehr rasch entstehende Dampf unterstützt die Stosskraft der Gase.
Der Kompressor 16 muss in Betrieb ge setzt werden, ehe die Turbine 15 selbst ar beitet, und zu diesem Zweck ist auf der Kompressorwelle 51 die Riemenscheibe 54. vorgesehen, die irgendwie angetrieben wer den kann. Befindet sich dann die Turbine im Betrieb, so treibt sie auch den Kompressor.
Ein Auslassstutzen .für die verbrauchten Gase der Turbine ist in Fig. 5 bei 1.08 an gedeutet; er hat einen Flansch 109 zurr An schluss an eine Ableitung für diese Gase.