DE10229176A1 - Turbine for driving of motorcars - Google Patents

Turbine for driving of motorcars

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Abstract

The turbine comprises a housing (1) that has a rotatably mounted turbine wheel (2). The turbine housing also has an inlet for supply of turbine gases and an outlet for the discharge of motor gases, as well as a combustion chamber (4.1-4.3) connected to the inlet of the turbine housing and used to generate motor gases through the combustion of first combustion gases and second combustion gases. The outlet of the turbine housing is connected with at least one loading opening in the combustion chamber and/or in the turbine housing and about which the turbine is to be loaded with at least one section of the motor gases. The outlet of the turbine housing may be connected via a pressure source (12.1-12.3) to the loading opening. The outlet of the turbine housing may be connected to the loading opening via a pump (11.1-11.3). The pump may be arranged downstream of the pressure source.

Description

Die Erfindung betrifft eine Turbine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a turbine according to the preamble of claim 1.

Es sind Turbinen bekannt, die in einer Brennkammer Wasser­ stoff und Sauerstoff verbrennen, so daß in der Brennkammer gasförmiges Wasser entsteht, das unter hohem Druck steht und somit zum Antrieb eines Turbinenrades verwendet werden kann. Hierzu ist die Brennkammer über einen Beatmungskanal mit einem Einlaß des Turbinengehäuses verbunden, so daß das unter Druck stehende Wassergas aus der Brennkammer in das Turbinengehäuse eintritt und dort das Turbinenrad antreibt. Anschließend verläßt das Wassergas das Turbinengehäuse wie­ der über einen Auslaß und einen nachgeordneten Entatmungs­ kanal.Turbines are known which are water in a combustion chamber  Burn material and oxygen so that in the combustion chamber gaseous water is created which is under high pressure and thus used to drive a turbine wheel can. For this purpose, the combustion chamber is via a ventilation channel connected to an inlet of the turbine housing, so that the pressurized water gas from the combustion chamber into the Turbine housing enters and drives the turbine wheel there. Then the water gas leaves the turbine housing as the one via an outlet and a downstream exhalation channel.

Vorteilhaft an derartigen Knallgasturbinen ist im Gegensatz zu Otto- oder Dieselmotoren die Tatsache, daß bei der Ver­ brennung von Wasserstoff und Sauerstoff keinerlei schadhaf­ te Abgase entstehen.In contrast, such gas oxy turbines are advantageous to Otto or diesel engines the fact that in the Ver burning hydrogen and oxygen is not harmful exhaust gases.

Nachteilig daran ist jedoch der relativ geringe Wirkungs­ grad bzw. der große Treibstoffverbrauch sowie die geringe Leistung.The disadvantage of this, however, is the relatively low effectiveness degree or the large fuel consumption as well as the low Power.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die vor­ stehend beschriebene Knallgasturbine zu verbessern.The invention is therefore based on the object Known gas turbine to improve standing.

Diese Aufgabe wird, ausgehend von der eingangs beschriebe­ nen bekannten Knallgasturbine gemäß dem Oberbegriff des An­ spruchs 1, durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.This task is described starting from the beginning NEN known gas turbine according to the preamble of the claim 1, by the characterizing features of the claim 1 solved.

Die Erfindung umfaßt die allgemeine technische Lehre, min­ destens einen Teil des von der Turbine abgegebenen und an­ sonsten nutzlosen Antriebsgases wieder in die Brennkammer und/oder in das Turbinengehäuse zurückzuführen, um die Lei­ stung der Turbine zu steigern und den Treibstoffverbrauch zu senken. The invention comprises the general technical teaching, min at least a part of the emitted by the turbine and on otherwise useless drive gas back into the combustion chamber and / or in the turbine housing to the Lei Turbine performance and fuel consumption to lower.  

Der im Rahmen der Erfindung verwendete Begriff eines An­ triebsgases ist nicht auf das eingangs erwähnte gasförmige Wasser beschränkt, das bei Knallgasreaktionen entsteht. Vielmehr umfaßt dieser Begriff alle Gase, die durch einen Verbrennungsprozeß entstehen und zum Antrieb der Turbine verwendet werden können. So können beispielsweise anstelle von Wasserstoff und Sauerstoff auch andere Verbrennungsgase eingesetzt werden, die im Rahmen einer exothermen Reaktion verbrennen.The term An used in the context of the invention driving gas is not on the gaseous mentioned at the beginning Restricted water that is generated during oxyhydrogen reactions. Rather, this term encompasses all gases generated by a Combustion process arise and drive the turbine can be used. For example, instead of of hydrogen and oxygen also other combustion gases are used in the context of an exothermic reaction burn.

In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Rückführung des Antriebsgases unter Zwischenschaltung eines Druckspeichers, in dem das Antriebsgas zwischenge­ speichert wird, wobei der Druckspeicher vorzugsweise wärme­ isoliert ist, um eine Abkühlung des in dem Druckspeicher befindlichen Antriebsgases zu vermeiden.In the preferred embodiment of the invention the return of the drive gas with interposition a pressure accumulator in which the drive gas is interposed is stored, the pressure accumulator preferably heat is isolated to cool the in the pressure accumulator drive gas to be avoided.

Vorzugsweise weist der Druckspeicher zur Steuerung der Gas­ aufnahme bzw. -abgabe eingangsseitig und/oder ausgangssei­ tig Ventile oder Klappen auf, die entweder selbständig schließen bzw. öffnen oder durch eine separate Steuerein­ heit angesteuert werden.The pressure accumulator preferably has for controlling the gas Admission or delivery on the input side and / or output side tig valves or flaps that are either independent close or open or by a separate control be controlled.

Weiterhin ist vorzugsweise vorgesehen, daß das Antriebsgas über eine Gasdruckpumpe in die Brennkammer bzw. das Turbi­ nengehäuse zurückgeführt wird, damit die Aufladung mit dem gewünschten Ladedruck erfolgt.Furthermore, it is preferably provided that the drive gas via a gas pressure pump into the combustion chamber or the turbi nengehäuse is returned so that the charge with the desired boost pressure takes place.

Eine derartige Gasdruckpumpe kann beispielsweise als Turbo­ lader ausgebildet sein, der durch den Abgasstrom angetrie­ ben wird.Such a gas pressure pump can be used, for example, as a turbo loader be formed, which is driven by the exhaust gas flow will.

Es ist jedoch stattdessen auch möglich, daß die Gasdruck­ pumpe als Kompressor ausgebildet ist, der mechanisch von der Turbine angetrieben wird. Vorteilhaft an einer Aufla­ dung durch einen Kompressor ist in der Regel das gute An­ sprechverhalten bereits bei geringen Drehzahlen.However, it is also possible that the gas pressure pump is designed as a compressor, the mechanical of  the turbine is driven. Advantageous on a Aufla Using a compressor is usually a good idea speech behavior even at low speeds.

Schließlich besteht auch die Möglichkeit, daß die Gasdruck­ pumpe zur Aufladung der Turbine von einem separaten Motor angetrieben wird, wofür sich beispielsweise ein Elektromo­ tor eignet.Finally, there is also the possibility that the gas pressure pump to charge the turbine from a separate motor is driven, for example an electromo gate is suitable.

In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Brennkammer mehrere Ladeöffnungen auf, wobei der Auslaß des Turbinengehäuses mit sämtlichen Ladeöffnungen der Brennkam­ mer verbunden ist. Vorteilhaft an einer derartigen Aufla­ dung der Brennkammer durch mehrere Ladeöffnungen ist die gute Druckentwicklung in der Brennkammer, was zu einem ho­ hen Wirkungsgrad der Turbine beiträgt.In the preferred embodiment of the invention, the Combustion chamber on several loading openings, the outlet of the Turbine housing with all loading openings of the combustion chamber mer is connected. Advantageous in such a Aufla The combustion chamber is formed by several loading openings good pressure development in the combustion chamber, resulting in a ho hen efficiency of the turbine contributes.

In einer Variante der Erfindung weist die Brennkammer für jedes Verbrennungsgas mehrere Einspritzöffnungen auf, was ebenfalls zu einer effektiven Verbrennung in der Brennkam­ mer beiträgt. Beispielsweise kann durch zwei Einspritzöff­ nungen Wasserstoff und zwei Einspritzöffnungen Sauerstoff in die Brennkammer eingespritzt werden.In a variant of the invention, the combustion chamber for each combustion gas has multiple injection ports on what also to an effective combustion in the fireplace mer contributes. For example, by two injection openings Hydrogen and two injection openings oxygen be injected into the combustion chamber.

Eine weiterbildende Variante der Erfindung sieht vor, daß die Brennkammer über einen Beatmungskanal mit dem Einlaß des Turbinengehäuses verbunden ist, während der Auslaß des Turbinengehäuses in einen Entatmungskanal mündet. Vorzugs­ weise verläuft der Beatmungskanal hierbei mindestens auf einem Teil seiner Länge neben dem Entatmungskanal, was eine geometrisch vorteilhafte Anordnung von Einlaß und Auslaß in dem Turbinengehäuse erlaubt. Beispielsweise kann der Entat­ mungskanal den Beatmungskanal mindestens auf einem Teil seiner Länge ummanteln. A further variant of the invention provides that the combustion chamber via a ventilation channel with the inlet of the turbine housing is connected, while the outlet of the Turbine housing opens into an exhalation channel. virtue the ventilation channel runs at least here part of its length next to the exhalation duct, which is a geometrically advantageous arrangement of inlet and outlet in allowed the turbine housing. For example, the Entat ventilation channel on at least one part of the ventilation channel encase its length.  

Darüber hinaus ist in einer Variante der Erfindung vorgese­ hen, daß sich das Turbinenrad in beiden Richtungen drehen kann. Das Turbinenrad weist deshalb in dieser Variante der Erfindung vorzugsweise bikonkave Turbinenschaufeln auf, die beidseitig angeströmt werden können. Der Begriff bikonkav ist hierbei allgemein zu verstehen und umfaßt alle Formge­ bungen von Turbinenschaufeln, die beidseitig Aushöhlungen, Vertiefungen oder ähnliche Ausformungen aufweisen, die eine gute Impulsübertragung von dem auftreffenden Antriebsgas auf das Turbinenrad ermöglichen.In addition, a variant of the invention is provided hen that the turbine wheel turn in both directions can. The turbine wheel therefore has the in this variant Invention preferably biconcave turbine blades that can be flown on both sides. The term biconcave is to be understood generally and includes all forms exercises of turbine blades, the hollows on both sides, Have depressions or similar formations that a good impulse transmission from the impinging drive gas allow on the turbine wheel.

Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zei­ gen:Other advantageous developments of the invention are in the subclaims or are identified below along with the description of the preferred embodiment the invention with reference to the figures. It shows gene:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsge­ mäßen Knallgasturbine, Fig. 1 is a schematic representation of a erfindungsge MAESSEN oxyhydrogen gas turbine,

Fig. 2 eine Detaildarstellung einer abgewandelten Brenn­ kammer für eine Knallgasturbine, Fig. 2 is a detail view of a modified combustion chamber for a detonating gas turbine,

Fig. 3 ein alternatives Ausführungsbeispiel einer erfin­ dungsgemäße Knallgasturbine, Fig. 3 shows an alternative embodiment of a dung OF INVENTION contemporary pop gas turbine,

Fig. 4 eine Schnittansicht einer Brennkammer der Knall­ gasturbine aus Fig. 3, FIG. 4 shows a sectional view of a combustion chamber of the Knall gas turbine from FIG. 3,

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer erfindungsge­ mäßen Knallgasturbine, die in beiden Drehrichtun­ gen betrieben werden kann, sowie Fig. 5 is a schematic representation of an oxyhydrogen turbine according to the invention, which can be operated in both directions of rotation, and

Fig. 6 eine schematische Darstellung eines kompletten Turbinenmotors mit zwei Turbinenrädern. Fig. 6 is a schematic representation of a complete turbine engine with two turbine wheels.

Die in Fig. 1 dargestellte Turbine weist ein Turbinenge­ häuse 1 auf, in dem ein Turbinenrad 2 drehbar gelagert ist, wobei das Turbinenrad 2 insgesamt sechs Turbinenschaufeln 3 aufweist, die bezüglich der Drehrichtung rückwärts gekrümmt sind.The turbine shown in Fig. 1 has a turbine housing 1 , in which a turbine wheel 2 is rotatably mounted, the turbine wheel 2 having a total of six turbine blades 3 , which are curved backwards with respect to the direction of rotation.

Der Antrieb des Turbinenrads 2 erfolgt durch die exotherme Verbrennung von Wasserstoff und Sauerstoff in mehreren Brennkammern 4.1-4.3, die gleichmäßig über den Umfang des Turbinengehäuses 1 verteilt angeordnet sind.The turbine wheel 2 is driven by the exothermic combustion of hydrogen and oxygen in a plurality of combustion chambers 4.1-4.3 , which are arranged distributed uniformly over the circumference of the turbine housing 1 .

Jede der Brennkammern 4.1-4.3 weist hierbei zwei Einspritz­ düsen 5.1-5.3 bzw. 6.1-6.3 für eine getrennte Einspritzung von Sauerstoff und Wasserstoff auf, so daß sich in den Brennkammern 4.1-4.3 vor der Verbrennungsreaktion Knallgas bildet, das durch jeweils eine in den Brennkammern 4.1-4.3 angeordnete Laser-Radialzündanlage 7.1-7.3 gezündet wird.Each of the combustion chambers 4.1-4.3 here has two injection nozzles 5.1-5.3 or 6.1-6.3 for separate injection of oxygen and hydrogen, so that the combustion chambers 4.1-4.3 form oxyhydrogen gas, which is formed by one in each of the combustion reactions Combustion chambers 4.1-4.3 arranged laser radial ignition system 7.1-7.3 is ignited.

Die Brennkammern 4.1-4.3 sind jeweils über einen Beatmungs­ kanal mit einem Einlaß des Turbinengehäuses 1 verbunden, so daß das bei der Zündung des Knallgasgemischs in den Brenn­ kammern 4.1-4.3 entstehende gasförmige Wasser mit hohem Druck durch die Beatmungskanäle in das Turbinengehäuse 1 entweicht und auf die Turbinenschaufeln 3 des Turbinenrads 2 auftrifft.The combustion chambers 4.1-4.3 are each connected via a ventilation channel to an inlet of the turbine housing 1 , so that the gaseous water formed at the ignition of the oxyhydrogen mixture in the combustion chambers 4.1-4.3 escapes at high pressure through the ventilation channels into the turbine housing 1 and on the turbine blades 3 of the turbine wheel 2 strikes.

Die einzelnen Beatmungskanäle sind hierbei so ausgerichtet, daß das aus den Beatmungskanälen austretende Wassergas tan­ gential zu der Kreisbahn verläuft, die von dem Mittelpunkt der einzelnen Turbinenschaufeln 3 beschrieben wird. Auf diese Weise wird eine optimale Impulsübertragung von dem als Antriebsgas dienenden gasförmigen Wasser auf das Turbi­ nenrad 2 erreicht. The individual ventilation channels are aligned so that the water gas emerging from the ventilation channels is tan gential to the circular path that is described by the center of the individual turbine blades 3 . In this way, optimal impulse transmission from the gaseous water serving as the drive gas to the turbine wheel 2 is achieved.

Weiterhin weist das Turbinengehäuse 1 drei Auslässe 8.1-8.3 auf, durch die das gasförmige Wasser aus dem Turbinengehäu­ se 1 entweichen kann, nachdem es seinen Impuls auf das Tur­ binenrad 2 übertragen hat. Die Auslässe 8.1-8.3 sind hier­ bei jeweils in der Verlängerung der Beatmungskanäle ange­ ordnet, um einen möglichst guten Gaswechsel zu erreichen.Furthermore, the turbine housing 1 has three outlets 8.1-8.3 through which the gaseous water can escape from the turbine housing 1 after it has transmitted its impulse to the turbine wheel 2 . The outlets 8.1-8.3 are each arranged in the extension of the ventilation channels in order to achieve the best possible gas change.

Zur Abführung des bei der Knallgasreaktion in den Brennkam­ mern entstandenen gasförmigen Wassers sind drei Entatmungs­ kanäle 9.1-9.3 vorgesehen, die an die Auslässe des Turbi­ nengehäuses 1 angeschlossen sind.To remove the gaseous water formed during the oxyhydrogen reaction in the combustion chamber, three exhalation channels 9.1-9.3 are provided, which are connected to the outlets of the turbine housing 1 .

Zum einen ermöglichen die Entatmungskanäle 9.1-9.3 eine Ab­ führung des bei der Knallgasreaktion in den Brennkammern 4.1-4.3 entstandenen gasförmigen Wassers an die Umgebung. Hierzu zweigt von den Entatmungskanälen 9.1-9.3 jeweils ein Abgasrohr 10.1-10.3 ab, wobei an der Abzweigungsstelle je­ weils ein steuerbares Ventil angeordnet ist, um den abge­ zweigten Abgasstrom steuern zu können.On the one hand, the exhalation channels 9.1-9.3 enable the gaseous water formed in the detonating gas reaction in the combustion chambers 4.1-4.3 to be conducted to the surroundings. For this purpose, an exhaust pipe 10.1-10.3 branches off from the exhalation channels 9.1-9.3, a controllable valve being arranged at the branch point in each case in order to be able to control the branched exhaust gas flow.

Zum anderen kann das über die Entatmungskanäle 9.1-9.3 ab­ geführte gasförmige Wasser zu einer leistungssteigernden Aufladung der Turbine verwendet werden. Hierzu sind die En­ tatmungskanäle 9.1-9.3 jeweils mit einer Gasdruckpumpe 11.1-11.3 verbunden, die von einem Elektromotor angetrieben wird und das gasförmige Wasser komprimiert und jeweils ei­ nem Druckspeicher 12.1-12.3 zuführt.On the other hand, the gaseous water discharged via the exhalation channels 9.1-9.3 can be used to boost the performance of the turbine. For this purpose, the ventilation channels 9.1-9.3 are each connected to a gas pressure pump 11.1-11.3 , which is driven by an electric motor and compresses the gaseous water and feeds it to a pressure accumulator 12.1-12.3 .

Die Steuerung der Entatmung erfolgt vorzugsweise rechnerge­ steuert in Abhängigkeit vom maximalen Betriebsdruck der wärmeisolierten Druckspeicher 12.1-12.3.The control of the exhalation is preferably computer controlled depending on the maximum operating pressure of the heat-insulated pressure accumulator 12.1-12.3 .

Ausgangsseitig sind die Druckspeicher 12.1-12.3 jeweils mit einer Ladeöffnung in dem Turbinengehäuse 1 verbunden, über die das gasförmige Wasser in das Turbinengehäuse 1 einge­ spritzt werden kann, um das Turbinenrad 2 zusätzlich anzu­ treiben. Zur Steuerung der zusätzlichen Einspritzung weisen die Druckspeicher 12.1-12.3 elektronisch steuerbare druck­ stabile Klappen auf, die am Einlaß und am Auslaß des Druck­ speichers 12.1-12.3 angeordnet sind.On the output side, the pressure accumulators 12.1-12.3 are each connected to a loading opening in the turbine housing 1 , via which the gaseous water can be injected into the turbine housing 1 in order to additionally drive the turbine wheel 2 . To control the additional injection, the pressure accumulators 12.1-12.3 have electronically controllable pressure-stable flaps which are arranged at the inlet and at the outlet of the pressure accumulator 12.1-12.3 .

Weiterhin ist zu erwähnen, daß die Druckspeicher 12.1-12.3 wärmeisoliert sind, um eine Abkühlung des in den Druckspei­ chern 12.1-12.3 befindlichen Wassergases zu verhindern.It should also be noted that the pressure reservoir are thermally insulated 12.1-12.3 to provide refrigeration to prevent the water 12.1-12.3 gas contained in the manuals Druckspei.

Die zusätzliche Einspritzung des Wassergases in das Turbi­ nengehäuse 1 führt vorteilhaft zu einem großen Druckanstieg in dem Turbinengehäuse 1 und verursacht eine starke Lei­ stungssteigerung.The additional injection of the water gas into the turbine housing 1 advantageously leads to a large pressure increase in the turbine housing 1 and causes a strong increase in performance.

Die schematische Darstellung in Fig. 2 zeigt eine Abwand­ lung der vorstehenden beschriebenen und in Fig. 1 darge­ stellten Brennkammern. Die Besonderheit dieses Ausführungs­ beispiels besteht darin, daß die Brennkammer 13 eine Lade­ öffnung 14 aufweist, so daß das in den Druckspeichern 12.1-12.3 enthaltene Wassergas direkt in die Brennkammer 13 ein­ gespritzt werden kann, um die Leistung bzw. den Wirkungs­ grad der Turbine zu erhöhen. Nach dem Aufbau des erforder­ liche Ladedrucks in den Druckspeichern 12.1-12.3 strömt al­ so gasförmiges Wasser in die Brennkammer 13, während zeit­ gleich Wasserstoff und Sauerstoff in die Brennkammer 13 eingespritzt und gezündet werden. Die Knallgasreaktion in der Brennkammer 13 führt dann zu erheblichen größeren Drucksteigerungen als bei einer direkten Einspritzung des Wassergases in das Turbinengehäuse 1 oder ohne eine Aufla­ dung.The schematic representation in Fig. 2 shows a modification of the above described and in Fig. 1 Darge presented combustion chambers. The peculiarity of this embodiment example is that the combustion chamber 13 has a loading opening 14 so that the water gas contained in the pressure accumulators 12.1-12.3 can be injected directly into the combustion chamber 13 in order to increase the power or the efficiency of the turbine increase. After the build-up of the required boost pressure in the pressure accumulators 12.1-12.3 , gaseous water flows into the combustion chamber 13 while hydrogen and oxygen are simultaneously injected and ignited into the combustion chamber 13 . The detonating gas reaction in the combustion chamber 13 then leads to considerably greater increases in pressure than with a direct injection of the water gas into the turbine housing 1 or without a charge.

Das in den Fig. 3 bis 5 dargestellte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Turbine stimmt weitgehend mit dem vorstehend beschriebenen und in Fig. 1 dargestellten Aus­ führungsbeispiel überein, so daß im folgenden für entspre­ chende Bauteile dieselben Bezugszeichen verwendet werden und zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehende Beschreibung verwiesen wird.The embodiment shown in FIGS. 3 to 5 of a turbine according to the invention largely coincides with the exemplary embodiment described above and shown in FIG. 1, so that in the following the same reference numerals are used for corresponding components and to avoid repetition of the above description is referred.

Eine Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels besteht dar­ in, daß zur Einspritzung von Wasserstoff und Sauerstoff in die Brennkammer jeweils zwei Einspritzdüsen 15.1, 15.2 bzw. 16.1, 16.2 vorgesehen sind, was eine gleichmäßige Vertei­ lung des zündfähigen Knallgasgemischs in der Brennkammer 4.1 bzw. 4.2 ermöglicht.A special feature of this embodiment is that two injectors 15.1 , 15.2 and 16.1 , 16.2 are provided for the injection of hydrogen and oxygen into the combustion chamber, which enables a uniform distribution of the ignitable oxyhydrogen mixture in the combustion chamber 4.1 or 4.2 .

Eine weitere Besonderheit besteht darin, daß die Brennkam­ mern 4.1 bzw. 4.2 einen herzförmigen Querschnitt aufweisen, was in Zusammenhang mit der Anordnung der Einspritzdüsen 15.1, 15.2, 16.1, 16.2 zu einer effektiven Verbrennung führt.Another special feature is that the combustion chambers 4.1 and 4.2 have a heart-shaped cross section, which in connection with the arrangement of the injection nozzles 15.1 , 15.2 , 16.1 , 16.2 leads to effective combustion.

Weiterhin weist die Brennkammer 4.1 bzw. 4.2 fünf Ladeöff­ nungen 17.1-17.5 auf, durch die das in dem Druckspeicher 12.1, bzw. 12.2 enthaltene Wassergas in die Brennkammer 4.1 bzw. 4.2 strömen kann. Die Ladeöffnung 17.5 ist hierbei mittig angeordnet, während sich die vier anderen Ladeöff­ nungen 17.1-17.4 seitlich an der Brennkammer 4.1 bzw. 4.2 befinden. Das von dem Druckspeicher 12.1 bzw. 12.2 ausge­ hende Laderohr verzweigt sich also in fünf Rohre, die mit den einzelnen Ladeöffnungen 17.1-17.5 der Brennkammer 4.1 bzw. 4.2 verbunden sind.Furthermore, the combustion chamber 4.1 or 4.2 has five loading openings 17.1-17.5 through which the water gas contained in the pressure accumulator 12.1 or 12.2 can flow into the combustion chamber 4.1 or 4.2 . The loading opening 17.5 is arranged centrally, while the four other loading openings 17.1-17.4 are located on the side of the combustion chamber 4.1 and 4.2 . The outgoing from the pressure accumulator 12.1 or 12.2 loading pipe branches into five pipes which are connected to the individual loading openings 17.1-17.5 of the combustion chamber 4.1 or 4.2 .

Darüber hinaus sind die Auslässe 19.1, 19.2 in dem Turbi­ nengehäuse 1 benachbart zu den Einlässen 18.1, 18.2 in dem Turbinengehäuse 1 angeordnet, wie insbesondere aus Fig. 5 ersichtlich ist. Die Beatmungskanäle und die Entatmungska­ näle bilden hierbei ein komplexes System, wobei die Beat­ mungskanäle von den Entatmungskanälen umgeben werden, wie aus Fig. 4 hervorgeht.In addition, the outlets 19.1, 19.2 in the Turbi nengehäuse 1 adjacent to the inlets 18.1, 18.2 arranged in the turbine housing 1, as shown particularly in FIG. 5 can be seen. The ventilation channels and the breathing channels form a complex system, the ventilation channels being surrounded by the breathing channels, as can be seen in FIG. 4.

Ein weiterer Vorteil dieses Ausführungsbeispiels besteht darin, daß die Turbine in beiden Drehrichtungen betriebe werden kann. Das Turbinenrad 2' weist deshalb bikonkave Turbinenschaufeln 3' auf, die von beiden Seiten mit dem als Antriebsgas dienenden gasförmigen Wasser angeströmt werden kann, um das Turbinenrad 2' anzutreiben.Another advantage of this embodiment is that the turbine can be operated in both directions. The turbine wheel 2 'therefore has biconcave turbine blades 3 ' which can be flown against from both sides with the gaseous water serving as the drive gas in order to drive the turbine wheel 2 '.

Schließlich weist dieses Ausführungsbeispiel für jede Dreh­ richtung des Turbinenrads 2' jeweils einen Einlaß 18.1, 18.2 und einen Auslaß 19.1, 19.2 für das Antriebsgas auf, um einen bidirektionalen Betrieb der Turbine zu ermögli­ chen. Die Einlässe 18.1, 18.2 sind hierbei jeweils so aus­ gerichtet, daß die Längsachse der Beatmungskanäle die Tur­ binenschaufeln 3' in deren Mittelpunkt schneidet, um eine möglichst gute Impulsübertragung von dem einströmenden gas­ förmigen Wasser auf die Turbinenschaufeln 3' zu erreichen.Finally, this exemplary embodiment has an inlet 18.1 , 18.2 and an outlet 19.1 , 19.2 for the drive gas for each direction of rotation of the turbine wheel 2 'in order to enable bidirectional operation of the turbine. The inlets 18.1 , 18.2 are each directed so that the longitudinal axis of the ventilation channels intersects the door bin blades 3 'in the center thereof in order to achieve the best possible impulse transmission from the inflowing gaseous water to the turbine blades 3 '.

Die Längsachse der Beatmungskanäle verläuft hierbei jedoch abweichend von dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 nicht tangential zu der Kreisbahn, die von dem Mittelpunkt der Turbinenschaufeln 3' beschrieben wird. Vielmehr sind die Beatmungskanäle bezüglich einer Tangente um einen Winkel zwischen 5° und 15° nach innen geneigt.In this case, however, the longitudinal axis of the ventilation channels does not run tangentially to the circular path that is described by the center point of the turbine blades 3 ′, in contrast to the exemplary embodiment according to FIG . Rather, the ventilation channels are inclined inward with respect to a tangent at an angle between 5 ° and 15 °.

Fig. 6 zeigt einen kompletten Turbinenmotor mit zwei axial hintereinander angeordneten Turbinenrädern 20.1, 20.2, wo­ bei die beiden Turbinenräder 20.1, 20.2 in jeweils einem Turbinengehäuse 21.1, 21.2 angeordnet sind und in der vor­ stehend beschriebenen Weise funktionieren. Hinsichtlich des Aufbaus und der Funktionsweise der beiden Turbinenräder 20.1, 20.2 wird deshalb zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehende Beschreibung verwiesen. Fig. 6 shows a complete turbine engine with two axially one behind the other turbine wheels 20.1 , 20.2 , where the two turbine wheels 20.1 , 20.2 are each arranged in a turbine housing 21.1 , 21.2 and function in the manner described above. With regard to the structure and mode of operation of the two turbine wheels 20.1 , 20.2 , reference is therefore made to the above description in order to avoid repetition.

Die beiden Turbinenräder 20.1, 20.2 treiben eine Antriebs­ welle 22 an, die an ihrem abtriebsseitigen Ende einen Flansch 23 aufweist, an dem beispielsweise eine Getriebe­ welle befestigt werden kann.The two turbine wheels 20.1 , 20.2 drive a drive shaft 22 , which has a flange 23 at its output end, to which, for example, a gear shaft can be attached.

An dem anderen Ende der Antriebswelle 22 ist ein Gebläserad 24 befestigt, daß den Turbinenmotor oder zusätzlich Hilfsaggregate kühlt.At the other end of the drive shaft 22 , an impeller 24 is attached that cools the turbine engine or additional auxiliary units.

Weiterhin trägt die Antriebswelle 22 drei Läufer 25 eines Generators, wobei die drei Läufer 25 axial hintereinander angeordnet und von einem Stator 26 umgeben sind.Furthermore, the drive shaft 22 carries three rotors 25 of a generator, the three rotors 25 being arranged axially one behind the other and surrounded by a stator 26 .

Darüber hinaus weist der Turbinenmotor drei Wirbelstrom­ bremsen 27.1-27.3 auf, über die die Antriebswelle 22 effek­ tiv abgebremst werden kann. Hierzu trägt die Antriebswelle 22 drei metallische Scheiben, die sich in einem elektroma­ gnetischen Stator drehen. Bei einer Bestromung des elektro­ magnetischen Stators wird dabei ein Wirbelstromfeld in den metallischen Scheiben induziert, das die Antriebswelle 22 abbremst.In addition, the turbine motor has three eddy current brakes 27.1-27.3 , via which the drive shaft 22 can be braked effectively. For this purpose, the drive shaft 22 carries three metallic disks, which rotate in an electromagnetic stator. When the electro-magnetic stator is energized, an eddy current field is induced in the metallic disks, which brakes the drive shaft 22 .

Ferner weist der Turbinenmotor eine zentrale Steuereinheit 28 auf, die unter anderem die Drehzahl der Antriebswelle 22 sowie die elektrische Spannung des Generators erfaßt und unter anderem die Wirbelstrombremsen ansteuert.Furthermore, the turbine motor has a central control unit 28 which, among other things, detects the speed of the drive shaft 22 and the electrical voltage of the generator and, among other things, controls the eddy current brakes.

Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispie­ le. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht.The invention is not limited in its execution the preferred embodiments given above le. Rather, a number of variants are conceivable, which fundamentally different from the solution shown  makes use of any type.

Claims (15)

1. Turbine, insbesondere zum Antrieb eines Kraftfahr­ zeugs, mit
einem Turbinengehäuse (1),
einem in dem Turbinengehäuse (1) drehbar gelagerten Turbi­ nenrad (2),
wobei das Turbinengehäuse (1) zum Antrieb des Turbinenrades (2) einen Einlaß zur Zuführung eines Antriebsgases und ei­ nen Auslaß zum Abführen des Antriebsgases aufweist,
sowie mit einer ausgangsseitig mit dem Einlaß des Turbinen­ gehäuses (1) verbundenen Brennkammer (4.1-4.3) zur Erzeu­ gung des Antriebsgases durch eine Verbrennung eines ersten Verbrennungsgases und eines zweiten Verbrennungsgases,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Auslaß des Turbinengehäuses (1) mit mindestens ei­ ner Ladeöffnung in der Brennkammer (4.1-4.3) und/oder in dem Turbinengehäuses (1) verbunden ist, um die Turbine mit mindestens einem Teil des Antriebsgases aufzuladen.1. Turbine, in particular for driving a motor vehicle, with
a turbine housing ( 1 ),
a turbine wheel ( 2 ) rotatably mounted in the turbine housing ( 1 ),
wherein the turbine housing ( 1 ) for driving the turbine wheel ( 2 ) has an inlet for supplying a drive gas and an outlet for discharging the drive gas,
and with a combustion chamber ( 4.1-4.3 ) connected on the output side to the inlet of the turbine housing ( 1 ) for generating the drive gas by combustion of a first combustion gas and a second combustion gas,
characterized by
that the outlet of the turbine housing ( 1 ) is connected to at least one charging opening in the combustion chamber ( 4.1-4.3 ) and / or in the turbine housing ( 1 ) in order to charge the turbine with at least part of the drive gas. 2. Turbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß des Turbinengehäuses (1) über einen Druckspei­ cher (12.1-12.3) mit der Ladeöffnung verbunden ist.2. Turbine according to claim 1, characterized in that the outlet of the turbine housing ( 1 ) via a Druckspei cher ( 12.1-12.3 ) is connected to the loading opening. 3. Turbine nach Anspruch 1 und/oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß des Turbinengehäuses (1) über eine Pumpe (11.1, 11-3) mit der Ladeöffnung verbunden ist.3. Turbine according to claim 1 and / or claim 2, characterized in that the outlet of the turbine housing ( 1 ) via a pump ( 11.1 , 11-3 ) is connected to the loading opening. 4. Turbine nach Anspruch 1 und Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Pumpe (11.1-11. 3) stromaufwärts vor dem Druckspeicher (12.1-12.3) angeordnet ist.4. Turbine according to claim 1 and claim 2, characterized in that the pump ( 11.1-11. 3 ) is arranged upstream of the pressure accumulator ( 12.1-12.3 ). 5. Turbine nach Anspruch 3 und/oder Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (11.1-11.3) ein Abgasturbola­ der ist, der durch das aus dem Turbinengehäuse (1) austre­ tende Antriebsgas angetrieben wird.5. Turbine according to claim 3 and / or claim 4, characterized in that the pump ( 11.1-11.3 ) is an exhaust gas turbola which is driven by the drive gas from the turbine housing ( 1 ) austre. 6. Turbine nach Anspruch 3 und/oder Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (11.1-11.3) ein Kompressor ist, der mechanisch von der Turbine angetrieben wird.6. Turbine according to claim 3 and / or claim 4, characterized in that the pump ( 11.1-11.3 ) is a compressor which is mechanically driven by the turbine. 7. Turbine nach Anspruch 3 und/oder Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (11.1-11.3) einen separaten Antriebsmotor aufweist.7. Turbine according to claim 3 and / or claim 4, characterized in that the pump ( 11.1-11.3 ) has a separate drive motor. 8. Turbine nach mindestens einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkammer (4.1-4.3) mehrere Ladeöffnungen aufweist, wobei der Auslaß des Turbinengehäuses (1) zur Rückführung mindestens eines Teils des Antriebsgases mit den Ladeöffnungen der Brennkammer (4.1-4.3) verbunden ist.8. Turbine according to at least one of the preceding claims, characterized in that the combustion chamber ( 4.1-4.3 ) has a plurality of loading openings, the outlet of the turbine housing ( 1 ) for returning at least part of the drive gas to the loading openings of the combustion chamber ( 4.1-4.3 ) connected is. 9. Turbine nach mindestens einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkammer (4.1-4.3) zur Einspritzung des ersten Verbrennungsgases und/oder zur Einspritzung des zweiten Verbrennungsgases jeweils meh­ rere Einspritzöffnungen (5.1-5.3, 6.1-6.3) aufweist.9. Turbine according to at least one of the preceding claims, characterized in that the combustion chamber ( 4.1-4.3 ) for injecting the first combustion gas and / or for injecting the second combustion gas each has a plurality of injection openings ( 5.1-5.3 , 6.1-6.3 ). 10. Turbine nach mindestens einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkammer (4.1-4.3) über einen Beatmungskanal mit dem Einlaß des Turbinen­ gehäuses (1) verbunden ist, während der Auslaß des Turbi­ nengehäuses (1) in einen Entatmungskanal mündet.10. Turbine according to at least one of the preceding claims, characterized in that the combustion chamber ( 4.1-4.3 ) is connected via a ventilation channel to the inlet of the turbine housing ( 1 ), while the outlet of the turbine housing ( 1 ) opens into an exhalation channel , 11. Turbine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Beatmungskanal mindestens auf einem Teil seiner Länge neben dem Entatmungskanal verläuft, wobei die Strömungs­ richtungen in dem Beatmungskanal und in dem Entatmungskanal gegenläufig sind.11. Turbine according to claim 10, characterized in that the ventilation channel over at least part of its length runs next to the exhalation channel, the flow directions in the ventilation channel and in the exhalation channel are opposite. 12. Turbine nach Anspruch 10 und/oder Anspruch 11, da­ durch gekennzeichnet, daß der Entatmungskanal den Beat­ mungskanal mindestens auf einem Teil seiner Länge umgibt.12. Turbine according to claim 10 and / or claim 11, there characterized in that the exhalation channel beat duct surrounds at least part of its length. 13. Turbine nach mindestens einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Verbren­ nungsgas Sauerstoff und das zweite Verbrennungsgas Wasser­ stoff enthält, während das Antriebsgas Wassergas enthält.13. Turbine according to at least one of the preceding An sayings, characterized in that the first burning oxygen and the second combustion gas, water contains substance, while the drive gas contains water gas. 14. Turbine nach mindestens einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Turbinenrad (2') mindestens eine Turbinenschaufel (3') aufweist, die bikon­ kav geformt ist, um unterschiedliche Drehrichtungen des Turbinenrades (2') zu ermöglichen.14. Turbine according to at least one of the preceding claims, characterized in that the turbine wheel ( 2 ') has at least one turbine blade ( 3 ') which is bicon kav shaped to allow different directions of rotation of the turbine wheel ( 2 '). 15. Turbine nach mindestens einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Turbinengehäuse (1) zur Ermöglichung einer Drehung des Turbinenrades (2) in beiden Drehrichtungen jeweils mindestens einen Einlaß für das Antriebsgas aufweist, wobei die den beiden Drehrichtun­ gen zugeordneten Einlässe unterschiedlich ausgerichtet sind.15. Turbine according to at least one of the preceding claims, characterized in that the turbine housing ( 1 ) to enable rotation of the turbine wheel ( 2 ) in each of the two directions of rotation has at least one inlet for the drive gas, the inlets assigned to the two directions of rotation being different are aligned.
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