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Verpuffungs-Gasturbine Die Erfindung gemäß Patent 1218 218 betrifft
eine Verpuffungs-Gasturbine mit zwei oder mehr in symmetrischer Aufteilung zentral
um die Hauptachse angeordneten Brennkammern, mit je einer konzentrisch angeordneten
rotierenden Steuerscheibe mit Steuerschlitzen an der vorderen und an der hinteren
Stirnfront der Brennkammern zur gemeinsamen, in zeitlicher Aufeinanderfolge vor
sich gehenden Steuerung der Einlaß- und Auslaßöffnungen der Brennkammern, mit einer
erweiterten Schlitzlänge des Einlaß- und Auslaßsteuerschlitzes zur zeitweilig gleichzeitigen
Freigabe der Einlaß- und Auslaßöffnung von zwei jeweils im Sinne des Steuervorganges
benachbarten Brennkammern, mit einem konzentrisch zur Hauptachse angeordneten, an
die Auslaßsteuerscheibe anschließenden ringförmigen Mischbehälter, wobei durch unterschiedliche
Schlitzbreite des Auslaßsteuerschlitzes mit einer teilweisen Freigabe einer Brennkamrnerauslaßöffnung
im Anfangsbereich und allmählicher Erweiterung bis zur vollen Freigabe der Brennkammerauslaßöffnung
im Endbereich des Auslaßsteuerschlitzes zu jedem Zeitpunkt eine Verbrennungsgasmenge
von angenähert konstanter innerer Energie durch die Auslaßkanäle und durch gleichgerichtete
tangentiale Verbrennungsgaseinmündungen in den Mischbehälter einströmt und mit gleichsinnig
zuströmender Zusatzluft ein homogenes Gemisch bildet, wobei ferner durch einen Ablenker
der Zusatzluftstrahl bzw. der aus Verbrennungsgas und Zusatzluft bestehende Gemischstrahl
vor den einzelnen Verbrennungsgaseinmündungen ein wenig nach innen abgelenkt und
somit infolge statischer Druckabsenkung die Spülung der jeweils offenen Brennkammer
begünstigt wird, und wobei ferner unmittelbar vor der Zusatzlufteinmündung ein Ablenkbogen
angeordnet ist, der den Gemischstrahl auf eine Innenbahn des Mischbehälters ablenkt
und durch Verteilernasen eine Aufteilung des Gemischstrahles in gleiche Teilstrahlen
zum Turbinenlaufrad hin erfolgt.
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Die Anwendung des im Hauptpatent zugrunde gelegten Erfindungsgedankens
gibt die Möglichkeit, Gasturbinen für kleine und mittlere Leistungsklassen herzustellen,
die bei einfachem Aufbau eine hohe Wirtschaftlichkeit entwickeln. Diese Gasturbinen
können vorteilhaft zum Antrieb von stationären Maschinen sowie zum Antrieb von Wasser-
und Luftfahrzeugen verwendet werden.
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Die Verpuffungs - Gasturbine gemäß Patent 1. 218 218 ist auf Grund
der vorgesehenen Einrichtungen in der Lage, einen Arbeitsprozeß zu entwikkeln, der
sich durch eine hohe Wirtschaftlichkeit auszeichnet. Diese vorteilhafte Eigenschaft
ist vor allem auf die Auswirkungen des Verpuffungsverfahrens zurückzuführen, das
zur Verbrennungsgaserzeugung angewendet wird und eine Kraftstoffverbrennung in geschlossenen
Brennkammern vorsieht. Durch die Verbrennung des Kraftstoffes, die beim Verpuffungsverfahren
bei einem hohen thermischen Wirkungsgrad vor sich geht, wird in den Brennkammern
ein hoher Druckanstieg ausgelöst. Dieses Druckpotential wird beim Ausströmvorgang
aus den Brennkammern in kinetische Energie umgewandelt, die dazu ausgenutzt wird,
um einzelne Strömungsvorgänge im Mischbehälter auszulösen bzw. um eine Verstärkung
einzelner Strömungsvorgänge zu bewirken. So wird durch Ausnutzung der kinetischen
Energie der Verbrennungsgase erreicht, daß zur Verdichtung der Frischluft, die für
den Verbrennungsprozeß bzw. zur Verdünnung der Verbrennungsgase sowie zur Kühlung
von Bauteilen benötigt wird, nur ein einstufiger Radialkompressor erforderlich ist.
Durch Ausnutzung der kinetischen Energie der Verbrennungsgase wird ferner eine einwandfreie
Ausspülung der Restgase aus den Brennkammern und deren Überleitung in den Mischbehälter
sowie eine Rückführung der zur Kühlung von Bauteilen verwendeten Kühlluft ins Innere
des Mischbehälters ermöglicht. Dadurch können sowohl die in den Restgasen enthaltenen
Wärmemengen, als auch die an die Kühlluft übergegangenen Wärmemengen im Arbeitsprozeß
der Turbine verwertet werden. Die vorgesehene Steuerung der Brennkammern mit besonderem
Hinweis auf die Gestaltung des Auslaßsteuerschlitzes gibt die Möglichkeit, die Verbrennungsgaseinströmung
in den Mischbehälter
so zu steuern, daß in jedem Zeitintervall
eine Verbrennungsgasmenge von angenähert konstanter innerer Energie kontinuierlich
in den Mischbehälter einströmt und ein homogenes Gasgemisch gebildet wird als Voraussetzung
für einen wirtschaftlichen Arbeitsprozeß in der Turbine.
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In bezug auf die Einrichtungen und Arbeitsweise dieser Gasturbine
ist folgendes zu bemerken: Um eine bestimmte Triebwerksnennleistung zu erreichen,
ist es erforderlich, bei den gegebenen Voraussetzungen die einzelnen Bauteile für
einen bestimmten maximalen Gasmengendurchsatz zu dimensionieren. Dies betrifft vor
allem die Brennkammern und deren Steuerung, den Mischbehälter, die Düsenkanäle sowie
die Schaufelkanäle der beiden Turbinenlaufräder. Beim maximalen Gasmengendurchsatz
sind die einzelnen Bauteile in der Lage, die zugedachten Funktionen einwandfrei
zu erfüllen, so daß im Vollastbereich eine hohe Wirtschaftlichkeit des Arbeitsprozesses
erreicht wird. Wenn jedoch eine Reduzierung des Gasmengendurchsatzes den einzelnen
Teillastbereichen entsprechend vorgenommen wird, dann treten im harmonischen Ablauf
der einzelnen Funktionen Störungen auf und als Folgeerscheinung ist eine Abnahme
der Wirtschaftlichkeit des Triebwerkarbeitsprozesses zu verzeichnen, die sich vor
allem im mittleren und unteren Teillastbereich ungünstig auswirkt. Eine Reduzierung
des Gasmengendurchsatzes wird durch eine entsprechende Drosselung des Kompressordruckes
erreicht. Durch diese Maßnahme wird sowohl der thermische Wirkungsgrad des Verbrennungsprozesses;
als auch die einzelnen Strömungsvorgänge im Mischbehälter infolge Abnahme der kinetischen
Energie der Verbrennungsgase nachteilig beeinflußt. Als weitere Folgeerscheinung
ist eine Abnahme der Anströmgeschwindigkeit in den Düsenkanälen zu verzeichnen,
die sich auf den Wirkungsgrad der Kompressorturbine nachteilig auswirkt und außerdem
eine Drehzahlabnahme der Kompressorturbine zur Folge hat. Auf Grund des Teillastverhaltens
kann diese Gasturbine nur auf solchen Gebieten als Antriebsaggregat vorteilhaft
angewendet werden, die eine in beschränkten Grenzen schwankende Antriebsleistung
im Nenndrehzahlbereich erfordern, wie z. B. zum Antrieb von stationären Arbeitsmaschinen
oder zum Antrieb von Wasser- und Luftfahrzeugen. Als Antriebsaggregat auf dem Gebiet
des Kraftfahrzeugwesens angewendet muß in Kauf genommen werden, daß diese Gasturbine
im mittleren und unteren Teillastbereich einen niedrigen Wirkungsgrad sowie auf
Grund der verminderten Teillastdrehzahl der Kompressoiturbine bzw. des Kompressors
ein niedriges Anfahidrehmoment mit einem schleichenden Beschleunigungsvermögen aufweist.
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Der Zusatzerfindung liegt die Aufgabe zugrunde, besondere Regeleinrichtungen
für die im Hauptpatent beschriebene Verpuffungs-Gasturbine vorzusehen, damit diese
in allen Teillastbereichen eine hohe Wirtschaftlichkeit entwickeln kann und außerdem
in der Lage ist, einen unmittelbaren Übergang aus den einzelnen Teillastbereichen
einschließlich des Leerlaufes auf Vollast zu gewährleisten. Diese Eigenschaften
werden von dem Triebwerk gefordert, um als hochwertiges Antriebsaggregat für Kraftfahrzeuge
verwendet werden zu können.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Zusatzerfindung ein stufenlos
verstellbares Reibradgetriebe im Steuerungsantrieb vorgesehen, das vor der Brennkammersteuerung,
die sich aus der Steuertrommel und den beiden Steuerscheiben zusammensetzt, angeordnet
wird. Durch diese Anordnung wird die Drehbewegung des Steuerungsvorgeleges, das
von der Kompressorturbine angetrieben wird, auf das Reibradgetriebe und von diesem
auf die Brennkammersteuerung übertragen. Dadurch ist die Möglichkeit gegeben, die
Drehzahl der beiden Steuerscheiben, unabhängig von der Drehzahl der Kompressorturbine
bzw. des Kompressors, in bestimmten Grenzen beliebig verändern zu können. Eine Veränderung
der Steuerscheibendrehzahl hat zur Folge, daß die Anzahl der pro Zeiteinheit erfolgenden
Verbrennungsvorgänge in den Brennkammern entsprechend verändert wird, wobei unabhängig
von der jeweiligen Steuerscheibendrehzahl immer volle Brennkammerfüllungen bei vollem
Kompressordruck vorgesehen werden können. Auf diese Weise ist die Möglichkeit gegeben,
die in den Brennkammern erzeugten Verbrennungsgasmengen beim maximal erreichbaren
thermischen Wirkungsgrad dem jeweiligen Belastungszustand der Arbeitsturbine entsprechend
anzupassen. Eine Veränderung der Steuerscheibendrehzahl hat zwar eine Stauung der
verdichteten Frischluft im Diffusor zur Folge, doch wird dadurch der Wirkungsgrad
des Kompressors und damit im Zusammenhang der Wirkungsgrad des Turbinentriebwerkes
nur unwesentlich beeinflußt. Die Anordnung des Reibradgetriebes bietet die Möglichkeit,
die Nenndrehzahl der Kompressorturbine bzw. des Kompressors in allen Teillastbereichen
beizubehalten. Der Kompressor ist infolgedessen in der Lage, bei einer entsprechenden
Vorstellung des Reibradgetriebes die jeweils erforderliche Luftmenge beim maximalen
Förderdruck unmittelbar fördern zu können.
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Um die Drehzahl der Kompressorturbine in allen Belastungsbereichen
konstant halten zu können, muß die Anströmgeschwindigkeit der Gasstrahlen zur Beaufschlagung
des Turbinenlaufrades in allen Teillastbereichen konstant sein. Damit diese Forderung
erfüllt werden kann, ist es erforderlich, im Mischbehälter besondere Steuereinrichtungen
vorzusehen. Die in den Mischbehälter jeweilig °einströmenden Verbrennungsgasmengen
werden in einem bestimmten Verhältnis mit Zusatzluft vermischt, so daß das entstehende
Gasgemisch in allen Teillastbereichen den gleichen Gaszustand aufweist. Um bei den
jeweils verschiedenen Gasgemischmengen eine angenäherte kontsante Anströmgeschwindigkeit
der Gasstrahlen zu erhalten, wird im Mischbehälter eine Zu- oder Abschaltung einzelner
Düsenzuleitungskanäle vorgenommen, so daß sowohl die Kompressorturbine, als auch
die Arbeitsturbine der jeweiligen Teillast entsprechend durch eine reduzierte Anzahl
von Gasstrahlen beaufschlagt wird. Aus diesem Grund ist am Innenring des Mischbehälters
vor jeder Verteilernase eine Drosselklappe angeordnet, mit deren Hilfe der zugeordnete
Düsenzuleitungskanal geschlossen werden kann. Durch Einzelbetätigung dieser Drosselklappen
kann die Anzahl der Gasstrahlen der jeweiligen Teillast entsprechend stufenweise
gesteuert werden.
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Die unterschiedlichen Strömungsgeschwindigkeiten im Mischbehälter
in den einzelnen Teillastbereichen haben zur Folge, daß an der Verbrennungsgaseinmündung
ein jeweils unterschiedlicher Unterdruck zu verzeichnen ist. Um in den einzelnen
Teillastbereichen
eine einwandfreie Ausspülung der Restgase aus
den Brennkammern zu gewährleisten, ist eine Steuervorrichtung im Bereich vor der
Verbrennungsgaseinmündung erforderlich, die durch eine entsprechende Verstellung
den Unterdruck an der Verbrennungsgaseinmündung steuert. Gleichzeitig wird damit
auch die Zuströmung der Zusatzluft gesteuert.
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Im Zusammenhang mit der vorgesehenen Drehzahlsteuerung für die Brennkammersteuerung
sind in den einzelnen Teillastbereichen unterschiedliche Steuerzeiten zu verzeichnen.
Aus diesem Grund kann in den einzelnen Teillastbereichen die Ausströmung der Verbrennungsgase
aus den Brennkammern durch den Auslaßsteuerschlitz nicht mehr in der Weise gesteuert
werden, daß an die Ausströmung aus der einen Brennkammer die nachfolgende Ausströmung
aus der benachbarten Brennkammer unmittelbar anschließt. Um im Mischbehälter ein
homogenes Gasgemisch in den einzelnen Teillastbereichen zu gewährleisten, ist eine
Steuervorrichtung an der Verbrennungsgaseinmündung erforderlich, die eine kontinuierliche
Verbrennungsgaseinströmung in den Mischbehälter ermöglicht.
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Ein Ausführungsbeispiel der Zusatzerfindung ist in der Zeichnung in
den B i 1 d e r n 1 und 2 schematisch dargestellt. Zur leichteren Übersicht sind
sowohl in der Darstellung, als auch in den nachfolgenden Erläuterungen die allgemeinen
Bauteile der Verpuffungs-Gasturbine mit den gleichen Bezugszeichen sowie mit den
gleichen Bezeichnungen versehen wie in der Patentschrift des Hauptpatents, während
die einzelnen Bauteile der Zusatzerfindung vom Bezugszeichen 51 an fortlaufend gekennzeichnet
sind.
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B i 1 d 1 zeigt den allgemeinen Aufbau der Verpuffungs-Gasturbine
mit Anordnung der Zusatzdrehzahlsteuervorrichtung für die Brennkammersteuerung.
Der Aufbau und die Arbeitsweise dieses Triebwerkes ist wie folgt: Die Verdichtung
der Frischluft erfolgt durch den einstufigen Radialkompressor 1, der über die Antriebswelle
2 von der Kompressorturbine 3 direkt angetrieben wird. Die für den Verbrennungsprozeß
erforderliche Frischluft wird dem Diffusor 6 entnommen und über entsprechende Zuleitungsrohre
den einzelnen Brennkammern 8 unmittelbar zugeführt. Der Kraftstoff wird in bestimmten
Zeitintervallen durch die Einspritzdüse 10 in die Brennkammer eingespritzt und durch
den Glühzünder 11 gezündet. Die Einströmung der Frischluft in die Brennkammer sowie
die Ausströmung der Verbrennungsgase wird durch die Brennkammersteuerung gesteuert.
Diese besteht aus der konzentrisch zur Hauptachse angeordneten rotierenden Steuertrommel
18, an deren vorderem Ende die Einlaßsteuerscheibe 12 und an deren hinterem Ende
die Auslaßsteuerscheibe 15 befestigt ist. Die Einlaßöffnung 14 sowie die Auslaßöffnung
17 der Brennkammer wird durch den Einlaßsteuerschlitz 13 bzw. durch den Auslaßsteuerschlitz
16 in den diesbezüglichen Steuerscheiben zum geeigneten Zeitpunkt geöffnet
und geschlossen. Die Drehbewegung der Brennkammersteuerung wird von der Kompressorturbine
über das Steuerungsvorgelege 19 übertragen. Im Anschluß an die Ausiaßsteuerscheibe
ist der ringförmige Mischbehälter 21 konzentrisch zur Hauptachse angeordnet.
Im Mischbehälter wird das über die einzelnen Auslaßkanäle 20 zuströmende Verbrennungsgas
mit Zusatzluft vermischt, die dem Diffusor 6 über den Ausblasstutzen 9 entnommen
und über das Zuleitungsrohr 24 dem Mischbehälter zugeführt wird. Das entstehende
Gasgemisch wird einer Anzahl von Düsen 28 im Düsenleitring zugeführt. Die aus den
einzelnen Düsen ausströmenden Gasstrahlen beaufschlagen die an den Mischbehälter
anschließende Kompressorturbine 3, werden im weiteren Verlauf in den einzelnen Umlenkdüsen
46 im Zwischenleitring umgelenkt und beaufschlagen anschließend die Nutzleistungsturbine
42, die im Anschluß an die Kompressorturbine angeordnet ist. Die beiden Turbinenlaufräder
weisen keine mechanische Verbindung zueinander auf und werden lediglich durch die
einzelnen Gasstrahlen gemeinsam beaufschlagt. Die erzeugte Nutzleistung wird über
das Reduziervorgelege 44 auf die Abtriebswelle 45 übertragen. Das Turbinentriebwerk
ist mit einer Steuervorrichtung 51 ausgestattet, um die Drehzahl der Brennkammersteuerung
in den einzelnen Teillastbereichen steuern zu können. Diese Steuervorrichtung stellt
ein stufenlos verstellbares Reibradgetriebe dar, das im Steuerungsantrieb zwischen
Steuerungsvorgelege und Brennkammersteuerung angeordnet ist. Mit Rücksicht auf die
Raumverhältnisse im Innern des Triebwerkes wurde für den Einbau eine als Kugelvariator
bekannte Ausführungsart eines Reibradgetriebes gewählt. Der Einbau dieses Reibradgetriebes
wird in folgender Weise vorgenommen: Auf der Antriebsseite der Steuertrommel 18
ist eine seitliche Verlängerung vorgesehen, um auf dieser das Reibradgetriebe konzentrisch
zur Hauptachse lagern zu können. Am äußeren Ende der Steuertrommel ist das Antriebszahnrad
52 des Steuerungsvorgeleges drehbar gelagert und kann, unabhängig von der Drehbewegung
der Steuertrommel, eine rotierende Bewegung um die Hauptachse ausführen. Neben dem
Antriebszahnrad 52 ist die Antriebsreibscheibe 53 des Reibradgetriebes konzentrisch
zur Hauptachse auf der Steuertrommel drehbar angeordnet, die mit dem Antriebszahnrad
formschlüssig verbunden ist. Die formschlüssige Verbindung kann entweder durch Anordnung
eines Freilaufgesperres zwischen Antriebszahnrad und Antriebsreibscheibe, oder,
wie es im B i 1 d 1 angedeutet ist, durch Anordnung einer Keilnutverbindung zwischen
Nabenaußenseite des Antriebszahnrades und Nabenbohrung der Antriebsreibscheibe hergestellt
werden, wobei die Antriebsreibscheibe entlang der Keilnut in bestimmten Grenzen
axial verschoben werden kann. Anschließend an die Antriebsreibscheibe 53 ist die
Abtriebsreibscheibe 54 auf der seitlichen Verlängerung der Steuertrommel konzentrisch
angeordnet und mit dieser fest verbunden, so daß beide Teile eine gemeinsame Drehbewegung
ausführen. Der Umfang der beiden Reibscheiben ist nach einer kegelstumpfförmigen
Mantelfläche ausgebildet, die als Reibfläche zur übertragung der Drehbewegung dient.
Zwischen den gegeneinander gerichteten Mantelflächen der beiden Reibscheiben sind
mehrere Reibkugeln 55 in symmetrischer Aufteilung um die Hauptachse angeordnet,
die durch Reibungskontakt die Drehbewegung von der Antriebsreibscheibe auf die Abtriebsreibscheibe
bzw. auf die Steuertrommel übertragen. Um die Reibkugeln in die Lage zu versetzen,
die gleichmäßig verlaufende Drehbewegung der Antriebsreibscheibe in eine veränderliche
Drehbewegung umzuwandeln und diese auf die Abtriebsreibscheibe zu übertragen, ist
jede Reibkugel auf einer Schwenkachse 56 drehbar gelagert, die an den beiden Enden
in einer feststehenden Geradführung
57 geführt wird und in radialer
Richtung zur Hauptachse um den Mittelpunkt der Reibkugel geschwenkt werden kann.
Die einzelnen Schwenkachsen sind außerdem auf der Antriebsseite in einem mit entsprechenden
Führungsnuten 58 versehenen Verstellring 59 geführt, der konzentrisch zur Hauptachse
angeordnet ist und in einem bestimmten Winkelbereich verdreht werden kann. Eine
Verdrehung des Verstellringes in der einen Richtung hat zur Folge, daß die einzelnen
Schwenkachsen auf der Antriebsseite nach innen zur Hauptachse geschwenkt werden
und die einzelnen Reibkugeln die Antriebsreibscheibe 53 längs eines Berührungskreises
mit kleinem Radius berühren, während gleichzeitig die einzelnen Reibkugeln die Abtriebsreibscheibe
54 längs eines Berührungskreises mit großem Radius berühren. In dieser Stellung
der Schwenkachsen erfolgt infolgedessen eine Übersetzung der Drehbewegung ins Schnelle.
Durch eine Verdrehung des Verstellringes in der anderen Richtung mit einer Schwenkung
der einzelnen Schwenkachsen auf der Antriebsseite nach außen, erfolgt hingegen eine
Untersetzung der Drehbewegung der Antriebsreibscheibe ins Langsame. In der Zwischenstellung
bei parallel zur Hauptachse gerichteten Schwenkachsen wird die Drehbewegung der
Antriebsreibscheibe unverändert auf die Abtriebsreibscheibe übertragen. Um eine
bestimmte Leistung durch Reibungskontakt übertragen zu können, wird die Antriebsreibscheibe
53 durch eine Anpreßfeder 60 in axialer Richtung gegen die Reibkugeln angepreßt.
Ein konzentrisch zur Hauptachse angeordneter umlaufender Stützring 61 an der Außenseite
der Reibkugeln bewirkt, daß die einzelnen Reibkugeln in ihrer Lage gehalten werden
und in ständiger Berührung mit den beiden Reibscheiben bleiben. Auf der Steuertrommel
18 ist ferner das Zahnrad 62 angeordnet, das für den Antrieb der Kraftstoffeinspritzpumpe
und anderen gesteuerten Hilfsgeräten vorgesehen ist.
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B i 1 d 2 zeigt einen Schnitt durch den ringförmigen Mischbehälter
mit Anordnung von Zusatzsteuereinrichtungen, die zur Steuerung der Turbinenbeaufschlagung
sowie zur Steuerung der Strömungsvorgänge im Mischbehälter vorgesehen sind. Die
einzelnen Anordnungen haben folgende Bedeutung: Die Auslaßkanäle 20 der vorgesehenen
drei Brennkammern werden bei gleichem Umlaufsinn in die Umfangsrichtung des Mischbehälters
21 umgelenkt und in ein gemeinsames Überleitungsrohr 25 zusammengeführt, das in
tangentialer Richtung in den Mischbehälter einmündet. Die Anordnung kann auch in
der Weise erfolgen, daß die einzelnen Auslaßkanäle einzeln in der erwähnten Art
in den Mischbehälter einmünden. Das einströmende Verbrennungsgas wird im Mischbehälter
mit Zusatzluft vermischt, die dem Mischbehälter über das Zuleitungsrohr 24 bei gleichem
Strömungssinn zugeführt wird. Der entstehende Gasgemischstrahl wird im weiteren
Verlauf zum Innenring 27 abgelenkt und hier durch eine Anzahl von Verteilernasen
30, die der Strömungsrichtung entgegengerichtet sind, in gleiche Teilstrahlen zerlegt
und diese über die Düsenzuleitungskanäle 31 den einzelnen Düsen der Kompressorturbine
zugeführt. Um die Beaufschlagung der beiden Turbinenlaufräder in den einzelnen Teillastbereichen
steuern zu können, ist vor den einzelnen Verteilernasen je eine Drosselklappe 63
angeordnet. Durch Einzelbetätigung dieser Drosselklappen kann eine stufenweise Zu-
oder Abschaltung einzelner Düsenzuleitungskanäle vorgenommen werden. Bei abnehmender
Belastung erfolgt die Abschaltung von Düsenzuleitungskanälen in der Weise, daß entgegen
dem Strömungssinn zuerst der letzte Düsenzuleitungskanal abgeschaltet wird, dann
der vorletzte usw., so daß im unteren Teillastbereich lediglich der erste Düsenzuleitungskanal
geöffnet bleibt und die beiden Turbinenlaufräder nur durch einen Gasstrahl beaufschlagt
werden. Bei zunehmender Belastung wird die Zuschaltung von Düsenzuleitungskanälen
in umgekehrter Reihenfolge vorgenommen. Am Umfang des Mischbehälters im Bereich
vor der Verbrennungsgaseinmündung 22 ist ferner ein schwenkbarer Ablenker 64 angeordnet,
der zur Abschirmung der Verbrennungsgaseinmündung vorgesehen ist. Der Ablenker bewirkt
eine kleine Ablenkung des Zusatzluftstrahles bzw. des Gasgemischstrahles bei mehreren
Verbrennungsgaseinmündungen aus der Umfangsrichtung ins Innere des Mischbehälters.
Dadurch wird im Bereich des Ablenkers eine Drosselung des Strömungsquerschnittes
im Mischbehälter hervorgerufen, die einen entsprechenden Unterdruck an der Verbrennungsgaseinmündung
zur Folge hat. Durch stufenweise Verstellung des Ablenkers kann der Unterdruck an
der Verbrennungsgaseinmündung dem jeweiligen Belastungszustand der Arbeitsturbine
entsprechend eingestellt werden. Mit der Verstellung des Ablenkers wird gleichzeitig
die zuströmende Zusatzluftmenge gesteuert. Außerdem ist zur Regelung der Verbrennungsgaseinströmung
in den Mischbehälter 21 an der Verbrennungsgaseinmündung 22 eine verstellbare Drosselklappe
65 angeordnet, die eine Drosselung des Strömungsquerschnittes der Verbrennungsgaseinmündung
bewirkt. Durch stufenweise Verstellung der Drosselklappe kann der Mündungsquerschnitt
der Verbrennungsgaseinmündung der jeweiligen Teillast entsprechend eingestellt werden.
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Über die Vorteile, die mit Hilfe der Zusatzerfindung erzielt werden,
ist zusammenfassend folgendes zu bemerken: Die vorgesehene Drehzahlsteuerung der
Brennkammersteuerung ermöglicht in allen Teillastbereichen einen Verbrennungsprozeß
beim optimal erreichbaren thermischen Wirkungsgrad. Auf Grund der unveränderten
Betriebsdrehzahl des Kompressors in allen Teillastbereichen kann bei Belastungsänderungen
an der Nutzleistungsturbine die jeweils erforderliche Frischluftmenge vom Kompressor
beim maximalen Förderdruck unmittelbar gefördert werden. Damit ist die Voraussetzung
gegeben, daß an der Nutzleistungsturbine ein unmittelbarer Übergang aus den einzelnen
Teillastbereichen auf Vollast durchgeführt werden kann. Die Nutzleistungsturbine
ist infolgedessen auch in der Lage, bei größter Drehmomententfaltung aus dem Zustand
der Ruhe anfahren zu können. Die vorgesehene Beaufschlagungssteuerung im Mischbehälter
gestattet sowohl die Anzahl der Gasstrahlen zur Beaufschlagung, der beiden Turbinenlaufräder
dem jeweiligen Belastungszustand entsprechend zu steuern, als auch die Anströmgeschwindigkeit
der Gasstrahlen zur Beaufschlagung der Kompressorturbine in allen Teillastbereichen
angenähert konstant zu halten. Die Kompressorturbine kann infolgedessen in allen
Teillastbereichen einen sehr wirtschaftlichen Arbeitsprozeß entwickeln. Durch die
Beaufschlagungssteuerung in Verbindung mit der Drehzahlsteuerung der Brennkammersteuerung
ist die Nutzleistungsturbine in der
Lage, dem jeweiligen Belastungszustand
entsprechend das günstigste Drehmoment zu erzeugen. Auf Grund der erwähnten Eigenschaften
hat die Verpuffungs-Gasturbine mit Zusatzsteuereinrichtungen alle Voraussetzungen
aufzuweisen, die von einem hochwertigen Antriebsaggregat für Kraftfahrzeuge gefordert
werden.