DE155606C

DE155606C -

Info

Publication number: DE155606C
Application number: DENDAT155606D
Authority: DE

Description

&\qe/\\kuvYi bet,& \ qe / \\ kuvYi bet,

j! &\/nae(üc& bet SanwwiwMq j! & \ / nae (üc & bet SanwwiwMq

βηνιφρα Sβηνιφρα S.

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMTPATENT OFFICE

Der Gegenstand der Erfindung betrifft eine Gasturbine mit Verbrennungskammern, bei welcher das zur Entzündung gelangende brennbare Gas bezw. Öl sowie die zur Verbrennung erforderliche Luft in gepreßtem Zustand den Entzündungskammern zugeführt werden.The subject of the invention relates to a gas turbine with combustion chambers which respectively the combustible gas to be ignited. Oil as well as those for combustion The required air is supplied to the inflammation chambers in a compressed state will.

. In der Zeichnung stellt dar:
Fig. ι einen Längsschnitt durch die schematisch gezeichnete Turbine,. In the drawing shows:
Fig. Ι a longitudinal section through the schematically drawn turbine,

Fig. 2 einen Querschnitt durch die ebenfalls schematisch gezeichneten Verbrennungs-. kammern,Fig. 2 shows a cross section through the also schematically drawn combustion. chambers,

Fig. 3 bis 6 Diagramme, nach welchen der Arbeitsprozeß vor sich geht,Fig. 3 to 6 diagrams according to which the work process is going on,

Fig. 7 und 8 eine Verbrennungskammer nebst dem Turbinenkopf.7 and 8 show a combustion chamber next to the turbine head.

In der achsial beaufschlagten mehrstufigen Gasturbine mit den Laufrädern d und den Leiträdern e expandieren die in den Verbrennungskammern s bei der Entzündung eines Gemisches von Luft und Brennstoff sich bildenden Gase und geben dabei ihre Energie an die bei w und χ gelagerte Turbinenwelle h ab. Der Zwischenleitapparat f teilt die Turbine in eine Hoch- und Niederdruckturbine. Der Turbinenkopf k, der die Turbine auf der Hochdruckseite abschließt, dient als erstes Leitrad, indem er die von den Verbrennungskammern s zum ersten Laufrad d^l führenden Kanäle q enthält. Der Ausgußkrümmer g bildet die Verbindung vom letzten Laufrad zur Auspuffleitung.In the axially loaded multistage gas turbine with the impellers d and the stator wheels e , the gases formed in the combustion chambers s when a mixture of air and fuel ignites expand and transfer their energy to the turbine shaft h supported at w and χ . The intermediate nozzle f divides the turbine into a high and low pressure turbine. The turbine head k, which closes the turbine on the high pressure side, serves as the first stator, in that it contains the ducts q leading from the combustion chambers s to the first impeller d ^l. The discharge elbow g forms the connection from the last impeller to the exhaust line.

Den als einfach wirkende Gasmaschinen mit Zylindern c und Kolben α ausgebildeten vier Verbrennungskammern s wird durch das Ventil η (Fig. 7) gepreßte Luft, durch das Ventil m Brennstoff unter Druck zugeführt. Dieses Vorkomprimieren der Luft und des Brennstoffs erfolgt getrennt in einem auf der Turbinenwelle sitzenden doppelten Zentrifugalkompressor oder in Kolbenkompressoren, welche von der Steuerwelle i aus oder durch einen besonderen Motor angetrieben werden.The four combustion chambers s , which are designed as single-acting gas engines with cylinders c and pistons α , are supplied with compressed air through valve η (FIG. 7) and fuel under pressure through valve m. This pre-compression of the air and the fuel takes place separately in a double centrifugal compressor seated on the turbine shaft or in piston compressors which are driven by the control shaft i or by a special motor.

Neben den Ventilen m und η besitzt jeder Zylinder noch ein Wassereinspritzventil / (Fig. 8) und ein Auslaßventil 0, welche insgesamt von der Steuerwelle i bewegt werden. Die Steuerwelle i und der Regulator p, welch letzterer den Zufluß des Brennstoffs regelt, werden von der Turbinenwelle aus mittels Rädergetriebes direkt angetrieben.In addition to the valves m and η , each cylinder also has a water injection valve / (FIG. 8) and an outlet valve 0, which are moved as a whole by the control shaft i . The control shaft i and the regulator p, the latter regulating the flow of fuel, are driven directly from the turbine shaft by means of a gear train.

Die Kolben α der Zylinder c sind durch Verbindungsstangen, welche an die auf dem Turbinenhals drehbar gelagerte Scheibe b angreifen, miteinander zwangläufig verbunden, derart, daß bei den im Viertakt arbeitenden Zylindern z. B. einer-Verbrennung und Expansion in c³ eine Kompression in c² oder c⁴ entspricht, während gleichzeitig in c¹ das Ansaugen und in c⁴ oder c'² das Auspuffen vor sich geht. Auf jeden Schwingungshub der Scheibe b kommt daher eine Zündung und eine Kompression, so daß der Expansionsstoß auf den einen Kolben federnd vom zweiten Kolben, der gerade komprimiert, aufgefangen wird.The pistons α of the cylinder c are inevitably connected to one another by connecting rods which engage the disc b rotatably mounted on the turbine neck, such that in the four-stroke cylinders, for. B. a combustion and expansion in c ³ corresponds to a compression in c ² or c ⁴ , while at the same time in c ¹ the intake and in c ⁴ or c ' ² the exhaust is going on. For each oscillation stroke of the disk b, there is therefore an ignition and a compression, so that the expansion shock on one piston is resiliently absorbed by the second piston, which is currently compressing.

Um die Zylinder c, das Turbinengehäuse und die Leiträder e zu kühlen, sind diese feststehenden Teile mit Kühlwassermänteln t ausgestattet. Durch die hohl gebohrte Welle h wird ebenfalls Kühlwasser geleitet. DieIn order to cool the cylinders c, the turbine housing and the guide wheels e , these fixed parts are equipped with cooling water jackets t . Cooling water is also passed through the hollow drilled shaft h. the

Kühlung der Verbrennungskammern s und der Laufräder d geschieht durch Einspritzen von Wasser und durch Einblasen von Luft durch die Ventile / und η in die Verbrennungskammern und, soweit noch nötig, durch Einspritzen von Wasser in den Zwischenleitapparat f. The combustion chambers s and the impellers d are cooled by injecting water and blowing air through the valves / and η into the combustion chambers and, if still necessary, by injecting water into the intermediate guide device f.

Der Arbeitsvorgang vollzieht sich nach den Diagrammen Fig. 3 und 4. Der Fig. 3 entspricht das Diagramm eines Verpuffungsmotors nach Fig. 5, der Fig. 4 das Diagramm eines Gleichdruckmotors nach Fig. 6.The working process is carried out according to the diagrams in FIGS. 3 and 4 of FIG. 3 corresponds to the diagram of a deflagration engine according to FIG. 5, FIG. 4 the diagram of a constant pressure motor according to FIG. 6.

Dem Zylinder c wird während des ersteren Hubes die Luft durch Ventil η vom Kompressor unter einem dem Punkt / im Diagramm entsprechenden Drucke zugeführt. Der Teil der Kompression — Linie 9 bis 1 (Fig. 5 und 6) —, mit welchem große Volumenverminderung mit geringer Drucksteigerung verbunden ist, findet also in einem besonderen Kompressor statt. Am Ende des ersten Hubes tritt, sobald der Kolben α den Kanal q freigegeben hat, gepreßte Luft in diesen und in die Turbine ein, wodurch diese gekühlt wird. Während des zweiten Hubes erfolgt, nachdem der Kolben den Kanal wieder geschlossen hat, die Einführung des entsprechend vorgepreßten Brennstoffes, durch das Ventil m und die Kompression des Gemisches bis zum Punkte 2, also derjenige Teil der Kompression, bei welchem große Drucksteigerung mit kleiner Volumverminderung verbunden ist. In der inneren Totlage des Kolbens erfolgt die Zündung und beginnt die Verbrennung, welche während des dritten Hubes entweder ganz bis Punkt 6 (Fig. 4) oder nur teilweise bis Punkt 5 (Fig. 3) andauert. Gegen Ende dieses Hubes und zu Beginn des nächsten Hubes wird durch das Ventil / Kühlwasser eingespritzt. In der äußeren Totlage des Kolbens a hat dieser den Kanal q wieder freigegeben, so daß die Gase durch den Kanal q in die Turbine treten und dort entsprechend dem Druckabfall 6 bis 7 expandieren. Während des vierten Hubes schließt der Kolben den Kanal q wieder ab, und die in der Verbrennungskammer s noch vorhandenen Gase entweichen durch das Ventil 0 in den Zwischenleitapparat f, von wo sie in die Niederdruckturbine gelangen, um dort weiter zu expandieren.During the first stroke, air is supplied to cylinder c through valve η from the compressor under a pressure corresponding to the point / in the diagram. The part of the compression - line 9 to 1 (Fig. 5 and 6) - with which a large reduction in volume is associated with a small increase in pressure, thus takes place in a special compressor. At the end of the first stroke, as soon as the piston α has released the channel q , compressed air enters it and the turbine, whereby it is cooled. During the second stroke, after the piston has closed the channel again, the corresponding pre- compressed fuel is introduced through the valve m and the mixture is compressed up to point 2, i.e. that part of the compression in which a large increase in pressure is combined with a small decrease in volume is. In the inner dead position of the piston, the ignition takes place and the combustion begins, which lasts either completely up to point 6 (FIG. 4) or only partially up to point 5 (FIG. 3) during the third stroke. Towards the end of this stroke and at the beginning of the next stroke, cooling water is injected through the valve. In the outer dead position of the piston a , the latter has released the channel q again, so that the gases enter the turbine through the channel q and expand there according to the pressure drop 6 to 7. During the fourth stroke, the piston closes the channel q again, and the gases still present in the combustion chamber s escape through the valve 0 into the intermediate diffuser f, from where they reach the low-pressure turbine to expand further there.

Claims

Patent claim:

Gas turbine with ignition chambers, characterized in that in the individual as cylinder (c) with piston (a) inevitably connected by a disc (b) combustion chambers fs) a mixture of compressed air and compressed, combustible gas respectively. oil is ignited, the air and the fuel being pressed so far before entering the cylinder that, on the one hand, only a small stroke of the piston (a) is required to achieve the desired final compression, which stroke, on the other hand, a small overall expansion of the ignited mixture when the piston (a) is retreating, the expansion of the gases and thus the output of force to the outside takes place mainly in the single-stage or multi-stage gas turbine adjoining the combustion chambers fs).

1 sheet of drawings.