DE181619C - - Google Patents

Description

PATENTAMT.

Den Gegenstand vorliegender Erfindung bildet eine Gasturbine, die sich durch ihren Arbeitsgang von den bekannten Maschinen dieser Art unterscheidet. Der Arbeitsgang der Maschine ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß das Gas oder die zur Karburierung der Luft verwendete Flüssigkeit getrennt von der Luft oder einem die Verbrennung fördernden Gase in die Maschine

ίο und in einen abgeschlossenen Verbrennungsraum eingeführt wird. Der Brennstoff sowohl als die Luft werden in genau bemessenen, regelbaren Mengen und unter Druck in den Verbrennungsraum gebracht. Hier erfolgt die Vermischung des Gases bezw. der Flüssigkeit mit der Luft, also die Herstellung des Explosionsgemisches, das in genau regelbaren Zeitabständen zur Verbrennung gebracht wird. Das Abschlußventil des Verbrennungsraum es wird geöffnet, damit der Austritt des Energieträgers durch eine Düse gegen das Turbinenrad erfolgen kann. Seine potentielle Energie wird dann in Geschwindigkeit und im Laufrad in mechanische Arbeit umgesetzt.

Eine Ausführungsform der Turbine ist in beiliegenden Zeichnungen dargestellt, und zwar zeigt:

Fig. ι einen Schnitt durch die Turbine,
Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie A-B der Fig. ι durch die Gasspeis'eschleuse,

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie C-D der Fig. ι durch den Antrieb der Steuerungsvorrichtung,

Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie E-F der Fig. ι durch die Speisetrommel und die Verbrennungskammer.

Auf einem Gestell 25 sind sämtliche Vorrichtungen und Teile der Maschine aufgebaut. Das Turbinenrad 1 ist auf einer Welle 2 befestigt, die sich in einem Lager 3 dreht und mit einer Kupplung zum Anschluß einer Arbeitsmaschine oder einer Transmissionswelle ausgerüstet ist. In der Wand des Gehäuses, insbesondere der Abzugskammer 5 für die Abgase, ist die Welle durch eine Stopfbüchse 6 abgedichtet, so daß diese nur unter dem geringen Druck der Abgase steht. Auf der entgegengesetzten Seite des Turbinenrades 1 schließt sich die Steuerungsvorrichtung an. Diese besteht aus einem Umdrehungskörper, der innen hohl ist und dessen Innenraum durch eine Scheidewand 21 in zwei Abteilungen geteilt ist. Der Umdrehungskörper dreht sich, angetrieben von einem Schneckengetriebe 13, 14 (Fig. 3), in einem Lager körper 17, der mit den nötigen Kanälen 26 und 27 zur Einführung der Luft und des Gases versehen ist (Fig. 1). Die Schnecke 14 wird durch einen steuerbaren Motor, z. B. einen Elektromotor 19, gesondert angetrieben (Fig. 3) und ist in einem Lager 20 drehbar gelagert. An den Stellen der Kanäle 26 und 27 sind an dem Umdrehungskörper trommelartige Teile 15 und 16 angebracht, welche ebenfalls durch die Scheidewand 21 in zwei Kammern geschieden sind; die offene Kammer steht mit dem zugehörigen Kanal in Verbindung, während die geschlossene Kammer als Verbindungskanal zwischen der benachbarten Kammer und der zugehörigen Kammer einer Speisetrommel 12 dient. Hinsichtlich der Zeichnung (Fig. 1) ist also die offene

Kammer des Teiles 16 mit dem Luftkanal 26 und die offene Kammer des Teiles 15 mit dem Gaskanal 27 verbunden, während die ' geschlossene Kammer des Teiles 15 die Durchleitung der Luft aus dem Teile 16 vermittelt. Die Kanäle auf beiden Seiten der Scheidewand 21 münden schließlich in die Kammern einer Trommel 12. Die Teile 15 und 16 sollen als Speiseschleusen und die Trommel 12 als Speisetrommel bezeichnet werden, weil sie die Speisung des bezw. der Verbrennungsräume mit Luft und Gas vermittelt. Die Verbrennungsräume 8 sind konzentrisch zur Speisetrommel 12 angeordnet und mit Einlaßkanälen 23 radial zur Speisetrommel 12 versehen. Gegen die Fläche der Kanäle 23 schleift dicht die Mantelfläche der Speisetrommel 12 (Fig. ι und 4), in welcher gleichliegend zu den Kanälen 23 Kanäle 22 als Verbindungsleitung zwischen der Luft- und Gaskammer der Speisetrommel 12 und einer der Verbrennungskammern 8 angeordnet sind. Wenn die Kanäle 22 und 23 sich decken, dann strömt die gespannte Luft bezw. das gespannte Gas aus der Speisetrommel in die entsprechende Verbrennungskammer 8 in einer genau zugemessenen Menge, die durch die Dichte der Luft bezw. des Gases und den Raumgehalt des Verbrennungsraumes bestimmt wird. Die Luft und das Gas werden nacheinander in den Verbrennungsraum geleitet, und zwar in bestimmten Zeitabständen, deren Dauer von der Geschwindigkeit der Drehung der Speisetrommel abhängt.

In der Verbrennungskammer 8 findet also die Vereinigung von Luft und Gas statt und dadurch die Bildung des Explosionsgemisches. Damit die Vermischung eine innige wird, erfolgt die Entzündung erst nach einiger Zeit.

Die Zündung geschieht durch eine ständig glühende Zündkerze 24, die zwischen den Kanälen 22 der Luft- und Gaskammer der Speisetrommel 12 im Mantel derselben untergebracht ist (Fig. 4). Die Erwärmung der

Zündkerze 24 erfolgt am besten auf elektrischem Wege. Zu diesem Zwecke sind die Enden der elektrischen Leitung der Zündkerze, die etwa an der Scheidewand 21 entlang geführt werden, an Schleifringe 18 auf einem achsial zum Rotationssteuerkörper an diesem angebrachten Zapfen angeschlossen. Auf den Schleifringen 18 schleifen Bürsten, die in bekannter Weise mit den Polen einer Elektrizitätsquelle verbunden sind. Die Entzündung des Explosionsgemisches erfolgt in der Kammer 8, sobald die Zündkerze 24 unter den Kanal 23 einer Verbrennungskammer 8 tritt. Damit die Kammer 8 bis nach vollendeter Verbrennung geschlossen bleibt, muß das Ventil 10, das die Ausblaseöffnung der Verbrennungskammer 8 verschließt, mit einem genau bestimmten Druck auf seinen Sitz gepreßt werden. Dies kann durch eine Feder 11 außerhalb der Verbrennungskammer 8 geschehen, wobei die Ventilstange durch eine Stopfbüchse 28 im Deckel der Verbrennungskammer 8 geführt wird. Am Ende der Ventilstange ist eine Gegenplatte 29 verstellbar aufgeschraubt, gegen die die Feder 11 drückt. Durch Verschrauben der Platte 29 kann die Spannung der Feder 11 verändert und demjenigen-Druck angepaßt werden, bei dessen Überschreitung das Ventil 10 geöffnet werden soll. Diese Anordnung ist bekannt und bildet kein Merkmal der Erfindung.

Ist dieses geschehen, dann treten die hochgespannten Verbrennungsgase in die Düse 9 (Fig. 1). Der Düsenkanal verläuft in der Bewegungsrichtung des Turbinenrades 1 und seine Mündung schließt möglichst dicht an die Stirnfläche des Schaufelkranzes des Turbinenrades 1 an. Auf der gegenüberliegenden Seite des Rades 1 treten die Abgase in die Abzugskammer 5 und aus der Maschine.

Es ist klar, daß vorstehend beschriebenes Ausführungsbeispiel in mehrfacher Weise abgeändert werden kann, ohne daß hierdurch die Erfindung wesentlich geändert wird.

Es können z. B. in der Speisetrommel mehr als zwei Kammern vorgesehen werden und ebenso mehr als eine Zündkerze usf.

Die Spannung der Luft und des Gases usw. erfolgt durch Kompressoren irgendeiner bekannten Art, die einer besonderen Beschreibung und Darstellung nicht bedürfen, weil es für jeden Fachmann keine Schwierigkeit mehr bietet, nach obiger Beschreibung diese Apparate oder Maschinen mit der Gasturbine zu vereinigen.

Die Wirkungsweise der Maschine ist folgende:

Die aus den Kompressoren oder Ladepumpen gepreßte und dadurch erwärmte Druckluft bezw. Druckgas wird durch die Speiseschleusen 15 und 16 in die Kammern der Speisetrommel 12 — getrennt voneinander — geleitet. Aus diesen tritt die Luft und das Gas nacheinander in den Verbrennungsraum 8, je nachdem die betreffende Kammer mit ihrem Kanal 22 unter den Kanal 23 der Verbrennungskammer 8 gelangt. Das Mischungsverhältnis im Verbrennungsraum 8 ist deshalb ein ganz genau bestimmtes. Sobald die Vereinigung von Luft und Gas stattgefunden hat, vergeht noch eine genau bemessene Zeitdauer, ehe die Zündkerze unter die Öffnung der Verbrennungskammer 8 tritt, so daß das Gemenge genügend Zeit hat, sich innig zu vermischen. Das Explosionsgemisch ist also hochgespannt und seinem Druck auf das Ventil 10 wirkt die Feder 11 entgegen. Gelangt die Zündkerze in den Bereich des

Explosionsgemisches, dann erfolgt die Zündung und Verbrennung. Hierdurch wird der Druck in der \^erbrennungskammer derart gesteigert, daß die Federspannung ii überwunden und das Ventil io von den Verbrennungsgasen geöffnet wird. Diese strömen in die Düse 9 und in der Bewegungsrichtung des Rades 1 unter hohem Druck in die Schaufeln des Rades, wodurch dasselbe in Drehung versetzt wird, welche durch die Welle 2 und Kupplung 4 zur Arbeitsverrichtung weitergetragen wird.

Die Maschine zeichnet sich durch große Einfachheit aus, da sie zur Steuerung nur einer rotierenden Trommel und selbsttätig" wirkender Ventile bedarf, während die genaue Regelung des Arbeitsganges allein durch Änderung der Geschwindigkeit des Motors bewirkt wird, der die Steuerungstrommel antreibt.

Claims (3)

1. Patent-Ansprüche:

   I. Gasturbine, dadurch gekennzeichnet, daß Luft und Gas getrennt voneinander verdichtet und in Kammern einer Speisetrommel (12) geleitet werden, aus denen sie nacheinander in regelbaren Mengen in eine durch ein belastetes Ventil (10) abgeschlossene Verbrennungskammer (8) zur Mischung übergeführt und dort verbrannt werden, worauf die hochgespannten Verbrennungsgase nach Überschreitung eines bestimmten Druckes das Ventil (10) selbsttätig öffnen und durch eine Düse seitlich gegen den Schaufelkranz des Laufrades (1) der Turbine strömen.
2. 2. Gasturbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die regelbare Speisung der Verbrennungskammer (8) durch eine von einem Motor mit regelbarer Geschwindigkeit angetriebene, in mehrere Luft- und Gaskammern geteilte Speisetrommel (12) bewirkt wird, die in ihrem Mantel die Zündung trägt.
3. 3. Gasturbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Speisetrommel (12) die Druckluft (bezw. das Druckgas) durch Vermittelung von Speiseschleusen (15, 16), die mit der Speisetrommel sich drehen, getrennt zugeführt wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.