DE190917C

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Publication number: DE190917C
Application number: DENDAT190917D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

20. März 1883

die Priorität

Die Erfindung betrifft eine Gasturbine mit Explosionskammer.

Gemäß vorliegender Erfindung findet in der Explosionskammer die !Carburation des Explosionsgemisches statt und erfolgt zur Zeit der Explosion, damit diese nicht zurückschlagen kann. Vor tien Wänden der Explosionskammer sind mit Öffnungen versehene Steuerscheiben angeordnet, welche bald in einer, bald in der entgegengesetzten Richtung gedreht werden, und deren Öffnungen sich den in den Wänden der Explosionskammer angeordneten Öffnungen gegenüber einstellen. Die Öffnungen der Scheidewände, durch welche die Gase zu den Turbinenschaufeln gelangen, sind durch Klappen geschlossen, die sich nur im Augenblick der Explosion öffnen. Mittels der Steuerscheiben werden die Explosionskammer und die Schaufeln der Turbine während einer längeren Zeit mit einem Drackluftraum in Verbindung gesetzt, aus welchem Luft durch die Explosionskammer und die Schaufeln zum Zwecke der bekannten Kühlung und Reinigung hindurchströmt.

Die Erfindung ist in den Zeichnungen in einer Ausführungsform veranschaulicht, und zwar zeigt

Fig. ι einen Längsschnitt der Vorrichtung, Fig. 2 eine Aufsicht,

Fig. 3 einen Querschnitt nach der Linie A-A der Fig. 1,

Fig. 4 einen Querschnitt nach der Linie B-B der Fig. i,

Fig. 5 eine Einzelheit,

Fig. 6 einen Schnitt nach C-C der Fig. i,

Fig. 7 einen Schnitt nach D-D der Fig. 6 und

Fig. 8 einen Schnitt nach E-E der Fig. i, teilweise abgebrochen.

Das Maschinengehäuse besteht aus drei Kammern, α ist eine Kammer für die verdichtete Luft, b eine Kammer, in welcher die Explosion stattfindet, und c die Auspuff kammer. In dieser letzteren befinden sich die Turbinenräder d, welche auf einem kegelförmigen Zapfen der Triebwelle e angeordnet sind. Die Welle e wird einerseits von einem Lagerbock f, andererseits von Lagern /^x,/²,/³ getragen, welche in den Stirnwänden der Kammern angebracht sind. Die Turbinenräder d drehen sich zwischen festen Scheiben g, in welchen Kanäle ausgespart sind, die das Druckmittel auf die Schaufeln der Turbinenräder leiten. Diese festen Leitscheiben sind in der Kammer c zentrisch auf Rändern g¹ gelagert und in geeigneter Weise gegen Verdrehung und axiale Verschiebung gesichert.

Die Stirnwand a¹ der Druckluftkammer trägt eine hohle Achse α², durch welche die Welle e ohne Reibung hindurchgeführt ist. Auf dieser hohlen Achse ist ein Trieb h drehbar gelagert, welcher durch eine Zahnstange i, deren Wir-

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kungsweise später erläutert werden wird, bewegt wird. Der Trieb h trägt einen Ansatz mit einem Dorn j¹, welcher in einen Schlitz j² der Stirnwand a¹ eingreift. In diesem Schlitz kann sich der Dorn j¹ verschieben. Der Dorn j¹ bewegt die beiden Steuerscheiben k, k¹, die miteinander verbunden sind und sich auf den Zapfen a³ und b³ drehen können. Die Scheiben sind mit Öffnungen I versehen, welche

ίο sich vor entsprechenden Öffnungen der Kammerscheidewände a¹, b¹ einstellen.

Die Stirnwand δ¹ ist mit zwei Arten von Öffnungen versehen: die Öffnungen m dienen zum Hindurchlassen der verdichteten Luft für die Kühlung, die Öffnungen η öffnen sich dagegen nur im Augenblicke der Explosion. Die letzteren Öffnungen sind im Schnitt in Fig. 7 veranschaulicht. Sie sind durch eine Klappe 0 verschlossen, welche durch eine Feder o¹ auf ihren Sitz gedrückt wird. Die Feder ist zweckmäßig eine Torsionsfeder, welche mittels einer Schraube o², die mit einer zahnartigen bzw. mit Vorsprüngen versehenen Einstellvorrichtung ausgerüstet ist, geregelt werden kann.

Die hin und her gehende Bewegung der Zahnstange i, welche in den Trieb h eingreift und die Steuerscheiben antreibt, erfolgt durch Daumen p (Fig. 5). Diese sind auf einer senkrechten Welle p¹ angeordnet, welche mittels eines Triebes p² angetrieben wird, der in eine Schraube ohne Ende q eingreift. Diese Schraube sitzt auf der Welle r, die von der Turbine selbst mittels Übersetzungsgetriebe r¹, r² (Fig. 2) angetrieben wird.

Die Daumen p wirken auf den Dorn i¹, der auf der Zahnstange i befestigt ist, die stets durch eine Feder i² zurückgezogen wird. Die Zahnstange endigt in den Kolben s¹ einer Luftpumpe s, welche Luft in dem Kohlenwasserstoffbehälter zusammenpreßt, damit die Kohlenwasserstoffe unter Druck in den Injektor eintreten. Auf der Zahnstange ist ein Bügel t angeordnet, welcher mit einer Stange t¹ versehen ist. Diese Stange steuert die Hahnöffnung u des Injektors (Fig. 3 und 4). Der Injektor ist im Schnitt in Fig. 3 veranschaulicht und besteht aus einem Einblasrohr für die Kohlenwasserstoffe u¹, um welches ein Kanal ti² angeordnet ist, der die verdichtete Luft zuführt. Das Gemisch von Kohlenwasserstoffen entsteht durch Zerstäubung, Die beiden Zuführungen u³ und u^l sind gleichzeitig offen oder durch einen in u befindlichen Hahn geschlossen. In der Wandung der Explosionskammer ist die Zündkerze ν angebracht. Die verdichtete Luft wird durch eine umlaufende Pumpe χ geliefert, welche durch Trieb x¹ und x² angetrieben wird. Der letzte Trieb ist auf der Welle r angeordnet.

Die verdichtete Luft strömt in die Kammer a durch das Rohr χ³. Die Kammer ist mit Bälgen α* versehen, welche die Aufnahmefähigkeit dieser Kammer erhöhen und ihr die erforderliche Nachgiebigkeit verleihen.

Die Wirkungsweise ist folgende:

Ist die Maschine im Gange, so treibt die Welle e mittels der Getriebe r¹, r² die Welle r. Die Schraube ohne Ende dreht den Trieb p² und die Welle p¹, welche die Daumen trägt. Diese Daumen bewirken die hin und her gehende Bewegung der Zahnstange, veranlassen hierdurch, daß sich die Steuerscheiben k, k¹ bald in der einen, bald in der anderen Richtung drehen, und treiben schließlich den Kolben .s¹ an, durch welchen die Luft in den Kohlenwasserstoffbehälter gepreßt wird. Die Luftpumpe χ wird ebenfalls durch die Getriebe x¹, x² angetrieben und die Luft in die Kammer α geschickt. Im Augenblicke, wo die Explosion stattfindet und wo die Gase in die Arbeite- und Expansionskammer eintreten, hatten die Steuerscheiben k, k¹ sich so eingestellt, daß die Öffnungen I den Öffnungen η gegenüberstanden. Von dem Zeitpunkte der Explosion an drehen sich dia Steuerscheiben in der : Pfeilrichtung 1; die Kammern a, b, c werden durch die Scheiben k, k¹ geschlossen bis zu dem Zeitpunkt, in welchem die Öffnung I vor der Öffnung m ankommt. In diesem Augenblicke dringt Luft aus der Druckluftkammer sehr rasch in die Explosionskammer, in die Turbinen und in die Auspuffkammer, nimmt die verbrannten Gase mit und kühlt gleichzeitig die ganze Maschine, worauf sie durch das Rohr y entweicht.

Dieses Hindurchblasen frischer verdichteter Luft dauert so lange, als die Öffnung I sich gegenüber der Öffnung m befindet. In dem Augenblicke, in welchem die Öffnung I das Ende der Öffnung erreicht, wird die Bewegung der Steuerscheibe umgekehrt, und diese bewegt sich im Sinne des Pfeiles 2. Die Öffnung I wandert von neuem längs der Öffnung m, und der frische Luftstrom dauert fort. In dem Zeitpunkte, in welchem die Öffnung / das Ende der Öffnung m überschreitet, ist die Verbindung zwischen den Kammern a, b, c unterbrochen. Das Abschließen der Scheidewand a¹ findet ein wenig später als die Absperrung der Scheidewand b¹ statt, und zwar derart, daß die Explosionskammer mit verdichteter Luft gefüllt ist. Die Zerstäubung der Kohlenwasserstoffe erfolgt alsdann, während der Hahn u sich unter der Wirkung der Zahnstange öffnet und das eingespritzte Petroleum bzw. der flüssige Brennstoff über der Kerze ν zerstäubt wird, deren Erglühen bereits durch einen auf dem Hebel des Injektorhahns gelegenen Stromschließer bewirkt ist. Die Explosion findet in dem Zeitpunkte statt, in welchem sich die Öffnungen I und η der Stirnwand δ¹ gegenüber befinden. Alle anderen Öffnungen sind geschlossen. Dagegen öffnen sich die Öffnungen η unter dem

Druck, und die durch die schrägen Zuführungen n¹ zugeleiteten Gase strömen gegen die Arbeitsschaufeln unter einem geeigneten Winkel.

Die Zahnstange i weicht am Ende ihres Hubes dem Daumen ft aus und wird rasch durch ihre Feder i^%. zurückgezogen. Diese Rückwärtsbewegung bewirkt das Schließen des Injektorhahns und setzt die drei Kammern a, b, c miteinander in Verbindung, was der in der Kammer a und in den Bälgen angesammelten Luft ermöglicht, sich in den Kammern b, c auszudehnen, dieselben auszufegen und sie zu kühlen. Diese Wirkungsweise wiederholt sich in gleicher Art in gewissen Zeitabschnitten. Die großen Geschwindigkeiten, welche mit dieser Turbine erreicht werden können, befähigen sie, ohne Transmission Dynamos, Zentrifugalpumpen, Ventilatoren u. dgl. anzutreiben. Man kann sie ferner vorteilhaft zu einem geräuschlosen Antrieb von Wagen, Booten, Automobilen u. dgl. benutzen.

Diese Maschine ist besonders von Vorteil, insofern jede Gefahr eines Rückschlags der Explosion ausgeschlossen ist, da die Beladung der Luft mit Kohlenwasserstoffen nur in dem Augenblicke der Explosion und in der Explosionskammer stattfindet. Ein weiterer Vorteil liegt in der Kühlung aller der Teile, welche mit den heißen Gasen in Berührung kommen, sowie in der Anordnung aller Teile, die durch die hohe Temperatur der Explosion zerstört werden können, außerhalb der Explosions- und Arbeitskammern.

Die Anordnung der Teile der Vorrichtung kann von der beschriebenen auch abweichen.. Diese ist nur beispielsweise erläutert, während die Gestaltung, Abmessungen und Einzelheiten jedoch auch anders ausgeführt sein können, ohne daß die Wirkung verändert wird.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Gasturbine mit Explosionskammer, dadurch gekennzeichnet, daß das Explosionsgemisch in der Explosionskammer und nur zur Zeit der Explosion karburiert wird.

2. Ausführungsform der Gasturbine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei bald in einer, bald in der entgegengesetzten Richtung sich drehende Steuerscheiben, die mit Öffnungen versehen sind, welche sich den in den Scheidewänden des Gehäuses angeordneten Öffnungen gegenüber einstellen, wobei die Öffnungen der Scheidewände, durch welche die Gase in die Turbinenkammer eintreten, durch Klappen geschlossen sind, die sich nur im Augenblicke der Explosion öffnen.

3. Ausführungsform der Gasturbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerscheiben während einer längeren Zeitdauer die Explosionskammer und die Schaufeln der Turbine mit der Druckluftkammer in Verbindung setzen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.