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BESCHREIBUNG DER PATENTANMELDUNG (Kombiniert wirkende Gas- und Dampfturbine)
Titel: (technische Bezeichnung) Kombiniert wirkende Gas- und Dampf turbine Anwendungsgebiet:
(Wiedergabe des Oberbegriffe des Patentanspruchs 1) Die Erfindung bezieht sich auf
die Konstruktion einer Gas- und Dampfturbine, bei welcner die Expansionsenergie
des Verbrennnngsgases und die entstehende Verbrennungstemperatur zur Dampferzeugung
bzw. zur zusätzlichen Nutzung des dabei entstehenden Dampf-Expansionsdruckes rentabel
nutzbar gemacht werden scll. Die Anwendung g derartiger Turbinen dürfte je nach
Größe für sämtliche -Anlagen - Fahrzeuge oder Zwecke möglich sein, bei welchen motorische
Kraft unerläßlich ist - und wo Wert auf ruhige ers#hütterungsfreie Funktion gelegt
wird.
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Zweck: Der Zweck liegt in der Verbesserung der motorischen Wirkleistung
- bzw. in derEinsparung von Treibstoff. Es soll ein möglichst geräuscharmer Lauf
und eine erschütterungsfreie Funktion gewährleistet sein. Die Anwendungsmöglichkeiten
sollen eine universelle Verwertung und Benutzung gestatten und jedem erdenklichen
Zweck dienen, der Motorische Antriebskraft erfordert.
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Die produktive Herstellung der Turbinen soll unkoipliziert sein und
keine hohnen materialkosten verursachen.
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Stand der lechnik: Bei üblichen turbinen wird der brennstoff verwendet
um entweder in Dampfkesselanlagen einen Wasservorrat zu verkochen und den dabei
erzeugten Dampf über Dampfdruck-Rohrleitungen in der Turbinenanlage auf Turbinenschaufeln
zu leiten, welche somit den Strahlungsdruck in motorische Kraft umsetzen.
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Da der Dampf-Strahldruck bei üblichen Turbinen nur eine blasende
Wirkung zeigt, so geht durch die Sch@@@@lanordnung eine ganz bestimmte Menge an
Energie verloren, weil diese zum Teil völlig ungenutzt entweichen kann, wu man besonders
bein Einfahren solcher Turbinen bemerken kann - bevor sich die Turbinenschaufeln
in rotierende Bewegung setzen. bei Gas turbinen herkömmlicher Art besteht auch nur
der Unterschied darin, daß der frennstoff mit Luft vergast und dieses Gasgemisch
in einem Druckbehälter verbrannt wird, wodurch die Gasexpansion durch Verbrennung
entsteht. Der somit entstehende Ausdehnungsdruck des Verbrennungsgases wird wie
bereits erwähnt auch in diesem Falle in motorische Leistung umgesetzt.
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Kritik des Standes der Technik Wie bereit erwähnt, geht bei den üblichen
Turbinen ein Teild#es vom Energiestrahler zugeführten Gas- bzw. Dampf- Strahldruckes
zwischen den Turbinenschaufeln ungenutzt verloren, da der Strahldruck nur schräg
auf die Turbinenschaufeln auftrifft und dadurch auf die Schaufelachsen einer. fluck
ausübt, welcher die Achse in Drehbewegung versetzt. fler hierbei gebrochene Dampf-Druckstrahl
wird durch Wender umgelenkt und abermals auf eine weitere Schaufelanordnung gestrahlt
usw. - usw. - je nach der Konstruktionsweise solcher Turbine. Bei diesen Turbinen
wird aber stets Je eine nutzbare and somit auch zweckmäßige Energieform überstehen,
denn bei der Gasturbine wird wird einseitig nur die Expansion des Verbrennungsgases
genutzt, während bei Dampfturbinen nur der brennstoff zur Dampferzeugung verwendet
wird. -nei Gasturbinen besteht außerdem noch der Nachteil, das die Turbinenschaufeln
durch die Verbrennungstemperaturen in (ilut 6eraten und zum Teil dabei durch Schmelzvorgänge
und Oxyde zu schnell beschädigt werden. Zieht man in dieser Hinsicht Verbrennungsmotoren
in Betracht, so liegen hierbei die Nachteile besonders in des durch die Arbeitstakte
ausgelösten Erschütterungen und dem Len, der durch die Explosionstakte entsteht.
Konstruktionsgemäß ist der aufwand für Zlindverteiler - Vergaser - Kurbelwelle -
Mockenwelle und für Gangschaltungsgetriebe extrem hoch, und die Verbrennungstemperaturen
gehen ebenfalls ohne Nutzeffekt verloren. -Aufgabe: Es ist aufgabe, in diesem sinne
die Konstruktion einer turbine zu ermöglichen, welche es gestattet, jede mögliche
oder nutzbare ilergieform zu verwerten. -In diesem oinne soll also die Ausdehnung
des verbrennungsgases und gleichzeitig aber auch die Expansion des Wassers durch
dic Verbrennungswärme, bis zur bestmöglichen Weise nutzbar gemacht und in motorische
Kraft umgesetzt werden. -Weiterhin ist es Aufgabe der Turbinenkonstruktion auf jede
unnütze Präzision zu verzichten, sofern eine Funktion dadurch nicht vermindert wird.
Werner soll die Konstruktionsweise einfache materialsparende Aspekte betonen und
übrigens auch im Aufbau und in der tunktion unkompliziert sein. Keine geräuscharme
und erschütterungsfreie Funktionsweise soll erzielt werden. Anlagen zur Kraftgevinnung
/ Temporegulierung und sonstige Bedienungsweisen sollen vereinfacht werden und die
Betriebskosten - Reparaturanfälligkeiten usw. sollen sich verrindern, sodaß auch
eine flentabilität gewährleistet ist. Funktionstörungen müssen auch einem Nichtfachmann
möglich z@ibeheben seinn um auch in besonderen allen nicht mit Abhängigkeiten belutet
zu werden.
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Lösung: (Wiedergabe des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs
1 Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Brennbirne konstruiert
wird, in welcher (in einem abgeschirmten Teil) aus Brennstoff und Luft die Bildung
eines Brenngasgemisches vollzogen wird, - welches da gleichzeitig zur Verbrennung
gelangt. Das Verbrennungs-Abgas, welche durch den Verbrennungsvorgang expandiert
und mit Verbrennungswärme angereichErt ist, hat infolge der eingesetzten Abschirmung
zwei Auastrahlseiten zu passieren - um zu vermeiden, daß das brennende Gas durch
entgegenströmenden Wasserdampf erstickt würde. Lurch das ZUsammentreffen der durch
die Abschirmung entstandenen zwei Strömungsrichtungen ntsteht innerhalb des Gaestro
es eine Wirbelstruktur, in welche mittels einer Sprühdüse oder eines Wasserstrahlverteilers
fortwährend eine Besprühung mit Heißwasser erfolgt, welches hierbei die übermäßige
Verbrennungswärme des Gases aufnimmt und dadurch in einen dampfförmigen Aggregatzustand
übergeht. Durch die entstehende Dampfbildung erhöht sich der Innendruck der Stahl-Brennbirne
zusätzlich. - Diese beiden zusa###nfallenden Druck-Einheiten haben nur die Möglichkeit
über eine Ausstrahlöffnung zu entweichen. Da allerdings ein Treibrollenpaar vor
die Ausstrahlöffnung gesetzt ist, so bilden diese im Verhältnis zum Innenraums standig
einen geschlossenen Rau in der Brennbirne, was bei einer Schaufelanordnung nicht
der Fall wäre. Genauer gesagt gleichen diese Treibrollen den Drehtüren eines geschlossenen
Raumes, die eben nur rassierbar sind, wenn diese in Drehbewegung versetzt werden
! - Ein Überdruck im Inneren der Brennbirne wirkt sich also bereits schon auf die
Achsen als mechanische bzw.
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als motorische Energie aus. Die beiden Treibrollen sind durch eine
Zahnradwelle - über zwei Kegelradpaare se synchronisiert, daß diese sich stets in
einem gleichmäßigen T##po, allerdings der Ausströmung des Gases gemäß zueinander
entgegengesetzt drehen müssen. Über eine der beoden Treibrollen wird eine Gleitschubstange
mit dreiteiligen Gleitschinen bewegt, auf deren 3 Gleitleisten die Gleitstücke der
Kolbenstangen aufgelegt sind. Der Puspenblock selbst ist auf eine verschiebbar.
Achse aufgeschoben auf denen die Einzelpuipen wiederum auf Reguliergleitstücken
ruhen, auf welchen diese mittels Regulierfeststeller arretiert werden könne. Diese
Vorrichtung soll eine abstimmende Rerulierung der Einzelpu#pen ermöglichen I - um
eine Anpassung zu erzielen, oder um vor schiedenartige Bedarfsdifferenzen auszugleichen.
lurch eine Verschiebung des gesamten Pumpensatzes in Wichtung zu den Ereibrollen
vergrößert sich die Arnauslegung der Pumpenkolben, wodurch sich die Förderleistung
durch den größeren Hub erhöht. wird der Pumpensatz in die andere nichtung geschoben,
also von den Treibrollen entfernt, so verringert sich die Pumpenförderleistung.
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Lbsungs (Fortsetzung von Blatt 6) Diese Anordnung entspricht im übertragenen
Sinne dem Gaspedal einer Motoranlage, da sich die erhöhungen und verminderungen
der somit stufenlos verstellbaren Punpenhubräune, Je nach rall der XetAtigung verändern
lassen und sich somit auf aie irattleintung der Turbine - oderederen Lauftempo auswirkt.
von den doppeltwirkenden #inzelpumpen des Pumpensatzes aus, wird flüssiger Brennstoff
und Luft ii den Trennteil der Stahlbirne gedrückt, wodurch sich dort infolge der
ineinander gerichteten Strahlung ein Gasdunst bildet der am Anfang durch eine Elektrode
gezündet wird und dann laufend brennt. Die gesamte Turbinenanlage liegt abgeschlossen
ii Wasservorratstank eingebettet. Da der Brennteil der Stahl-Druckbirne somit vom
Wasservorrat umspült wird, - diese also soweit kühlt -, daß sich keine Glut bilden
kann, 80 erwärmt sich allerdings das Vorratswasser, Der Wasservorrat, der somit
im Laufe der Zeit schon erheblich mit Wärmeenergie angereichert ist wird von der
Wasserpuipe durch eine Heizschlange gepumpt, welche direkt durch die Brennkammer
der Gas- Druckbirne geleitet, worin es sich erhitzt und dann hinter der Abschirmung
direkt in das verbrannte noch glühendheiße Abgas gesprüht, worin es auf dem Wege
zur Ausstrahlöffnung verdampft und mit dem Abgas zusammen die Treibrollen antreibt.
Die Treibrollen übernehmen somit im Kreislaufsystem die Betätigung der Speisepumpen
dieser Turbine, der solange währt wie es gewünscht wird, oder wi#e## die Treibstoffreserven
zulassen. Durch eine einfache Hebe und Senkvorrichtung für das Treibrollensystem
ist es möglich, daß die Treibrollen-Radringe - mit verändertem Volumen der inzelsektoren
- je nach Wunsch oder Zweckmäßigkeit auf die gewünschte Stellung vor die Auslaßöffnung
des Abgases gesetzt werden, was sich somit auf infachste Weise als Gangschaltung
auswirkt.
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Weitere Ausgestaltung: Die gesamte Turbine, insbesondere die Brennbirne
der Turbine wird direkt im Wasservorratsbehälter einmontiert, sodaß keine Metallglut
in der Gegend des Brennteiles entstehen kann. Durch diese Anordnung wird der Wasservorrat
bereits mit Wärmeenergie angereichert, wodurch die spätere Verdampfung - innerhalb
der Brennbirne erleichtert wird, da sich die Wärmeaufbrauchspanne bis zur Siedepunkt
verringert und die Dampfbildung schneller vollzieht. Durch die Einbettung der gesamten
Turbinenanlage in den Wasservorratsbehälter werden die normalen Arbeitsgeräusche
der Turbine erheblich vermindert, da durch die verhältnismäßig starkes Wasserschicht
die gesamten Geräusche der mechanisch bewegten Teile und des Gasauslasses ( Welcher
noch als wasserumspülter Schallabfang im Wasser liegt ) so stark gedämpft, wie das
bei keiner anderen Schalldämpfung möglich sein dürfte.
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Erzielbare Vorteilen Die Vorteile der Gesamtkonstruktion liegen vor
allen Dingen in der Betriebsrentabilität solcher Turbinenlage - weiterhin in der
geräuscharmen Funktion anz besondere Vorteile liegen aber in den weitoespannten
Möglichkeiten der Verwendung solcher Triebwerksanlagen, da kleine Turbinen bereits
für Kleinfahrzeuge Verwendung finden können und andererseits Großanlagen für Turbine
lokomotiven und für stationäre Zwecke konstruktionsfähig sind. - Zum Beispiel könnte
ein Gebäude mit Heizölfeuerung stattdessen eine Turbine betreiben, welche ständig
den Stroh für Licht und Haushaltsweckemerzeugt - und die Wärmeleistung wäre durch
die Abgasnutzung außerdem noch vorhanden. - In solchen Falle wäre eine Kopplung
mit einem Stromgenerator ohne Umstände möglich.
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Die produktionsgemäße Auswertung und besonders die Herstellung der
Turbinen ist konstruktiv im Verhältnis zu einem Motor sehr einfach, da die ganze
Turbine nur aus ca. 15 leicht zu fertigenden Teilen bestehen würde.
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Da alle technischen Umständlichkeiten fehlen, so wäre eine vorteilgewährende
Auswertung ohne jeden Zweifel möglich.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele: Die Ausführungsbeispiele sind
in ca. 5 Zeichnungen dargestellt und werden auf ein sinei besonderen Beilageblatt
ausführlich beschrieben.