DE210751C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 46 d. GRUPPE

HENRY PECHEUR in ST. QUEN, Frankr.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 16. Dezember 1906 ab.

Die Erfindung betrifft eine Gasturbine mit Differentialkolben zum Ansaugen und Komprimieren des Gasgemisches sowie zum Steuern des Verbrennungskammerauslasses. Die Erfindung bezweckt eine rasche stoßfreie Be\vegung der Differentialkolben, so daß in der Zeiteinheit eine große Anzahl von Explosionen, infolgedessen ein sehr ruhiger Gang der Turbine und ein hoher Wirkungsgrad zustände kommt. Ferner wird durch die Erfindung bewirkt, daß die Maschine bei kleinen Abmessungen eine große Leistung hat.

Um vorstehendes zu erreichen, kommt es bei der Erfindung darauf an, daß zwei einander frei gegenüberliegende Differentialkolben zwischen sich einen mit selbsttätigem Gemischeinlaßventil versehenen Kompressionsraum bilden und nach ihren Verbrennungskammern hinführende selbsttätige Ventile haben. Durch

ao die Explosion des Gemisches in einer Verbrennungskammer wird der zugehörige Kolben gegen den anderen verschoben, wodurch das angesaugte frische Gemisch in dem Kompressionsraum verdichtet und in die Explosionskammer des zurückgehenden anderen Kolbens gedrückt wird. Nach Sinken des Druckes in seiner Kammer und noch vor der Explosion in der anderen Kammer geht der zuerst erwähnte Kolben wieder zurück, z. B.

unter der Einwirkung bekannter luftleerer Kammern, und saugt zugleich frisches Gemisch an. Die beiden Kolben laufen so beständig" zwischen elastischen Kissen und können sich sehr rasch bewegen, weil sie von besonderen Antriebsorganen unabhängig sind und ein verhältnismäßig geringes Beharrungsvermögen erhalten können.

Auf der Zeichnung ist die Erfindung in einer Ausführungsform beispielsweise dargestellt. Es zeigen Fig. 1 einen achsialen Längsschnitt durch die für Petroleumbetrieb gedachte Turbine und Fig. 2 eine Vorderansicht, teilweise im Schnitt nach A-B in Fig. 1.

Das Gehäuse besteht aus zwei Hälften 1 und 2 aus Gußeisen, Stahl o. dgl., die durch Bolzen 3 dicht miteinander vereinigt sind. Jede dieser Hälften oder Kapseln hat drei ringförmige Kammern, von denen 4 und 5 zum Durchtritt des Kühlwassers der Explosionskammer und 6 zur Inbetriebsetzung der Maschine dienen. Die Kammern 6 stehen durch ein Rohrsystem unter Zwischenschaltung eines Kugelventils 7 mit dem Mittelraum 8 in Verbindung". Im Innern des Raumes 8 befinden sich zwei Differentialkolben 9 und 10, die sich achsial bewegen und zwischen sich und den Kapselteilen .vier neue Kammern 11, 12, 13 und 14 bilden. Diese Kammern sind durch die um die Kolben angeordneten Segmente und durch die schrägkantigen Ränder 30 abgedichtet, die in ringförmige Nuten 31 gleichen Profils eindringen. Durch die Ränder 30 werden ' die im Kreise an den Seitenflächen der Kammern 11 und 12 angeordneten Düsen 32 abgesperrt. 'Der zwischen den beiden Kolben verbleibende Raum 8 dient zum Ansaugen und zur Kompression der Gase. Er steht durch die Ventile 15 und 16 mit den beiden Explosions-

kammern 11 und 12 in Verbindung. Wird in den Kammern 13 und 14 ein Vakuum hergestellt, so schiebt der atmosphärische Druck im Raum 8 die Ringränder 30 der Kolben 9, 10 in die Nuten 31 ein.

Die, Abmessungen der Differentialkolben 9, 10 sind derartige, daß wegen des Unterdruckes in 13, 14 der atmosphärische Druck in Kammer 8, welcher auf ihre großen Oberflächen einwirkt, etwas größer ist als der Gegendruck der komprimierten Gase in den Kammern 11 und 12 vor ihrer Explosion. Wie bei gewöhnlichen Petroleummotoren sind die Explosionskammern mit Zündkerzen 19 und 20 zur Entzündung der Gase versehen. Kontakte 17 und 18, welche von dem Gehäusekörper isoliert sind, schließen den elektrischen Strom der Zündkerzen 19 und 20, sobald die Kolben sich am Ende ihrer Bewegung befinden und die Düsen 32 verschließen.

Den Düsen so nahe wie möglich sind Turbinenräder 21 und 22 angeordnet, welche auf der Motorwelle 23 sitzen, die von Lagern 24 und 25 gestützt wird. Diese Räder unterliegen abwechselnd der Einwirkung der Gase, welche nach jeder Explosion aus den Öffnungen 32 entweichen.

Bei Inbetriebsetzung der Turbine füllt man ein für allemal die beiden Kammern6 mit komprimiertem Gas und saugt die Luft aus den Kammern 13 und 14 ab, so daß die Kolben die Düsen der Explosionskammern verschließen. Die Öffnung 26 ist an einen gewöhnlichen Petroleumkarburator angeschlossen, und die Zündkerzen 19 und 20 werden von einer beliebigen elektrischen «Kraftquelle gespeist (etwa durch Akkumulatoren und Spule oder durch Magnetwirkung).

Wenn man in die Explosionskammer 11 die komprimierten Gase der Kammer 6 durch den Hahn o. dgl. 27 einläßt und den Zündstrom schließt, so daß ein Funken in der Kammer 11 aufblitzt, wird eine Explosion entstehen. Der Kolben 9 wird heftig gegen den Kolben 10 vorwärts gestoßen. Durch seine Bewegung öffnet Kolben 9 die Zulasse 32 und läßt die Gase ausströmen, welche die Schaufeln des Rades 21 treffen und die Umdrehung desselben veranlassen. Der Kolben9 komprimiert gleichzeitig die Gase, die sich in der Kammer 8 zwischen beiden Kolben befinden. Die auf diese Art und Weise komprimierten Gase füllen die Explosionskammer 12 an, indem sie durch das Ventil 16 hindurchtreten, und gehen zum Teil auch durch das Ventil 7 in die Kammer 6.. Infolge des Gasaustrittes aus der Kammer 11 wird der Kolben 9 durch den Überdruck in der Kammer 8 an seinen Ausgangspunkt zurückgeschoben ; er saugt während dieser Rückkehrzeit frische Gase an, indem er das Ventil 29 hebt. Sobald der Kolben 9 an seinen Ausgangspunkt zurückgekehrt ' ist, schließt er durch den Kontakt 17 den Primärstrom der Spule, welche die Zündkerze 19 speist, und ruft so in der Kammer 12 eine Explosion hervor. Die letztere hat dieselben Wirkungen im Gefolge, wie sie eben für die Kammer 11 beschrieben sind.

Das Ventil 7 hat den Zweck, den Rücktritt des komprimierten Gemisches aus dem Behälter 6 in die Kompressionskammer 8 zu verhindern. Findet beispielsweise auf der linken Seite eine Explosion statt, so komprimiert der linke Kolben 9 zunächst das Gemisch in der Kammer 8. Dies ist möglich, da der rechte Kolben 10 infolge seiner Trägheit und der Reibung den nötigen Widerstand leistet. Unter dem Druck des komprimierten Gemisches öff- ' net sich das Ventil 16 des Kolbens und die Explosionskammer 12 füllt sich. Ist der Druck genügend groß, so öffnet sich auch das Ventil 7, und zwar so lange, bis im Behälter 6 eine gewisse Spannung erreicht ist. Während auf diese Weise der Kolben 10 infolge des durch das Gemisch übertragenen Stoßes sowie der Luftleere im Raum 14 nach rechts geschleudert wird, wird der Kolben 9 infolge der Luftleere im Raum 13 zurückgehalten. Gegen das Hubende des Kolbens 10 hin vergrößert sich die Kammer 8 und saugt eine neue Menge brennbaren Gemisches durch das Ventil 29 an, während das Ventil 7 geschlossen bleibt.

Der Motor kann auch mit einer, Vorrichtung zum Regeln der Geschwindigkeit versehen sein, z. B. mit einem rotierenden Kommutator für wechselnde Geschwindigkeit, der von Hand verstellbar ist und periodisch die Zündströme schließt. In Fig. 1 ist eine derartige Vorrichtung schematisch zur Darstellung gebracht. Sie besteht aus einem Metallring 33 mit zwei seitlichen Daumen 34. Der Ring mit seinem Daumen wird von' der Motorwelle 23 unter Zwischenschaltung von die Geschwindigkeit vermindernden Zahnrädern 35 und einem über zwei konischen Trommeln 37 und 38 laufenden Riemen 36 in bekannter Weise in Umdrehung versetzt. Ein Akkumulator 39 ist einerseits an das Motorgehäuse und andererseits an eine Bürste 40 angeschlossen, die auf dem Ring 33 schleift. Zwei.andere Bürsten 41 und 42 werden abwechselnd von den Daumen 34 getroffen und sind unter Zwischenschaltung von Primärspulen 43 und 44 an die Kontakte 17 und 18 angeschlossen.

Liegt beispielsweise der Kolben 9 gegen den Kontakt 17, so kann ein Strom durch die Spule 43 strömen, und zwar in dem Augenblick, wo einer der Daumen 34 auf der Bürste41 schleift; es wird dann ein Induktionsstrom in dem sekundären Stromkreis erzeugt, der aus der Spule 45 der Zündkerze 19 und dem Motorgehäuse besteht. Derselbe Effekt wird in dem

sekundären Stromkreis erzielt, der aus der Spule 46 und der Zündkerze 20 besteht, sobald der Kolben 10 gegen den Kontakt 18 anliegt. Es ist ohne weiteres verständlich, daß man durch Verschieben des Riemens 36 längs der Kegel 37 und 38 die Umdrehungsgeschwindigkeit der Daumen 34 verändern und dadurch die Primärströme mehr oder weniger im Abstand voneinander halten, also auch die Häufigkeit der Explosionen je nach Wunsch verringern oder vermehren kann.

Man kann alle flüssigen oder gasförmigen Brennstoffe verwenden, um den vorliegenden Motor in Tätigkeit zu setzen.

Claims (2)

1. Patent-An Sprüche:

   i. Gasturbine mit Differentialkolben zum Ansaugen und Komprimieren des Gasgemisches sowie zum Steuern des Verbrennungskammerauslasses, dadurch gekennzeichnet, daß zwei einander frei gegenüberliegendeDifferentialkolben (9, 10) zwischen sich einen Kompressionsraum (8) bilden und nach ihren Verbrennungskammern (11, 12) hinführende selbsttätige Ventile (15,16) haben, so.daß durch die Explosion des Gemisches in einer Kammer (11 oder 12) der zugehörige Kolben (9 oder 10) gegen den anderen verschoben, dabei das angesaugte frische Gemisch in dem Kompressionsraum (8) verdichtet und in die Explosionskammer (12 oder 11) des zurückgehenden anderen Kolbens (10 oder 9) gedrückt wird, worauf er nach Sinken des Druckes in seiner Kammer und noch vor der Explosion in der anderen Kammer unter der Einwirkung bekannter luftleerer Kammern (13 oder 14) wieder zurückgeht und zugleich frisches Gemisch ansaugt.
2. 2. Gasturbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Spiel der beiden Differentialkolben (9, 10) durch einen Kommutator (33, 34) geregelt wird, welcher in den Stromkreis der in bekannter Weise durch die Kolben selbst zu schließenden elektrischen Zündkontakte eingeschaltet und dessen von der Turbinenwelle aus abgeleitete Geschwindigkeit beliebig veränderlich ist. "

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.