DE210906C

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Publication number: DE210906C
Application number: DENDAT210906D
Authority: DE

Description

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KAISERLICHES

PATENTAMT.

Das vorliegende Verfahren bezieht sich auf solche Gasturbinen, welche durch Einzelexplosionen in einer mit der Expansionsdüse ständig verbundenen Verbrennungskammer betrieben werden. Die Erfindung besteht in der Einführung von Dampf in die Verbrennungskammer zu bestimmer Zeit und unter bestimmten Druckverhältnissen.

Die Figur zeigt in punktierten Linien zunächst ein Zeitdruckbild der Gase in der Verbrennungskammer bei dem bekannten Betriebsverfahren von Explosionsgasturbinen ohne Dampfeinführrng. Es wird auf der Zeitstrecke a-b eine Mischung von Luft und Brennstoff von der absoluten Spannung α in eine Verbrennungskammer eingeführt, und zwar ist hierbei die Annahme gemacht, die im übrigen für das Verfahren nicht wesentlich ist, daß trotz des Zuströmens der Gase der Druck aufrechterhalten bleibt, da gleichzeitig eine entsprechende Gasmenge aus der Düse abströmt.

Im Zeitpunkt δ wird das Einströmorgan abgeschlossen und unmittelbar darauf die Ladung zur Entzündung gebracht, so daß der Druck augenblicklich steigt; alsdann fällt der Druck der ständig aus der Düse strömenden Gase, bis wieder die Zuflußspannung erreicht ist; nun strömt unter dieser Zuflußspannung wieder neues Gasluftgemisch ein, und es wiederholt sich daher das Bild.

Die vorliegende Erfindung beruht nun darauf, daß in die Verbrennungskammer unter bestimmten Verhältnissen Dampf eingeführt wird, um einesteils die zu hohe Temperatur der Verbrennungsgase nutzbringend herabzuziehen, so daß sie den Maschinenteilen, auf welche sie ihre Arbeit übertragen sollen, nicht schädlich sind, anderenteils die mit jeder Explosion erzeugte Arbeit möglichst stark zu vergrößern und dadurch auch die mit der Gewichtseinheit der verdichteten Gasmischung geleistete Arbeit möglichst zu erhöhen.

Die Einführung von Dampf in den Verbrennungsvorgang ist zwar an und für sich bekannt, aber die Erfindung bezieht sich auf Einführung von Dampf unter ganz bestimmten Druckverhältnissen und zu bestimmten Zeiten, durch die besonders der genannte Zweck der Vergrößerung der Arbeitsleistung für die Gewichtseinheit der Gasluftmischung erreicht wird.

Das Verfahren besteht darin, daß der Dampf nach Einführung des brennbaren Gemisches in die Verbrennungskammer vor der Entzündung des Gemisches unter solcher Spannung zugeführt wird, daß er einen höheren als den Gemischzuführungsdruck in der Kammer erzeugt. Die ausgezogenen Linien der Figur stellen diesen Vorgang dar. Während der Strecke a-b dauert wiederum die Einführung des Gasluftgemisches an; im Punkt b wird die Einführung von Gas und Luft unterbrochen und statt dessen Dampf von so hoher Spannung eingeführt, daß der Druck bis auf c steigt; dann findet die Entzündung des Gas-Luft-Dampfgemisches statt, und es steigt dadurch der Druck bis auf d. Von, hier fällt die Spannung der Gase infolge des ununterbrochenen Abströmens bis auf den Enddruck α ab, worauf sich das Spiel von neuem wiederholt.

J^agerexempiar

Das Verfahren zeigt einen erheblichen Vorteil gegenüber den bisher vorgeschlagenen Verfahren, bei welchen Dampf in die Verbrennungskammer von Explosionsgasturbinen eingeführt wird. Man hat hierbei entweder den Dampf am Ende der Expansion unter demselben Druck, mit welchem sich der Ladeprozeß vollzieht, zugeführt oder aber den Dampf nach erfolgter Zündung unter dem

ίο Höchstdruck des Prozesses eingeführt.

Bei dem ersterwähnten Verfahren tritt eine Steigerung der Leistung nicht ein. Der Zweck dieses Verfahrens ist die Verhütung von Frühzündungen durch Zwischenschaltung einer Dampf schicht zwischen den Verbrennungsrückständen und der neuen Ladung.
■ Die Überlegenheit in der spezifischen Leistung bei gleicher Kompressionsarbeit des neuen Verfahrens gegenüber dem vorgenannten zeigt sich deutlich bei einem Vergleich der Arbeitsflächen in der Figur. (Die Umrisse der Arbeitsfläche nach dem bekannten Verfahren sind punktiert eingetragen).

Das Verfahren, den Dampf direkt nach der Zündung unter dem Höchstdruck des Prozesses zuzuführen, ergibt den Übelstand, daß der Apparat zur Erzeugung des Dampfes sehr starkwandig sein muß, wodurch er sehr kostspielig, weniger sicher und ungünstiger in der Wärmeübertragung wird. :

Bei dem vorliegenden Verfahren kann der Dampf mit einer erheblich geringeren, etwa halb so großen Spannung in die Verbrennungskammern eintreten, als dies bei vorgenanntem Verfahren der Fall ist. Der Dampferzeugungsapparat fällt demnach entsprechend leichter und billiger aus.

Claims

Patent-An Spruch:

Verfahren zum Betrieb von Gasturbinen, welche durch Einzelexplosionen betrieben werden und in denen abwechselnd eine verdichtete Gas- und Luftladung und eine Dampfladung in die Verbrennungskammer eingeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Dampf der Gas- und Luftladung vor ihrer Zündung mit so hoher Spannung zugeführt wird, daß das Dampf-Gas-Luftgemisch höhere Spannung als die Zuführungsspannung aufweist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.