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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

- JV! 222426 KLASSE 46 d. GRUPPE- JV! 222426 CLASS 46 d. GROUP

HANS HOLZWARTH in MANNHEIMHANS HOLZWARTH in MANNHEIM

Regelung von Gasturbinen mit periodischer Verbrennung.Regulation of gas turbines with periodic combustion.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 18. Dezember 1908 ab.Patented in the German Empire on December 18, 1908.

Die Kolbengasmaschinen werden zurzeit dadurch geregelt, daß entweder die Zusammensetzung des zur Verbrennung gelangenden Gasgemisches oder die Menge desselben geändert wird oder beides, sowohl die Zusammensetzung als auch die Menge des Gemisches. Die letztere Regelungsart hat sich als die vorteilhafteste erwiesen, denn die Veränderung sowohl des Mischungsverhältnisses als auch der MengeThe piston gas engines are currently controlled by either the composition of the gas mixture to be burned or the amount thereof is changed or both, both the composition as well as the amount of the mixture. The latter type of regulation has proven to be the most advantageous proven, because the change in both the mixing ratio and the amount

ίο des zugeführten Gemisches gestattet es, bei jeder Einstellung der Regelung stets die möglichst günstige Verbrennung zu erzielen.ίο the supplied mixture allows for every setting of the control to always achieve the most favorable combustion possible.

Man könnte daher versucht sein, zu glauben, daß es auch zur Erzielung der günstigsten Regelung von Gasturbinen mit periodischer Verbrennung genügen müßte, wenn einfach darauf geachtet wird, daß die Regelungseinrichtung so arbeitet, daß stets die günstigste Verbrennung erzielt wird. Dies ist jedoch nicht zutreffend bzw. nicht ausreichend. Auf Grund theoretischer Erwägungen und praktischer Versuche hat sich nämlich herausgestellt, daß die Berücksichtigung der genannten Bedingung allein noch nicht zur Erzielung der günstigsten Regelung genügt, sondern daß noch ein anderer Faktor in Betracht gezogen werden muß, nämlich der durch die Verbrennung hervorgerufene Druck, was aus folgender Überlegung hervorgeht:One might therefore be tempted to believe that it is also used to achieve the most favorable regulation of gas turbines with periodic Combustion would have to suffice if it is simply ensured that the control device works in such a way that always the most favorable Combustion is achieved. However, this is not applicable or sufficient. On the basis of theoretical considerations and practical tests it has been found that that the consideration of the mentioned condition alone is not sufficient to achieve the most favorable settlement, but that another factor has to be taken into account, namely that through the pressure caused by the combustion, which can be seen from the following consideration:

Von allen Teilen der Gasturbine ist die Düse insofern der wichtigste, als ihre Beschaffenheit in einem Maße die Leistungsfähigkeit der Turbine beeinflußte, wie kein anderes Element der Maschine. Nur dann, wenn die Form der Düse genau dem Zustand des Ar45 Of all the parts of the gas turbine, the nozzle is the most important in that its nature affected the efficiency of the turbine to a greater extent than any other element of the machine. Only if the shape of the nozzle exactly matches the condition of the Ar 45

beitsmediums, d. h. der Verbrennungsgase entspricht, kann die höchste Leistungsfähigkeit der Turbine erzielt werden. Also wird z. B. durch irgendeine der bekannten Regelungsvorrichtungen der Zustand der Verbrennungsgase, welcher unmittelbar auf die Explosion folgt, verändert, ohne daß die Form der Düse eine Änderung erfährt, so wird auch sofort der Wirkungsgrad der Turbine wesentlich herabgesetzt. additional medium, d. H. corresponds to the combustion gases, can achieve the highest efficiency the turbine can be achieved. So z. By any of the known regulating devices the state of the combustion gases immediately following the explosion changes without affecting the shape of the nozzle If there is a change, the efficiency of the turbine is immediately reduced significantly.

Gemäß der Erfindung erfolgt nun die Regelung der Gasturbine mit periodischer Verbrennung so, daß durch entsprechende Einstellung der den Zustand der Verbrennungsgase unmittelbar nach der Explosion bestimmenden Größen (z. B. Zusammensetzung und Menge des Explosionsgemisches, Wärmezufuhr bzw. -abfuhr, Größe des Rauminhalts der Verbrennungskammer usw.) gegenüber den Abmessungen der Düse, insbesondere des das Expansionsverhältnis der Düse bestimmenden Verhältnisses des engsten Düsenquerschnitts zum weitesten Düsenquerschnitt, der Explosionsdruck bei jeder Regelungsstufe demjenigen Druck entspricht, für welchen das Expansionsverhältnis der Düse paßt, was gemäß Zeuners Theorie oder auch auf experimentellem Wege sich feststellen läßt.According to the invention, the gas turbine is now regulated with periodic combustion so that by appropriate adjustment of the determining the condition of the combustion gases immediately after the explosion Variables (e.g. composition and amount of the explosion mixture, heat supply or removal, size of the volume of the combustion chamber etc.) compared to the dimensions of the nozzle, in particular that which determines the expansion ratio of the nozzle Ratio of the narrowest nozzle cross-section to the widest nozzle cross-section, the explosion pressure at each control stage corresponds to that pressure for which the expansion ratio of the nozzle fits, which according to Zeuners Theory or experimentally can be determined.

Gemäß der Erfindung werden die die Höhe des Explosionsdruckes beeinflussenden Komponenten der Regelung so zueinander eingestellt, daß bei jeder Regelungsstufe der den Abmessungen der Düse entsprechende Explosionsdruck entsteht.According to the invention, the components influencing the level of the explosion pressure of the control are set to each other so that the dimensions explosion pressure corresponding to the nozzle.

Die Wahl der Mittel, durch welche der Ex-The choice of the means by which the ex-

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plosionsdruck in jeder Regelungsstufe auf die der Düsenform entsprechende Höhe gebracht wird, bietet dem Fachmann im gegebenen Falle keine Schwierigkeiten. Alle bekannten Mittel, welche zur Veränderung des Druckes in der Verbrennungskammer überhaupt geeignet sind, lassen sich natürlich auch zur Herstellung des jeweils von der Düsenform geforderten Verbrennungsdruckes benutzen. Erfolgt die Regelung beispielsweise in der für Kolbengasmaschinen günstigsten Weise durch Änderung sowohl der Zusammensetzung als auch der Menge des zur Verbrennung gelangenden Gemisches, so läßt sich jedesmal der erforderliche Explosionsdruck durch entsprechende Einstellung des Volumens der Verbrennungskammer etwa mittels Taucherkolbens oder durch zusätzliche Erwärmung oder Kühlung der Verbrennungskammer oder des zur Verbrennung gelangenden Geraisches oder seiner Bestandteile erzielen.The plosion pressure is brought to the level corresponding to the nozzle shape in each control stage does not present any difficulties to the person skilled in the art in the given case. All known Means which are suitable at all for changing the pressure in the combustion chamber can of course also be used to produce what is required by the nozzle shape Use combustion pressure. If the regulation takes place, for example, in the for Piston gas engines in the most favorable manner by changing both the composition also the amount of the mixture reaching the incineration, so each time the required explosion pressure by adjusting the volume of the combustion chamber accordingly for example by means of a plunger or by additional heating or cooling of the combustion chamber or the for Achieve incineration of equipment or its components.

Claims

Patent Claims:

1. Regulation of gas turbines with periodic combustion, characterized in that that with each adjustment of the control devices the explosion pressure by some means on the for the each selected nozzle shape is brought to the most favorable height.

2. Regulation according to claim 1, characterized in that when left unchanged Nozzle shape the most favorable explosion pressure determined by it alone corresponding setting of all individual organs of the control device against each other is achieved.