DE230288C

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Publication number: DE230288C
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

KLASSE

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Nach der Erfindung sind zwei gleiche, auf einer gemeinsamen Welle sitzende, ihr Treibmittel ansaugende und zur Entzündung bringende Gasturbinen vorgesehen, welche sich gegenseitig selbsttätig in gleichen Zeiträumen den Treibmittelzufluß absperren, so daß stets nur eine Turbine arbeitet und die Welle antreibt, während die andere Turbine inzwischen leer läuft und gekühlt wird. Dadurch wird eine zu starke Erhitzung der treibenden Teile vermieden. . ;

Die Zeichnung stellt den Gegenstand der Erfindung in Fig. ι in Draufsicht und in Fig. 2 in Endansicht dar. Fig. 3 ist ein wagerechter Schnitt einer Hälfte der Maschine und Fig. 4 ein Querschnitt nach Linie 4-4 der Fig. 3. Fig. 5 stellt die Regelimgsvorrichtung dar.

Die Haupttreibwelle 1 springt beiderseits einer mittleren Nabe 2 vor, an der die Turbinenräder 3, 4 befestigt sind. Jede Gasturbine weist eine achsial zur Welle 1 liegende Welle 5 auf, die von der Welle 1 aus durch eine Übersetzung ins Langsame 7, 8, 11 und 12 angetrieben wird und zwei Exzenter 18, 19 trägt, von denen ersteres in radial angeordneten Pumpenzylindern 13 spielende Ansaugkolben 14 und letzteres Verdichtungskolben 22 bewegt, die in Verdichtungs- oder Verbrennungskammern 23 spielen. Das Exzenter 18 eilt dem Exzenter 19 vor.

Am äußeren Ende jeder Gasturbine ist eine ringförmige Mischkammer 24 vorgesehen, an die geeignete Karburiervorrichtungen angeschlossen sein können und, von der Einlaßkanäle 25 in die Pumpenzylinder 13 führen. , Der Einlaß in jeden der letzteren wird durch ein nach innen sich öffnendes, von einer Feder 30 geschlossen gehaltenes Ventil 26 geregelt, dessen Stange. 27 an dem inneren Ende einer Stoßstange 31 anliegt. Die Stoßstangen 31 stützen sich mit ihren äußeren, aus dem Rahmen oder Gehäuse ragenden Enden gegen die inneren Enden von Hebeln 33, die in Ansätzen 34 drehbar gelagert und an Stangen .35 angelenkt sind. Letztere werden durch eine Steuerung nacheinander bewegt. Diese weist eine Scheibe 36 (Fig. 3 und 4) auf, die innerhalb eines äußeren, feststehenden Ringgehäuses 37 verdrehbar ist, das eine Muffe 38 trägt, welche in den mittleren Teil des Gehäuses 39 eingepaßt und von der Welle 5 durchsetzt ist. Das Gehäuse 37 umgibt einen Daumen 41, der an dem äußeren abgesetzten Ende 42 der Welle 5 sitzt und durch eine Mutter 43 o. dgl. in Stellung gehalten wird. Das Ringgehäuse 37 ist an dem Gehäuse 39 auch mittels Bolzen 44 befestigt. Der Daumen 41 ist auf der Welle 5 befestigt und wird von einer Muffe mit einem einzigen Vorsprung 45 gebildet, der dicht an der Innenfläche der Wand 46 des ausgebohrten Teiles 40 des Ringgehäuses 37 liegt. Die Wand 46 ist mit radialen Schlitzen 47,; im vorliegenden Falle mit sechs, versehen, durch welche Gleitbolzen 48 ragen, die aus der Umfangsfläche der Scheibe 36 treten können und von Federn 50, die in Taschen 49 sitzen, durch die Schlitze 47 nach einwärts gedrückt werden. Die äußeren Enden der Bolzen 48 liegen gewöhnlich innerhalb der Scheibe 36 und Bohrungen 51 des Ringgehäuses 37 gegenüber, in die Endzapfen

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55

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52 der Stang'en 35 greifen. Das Ringgehäuse 37 ist auch mit einer Ringnut 53 versehen, die durch die Bohrungen 51 unterteilt ist und in welche die Bolzen 48 vorspringen können.
Da die Anzahl der Gleitbolzen 48, Verbindungsstangen 35 und Pumpenzylinder 13 gleich ist, werden durch den Daumen 41. die verschiedenen Pumpenzylinder jeder Gasturbine der Mischkammer 24 gegenüber regel- mäßig aufeinanderfolgend so lange geöffnet, als die Bolzen 48 die Endzapfen 52 nach auswärts drücken, wodurch die Pumpenzylinder , mit Treibmittel gespeist-werden, ohne Rücksieht auf den Druck des letzteren. Die Scheibe ' 36 wird innerhalb des Ringgehäuses 3.7 mittels eines starr an ihr befestigten Armes 54 verstellt, -der eine Rolle 55 (Fig. 2, 4 und 5) trägt. Das äußere Ende des Armes 54 ist an das innere Ende eines Armes 56 einer Schaltgabel 57 angelenkt, die durch Kontakte 58 in leitende Verbindung mit einer Elektrizitätsquelle und auch mit den Zündkerzen treten kann. Gegenüber der Rolle 55 ist auf dem äußeren Ende einer Welle 59 ein Daumen 60 mit niedrigen.

und hohen Umfangsflächen 61 und 62 (Fig. 4) befestigt. Die Rolle 55 ist immer in Berührung mit dem Daumen 60. Ist der niedrige Daumenteil 61 in Berührung mit der Rolle 55, so befindet sich die Scheibe 36 in der in Fig. 4 gezeigten Stellung'; wenn aber der erhöhte Teil 62 in Berührung mit der Rolle 55· kommt, so wird der Arm 54 seitlich bewegt und die Scheibe 36 in dem Ringgehäuse 37 verstellt, wodurch die Bolzen 48 von den Endzapfen 52 der Stangen 35 abgerückt werden, so daß letztere nicht bewegt werden und sämtliche Ventile 26 geschlossen bleiben, also die zugehörigen Pumpenzylinder von den Kanälen 25 • und der Mischkammer 24 abgeschnitten sind, weil die Bolzen 48 dann, einfach in die Nut 53 vorspringen, ohne auf die Endzapfen 52 der Stangen 35 zu wirken. Die Nut 53 ist tief genug, um die größte Hubbewegung der Bolzen 48 zuzulassen, wodurch die Welle 5 ungehemmt sich drehen kann. Wenn der Arm 54 durch den erhöhten Teil 62 des Daumens 60 zur Verstellung der Scheibe 36 seitlich bewegt wird, so kommt die Schaltgabel'S7 gleichzeitig außer Berührung mit den Kontakten 58, so daß gleichzeitig ein Unterbrechen des elektrischen Stromkreises, in welchem die Zündkerzen eingeschaltet sind, erfolgt. Die seitliche Bewegung des Armes 54 vollzieht sich gegen . den Widerstand einer Feder 63, die auf eine Stange 64 wirkt, welche unmittelbar mit dem Arm 54 verbunden ist und zwischen letzteren und dem Gabelarm 56 liegt (Fig. 2 und 5). Die Feder 63 befindet sich in einem auf dem Maschinengehäuseteil 39 befestigten Federgehäuse 65, durch welches.die Stange 64 ragt, die beim seitlichen Verschieben des Armes 54 durch den Daumen 60 die Feder 63 zusammendrückt, so daß, wenn die Rolle 55 von dem erhöhten Teil 62 des Daumens 60 freigegeben und mit dem niedrigen Teil 61 des Daumens in Berührung kommt, der Arm 54 durch die Feder 63 allmählich in seine normale Stellung gedrängt wird, wodurch die Scheibe.36 innerhalb des Ringgehäuses 37 um das äußere Ende der Welle 5 gedreht wird, bis die Bolzen 48 in der Ver-'. längerung der Endzapfen 52 der Stangen 35 liegen, . .

Die unwirksame Bewegung der Scheibe 36 und die daraus sich ergebende Untätigkeit der Verbindungsstangen 35 werden in den zwei Turbinen abwechselnd erfolgen, und es sind die Daumen 60 derart angeordnet, daß, sobald gerade die letzte Pumpe jeder Reihe und die Verbrennungskammer sowie die damit zusammenwirkenden Einrichtungen ihre Arbeit vollendet haben,' die Pumpen und Explosionskammern der entgegengesetzten Gruppe sofort in Wirksamkeit treten, so daß jede Unterbrechung in der Tätigkeit der Turbinen oder Schwankungen in der treibenden Kraft vermieden werden. Zum Antrieb des Daumens 60 sitzt auf dem inneren Ende der Welle 59 ein Zahnrad 66, das in einen Trieb 67 greift, der auf der Welle 5 sitzt und zum Zahnrad im Verhältnis von 2: 1 steht, so daß zwei Umdrehungen der Welle 5 eine Umdrehung des Daumens 60 bewirken.

Die Steuerung kann mit einem Regler zusammenwirken, der jedoch keinen Teil der Erfindung bildet. Hierzu, ragt das obere Ende der Stange 64 normal aus dem Gehäuse 65 heraus, von dem ein Fortsatz 68 vorspringt, auf dem ein Winkelhebel 69 drehbar angeordnet ist, dessen dem Gehäuse 65 benachbarter Arm 70 ein schwingbares Sperrsegment 71 trägt, das gewöhnlich durch eine Feder 73 in Beruhrung mit einem Anschlag 72 des Hebelarmes gehalten wird. Der andere Hebelarm 74 steht in gelenkiger Verbindung mit dem unteren : Ende einer Reglerstange 75 eines gewöhnlichen Pendelreglers.

Die Pumpenkolben 14 drücken das angesaugte Treibmittel in Kanäle 84, von denen jeder gegen den Pumpenzylinder 13 durch unter dem Druck von Federn 80 stehende, sich nach außen öffnende Ventile y6 und gegen die up Verdichtungs- oder Verbrennungskammer 23 durch ein sich nach innen, öffnendes Ventil 86 abgeschlossen ist, das auf seinem Sitz durch eine regelbare Feder 91 gehalten wird. Das Treibmittel tritt unter Druck in die Verbrennungskammer 23, und zwar gerade in dem Augenblick, in dem der Kolben 22 seinen Einwärtshub beginnt, worauf es beim Auswärtshub verdichtet wird. . ' .

Wenn der Kolben 22 die Grenze seines Auswärtshubes erreicht, so fallen Öffnungen 96 des Kolbenkopfes mit Öffnungen 97, die mit einem

gegen die Turbinenschaufeln gerichteten Auslaßkanal 99 in Verbindung stehen, zusammen, und augenblicklich oder kurz nach der vollen Verdichtung kommt die Ladung durch eine Zündkerze 95 zur Explosion. Wenn der Kolben die Grenze seines Einwärtshubes erreicht, fallen die Auslaßöffnungen 96 mit Öffnungen 98, die mit einem Auspuffkanal 102 in Verbindung stehen, zusammen, so daß die Rückstände

t° durch den Auspuffkanal 102 in den inneren Teil der Maschine gelangen. Wenn das Treibmittel seine Energie abgegeben hat, gelangt es in eine . Auspuffkammer 107, die beiden Turbinen gemeinsam ist, sich um die Turbine herum zwisehen den Scheiben 3 erstreckt und am unteren Ende in einen weiten Auspuffkanal 112 (Fig. 2) übergeht.

Das Kühlwasser kann an einem Ende der Maschine bei 115 (Fig. 1) eintreten und an dem anderen Ende bei 109 austreten. Das Kühhnittel kühlt auch die Auspuffkammer 107, indem in diese eine eine Kühlkammer bildende Doppelscheidewand 110 eingebaut ist, in die das Kühlmittel durch an entgegengesetzten Stellen angeordnete, von den Kühlmänteln ausgehende Leitungen in gelangen kann. Der Auspuff ist vorteilhaft gegen die Kühlwand 110 gerichtet, wodurch dessen Temperatur rasch herabgesetzt und auch jene der Auspuffkammer auf einen verhältnismäßig niedrigen Grad gebracht wird.

Die zwischen den Wänden 3 und der Kühlwand 110 gebildete Auspuffkammer 107 wird durch den Eintritt von Außenluft durch öffnungen 113, die in einem Außengehäuse 114 vorgesehen sind, auch Luftkammer. Diese Öffnungen gestatten den Eintritt von Luft zwischen die Turbinenschaufeln, die von dem durch die Schaufeln strömenden Treibmittel getrennt ist, in die Auspuffkammer gelangt und mit dem Auspuff entweicht. Durch Vorsehung der Luftkühlung laufen die Turbinenelemente in einer Luft- oder Kühlzone, und die in der

.■ Auspuffkammer durch die Umdrehung der Turbinenschaufeln kreisende Luft wird mit dem Auspuff rasch nach außen geschafft, wodurch ein mehr oder weniger kräftiges Ansaugen von die erwärmte Luft ersetzender kühler Luft stattfindet, so daß im Gehäuse und in der Nähe der Turbinenschaufeln ein verhältnismäßig niedriger Temperaturgrad aufrecht erhalten wird.

Aus vorstehendem ist die Wirkungsweise der Maschine verständlich. Die Pumpen und Explosionskammern der beiden Turbinen geben das Treibmittel abwechselnd an ihre Schaufeln ab, und während eine Turbine unwirksam ist und abgekühlt wird, arbeitet die andere Turbine regelrecht weiter und hält die gewünschte Geschwindigkeit aufrecht, um so die beiden Wellen 5 zu drehen.

Claims

Patent-An Sprüche:

1. Verbrennungsturbine, gekennzeichnet durch zwei gleiche, auf einer gemeinsamen Welle sitzende Gasturbinen, welche sich gegenseitig selbsttätig in gleichen Zeiträumen den Treibmittelzufluß absperren, so daß stets nur eine Turbine arbeitet, während die andere Turbine inzwischen leer läuft und gekühlt wird.

2. Verbrennungsturbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Turbinen einen zwischen ihnen befindlichen gemeinschaftlichen, gegebenenfalls mit Lufteinlassen versehenen Auspuffraum (107) besitzen, in dessen Mitte eine von außen bis nahe zur Turbinenwelle (1) reichende, von einer Doppelwand (110) gebildete Kühlkammer angeordnet ist. <

3. Turbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur aufeinanderfolgenden Steuerung der Ansaugventile der Turbinen auf je einer von der gemeinsamen Welle (ι) mitgenommenen Gruppenwelle (5) ein Daumen (45) sitzt, gegen den sich unter Federdruck stehende Bolzen (48) stützen, die in radialen Schlitzen einer Scheibe (36) geführt sind, welche in einem Ringgehäuse (37) wechselweise mit der gleichen Scheibe (36) der anderen Turbine verstellt wird, über dessen Innenfläche die Enden (52) von radial in dem Ringgehäuse (37) geführten Zugstangen (35) vorspringen, die mit Hebeln (33) gelenkig verbunden sind, welche sich gegen Stangen (31) der Ansaug- oder Einlaßventile (26) legen.

4. Turbine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden verstellbaren Scheiben (36) abwechselnd Federdruck entgegen durch je einen von der Gruppenwelle (5) aus mitgenommenen Daumen (60) verstellt werden.

5. Turbine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellung der Scheibe (36) einen elektrischen Schalter (57) derart beeinflußt, daß dieser einen Stromkreis, in welchem die Zündvorrichtungen (95) der Turbine geschaltet sind, , schließt oder öffnet, je nachdem die Scheibe in ihre die Einlaßventile beeinflussende oder nicht beeinflussende Stellung gebracht wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.