DE230771C

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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

- M 230771 KLASSE 46 d. GRUPPElO.- M 230771 CLASS 46 d. GROUP.

WILLIAM FENNELL in WEDNESBURY, Engl.WILLIAM FENNELL in WEDNESBURY, Engl.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 22. März 1908 ab.Patented in the German Empire on March 22, 1908.

Gegenstand der Erfindung bildet eine Verbesserung des an sich bekannten Verfahrens zum Antriebe von Turbinen, bei dem wechselweise Kolben von flüssigen Arbeitsmitteln und expandierenden gasförmigen Treibmitteln auf das Laufrad treffen und es hierdurch in Umdrehung versetzen. Bei einem derartigen Arbeitsverfahren ist es wichtig, daß die Ge-The subject of the invention is an improvement of the process known per se for driving turbines, in which pistons from liquid working media and expanding gaseous propellants hit the impeller and thereby rotate it offset. In such a working process, it is important that the

. schwindigkeit, mit der das Arbeitsmittel auf. speed at which the work equipment is activated

ίο das Laufrad auftrifft'; stets gleichbleibend erhalten wird. Hierzu ist es erforderlich, daß das Verhältnis der Masse des Arbeitsmittels zur Energie des Treibmittels für jedes Arbeitsspiel gleich bleibt.ίο the impeller hits'; always consistently preserved will. For this it is necessary that the ratio of the mass of the working fluid to Energy of the propellant remains the same for each work cycle.

Vorrichtungen, die das beschriebene Arbeitsverfahren ausführten, sind bereits bekannt; sie weisen jedoch den Mangel auf, daß bei ihnen die Masse des Flüssigkeitskolbens nicht in jedem Arbeitsspiel dieselbe Größe besitzt.Devices that carried out the working method described are already known; however, they have the defect that they do not have the mass of the liquid piston has the same size in every working cycle.

Dieser Mangel wird durch vorliegende Erfindung dadurch beseitigt, daß das Arbeitsmittel einer in einem Kolben sitzenden Kammer von bestimmter Größe im Überfluß zugeführt wird, derart, daß die Kammer des Kolbens sich vollständig mit der Arbeitsflüssigkeit füllt. Hierauf wird der Kolben in seinem Zylinder verschoben und auf diese Weise die in der Kammer enthaltene Arbeitsflüssigkeit durch die Zylinderwand vollständig abgeschnitten, und zwar so lange, bis die Arbeitsflüssigkeit des Kolbens der Einwirkung des Treibmittels ausgesetzt ist. Auf diese Weise wird' erreicht, daß bei jedem Arbeitsspiel stets die gleiche Masse von Arbeitsflüssigkeit mitwirkt.This deficiency is eliminated by the present invention in that the working means is supplied in abundance to a chamber of a certain size seated in a piston, such that the chamber of the piston is completely filled with the working fluid. Then the piston is moved in its cylinder and in this way the in the The working fluid contained in the chamber is completely cut off by the cylinder wall, until the working fluid of the piston is exposed to the action of the propellant is exposed. In this way it is achieved that the same is always the case for each working cycle Contributes mass of working fluid.

Eine nach vorliegender Erfindung arbeitende Vorrichtung ist auf der Zeichnung schematisch in einem Ausführungsbeispiel teilweise im Schnitt veranschaulicht.An apparatus operating according to the present invention is shown schematically in the drawing partially illustrated in section in one embodiment.

Das zweckmäßig als Peltonrad ausgebildete Turbinenlaufrad 1 sitzt auf einer Welle 2 und '40 ist in einem Turbinengehäuse 3 untergebracht. In einer entsprechenden Entfernung von diesem Gehäuse ist ein Kompressor 4 gelagert, dessen Antrieb dadurch erfolgt, daß eine auf der Laufradwelle 2 sitzende Scheibe 7 ihre Drehbewegung mittels Riementriebes 8 auf eine zweite, von der Kompressorwelle 6 getragene Scheibe 9 überträgt; die Kraftübertragung von der Turbinenwelle auf den Kompressor kann auch in beliebig anderer Weise erfolgen. Des weiteren sitzt auf der Kompressorwelle 6, entsprechend dem dargestellten Ausführungsbeispiel, eine Kurbelscheibe 9, welche mittels Kurbelstange ii den Kompressorkolben 10 betätigt; bei seinem Hochgang bewirkt letzterer die Kompression des Explosionsgemisches, welch letzteres durch das Ventil 15 zugeführt wird. Nach erfolgter Kompression wird das Gemisch durch das Ventil 12 in den Explosionsraum 13 übergeführt, wo es durch eine Zündkerze 14 oder infolge der eigenen hohen Kompression usw. zur Entzündung gebracht .wird.The turbine runner 1, which is expediently designed as a Pelton wheel, sits on a shaft 2 and '40 is housed in a turbine housing 3. At an appropriate distance from it Housing a compressor 4 is mounted, the drive takes place in that one on the Impeller shaft 2 seated disc 7 their rotational movement by means of belt drive 8 on a second disc 9 carried by the compressor shaft 6 transmits; the power transmission of the turbine shaft on the compressor can also be done in any other way. Of further sits on the compressor shaft 6, according to the illustrated embodiment, a crank disk 9 which actuates the compressor piston 10 by means of a connecting rod ii; at its high gear, the latter causes the compression of the explosive mixture, which the latter is fed through the valve 15 will. After the compression has taken place, the mixture is passed through the valve 12 into the explosion chamber 13 transferred where it is through a spark plug 14 or as a result of its own high Compression etc. is caused to inflame.

Neben dem Explosionsraum befindet sich die entweder zylindrisch oder in anderer Weise ausgebildete Vorrichtung 17 zum Zuführen des Flüssigkeitskolbens. Diese Vorrichtung besteht aus einer Flüssigkeitskammer 18, welcheNext to the explosion chamber is either cylindrical or in some other way trained device 17 for supplying the liquid piston. This device consists from a liquid chamber 18, which

in der Verlängerung des Explosionszylinders 13 zu liegen kommt, sobald sich die Vorrichtung in ihrer untersten Stellung befindet. Die Betätigung dieser Vorrichtung 17 erfolgt mittels einer Kurbelscheibe 19 und einer an derselben angelenkten Kurbelstange 20; der Antrieb der Kurbelscheibe 19 erfolgt von der Kompressorkurbelscheibe 9 aus mittels einer Lenkerstange 21. Auf diese Weise arbeiten der Kompressor und die Flüssigkeitszuführungsvorrichtung derart zusammen, daß, wenn der Kompressor sich in seiner oberen Stellung befindet, also der höchste Grad der Kompression erreicht ist, die Zuführungsvorrichtung für den Flüssigkeitskolben in ihrer unteren Endstellung angekommen ist, also die Flüssigkeitskammer 18 genau in der Verlängerung des Explosionszylinders 13 liegt. comes to rest in the extension of the explosion cylinder 13 as soon as the device is in its lowest position. The actuation of this device 17 takes place by means of a crank disk 19 and a connecting rod 20 articulated on the same; the drive of the The crank disk 19 takes place from the compressor crank disk 9 by means of a handlebar 21. In this way, the compressor and the liquid supply device operate in this way together that when the compressor is in its upper position, so the highest degree of compression is reached, the supply device for the liquid piston has arrived in its lower end position, that is to say the liquid chamber 18 lies exactly in the extension of the explosion cylinder 13.

Gleichachsig zum Explosionsraum 13 und zur Flüssigkeitskammer 18, wenn letztere entsprechend der Darstellung in der unteren Endlage sich befindet, verläuft eine Expansionsleitung 23, von welcher aus unmittelbar eine Beaufschlagung des Peltonrades erfolgen kann.Coaxial to the explosion space 13 and to the liquid chamber 18 when the latter is in the lower end position as shown is located, an expansion line 23 runs from which directly one Can be applied to the Pelton wheel.

Entsprechende Größen Verhältnisse und Drücke für die Wirkungsweise der Maschine ergeben sich am besten dadurch, daß Explosionszylinder und Wasserkammer von gleichem Volumen ausgebildet werden, während das Volumen der Explosionsleitung zwölfmal so groß ist als der Explosionszylinder bzw. die Wasserkammer. Corresponding sizes, ratios and pressures for the operation of the machine result The best way to do this is to have the explosion cylinder and water chamber of the same volume be formed while the volume of the explosion pipe is twelve times as large is called the explosion cylinder or the water chamber.

^! Befindet sich die Maschine in der aus der Zeichnung ersichtlichen Stellung, bei welcher die Wasserkammer 18 gefüllt ist und sich in unmittelbarer Verlängerung der Explosionskammer 13 befindet, so wird bei Entzündung des Kompressionsgemisches in der Explosionskammer der im Zylinder 18 befindliche Wasser- kolben durch die Expansionsleitung auf die Schaufeln des Peltonrades geschleudert. ^! If the machine is in the position shown in the drawing, in which the water chamber 18 is filled and is in the immediate extension of the explosion chamber 13, when the compression mixture in the explosion chamber ignites, the water piston in the cylinder 18 is opened by the expansion line the blades of the Pelton wheel are thrown.

Die Zuführung der Flüssigkeit erfolgt durch eine Leitung 26, welche mit der Flüssigkeitskammer 18 in Verbindung tritt, sobald der Doppelkolben 17 in seiner obersten Stellung sich befindet (s. gestrichelte Lage der Wasserkammer. 18). Die Förderung des Wassers bzw. der sonst verwendeten Flüssigkeit in die Leitung 26 erfolgt durch eine Kreiselpumpe 27, -welche mit Riemen- oder Seiltrieb 28 von der Turbinen welle 2 aus ihren Antrieb erhält; die Speisung der Kreiselpumpe 27 erfolgt wiederum ganz oder teilweise aus dem unteren ■ Teil des Turbinengehäuses 3 mittels der Leitung 29. Überfließendes Wasser und überströmendes Gas kann durch eine Leitung 30 in das Turbinengehäuse zurückgeführt werden. Für die Ableitung von Gas aus der Turbinenkammer. 3 dient eine Auspuffleitung 31.The liquid is supplied through a line 26 which communicates with the liquid chamber 18 as soon as the Double piston 17 is in its uppermost position (see dashed position of the water chamber. 18). The promotion of the water or the liquid otherwise used in the Line 26 takes place through a centrifugal pump 27, -which with belt or cable drive 28 from the turbine shaft 2 receives from its drive; the centrifugal pump 27 is fed again completely or partially from the lower ■ part of the turbine housing 3 by means of the Line 29. Overflowing water and overflowing gas can pass through a line 30 be fed back into the turbine housing. For the discharge of gas from the turbine chamber. 3, an exhaust line 31 is used.

An Stelle eines Wasserkolbens kann irgendeine andere geeignete Flüssigkeit Verwendung finden, z. B. Quecksilber oder ein anderer flüssiger oder halbflüssiger Stoff, eventuell auch in Pulverform, da die dem Kolben zufallende Aufgabe rein mechanischer Natur ist. Die Erfindung ist nicht nur anwendbar auf Gasturbinen, sondern auch für Dampfbetrieb.Any other suitable liquid can be used in place of a water flask find, e.g. B. mercury or another liquid or semi-liquid substance, possibly also in powder form, since the task of the piston is purely mechanical in nature. The invention is applicable not only to gas turbines, but also to steam operation.

Claims

Patent claim:

Turbines are driven by pistons that alternately hit the impeller of expanding gaseous and liquid working fluids, the latter in the Chamber of a piston are filled, by moving the working fluid contained in the chamber by means of the cylinder walls remain completely cut off until the working fluid is exposed to the action of the gaseous propellant in the piston, characterized in that for the purpose the achievement of a constant liquid mass for each work cycle that the Fluid-absorbing chamber in every work cycle. turned on the circulation of the pressurized liquid will.

For this

Sheet drawings.