DE232681C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

■_:- M 232681 KLASSE 46 <7. GRUPPE

Düse für Gasturbinen. Patentiert im Deutschen Reiche vom 19. April 1908 ab.

. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Düse für Turbinen, die durch Gas oder gasbildende Flüssigkeiten angetrieben werden. Die hohen Temperaturen, welche durch die Verbrennung der explosiblen Gemische erzeugt Werden, gestalten die direkte Einwirkung der Gase auf die Schaufeln der Turbine ziemlich schwierig.

Man hat dieser Schwierigkeit durch die Anwendung der vorhergehenden Ausdehnung der Gase in den Düsen, abgeholfen. Diese Lösung ist indessen noch unvollkommen, weil infolge der gegebenen, verhältnismäßig kleinen Dimensionen der Düsen es äußerst schwierig ist, ihnen eine andere als die konische Form zu geben.

Zahlreiche Versuche haben gezeigt, daß die konische Form an sich zur Ausdehnung der Gase nicht in genügender Weise geeignet ist, und daß ferner Düsen von einer bestimmten Form nur für eine gegebene Gasmenge, einen gegebenen Druck und eine gegebene Temperatur geeignet sind.

Die aufeinander folgenden Querschnitte des expandierenden Gasstromes lehren, daß der Hohlraum der Düse eine Form ähnlich einem Rotationshyperboloide haben muß. Die erzeugende Hyperbel ändert sich aber mit der Gasmenge, dem Druck und der Temperatur. Daraus ergibt sich, daß, wenn man Gas in einer konischen Düse sich ausdehnen läßt, deren Eintrittsöffnung ebenso wie die Austrittsöffnung so bemessen sind, daß eine vollständige Ausdehnung des Gases und eine vollständige Umsetzung der Wärmeenergie in kinetische Energie erfolgt, das Gas zu seiner Ausdehnung in der konischen Düse Querschnitte vorfindet, die sich einem auf Gase nicht anwendbaren Gesetze gemäß progressiv vergrößern. Seine Ausdehnung wird behindert und infolgedessen die Leistung dieser Düse herabgemindert.

Nach der vorliegenden Erfindung werden dieselben konischen Düsen benutzt, an verschiedenen Stellen der Düsenwandung aber Öffnungen angebracht, durch die in den von der Innenseite der Düsenwand einerseits und der Oberfläche des in Bewegung befindlichen expandierenden Gasstromes andererseits gebildeten Raum ein Fluidum geleitet wird, das hinsichtlich der Art und Dichtigkeit für den vorliegenden Fall geeignet ist und den Zweck hat, den sich in allen konischen Ausdehnungsdüsen bildenden schädlichen Raum auszufüllen, um auf diese Weise die Ausdehnung der strömenden Gasmenge zu regeln und dadurch die Leistung der Maschine zu erhöhen.

Diese Vorkehrung ermöglicht die Ausdehnung des Treibmittels unter den günstigsten Bedingungen in der gleichen Düse auch bei veränderten Mengen, Drucken und Temperaturen des Treibmittels.

In den Zeichnungen ist eine beispielsweise Ausführungsform der Düse dargestellt, und zwar zeigt:

Fig. ι einen Längsschnitt, Fig. 2 eine schematische Darstellung.

In den Hohlraum A der Düse münden ein oder mehrere Kanäle /, I, die mit einem ringförmigen Sammelkanal a in Verbindung stehen. In diesen Sammler endet ein Kanal b, durch den das in die Düse einzuführende Hilfsfluidum eintritt. Die Aufgabe, den das Rotationshyper-

boloid des Gasstromes jeweilig umgebenden schädlichen Raum in allen sich für ihn bietenden Formveränderungen auszufüllen, wird in der Weise gelöst, daß zwecks Ansaugung des Hilfsfluidums längs der Düse mehrere Lochreihen i, 2 usw. angebracht sind. Die gleichnamigen Löcher sind unter sich durch je einen ringförmigen Sammelkanal α verbunden, die ihrerseits wieder aus einem gemeinsamen

ίο achsialen Sammler B das unter atmosphärischem Druck stehende Hilfsfluidum ansaugen . in dem Maße, wie es der an den entsprechenden Einlaßöffnungen i, 2 usw. der Düse bestehende Minderdruck vorschreibt. Ist z. B. der schädliehe Raum durch das aus 1 und 2 angesaugte Hilfsfluidum bereits ausgefüllt, so werden die folgenden öffnungen 3,4 usw. keine Saugwirkung mehr äußern und in Untätigkeit beharren bzw. ein Zuviel abstoßen, sobald die Asymptoten anfangen, in die Wandung der Düse zu fallen, und sich eine Druckvermehrung im schädlichen Raum herausstellen würde. Auf diese Weise bleibt auf der ganzen Länge der Düse dem Treibmittel die ungehinderte Bewegungsfreiheit erhalten. Denn das Hilfsfluidum, welches unter Ausfüllung des schädlichen Raumes bei 1 und 2 ein- und bei 3 und 4 austritt, begleitet und umhüllt den Gasstrom auf der ganzen auszufüllenden Länge des schädlichen Raumes.

Das Prinzip der Erfindung besteht also kurz gesagt darin, den Gasstrom — das Treibmittel -—in demjenigen Teil der Düse, in dem die Form des Rotationshyperboloides wesentlich von der Form des Düsenhohlraumes abweicht, sich mit Hilfsfluidum umhüllen zu lassen, das sich der Form des Gasstromes anschmiegt, denselben so weit als nötig begleitet und dadurch seiner Deformierung und dem daraus entspringenden Kraftverlust vorbeugt.

Claims (1)

1. Patent-AnsPRUCH :

   Düse für Gasturbinen, dadurch gekennzeichnet, daß der schädliche Raum zwischen. der Wand der konischen Düse und dem in der Düse expandierenden Gasstrom durch Einführung eines Hilfsfluidums in denselben angefüllt wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.