DE253187C

DE253187C -

Info

Publication number: DE253187C
Application number: DENDAT253187D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 253187 KLASSE 46 d. GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 12. September 1911 ab.

Für diese Anmeldung ist bei der Prüfung gemäß dem Unionsvertrage vom

20. März 1883

„ . die Priorität

14. Dezember 1900

auf Grund der Anmeldung in den Vereinigten Staaten von Amerika vom 12. September 1910 anerkannt.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verbrennungsturbine, insbesondere eine Explosionsturbine mit getrennter Zünd- und Hauptexplosionskammer. Beide Kammern sind nach der Erfindung gegeneinander und die Hauptexplosionskammer in bekannter Weise gegen die Turbinenräder durch gesteuerte Ventile abschließbar. Durch das Ventil zwischen beiden Kammern wird es ermöglicht, durch getrennte Speiseleitungen die Zündkammer mit hoch verdichteter Ladung und die Hauptexplosionskammer mit niedrig verdichteter zu füllen. Hierdurch werden günstige Zündbedingungen geschaffen und Arbeit erspart, da nur die verhältnismäßig kleine Zündkammer mit hoch' verdichteter Ladung gefüllt wird. Das Ventil zwischen der Hauptexplosionskammer und den Turbinenrädern verhindert, wie bisher, daß unverbrannte Ladung von den Turbinenrädern angesaugt wird oder durch ihren eigenen Druck abströmt.

Es erscheint die Verbindung mit der abschließbaren Zündkammer aber besonders wichtig, da die aus dieser ausströmenden, unter sehr hohem Drucke stehenden Gase sonst die Ladung der Hauptexplosionskammer wie ein Kolben vor sich her schieben würden.

Auf der Zeichnung ist die Erfindung an einer umsteuerbaren Turbine dargestellt. Fig. 1 zeigt die geschlossene Maschine in Seitenansieht, Fig. 2 in Frontansicht; Fig. 3 ist ein Schnitt durch die Turbine nach der Linie 3-3 der Fig. 4 und Fig. 5 ein Schnitt nach Linie 4-4 der Fig. 3. Fig. 5 stellt die Zündungs- und einen Teil der Hauptexplosionskammer im Schnitt nach Linie 5-5 der Fig. 4 dar. Fig. 6 und 7 zeigen im vergrößerten Maßstabe die Steuerungseinrichtungen für die einzelnen Ventile.

In dem Gehäuse B sind zwei Gruppen von zylindrischen Kammern untergebracht, in denen die Laufräder 1, 2, 3, 4, 5 und 6 angeordnet sind. Die Laufräder sind mit Zahnrädern 7 verbunden, mit denen sie auf den gemeinsamen Wellen 8 sitzen. Alle Räder 7 kämmen mit einem großen Zahnrade 9, das auf der Welle 10 aufgekeilt ist. Jedes Laufrad besitzt Schaufeln 100, durch deren Zwischenräume 11 die Verbrennungsgase streichen. Die Schaufeln umgeben ein festes zylindrisches Stück 12, das einen Kanal 13 besitzt, um doppelte Beaufschlagung zu erzielen. Die Laufräder i, 3 und 5 haben gleich gekrümmte Schaufeln, so daß sie in demselben Sinne angetrieben werden. Die Verbrennungsgase werden ihnen durch die Zuleitungen 14, 15 und 16

zugeführt, die von der Kammer 17 ausgehen. Die drei anderen Laufräder 2, 4 und 6 haben zu denen der ersten Laufräder entgegengesetzt gekrümmte Schaufeln. Sie sind mit der Kammer 17 durch die Zuleitungen 18, 19 und 20 verbunden, so daß, wenn die Gase diesen Zuleitungen zugeführt werden, die Maschine rückwärts läuft. An sämtliche Laufräder schließen sich Auspuffleitungen τ^α, z^a bis b^a an, die den Zuleitungen diametral gegenüberliegen. Die Auspuffleitungen laufen im Maschinengestell zunächst nach innen und dann achsial, wie in Fig. 4 punktiert angedeutet, zur Kammer 23.

In der Kammer 17 ist ein Rohrschieber 24 mit drei Durchgangsöffnungen 25, 26 und 27 vorgesehen. Wird dieses Ventil um seine Achse gedreht, so werden die drei Durchgangsöffnungen entweder auf die Zuleitungen 14, 15 und 16 für die Laufräder 1, 3 und 5 eingestellt oder auf die Zuleitungen 18, 19 und 20 für die Laufräder 2, 4 und 6. In der Mittellage zwischen diesen beiden Stellungen sind sämtliche Zuleitungen geschlossen. Es kann also die Maschine durch einfaches Schwenken des Schiebers 24 umgesteuert bzw. die Kammer 17 gegen die Laufräder abgeschlossen werden.

Es sind Getriebe vorgesehen, die den Rohrschieber in jeder seiner beiden Lagen von der Maschinenwelle 10 aus in Schwingungen versetzen. Bei dem Ausführungsbeispiel wird eine Welle 28 mittels einer Kette 29 von der Welle 10 aus getrieben. Eine zweite Welle 30, die am Maschinengestell gelagert ist, trägt eine Schubkurve 31 (Fig. 6). Diese Kurve wirkt auf einen Daumen 32, der einstellbar an der Welle 33 befestigt ist, die vom Schieber 24 nach außen geht. Mit der Schubkurve 31 ist ein Zahnrad 34 verbunden. Es wird von der Welle 28 aus angetrieben, und zwar ist an einem. Schwingarm 35, der auf der Welle 28 sitzt, ein Zahnrad 36 gelagert, welches in das Rad 34 in bestimmter Stellung des Armes direkt eingreift. Eine Kette 37 läuft über ein Kettenrad 38, das mit dem Rade 36 verbunden ist, und ebenso über ein Kettenrad 39 auf der Welle 28. Durch diese Kettentriebe wird das Rad 36 in Umdrehung versetzt und nimmt die Schubkurve 31 mit. Letztere versetzt den Daumen 32 in absetzende Schwingungen, die auf den Schieber 24 übertragen werden. Je nach der Einstellung des Daumens 32 auf der Ventilwelle verbinden die Durchgangsöffnungen des Schiebers die Explosionskammer 17 mit einer der beiden Gruppen von Laufrädern. Bei der dargestellten Maschine ist eine Klinke 40 an einem Handgriff 41, der auf dem Ende der Welle 33 sitzt, befestigt und kann in Aussparungen 42 oder 43 ■ auf der Nabe 44 des Daumens 32 eingreifen. Je nachdem die Klinke in die Aussparungen 42 oder 43 eingelegt wird, läuft die Maschine vorwärts oder rückwärts.

Wenn aber die Maschine umgesteuert wird, so läuft die Hauptantriebswelle 10 in entgegengesetzter Richtung. Infolgedessen werden die Schwingungen des Schiebers, da die Schubkurve 31 ebenfalls in umgekehrtem Sinne umlaufen würde und nicht symmetrisch ausgebildet ist, verändert. Deshalb muß eine zweite Bewegungsumkehr im Schiebergetriebe stattfinden, damit der Schieber wieder in der alten Richtung umläuft. Zu diesem Zweck ist an dem Schwingarm 35, der das Zahnrad 36 trägt, ein zweites Zahnrad 45 gelagert, das in dauerndem Eingriff mit dem Rade 36 steht. Wird der Arm 35 geschwenkt, so daß die Zahnräder 34 und 36 außer Eingriff kommen und das Rad 45 zur Bewegungsübertragung eingerückt wird, so findet, da das Rad 45 als Zwischenrad wirkt, Bewegungsumkehr statt. Würde die Hauptantriebswelle im alten Sinne weiterlaufen, so hefe jetzt die Schubkurve 31 rückwärts. Da aber die ganze Maschine umgesteuert wird, so findet doppelte Bewegungsumkehr statt, und die Kurve läuft im alten Drehsinne weiter.

Mit der Hauptexplosionskammer 17 steht eine Zündkammer von geringerem Fassungsraum als erstere in Verbindung. In diese wird verdichtetes Gas eingepreßt; es wird entzündet und unmittelbar darauf wird dem brennenden Gase ein Weg nach der Hauptexplosionskammer geöffnet, wodurch die Explosion in der Zündkammer die Ladung der Hauptexplosionskammer, die vorher eingefüllt worden ist, verdichtet und gleichzeitig zur Explosion bringt. Beide Explosionskammern haben getrennte Gaszuleitungen, die von irgendwelchen Gasquellen ausgehen.

Das Gehäuse B ist mit einem zylindrischen Ansatz B² versehen (Fig. 4 und 5). Das äußere Ende dieses Ansatzes ist mit einem Deckel 50 verschlossen, in den eine zylindrische Kammer 51 eingebaut ist, die sich mit ihrem Boden 52 in die Kammer B² hinein erstreckt. Die Kammer 51 dehnt sich auch nach außen über die Kammer B² hinaus aus und ist an ihrem äußeren Ende mit einem Deckel 54 verschlossen. Sie bildet die Zündkammer. Eine Öffnung 55 gestattet, wenn sie freigegeben wird, den Gasen den Übertritt aus der Kammer 51 in die ringförmige Kammer 56, die erstere umgibt und mit der Explosionskammer 17 in ständiger Verbindung steht. Die Öffnung 55 wird von einem Rohrschieber 57 gesteuert. In dem Schieber befindet sich eine Pforte 58, die, wenn der Schieber in eine bestimmte Lage geschwungen wird, mit der öff-

nung 55 zusammenfällt. Der Schieber 57 besteht aus einem Stück mit einer rohrförmigen Nabe 68, mit der es lose auf der Welle 33 sitzt. Der Schieber 57 und der Schieber 24 zwischen der Kammer 17 und den Laufrädern werden so gesteuert, daß die Pforte des Schiebers 57 den Weg zur Hauptexplosionskammer 17 unmittelbar nach der Zündung öffnet, um auch die Entzündung der Gase in der Hauptexplosionskammer zu veranlassen, und daß kurz darauf der Schieber 24 so gesteuert wird, daß er den Gasen den Zutritt zu einer Gruppe Laufräder gestattet.

In bekannter Weise ist eine Zündkerze 59 in der Zündkammer angeordnet. Die Zündkammer ist mit einem Zuleitungsrohr 60 versehen. Ein Ventil 62 regelt den Gaszufluß vom Rohre 63 her, das zu einem Mischgefäß oder Verdichter führt, der die explosible Ladung unter Druck setzt. Dieses Ventil wird durch ein besonderes Getriebe gesteuert. An dem Zahnrad 34, das mit der Schubkurve 31 fest verbunden ist, ist eine Stange 64 mittels eines Kurbelzapfens angelenkt. Die Stange 64 steht an ihrem anderen Ende mit dem am Ventil befestigten Arm 66 in Verbindung. Auf diese Weise schwingt das Ventil, wenn die Maschine umläuft.

Der Schieber 57 wird mit Hilfe seiner rohrförmigen. Nabe 68 angetrieben. Auf dieser ist ein mit einem Daumen versehener ■ Ring 69 befestigt, der mit Schubkurven 70 und 71 an der Kurvenscheibe 72 zusammen arbeitet. Letztere ist auf der Welle 33 der Schubkurve 31 aufgekeilt. Die Kurven 70 und 71 erteilen dem Schieber zwei Schwingungen für die Umdrehung, so daß - die Pforte 58 zweimal geöffnet wird.

Das Zuleitungsrohr 73 für die ringförmige Kammer 56 und die Hauptexplosionskammer wird durch ein Ventil 74 geöffnet und geschlossen. An diesem Ventil ist ein Arm 75 befestigt, an den eine Stange 76 angreift. Die Stange 76 wird in einem Gleitstück ηη, das an der Maschine befestigt ist, geführt. Ein Stift 78 an der Stange 76 trifft auf eine Schubkurve 79 auf der Welle 30. Es werden also alle Ventile und Schieber von der Welle 30 aus gesteuert.

Die Arbeitsweise der ganzen Maschine ist folgende: Nach einer Explosion, während deren ^:der Schieber 24 an allen drei Pforten zugleich dem Gas den Zutritt zu den Laufrädern gestattet und zu gleicher Zeit der Schieber 57 zwischen der Zünd- und der Hauptexplosionskammer offen ist, wird das Ventil 62, das unmittelbar vor der Zündung geschlossen wurde, wieder geöffnet und. eine verdichtete Ladung in die Zündkammer durch das Zuleitungsrohr 60 eingelassen. Diese treibt die verbrannten Gase aus der Zündkammer in die Kammer 17, aus der sie durch die drei Pforten zu den Laufrädern strömen, die eine gewisse Saugwirkung auf die Gase ausüben. Aber sobald die neue Ladung die verbrannten Gase aus der Zündkammer ausgetrieben hat, wird der Schieber 57 mittels der Schubkurve 71 geschlossen. So wird ein Verlust an verdichteter Ladung vermieden und die Zündkammer gefüllt und unter Druck gesetzt. Unmittelbar nach Schluß des Schiebers 57 wird das Einlaßventil 74 der Kammer 56 geöffnet und auch hier eine neue Ladung eingeführt, die zunächst alle verbrannten Gase aus der Kammer 56 austreibt. Dann wird das Ventil 74 geschlossen. Nunmehr sind beide Explosionskammern mit explosiblem Gemisch gefüllt und beide Zuleitungsrohre geschlossen. In diesem Augenblick ■ findet die Zündung statt. Gleichzeitig mit ihr wird der Schieber 57 durch die zweite Schub kurve 70 wieder geöffnet, so daß sich die Explosion aus der Zündkammer in die Kammern 56 und 17 fortpflanzen kann. Ist dies geschehen, so wird sofort der Schieber 24, der unmittelbar nach dem Ventil 74 geschlossen worden war, geöffnet. Die verbrannten, unter Druck stehenden Gase können jetzt durch die drei Pforten des Schiebers 24 den Laufrädern zuströmen. Je nach Einstellung dieses Schiebers wirkt der Gasstrom auf eine der beiden Laufrädergruppen, so daß die Maschine nach Belieben vor- oder rückwärts läuft.

Claims

Patent- Ansprüche:

1. Verbrennungsturbine mit getrennter Zünd- und Hauptexplosionskammer, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündkammer (51) und die Hauptexplosionskammer (56, 17) mit getrennten und mit je einem gesteuerten Einlaßventil (62 und 74) versehenen Speiseleitungen (60 und 73) ausgerüstet und durch ein Schaltventil (57) gegeneinander, sowie durch ein zweites Schaltventil (24) in bekannter Weise gegen die Turbinenräder abschließbar sind.

2. Verbrennungsturbine nach Anspruch 1,. dadurch gekennzeichnet, daß die Abschlußorgane (24, 57, 62 und 74) so mittels geeigneter Getriebe gesteuert werden, daß nach dem Abströmen der durch eine Explosion erzeugten Verbrennungsgase das Einlaßventil (62) der Zündkammer geöffnet wird, so daß verdichtetes explosibles Gemisch in diese einströmt und den Rest der verbrannten Gase durch das gerade noch offene Ventil (57) austreibt, worauf auch das zweite Einlaßventil (74) geöffnet wird, das durch dieses eintretende niedrig gespannte explosible Gemisch auch die Hauptexplosionskammer durch das Ventil

(24) von verbrauchten Gasen reinigt und dann nach Abschluß der Organe (24, 62 und 74) gleichzeitig gezündet wird, zugleich aber auch das Ventil (57) wieder geöffnet wird, so daß die Gase in der Hauptexplosionskammer unter Verdichtung durch die Explosion aus der Zündkammer entzündet werden, worauf auch das Ventil (24) geöffnet wird.

3. Verbrennungsturbine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltventile (24 und 57) als um ihre Achse schwingende Rohrventile (oder Drehschieber) ausgebildet sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.