DE2651358A1 - Kraftturbine mit konstanter drehzahl - Google Patents

Description

PATEMTANMELDUNG

Clares·e R. Pessel
%8%2 Vian· Way,
San Dlege, Califoral«
QSA

Kraftturblae »it keastaater Drehsahl

Ela· kraft· »stt. jL«lataas»*rx«ag*ad« Drahturbiaa koaataatar e*aahwiadigkalt₍ bai walahar aia· laasgaatraokta Wall· ia laagttttiliaal alt Abataad angaardaataa, axial ausgerichtet·* «rat·« «nut xiraitaa Gahäuean, di· «in· e«ta&«««Bamt«ilgra«a· acifir*iaaa, ir«lch· das«riseh«A angaordset ist, drehbar abgastutat ist· Da· «rat· G«hMu·· atütat «in· Kraft« knr· Leisttragsalmaha· drehbar ab, welefae durch eine Serie τοη Reduxiergetriebea aagetriebea wird, die sit der Welle betriebsfähig verbumden «lad.

709819/0346

Das zweite Gehäuse umschließt einen Auegangskraft- bzw. Ausgangsleistungsturbinenläufer, der durch eine Serie dünner, kreisförmiger, koaxial ausgerichteter, seitlich beabetandeter Schaufeln aus Hochtemperaturmetallen oder Hochteraperatur-Keramikmaterial, wie beispielsweise heißgepreßtes Siliziuranitrid, gebildet wird, die mit der tvelle betriebsfähig verbunden sind.

Ein Verdichterläufer ist an einer mittleren Position auf der Welle montiert und rotiert innerhalb der Gehäusebauteilgruppe, wobei die Bauteilgruppe einen Lufteinlaß darin aufweist. Sobald der Verdichterläufer in der Gehäusebauteilgruppe rotiert, wird Luft nach den ersten und zweiten Gruppen von Diffusorrohren hin entladen, welche sich nach den ersten und zweiten Schneckenummantelungen hin erstrecken. Die ersten und zweiten Schneckenumnantelungen weisen Verbindung auf mit ersten und zweiten Verbrennungsrohren, in welchen erste und zweite Brenner angeordnet sind* Luft wird nach den Brennern hin mit Kompressionsverhältnissen von bis zu 25 ssu 1 hin geliefert, und die erhitzten gasförmigen Verbrennungsprodukte strönen von den Brennern her nach dem zweiten Gehäuse hin mit einer Temperatur von 2050° bis 3000° P (1121° bis l649 C)· Die erhitzten Verbrennungeprodukte werden in dem zweiten Gehäuse in ein· Anzahl von zweiten Strömungen unterteilt, welche durch kreisförmige Durchlässe in den Turbinenläuferschaufeln in einem schraubenlinienförmigen Weg hindurch strömen, um durch einen im Innern angeordneten Durchlaß hindurch auszuströmen. Auf Grund des hohen Kompressionsverhältnisses der Luft, die nach den Brennern hin strömt, und der hohen Temperatur der gasförmigen Verbrennungsprodukt« kann der Wärmewirkungsgrad der Leistungserzeugungskonstante so hoch wie 43 Prozent sein, wobei die Turbine geeignet und fähig ist, mit pulverisierten, flüssigen oder gasförmigen Kraft-

Brennstoffen zu arbeiten, und die Turbine geeignet

70981 9/0346

und fähig 1st, dl· Kraftabnähme mit irgendeiner gewünschten reduzierten Rotationsrate relativ zu der Antriebswelle anzutreiben·

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung

Krafterzeugende Konstantdrehzahl-Turbine. 8eachreibung des Stand·» der Technik

Bislang arbeiteten einstufig· Kompressoren* welche in Kombination mit Turbinen verwendet wurden, mit einem Kompressionsverhältnis von nicht größer als J eu 1· Bei der vorliegenden Erfindung wird ein*Zentrifugalkompreseor bzw· min radialer Turboverdichter verwendet« der durch eine Anzahl von Diffusorronren gekennzeichnet ist« welche sich in beabstandeter Beziehung von de« Läufergehäuse her nach außen erstrecken, wobei die Rohre in ersten und zweiten Gruppen angeordnet sind, die Verbindung aufweisen mit ersten und zweiten Schneckenummantelungen. Erste und zweite Verbrennungsrohre erstrecken sich von den ersten und zweiten Schneckenummantelungen nach dem Innern eines Gehäuses hin, in welchem der Turbinenläufer drehbar gelagert ist. . . ...

* . ♦einstufiger

Auf Grund der vorumrissenen Struktur erzeugt der einstufige Verdichterlaufer, welcher durch den Turbinenläufer angetrieben wird, Luft mit einem Kompreesionsverhältnis von bis zu 23 zu 1 in den Verbrennungsrohren, in welchen sich Brenner befinden· Heiß· gasförmige Verbrennung sproduk te , die aus diesem Kompressionsverhältnis resultieren, werden nach dem Turbinenläufer hin mit einer Temperatur von zwischen 2050° bis 3000° F (1121° bis 1649° C) und mit hoher Geschwindigkeit entladen· Der Turbinenläufer besteht aus einer Anzahl

70981 9/0346

kreisförmiger Scheiben, welche in Abstandsbeziehung Seite an Seite angeordnet sind, oh eine Anzahl kreisförmiger Durchlässe dazwischen KU bilden. Die gasförmigen Verbrennungsprodukte werden in dem Innern des TurbinenläufergehKuse» in ein· Anzahl Strömungen unterteilt und werden tangential auf den Turbinenl&ufer zu gerichtet, üb in kreisförmige Durchlässe zu gelangen« die zwischen den Scheib ι gebildet sind. Die Turbinenscheiben bestehen aus Hoohteaperaturmetall oder feuerfestem Material, wie beispielsweise heißgepreßtes Siliziumnitrid, welches eine Betriebstemperatur τοη 2500° F (1371° C) auszuhalten vereng.

Durch Erhöhen der Einlaßtemperatur der heißen gasförmigen Verbrennungeprodukte bis auf 350° F (177° C) über der derzeitigen Betrieb«temperatur von 2000° F (1093° C) kann der Pferdestärkenausgang der rorliegenden Erfindung gegenüber bereits bekannten Turbinen der gleiches Größe verdoppelt werden, und der Vfarme wirkungsgrad erhöht sich von 36 Prozent auf ungefähr 43 Prozent·

Die vorliegend· Turbine weist den betrieblichen Vorteil auf, daß sie nur einzehntel der Emissionen ·η>η Verbrennungsmotoren äquivalenter Qröße hervorbringt· Di· vorliegend· Erfindung weist den weiteren Vorzug auf, daß sie geeignet und fähig ist, jeden Kraftstoff bzw* Brennstoff, wi· beispielsweise Kohlenstaub, Rückstands- bzw. Restöle, ein· groß· Vielfalt flüssiger Brennstoffe sowie brennbare Gase, zu verbrennen.

Beim Betrieb gelangen dl· gasförmigen Verbrennungsprodukt· durch Düsen hindurch in das Turbinengehäuse und strömen lsi wesentlichen tangential zu den flachen Turbln«nseheiben, welch« 41· zuvor beschriebenen kreisförmigen Durchlässe bild·», und mit im w«s«ntllch«a den gleichen Geschwindigkeiten wie die Scheiben. Folglich

70981 9/0346

werden die Scheiben keiner Aufeinanderfolge rasch beaufschlagter Stöße unterworfen_t wie sie bei der Arbeitsweise herkömmlicher mit Schaufeln versehener Turbinenläufer auftreten, und die Scheiben der vorliegenden Erfindung werden keinen kombinierten Biegebeanapruchungen unterworfen, sondern nur Scher-» und Zentrifugalspannung ab e lastungen.

Ein größeres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine krafterzeugende Drehturbine vorzusehen, welche fähig ist, Ausstromungsemissionen um einen Faktor zehn relativ zu den derzeitigen Verbrennungsmotoren BU reduzieren, welche kompakt ist und fähig ist, einen hohen Leistungsausgang relativ zu dem Gewicht und der Größe derselben hervorzubringen, und eine Turbine, welche mit wesentlich erhöhtem Wärmewirkungsgrad relativ zu Kraftmaschinen bzw. Antriebsmaschinen bereite bekannter Bauart arbeiten.

Zusammenfassung der Erfindung

Eine krafterzeugend· Drehturbine mit im wesentlichen konstanter Drehzahl, welche «in« Welle aufweist, die sich durch ein erstes Gehäuse hindurch erstreckt, um ein« Serie von Getrieben darin in Rotation zu versetzten, und wobei die Getriebe wiederum eine Kraftabnahme mit einer Drehzahl in Rotation versetzen, welche wesentlich kleiner ist als diejenige, mit welcher sich die Welle dreht· In bestimmten Füllen kann es erwünscht sein, die Getriebe zu eliminieren und die Rotationskraftabnahme direkt mit der Welle zu verbinden. Der Verdichterläufer ist in «ine Gehäusebauteilgruppe eingeschlossen, welche einen Lufteinlaß besitzt» Di« Gehäusebauteilgruppe besitzt ein· Anzahl peripherisoh in Abständen angeordneter Diffusorrohre, dl· sich davon nach außen erstrecken. Di· Diffusorrohre sind in ersten und zweiten

709819/0346

Gruppen angeordnet, die mit ersten und anreiten Verbrennung sr ohr en in Verbindung stehen, die sich von da erstrecken, in welchen erste und zweite Brenner angeordnet sind·

Öle Brenner können pulverisierte, flüssige oder gasförmig· Brennstoffe oder Kombinationen derselben verbrennen. Die Luft in den Verbrennungerohren, die der Warne von den Brennern her unterworfen wird, kann sich auf einem Konpressionsverhältnis, so hoch wie 25 zu i, befinden, und »war infolge der Anordnung der Diffusorrohre und der Sohneckenummantelungftii) der Gehäusebauteilgruppe· Die hoch komprimierte Luft resultiert in «in, zwei oder mehr Strömungen gasförmiger Verbrennungeprodukte, welche mit einer Temperatur von zwischen 2050° F bis 3OOO° F (1121° C bis l649° C) ausströmen durch dl· Verbrennungsrohre hindurch mit hoher Geschwindigkeit nach de» Innern eines «weiten Gehäuses hin, wo sie in eine Anasahl von zweiten Strömungen unterteilt werden, welche diese Düsen tangential auf den Abgabelei«tungeturbinenläufer richten. Der Abgabeleistungsturbinenläufer besteht aus einer Anzahl kreisförmiger Seheiben, welche in Seite-an-Seite-Beziehung angeordnet sind, wobei die, zumindest, äußeren Teilstücke davon separiert sind, um eine Anzahl kreisförmiger Durchlässe vorzusehen, durch welche die zweiten Strömungen hindurch strömen, um durch einen inneren Durchlaß in den Scheiben hindurch abzugehen· Sobald die zweiten Strömungen durch die Durchlässe hindurch strömen, verlieren sie durch den Reibungskontakt mit den Scheiben Geschwindigkeit, und der statische Druck an den Strömungen weist die Tendenz auf, die zweiten Strömungen dazu zu zwingen, einem schraubenlinienförmigen Weg zu folgen, ύοτ dem Ausströmen durch den inneren Durchlaß in den Scheiben hindurch. Die Seheiben bestehen vorzugsweise aus einem Hochtemperatur-Keramikmaterial, wie beispielsweise heißgepreßtes Siliziumnitrad, um die hohe Temperatur auszuhalten, der sie unterworfen werden. Die kraft-

709819/0346

erzeugende Drehturbine besitzt eine innewohnende Drehzahlregelung, denn sobald als die Belastung an der Kraft« abnähme reduziert wird, und die Kraftabnahme die Tendenz aufweist, zu beschleunigen, erhöht sich die Zentrifugalkraft an den zweiten Strömungen wie das Quadrat der Geschwindigkeitι und wenn diese Kraft das Druckverhältnis über dl· Scheiben hinweg ausgleicht, rotleren die zweiten Strömungen in einem kreisförmigen Pfad außerhalb der Scheiben mehr als in einem einwärtsgerichteten schraubenlinlenförraigen Pfad, und die Geschwindigkeit bzw. Drehzahl wird im wesentlichen konstant«

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

• 8 -

709813/0346

Kurz» Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung wird nunmehr anhand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnungen näher erläutert, und zwar zeigt:

Fig· 1 eine longitudinal· Querschnittansicht

der krafterBeugenden Drehturbine mit im wesentlichen konstanter Drehzahl,

Fig. 2 eine transversale Querschnittansicht der Vorrichtung« nach der Linie 2-2 der Fig. 1, Fig· 5 einen Endaufriß der Erfindung, teilweise

weggebrochen, üb eine Anzahl von peripherisch in Abstünden angeordneten Leitschaufeln in dem Turbinengehäuse darzustellen, welche die heißen gasförmigen Verbrennungsprodukte, die in das Turbinengehäuse hinein entladen werden, in eine Anzahl ron Strömungen aufteilen, welche durch Strönunganundstüeke bzw. Düsen hinduroh gerichtet werden, und zwar tangential auf das äußere Teilstück des Turbinenläufers zu, um letmteren in Rotation xu versetzen,

Fig. k einen fragmentarischen, longitudinalen Querschnitt von einem der Diffusorrohre, von der Schneckenummantelung sowie von einem Teilstück eines der Verbrennungsrohre, welches einen Brennertopf aufweist, der sich im Inneren davon befindet,

Fig« 5 ·1η· Seitenaufrißansicht von einer der Turbinenläuferschaufeln, während

709819/0346

4t

Fig. 6 «ine transversal· Querschnittansicht der Seheiben, nach der Linie 6-6 der Fig. 5, wiedergibt·

Beschreibung der bevor gurten Ausführungsformcn

Die Konstantgeschwindigkeit-Rotationsturbine A ist in den Zeichnungen so dargestellt, daß sie eine langgestreckte Welle B aufweist, welche in Fig. 1 so dargestellt ist, daß sie eine Drehkraftabnahme C aufweist, und zwar an dem benachbarten einen Ende davon· Die Welle B trägt einen einstufigen Verdichterlaufer D an einer dazwischenliegenden Position daran· Die Welle B ist mit einem Auegangskraft turbinenläuf er E operativ verbunden. Ein erstes Gehäuse F trägt rotierbar ein Endteilstück der Welle B, welche, wenn sie in Rotation versetet wird, eine Serie von drehzahlmindernden Zahnrädern Q treibt, welche eine Drehkraftabnähme C antreiben·

Eine Gehausebauteilgruppe H umschließt den Verdichterläufer D* Zumindest das äußer« Teilstück des Turbinenläufers E ist duroh ein «weites Gehäuse J umschlossen. Die Gehäusebauteilgruppe H enthält, wie asi besten aus den Fign. 1 und 2 ersichtlich 1st, ein mittleres Teilstück 10, in welche« der Lufteinlaß 12 gebildet ist.

Das mittlere Teilstück 10 weist «ine Ansah1 peripherisch in Abständen angeordnete, radial vorgesehene erste und «weite Diffusorrohre 1% tmd lh* auf, welche sioh von da nach außen erstrecken, wobei die Rohre eine kegelförmige Konfiguration aufweisen· Die ersten und «weiten Rohre 1% und l4* sind in ersten und «weiten Gruppen angeordnet, welche sich nach ersten und «weiten entgegengesetxt angeordneten Sohneokenummantelungen K und K' erstrecken. Die ersten und «weiten Sohneokenummantelungen K und K* weisen erste und «weite Verbrennungsrohre L und L* auf.

709819/0346

- y6 -

welch· von dort nach entgegengesetzten Seiten des »weiten Gehäuses J hin vorragen· Die Verbrennungsrohre L und L' endigen in einer Anzahl von peripherisch in Abständen angeordneten Strömung«mundstücken bzw» Düsen 78, welche sich in dem zweiten Gehäuse J befinden· Die ersten und zweiten Verbrennungsrohre L und L' weisen jeweils einen Brennertopf H auf, der darin angeordnet ist, das heißt, Kraftstoff bzw. Brennstoff durch ein Leitungsrohr N hindurch zuführt. Bine kraftbetätigte AnIaßvorrichtung P 1st an dem ersten Gehäuse montiert und ist fähig, die drehzahlmindernden Zahnräder G bei der anfängliehen Betätigung der Turbine Λ anzutreiben.

Das erste Gehäuse F, die Gehäusebauteilgruppe H und das zweite Gehäuse J sind so dargestellt, daß sie koaxial ausgerichtet sind, wie am besten aus Fig. 1 ersichtlich ist. Das erst· Gehäuse F und die Gehäusebauteilgruppe H sind in fixierter Relation longitudinal mit Abstand voneinander angeordnet. Eine zylindrische Schutzabschirmung P ist in de« Zwischenraum zwischen dem ersten Gehäuse F und der Gehäusebauteilgruppe H angeordnet und uagibt den Lufteinlaß 13.

Die GehMusebauteilgruppe H ist in einer fixierten Position relativ zu dem ersten Gehäuse F durch eine Anzahl peripherisch in Abständen vorgesehene, longitudinal angeordnete Bolzen l8 abgestützt. Eine Abstützung 20 erstreckt sich von der Gehäusebauteilgruppe H nach den zweiten Gehäuse J hin, wobei sich das freie Ende der Abstützung 20 in dem Flansch 22 befindet.

Die Well« B ist in Fig. 1 so dargestellt, daß sie eine rohrförnige Struktur aufweist. Die Well· B wird durch koaxial ausgerichtet· erste und zweite rohrförnige Teilstück· B-I und B-2 gebildet. Das «rat· Teilstück B-I besitzt «in erstes End« 24, welches durch zwei Kugellagerbauteilgruypen 26 rotierbar abgestützt 1st, dl·

709819/0346

-vita

durch eine Abstandshülse 28 separiert sind.

Eine Anzahl von peripherisch in Abständen angeordnete Bolzen 30 erfassen ausgerichtete öffnungen in den die Kugellagerbauteilgruppe haltenden Bauteilen 32 und 3% und eines kreisförmigen Flansch 36, welcher sich von den zweiten Gehäuse J her einwärts erstreckt. Die Kugellagerbauteilgruppen 26 werden durch die llaltebauteil· 32 und 3k getragen.

Ein Kopfbauteil 38 1st vorgesehen« welcher eine konische Stirnfläche kO und ein rohrförmiges TeilstUck 42 aufweist« welches sich in das erste Ende 24 des ersten k'ellenabschnittes B-I hinein erstreckt. Der Kopf baut eil 38 ist an dem ersten Wellenteilstück B-I durch eine Anzahl Stifte kk befestigt. Die Stifte 44 erfassen transversal ausgerichtete Bohrungen 46, welche in dem ersten Wellenteil stück B-I und in dem rohrförmigen Teilstück 42 vorgeeeii*n sind, wie in Fig. 1 dargestellt ist·

Der Turbinenläufer E umfaßt eine Anzahl ringförmiger Scheiben 48, wobei jede Scheibe eine innere und äußer« Peripher!· 50 und 52 aufweist, wie in den Fign. 5 und 6 dargestellt ist. Jede Scheibe 48 besitzt einen annulusförmigen Körper 48a, welcher relativ zur Drehach·· $k der Sehelbe winkelförmig angeordnet ist.

Ein« Anzahl langgestreckter, peripherisch in Abständen angeordnete starre bzw. stabil· Abstützungen 96 erstrecken •loh nach außen von der konischen Fläch· 40 des Kopfbauteiles 38 her, wie in rig. 1 dargestellt ist. Di· Abstützungen 36 sind parallel zur Drehachse 54 der Seheiben angeordnet· Dl· Abstützungen 36 weisen «in· «inwärts angeordnet· konisch· Platt· 56a auf, welche daran montiert, bzw· befestigt ist. Di« Abstützungen 56 erstrecken sich durch eine Anzahl von am Umfang in Abständen ange-

709819/0346

ordneten Öffnungen 58» welch· in den Scheiben Ί8 vorgesehen sind, wie in den Fign· 1 und 5 dargestellt« wobei die Scheiben Seite an Seite angeordnet sind, jedoch durch unterlagsscheibenförmige Abstandshiileen 60 separiert sind, welche auf den Abstützungen 56 montiert sind· Die Scheiben ^8 und die Abstandshülsen 60 werden in fixierten longitudinalen Positionen an den Abstützungen ?6 zwischen der konischen Platte 56a und einer äußeren ringförmigen Platte 56b gehalten, an den Abstützungen befestigt.

Die Scheiben 48 und die Abstandehülsen 60 wirken zusammen, um ringförmige Durchlässe 62 dazwischen zu bilden, durch welche hindurch heiße gasförmige Verbrennungsprodukte von den Ausströmungsöffnungen l6 und I6¹ her strömen. Die Seheiben k& besitzen die gleiche allgemeine Gestalt, wobei jedoch jede innere und äußere Peripherien 50 und 32 aufweist, welche im Durchmesser von denjenigen der Scheiben, die daran angrenzend angeordnet sind, unterschiedlich sind«

Die Scheiben 48 bestehen vorzugsweise aus einem Hochtemperaturkeramikmaterial« wie beispielsweise heißgepreßtes Sillzinmnitrad bzw. Siliziumnitrat (* silicon nitrade¹), welches im Handel erhältlich 1st* Die aus diesem Material hergestellten Scheiben halten ohne permanente Deformlerunf oder Erleidung sonstiger nachteiliger Wirkungen eine Temperatur von 2500° bis 28OO⁰ Fahrenheit (1371° bia 1538° C) aus.

Das Äußere der «raten und zweiten Verbrennungerohr· L und L* und das äußere peripherische Teilstück des zweiten G«hKu··· J werden durch «rate und zweite radial mit Abstand angeordnet· Wände €k und 66 gebildet, welch· einen Zwischenraum 68 dazwischen aufweisen, der mit •ine« wMrmeieolierenden Material 70 gefüllt 1st.

7098 19/0346 or,g,nal ,nspected

2 6 51 3 5 ν

Die ersten und zweiten Wand· 64 und 66, welche einen Teil dee zweiten Gehäuse» J bilden, sind mit dem einen Ende mit einer ringförmigen Wand 72 verbunden, welche sich von dem Flansch 36 her nach außen erstreckt, und an dem anderen Ende mit einer ringförmigen !-/and 74 verbunden. Die inneren Peripherien 50 der Scheiben 48 wirken, wie aus Fig· 1 ersichtlich ist, zusammen, um einen longltudinalen divergierenden Durchlaß 76 zu bilden, durch welchen hindurch das gasförmige,heiße Verbrennungsprodukt nach dem Durchqueren der Durchlässe 62 ausströmt.

Eine Anzahl von peripherisch in Abständen angeordneter, flacher Strömungemundstück· bzw. Düsen 78 von zumindest der Breite dea Läufers B erstrecken sich um die Seheiben 48 in dem zweiten Gehäuse J herum, wie am besten in Fig. 3 zu erkennen ist, und sind an den Wänden 72 und 7k gesichert. Die Strömungsmundstücke bzw. Düsen 78 befinden sich in Verbindung mit ersten und zweiten Verbrennungsrohren 78 und 78*· Die Strömungsmundstücke bzw· Düsen 78 unterteilen - infolge Zwischenräumen 80 dazwischen - die heißen, gasförmigen Verbrennung aprodukte, welche in das zweite Gehäuse strömen, in eine Anzahl von Hochgeschwindlgkeltsstrtfinungen, die nach dem Turbinenläufer B hin tangential umgelenkt bzw. abgelenkt werden, und in die Durehlässe 60 hinein strömen· Die Hochgaschwindigkeitsströme verlieren, nachdem sie in die Durchlässe 62 eingetreten sind, Energie auf Grund des Grenzschichtströmungswiderstandes. ^Die Strömungen verfolgen einen sehraubenlinlenartlgen Pfad, während sie durch die Durchlässe 62 hindurch strömen. Die Kraft, welche die Tendenz aufweist, den Läufer E in Drehung *u versetzen, 1st der Strömungswiderstand, der daran auferlegt wird, und zwar Infolge des Durchgangs der heißen Verbrennungsproduktgase, wenn sie beim Strömen durch die Durchlässe 62 hindurch die Scheiben 48 berühren. Die Strömungswiderstandskraft kann durch

7098 19/0346 original inspected

folgende Formel bestimmt werden:

D » C_d I SV²

wobei " C. " der Strömungswiderstandskoeffizient ist, " ρ ·' die Dichte der Gase ist, " S " der Flächenbor eich der Scheiben 48 ist und " V '· die Geschwindigkeit der Strömungen heißer, gasförmiger Verbrennungsprodukte ist. Die durch den Turbinenläufer E erzeugte Pferdestärke ist J H.P. (PS) β DV/550, wobei "D" der Strömungswiderstand in Pounds ist und " V " die Geschwindigkeit in Fuß je Sekunde 1st. Die kinetische Energie des Turbinenläufers E kann dadurch erhöht werden, daß die Geschwindigkeit erhöht wird, mit welcher die Strömungen der heißen, gasförmigen Verbrennungsprodukte durch die Durchlass· 62 hindurch entladen· Diese Zunahme in der Geschwindigkeit wird dadurch erreicht, daß Luft bis zu einem Verhältnis von bis bu 25 zu 1 in dem Kompressor verdichtet wird und in dl· ersten und zweiten Verbrennungsrohr· L und L* entladen wird, bevor die Luft durch dl· Brenner M aufgeheizt wird, um sich weiter auszudehnen«

Der erste Abschnitt B-I der Well· B weist ein zweite» End· auf, welches durch einen Flansch 78 gebildet wird, welcher peripherisch in Abständen angeordnete Öffnungen 80 besitzt, die darin vorgesehen sind, wie in Fig. 1 dargestellt ist. Der Abschnitt B-2 weist ein erstes End· auf, welches durch einen kreisförmigen Bauteil 82 gebildet wird, von welchem her sich Gewindebolzen 84 erstrecken, die durch Öffnungen 80 hindurch ragen· Muttern 86 erfassen die Bolzen 84, um die Wellenabschnitte B-I und B-2 in koaxialer Ausrichtung aneinander zu befestigen·

Das erste Gehäuse F schließt «in« zylindrisch· Unsnante-

709819/0346

lung 88 ein, welch· sich an einem ersten Ende davon in einen nach außen gerichteten Flansch 90 entwickelt» Eine erste Endwand 92 liegt gegen den Plansch 90 an und ist daran durch Bolzen 18 befestigt. Die Abstützung 20 der Gehäusebauteilgruppe H besitzt einen zweiten Flansch 9k_t der von dort abgestützt wird. Die Bolzen l8 erstrecken sich durch fluchtende Öffnungen (nicht dargestellt) in dem Flansch 90 hindurch, in der ersten Endwand 92 And in dem zweiten Flansch 94. Muttern 96 erfassen die vorragenden mit Gewinde versehenen Enden der Bolzen l8. Die Bolzen l8 und die Muttern 96 wirken zusammen« um das erste Gehäuse F und die Genaueebauteilgruppe H als eine integrale bzw. einstückige Einheit zusammenzuhalten.

Die «rate Endwand 92 weist ein rohrförmigen Mittelteilstück 98 auf« in welchen eine Kugellagerbauteilgruppe 100 angeoro.net ist, welche den zweiten Wellenabschnitt B-2 drehbar abstützt. Ein Sprengring 102 hindert die Kugellagerbauteilgruppe 100 daran, sich longitudinal nach link* zu bewegen, wie in Fig. 1 gesehen. Die Kugellagerbauteilgruppe 100 wird durch einen kreisförmigen Vorsprung 10Ί, welcher von de» rohrförmigen Mittelteil·· stück 98 her nach innen vorragt, daran gehindert, sich relativ zu de» rohrförmigen Mittelteilstück 98 nach recht· su bewegen* Ein kreisförmiger Bauteil 106 von L-fttmigem transversalen Querschnitt 1st von der ersten Endwand 92 her abgestützt und hält ein· Abdichtung IO8 In gleitend·« Kontakt mit dem zweiten Wellenabschnitt B-2. Di« Abdichtung IO8 ist in Kontakt mit einer kreisförmigen Schulter 110, welche einen Teil d«s zweiten Wellenabachnittes B-2 bildet.

Das erst· Gehäuse F schließt «in· zweit· Bndwand 112 •in, Welche einen rohrförmigen Vorsprung lik besitzt, der «la ein Teil davon vorgesehen ist, in w«leh·« eine

709819/0346

Kugellagerbauteilgruppe Il6 angeordnet ist, welche die Kraftabnahme C drehbar abstUtst. Die Kraftabnahme C schließt eine innen mit Keilnuten versehene zylindrische Ummantelung Il8 ein, die sich im Innern der Kugellagerbauteilgruppe befindet, d. h. der Kugellagerbauteilgruppe 116, wobei sich die Ummantelung an dem innen angeordneten Snde davon in ein Rad 120 entwickelt. Das Rad 120.weist eine Radnabe 122 auf, welche an dem zweiten Wellenabschnitt B-2 drehbar abgestützt wird. Das Rd 120 besitst eine Ansahl von peripheriseh In Abständen angeordnete, winklig vorgesehene Zähne 124, welche an der äußeren Peripherie davon vorgesehen sind, die durch ein konisches Zahnrad I26 verschiebbar erfaßt werden, welches von einer Antriebswelle 128 her abgestütat ist, die einen Teil einer Anlasservorrichtung bildet. Das Rad 120 weist einen kreisförmigen Rand auf, welcher von da nach außen vorragt, welcher ein Ringgetriebe 133 besltat, welche« an der Innenfläche davon vorgesehen ist.

Der «weite Wellenabschnitt B-2 besitat ein erstes Getriebe 13% daran, welche« mit einem »weiten Getriebe 136 von wesentlich größerem Durchmesser in Zahneingriffverbindung steht· Das «weite Getriebe 136 1st ferner mit einem dritten Getriebe 138 in Singriffverbindung. Da« dritte Getriebe 138 ist in Perm eines Ringgetriebes vorgesehen, welche« an der Innenfläehenummantelang 88 gebildet ist, wie am besten in Fig· I au erkennen ist. Da« «weite Getriebe 136 1st an einer Well· l4o befestigt, die in einem Traglager 1%1 an dem äußeren Ende eines Arme« 1%2 drehbar abgestützt 1st· Ein Innenende des Arme« 142 ist an einer rohrförmigen Hülse ik2 gesichert, welche an dem aweiten Wellenabschnitt B-2 drehbar montiert 1st. Öle Welle l4tO besitat ein viertes Getriebe 1%6, welche« daran angebracht ist. Oa« vierte Getriebe 1%6 befindet «ich in Zahneingriffverbindung

709819/0348

AS

mit dan Ringgetriebe 132· Da« oben umrissene Getriebe ist von dem Verbund-Epizykloiden-Typ bzw. von der Verbundplanetenart und 1st al· Ganzes mit dem Buchstaben G bezeichnet.

Wenn das erste Getriebe 13% infolge der Rotation des zweiten Wellenabschnitt·* B-2 rotiert, wird das «weite Getriebe 136 gleichseitig in Rotation versetzt. Das zweite Getriebe 136 befindet eich in Zahneingriffverbindung mit dem stationären dritten Getriebe 138, und als Folge davon wird der Arm 1%2 dazu gebracht, sich um den zweiten Well «nab schnitt B-2 zu drehen, bewegt damit das angetrieben· viert« Getriebe l40, wobei die Drehbewegung des vierten Getriebes dem Ringgetriebe 132 auferlegt wird, um die innen mit Keilnuten versehen· Kraftabnahmeummantelung II8 anzutreiben· Mit dem oben umrissen·» Verbund-Epizykloiden-Reduktionsgetrieben G ist die Rotationsrat· der mit Kellnuten versehenen Kraftabnahm«ummant«lung HO ungefähr einsechstel bis •infUnftel derjenigen de* zweiten Wellenabschnittes B-2.

Die Benutzung und Arbeitsweise der Erfindung ist wl· folgt: Die Startervorrichtung 0 wird dazu verwendet, ein« Inltialretation d*r ersten und zweiten Well«nabsehnltt· B-I und B-2 hervorzurufen, zusammen mit derjenigen des Verdichterlauferβ D und des TurbinenlKufers S. Die Brennertöpfe M werden g«zündet, und zwar mit Kraftstoff bzw· Brennstoff, welcher nach dort durch die Leitungsrohre N hindurch geliefert wird. Luft wird durch den Einlaß 18 in dem mittleren Teilstück 10 der Gehäusttbauteilgruppe M angesogen, durch den VerdichterlMuf«r D nach den ersten und zweiten Diffueorrohren 1% und l4' hin entladen, von welchen her die Luft nach ersten und zweiten Sehneckenummantelungen K und K¹ strömt. Auf Grund der Konfiguration der Sohneokenumnantelungen K und K* nimmt di· Geschwindigkeit der

709819/0346

3*

komprimierten Luft, welch« darin von den ersten und »weiten Diffusorrohren 1% und Ik* her entladen wird, ab, und der statische Druck daran nimmt zu. Die Luft mit im wesentlichen statischem Druck wird nach den ersten und zweiten - oder mehreren - Verbrennungerohren L und L* hin entladen, wo sie durch die Brennertöpfe H auf hohe Temperaturen erwärmt wird·

Die auf hoher Temperatur befindliche komprimierte Luft strömt, gemeinsam mit den gasförmigen Verbrennungsprodukten, nach dem zweiten Gehäuse J hin, um in das Inner« davon durch die Strömungsmundstücke bzw· Düsen 78 hindurch su gelangen·

Die erhitzten gasförmigen Verbrennungsprodukt« strömen durch die Strömungemundstücke 78 hindurch, um in eine Anzahl von Hochgeschwindigkeitsströmungen oder -strahle aufgeteilt zu werden, welche in die Durchläse« 62 in dem TurbinenlHufer E gelangen· Di« Ström« verlieren, während sie durch einen spiralförmigen Pfad in den Durchlässen 62 hindurch strömen, Energie, und zwar infolge des Grenzsohichtströmungswiderstandes bei den Scheiben 48· Der Strömungswiderstand an den Scheiben 48 bewirkt die Rotation des Turbinenläufers E und der ersten und zweiten Wellenabschnitt· J-I und J-2. Die Drehung des zweiten Wellenabschnittes J-2 resultiert in einer Drehung der Reduktionegetriebe G und in einer gleichlaufenden Drehung der Kraftabnahmestelle C. Die Kraftabnahme C rotiert vorzugsweise mit einfünftel bis einsechstel'der Drehgeschwindigkeit des Turbinenläufers E und der Welle J. Sowohl die Seheiben 48 wie auch die Abstandshülsen 60 bestehen vorzugsweise aus einem Hochtemperatur-Keramikmaterial, wie beispielsweise heißgepreßt·« Siliziumnitrid ('silicon nitride')·

*«ln««chst«l bis einfünftel Obgleich die Scheiben 48 so dargestellt sind, daß die

709819/0346 original inspected

ringförmigen Τ·11stücke 48a derselben relativ zur Drehachse 5k winklig angeordnet sind, ist es möglich, Scheiben der gleichen Bauart zu benutzen, welche relativ zur Drehachse senkrecht angeordnet sind, jedoch mit weniger Flächenbereich. Durch Erfahrung wurde gefunden, daß optimale Leistungsfähigkeit erreicht wird, wenn die Geschwindigkeit der Strömungen heißer gasförmiger Verbrennungsprodukte, welche in die Durchlässe 60 hinein entladen werden, gerade unter Ultraschall liegt und die Strömung der Ströme durch die Durchlässe hindurch laminar ist·

Die ersten und zweiten - oder mehrere - Verbrennungsrohre L und L* werden vorzugsweise aus Ende an finde angeordneten Teilstücken bzw· Sektionen gebildet, das (heißt) L-I und L*-l, welche durch Ausdehnungsstücke L-2 und L¹-2 verbunden sind· Das Äußere der Brenner M und die inneren Oberflüchen der Verbrennungsrohre L und L' wirken zusammen, um annulusförmlge bsw· rlngraumartlge Zwischenräume dazwischen zu bilden, durch weiche zusammengedrückte Luft hindurch strömen kann· Obgleich die Erfindung mit zwei Sehneekenummantelungen K und K* und mit zwei Verbrennungsrohren L und L* dargestellt worden 1st, ist es möglieh, nur eine einzige Sehneckenummantelung und Verbrennungeröhre »u verwenden» wobei sich das Verbrennungsrohr mit einer Anzahl von Strömung smunds tue ken 78 in Verbindung befindet, die um den Turbinenrotor 1 herum peripherisch In Abständen angeordnet sind·

Die Struktur der Erfindung und die Funktion und Arbeitsweise derselben wurde zuvor im einzelnen beschrieben und braucht nicht wiederholt zu werden.

Patentansprüche:

709819/0346

3*

Leerseite

Claims (1)

1. (IJ Krafterzeugende Drehturbine mit konstanter Drehzahl, gekennzeichnet durch

   a) eine Welle, welche ein mratme Ende und ein zweites Ende aufweist,

   b) eine Rotatlonskraftabnahrae angrenzend an das genannte zweite Ende der genannten Welle,

   c) einen Verdichterläufer, welcher an der genannten Welle zwischen den genannten ersten und zweiten Enden davon befestigt ist,

   d) einen Ausgangslcraftturbinenläufer, welcher mit der genannten Well· koaxial ausgerichtet ist und an dem genannten ersten Ende davon gesichert ist, wobei der genannt· Turbinenläufer durch «in· Mehrzahl dünner kreisförmiger Scheiben gebildet wird, die in Seite-an-Seite-Beziehung angeordnet sind, wobei zumindest die Mußeren Teilstücke der genannten Scheiben separiert sind, um eine Mehrzahl kreisförmiger Durchlässe »u bilden, welch· mit Durchlaßmltteln in den genannten Scheiben in Verbindung stehen, von den genannten Äußeren Teilstücken davon einwärts angeordnet,

   ·) «in erstes Gehäuse, welches die genannt« Kraftabnahme drehbar abstützt und ein Teilstück d«r genannten Welle zwischen den genannten Verdichterläufer und de» genannten zweiten Ende άτ genannten Welle,

   f) Getriebemittel In dem genannten ersten Gehäuse für das Übertragen von Drehbewegung der genannten Well« auf dl· genannte Kraftabnahme mit einer reduzierten Rotationsrate,

   709819/03U

   ORIGINAL INSPECTED

   651358

   g) eine G ehä'usebau teil gruppe, welche in einer fixierten Position relativ zu dem genannten ersten Gehäuse abgestützt ist, wobei die genannt· Gehäusebauteilgruppe den genannten Verdichterläufer umschließt und einen Lufteinlaß darin aufweist, wobei die genannte Gehäusebauteilgruppe eine Mehrzahl sich nach außen erstreckender! peripheriech in Abständen angeordneter Diffusorrohre enthält, welche in ersten und zweiten Gruppen angeordnet sind, die Luft empfangen, die durch die Rotation des genannten Läufers beschleunigt ist, und die durch die genannten Diffusorrohre hindurch mit einer ersten Geschwindigkeit entströmt, wobei die genannte Gehäusebauteilgruppe erste und zweite entgegengesetzt angeordnete Schneckenummantelungen einschließt, welche mit den ersten und zweiten Gruppen der genannten Diffusorrohre in Verbindung stehen, während Luft in die genannten ersten und zweiten Schneckenuiemantelungen hinein entladen wird, welche eine zweite Geschwindigkeit darin aufweist, die wesentlich geringer als die erste Geschwindigkeit ist, wobei die statisch· Druckhöhe der Luft, welch« in die genannten ersten und zweiten Schneckenusmantelungen gelangt, wesentlich größer als die statisch· Druckhöh· der Luft ist, w«leh· in die genannten Diffueorrehre eintritt, und wobei die genannt· Genaue«bauteilgrupp· ·±η •rat·* Endteiletück einschließt, welch·« einen Ab· schnitt der («nannten Welle nah· dem genannten KraftausgangslMufer drehbar abstützt,

   h) ein zweites Gehäus·, welch·· sich zumindest um das Mußer· peripheriech· Teilstück des genannten Ausgangskraftturbinenläufera herum erstreckt, wobei das zweit· Gehäuse von de« genannten ersten Endteilstück her abgestützt ist,

   709819/0346

   2851358

   - ar -

   i) erate und zweit· Verbrennungsrohre, welch· sich von den genannten ersten und zweiten Schnecken* ummantelungen her nach den genannten «raten und zweiten Einlassen hin erstrecken,

   j) erate und »weite Kraftstoff bzw· Brennstoff verbrennend· Mittel in den genannten ersten und zweiten Verbrennungsrohren» wobei die genannten ersten und zweiten Kraftstoff bzw» Brennstoff verbrennenden Mittel gasförmige Verbrennungeprodukte zur Folge haben, welche von den genannten eraten und zweiten Verbrennungsrohren her mit einer Geschwindigkeit ausströmen, die größer als die Geschwindigkeit der Luft in den genannten ersten und zweiten Schneckenununantelungen ist, sowie

   k) eine Mehrzahl von peripher!sch in Abständen angeordneten Strönmngemundstücken bzw. Düsen, welche in einer atationären Position in dem genannten zweiten Gehäuse abgestützt sind und mit den genannten eraten und zweiten Verbrennungarohren in Verbindung stehen, welche die genannten gasförmigen Verbrennungsprodukte in eine Mehrzahl von Strömungen derselben unterteilen bzw. aufteilen, welche relativ zu den genannten peripherIschen Durchläaaen winkelförmig angeordnet sind, wobei die genannten Strömungen beim Strömen durch dl· genannten Durchlässe hindurch infolg· einea groß·· r«n Gr«nsatrömungawid«ratand«a an ά·η genannten Scheiben Energie verlieren, und wobei der Druck daran die genannten Strömungen relativ zu den genannten Scheiben einwärts strängt, uai durch die genannten Durchlaßmittel hindurch nach der umgebenden Atmosphäre hin zu entladen, wobei der genannt· Ausgangskraftturbinenläufer ein· Drehkraft auf diesen aufgebracht erhält, welche zu der Differenz in der Energie der genannten Luftströmungen und der Energie der genannten Verbrennung··

   709 8 19/0346

   produkt«

   in Besiehung gesetzt let, welche von den genannten Durchlaßmitteln her ausströmen, wobei die genannte Turbine eine inherente Drehzahlregelung aufweist, denn sobald die Last an der genannten Kraftabnaiuse reduziert wird und der genannte Aue«- gangskraftabnahjaelaufer beschleunigt wird, erhöht sich die Zentrifugalkraft an den genannten gasförmigen Verbrennungsproduktströmungen wie das Quadrat der Geschwindigkeit, und wenn sie das Druckverhältnie über die genannten Scheiben hinweg egalisieren, rotieren die genannten Strömungen eher in einest kreisförmigen Pfad als in einem einwärts gerichteten schraubenlinienförmigen Pfad, um durch die genannten Auslaßmittel hindurch entladen zu werden·

   2. Krafterzeugende Turbine »it konstanter Geschwindigkeit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Verdichterläufer von de» einstufigen Typ ist, der fähig ist, Luft in den genannten ersten und zweite» Sehneckenuessantelungen und den er*ten uad zweiten Verbrennungsrohren auf ein Verdichtungsverhältnis von zwischen 8 zu 1 bis so hoch wie zu 1 ztt koaprinieren.

   3· Krafterzeugende Turbine mit konstanter Geschwindigkeit naeh Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die genanntes Scheiben aus eine· Hochtenperatur-Keraaikmaterial hergestellt sind, wie beispielsweise heifigepre&tcs Silisiusmitrid, und einer Temperatur von 2500° Fahrenheit bis 3000° Fahrenheit (1371° Celsius bis ^J:5 16^9° Celsius), ohne Sehaden daran» zu widerstehen versag«

   h» Krafterzeugende Trubine alt konstanter Geschwindigkeit naeh Anspruch 31 dadurch gekennzeichnet, daß

   7098 1 9/0346

   die genannten Brennstoffverbrennungsmittel fähig sind, gasförmig· Verbrennungsprodukt« zu liefern, einschließlich aus Partikeln bzw« Einzelteilen bestehende Stoffe, unter Druck nach den genannten ersten und zweiten Einlassen hin, mit einer Temperatur oberhalb l600° Fahrenheit (871° Celsius).

   5· Krafterzeugende Turbine mit konstanter Geschwindigkeit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Kraftausgangsturbinenläufer einschließt! 1) einen Kopfbauteil, welcher an dem genannten ersten Ende der genannten Welle befestigt ist, m) eine Mehrzahl von peripherisch in Abständen angeordneten Stiften, welche ron de« genannten Kopfbauteil her, parallel zu der genannten Welle, nach außen ragen, sowie

   n) die genannten Scheiben in Form von Ringen vorgesehen sind, weiche eine Mehrzahl fluchtender Öffnungen darin aufweisen, welche durch die genannten Stifte erfaßt werden, wobei die genannten Ringe innere Öffnungen aufweisen, welche axial ausgerichtet sind und die genannten Durehlaßmittel vorsehen«

   6. Krafterzeugende Turbine mit konstanter Geschwindigkeit, wie in Anspruch 5 definiert, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich vorgesehen sind: o) eine Mehrzahl von Abstandshülsen, welche an den genannten Stiften montiert sind, um die genannten ringförmigen Scheiben in Abitandebeziehung zu halten·

   7« Krafterzeugende Turbine mit konstanter Geschwindigkeit wie in Anspruch 6 definiert, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Kopfhauteil eine konische Stirnfläche aufweist, von welcher her die genannten Stifte vorragen, und dad die genannten Ringe zwischen

   709819/0346

   den äußeren und inneren Peripherien davon von. im wesentlichen konstanter Breite sind, und daß die genannten Ringe im wesentlichen parallel mit der genannten konischen Stirnfläche vorgesehen sind und relativ zu der genannten Welle winkelförmig angeordnet sind«

   8« Krafterzeugende Turbine mit konstanter Geschwindigkeit, wie in Anspruch 7 definiert, dadurch gekennzeichnet, dad die genannten Scheiben vorzugsweise aus eine» Hochteraperatur-Keramlkstoff hergestellt sind, wie beispielsweise heißgepreßtes Silizium-' nitrid.

   9· Krafterzeugende Turbine mit konstanter Geschwindigkeit, wie ±n Anspruch 8 definiert, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Welle aus ersten und zweiten Abschnitten besteht, welche axial ausgerichtet sind und verschiebbar aneinander gesichert bzw· entfernbar aneinander befestigt sind, wobei der genannte erste Abschnitt das genannte erste Ende einschließt, an welche« der genannte Kopfbauteil befestigt ist, und daß der genannte zweite Abschnitt das genannte zweite Ende einschließt, und daß der genannte Verdichterlaufer als ein integraler Teil davon vorgesehen ist·

   10. Krafterzeugende Drehturbine mit konstanter Drehzahl, wie in Anspruch 1 definiert, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Getriebemittel aus einer Verbund-Episykloiden-Getriebeübersetzungs/Gietriebeuntersetzungseinheit bestehen, und daß das genannte erste Gehäuse dazu dient, das eine der genannten Getriebe der genannten Getriebeeinheit in einer stationären Position abzustützen·

   709819/0346

   - »fr -

   11« Krafterzeugende Turbin· mit konstanter Geschwindigkeit, wie in Anspruch 10 definiert, dadurch gekennzeichnet, daß da· genannte erste Gehäuse und die genannte Gehäusebauteilgruppe durch einen Zwischenraum voneinander getrennt sind« welcher sich mit dem genannten Lufteinlaß in Verbindung befindet, und daß die genannte Turbine zusätzlich aufweistι 1) eine zylindrische Abschirmung, welche sich zwischen dem genannten ersten Gehäuse und der Gehäuseabuteilgruppe erstreckt und die genannte Lufteinlaßöffnung umschließt.

   12. Krafttrzeugtnd· Turbine mit konstanter Geschwindigkeit, wit in Anspruch 10 definiert, dadurch gttan-

   #0

   1) kraftbetätigt· Anlassermittel an bzw, auf de« erst·» G«hSu»·, welche mit Amx- (enanntMi Verbund-

   lt b*tl-l«ba-

   · sind

   und gasförmige Brennstoffe und Konbinatlonen davon zu vmThfnnmn bzw· xu brennen·

   Ik. Krafterzeugende Turbine mit konstanter Geschwindigkeit, wie in Anspruch 1 definiert, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten ersten und zweiten Verbrennungerohre Jeweils durch eine Mehrzahl von rohrförmigen Sektionen gebildet werden, welche Ende an Ende auegerichtet sind, und daß die genennte Turbine xuaatzlioh aufweist!

   1) elastische Verbindungen an den anstoßenden Enden der genannten Sektionen, welche zulaeaen, deft

   709819/03^6

   sich die genannten Sektionen biegen bzw. bewegen, wenn eie erwärmt and abgekühlt werden.

   15· Krafterzeugende Turbine mit konstanter Geschwindigkeit, wie in Anspruch 1 definiert, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich vorgesehen sind ι 1) wärmeisolierende Mittel, welche zumindest teilweise die genannten Verbrennungerohre umschließen, um die Strahlung und Konvektion von Wärme von dort her auf ein Minimum zu reduzieren·

   16. Schaufellos·, kreisförmige Turbinenscheibe, dadurch gekennzeichnet, daß diese aus einest Hochtemperatur-Keramikmaterial besteht, wie beispielsweise heißgepreßtes Siliziumnitrid, und fähig ist, einer Temperatur von 2500° Fahrenheit bis 2800° Fahrenheit (1371° Celsius bis 1538° Celsius) zu widerstehen, ohne Sehadem bzw· Beschädigung.

   17. Schaufellos«, kreisförmig* Turbinenscheibe nach Anspruch l6, dadurch gekennzeichnet, daß dies· in Form eines Ring·· vorgesehen ist, mit einer inneren und einer äußeren Peripherie, sowie mit einer Mehrzahl von peripher!sch in Abständen angeordneten Öffnungen in dein genannten Ring zwischen den genannten inneren und Mußeren Peripherien·

   18· Schaufellos·, kreisförmige Turbinenscheibe nach Anspruch l6, dadurch gekannzeichnet, daß diese in Form ein·· Ring·· vorgesehen 1st, der relativ zur Drehachse des genannten Ringes winkelförmig vorgesehen ist·

   19· Schaufellos· Turbinenläuferbauteilgruppe, dadurch gekennzeichnet, daft die·· geeignet ist, an einem drehbaren Kopfbauteil montiert zu werden, mit einer

   709819/0346

   ORIGINAL INSPECTED

   Mehrzahl von peripherisch in Abständen angeordneten Stiften, welche parallel mit der Drehachse dea genannten Kopfbauteile« von dort nach außen vorragen, wobei die genannte Läuferbauteilgruppe einschließt t

   a) eine Mehrzahl ringförmiger Scheiben, mit einer Mehrzahl von peripher!sch in Abständen darin angeordneten Öffnungen, durch welche eich die genannten Stifte hindurch erstrecken, wobei die genannten Seheiben aus einem Hochtetoperatur-Keranikstoff bestehen, wie beispielsweise heißgepreßtes Siliciumnitrid,

   b) eine Mehrzahl von Abstandvorrichtungen an den genannten Stiften und zwischen den genannten Sehe!· ben, um die genannten Scheiben an den genannten Stiften in beabstandeter Besiehung zueinander zu halten, und

   e) Mittel, um die genannten Scheiben und die Abstandsvorrichtungen «n den genannten stiften aufrechtzuerhalten*

   20. Schaufellos« Turblnenlüuferbauteilgruppe nach Anspruch 19t dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Kopfbauteil eine konische Stirnfläche aufweist, von welcher her die genannten Stifte vorragen, und daß die genannten ringförmigen Scheiben im wesentlichen parallel Mit der genannten konischen Stirnfläche vorgesehen sind und relativ zur Drehachs· des genannten Kopfbauteile· winklig angeordnet sind·

   21· Krafterzeugende Drehturbine mit konstanter Drehzahl, dadurch gekennzeichnet, daß dl··· einschließts

   a) «in« tf«lle alt ersten und zweiten Enden,

   b) einen ersten Stufenkoapressorlaufer, der auf der genannten Welle montiert 1st zwischen den genannt·» ersten und zweiten Enden davon,

   e) «in· sich drehende Kraft« bzw· {.•!•tungslibnahme_/

   709819/0348

   d) Getriebemittel, welche die genannte !teile mit der genannten Kraftabnahiae operativ verbinden,

   ·) «inen Turbinenläufer, welcher an dem genannten ersten End* der genannten Welle gesichert ist, wobei der genannte Turbinenläufer eine Mehrzahl kreisförmiger Scheiben einschließt, welche Durchlässe dazwischen bilden, die mit einem Austrittsdurchlaß Verbindung aufweisen,

   f) eine Gehäusebauteilgruppe, welche die genannte Welle drehbar abstützt, wobei die genannt« Bauteilgruppe ein zentrales Teilstück einschließt, in welchem der genannt« Verdicht er lauf er angeordnet ist, wobei das genannte zentral« Teilstück einschließt einen Lufteinlaß, in Verbindung mit den genannten Verdichterläufer, eine Mehrzahl von peripherisch in Abständen angeordneten ersten und zweiten Diffusorrohren, welche sich von dem genannten Teilstück her nach außen erstrecken, •rat« und zweit· Sehn«ckemuamant«lungen, in Verbindung mit den genannten «raten und zweiten Diffuserrohren, «rate und zweite Verbrennungarohr·, in Verbindung mit den genannten Schneckenummant«lungen, und wobei di« genannten ersten und zweiten Verbrennungsrohre urne* erst« und zweit« Entladungsausläsa« aufweisen^

   g) «in Gehäuse, welch·· sich zumindest um di· Peripher !· des genannten Turbinenläuferβ erstreckt, und wob·! di« genannten «raten und zweiten Auslass« darin angeordnet sind,

   h) Brennermitt·! in den genannten ersten und zweiten Verbrennungsrohren für das Erhitzen von Luft, dl« nach den genannten Brennermitteln hin mit einer wesentlich höheren Temperatur von den genannten Sehneekenummantelungen und Strömungsmundstücken her geliefert wird, um die genannt· Luft

   709819/0346

   und die gasförmigen Verbrennungsprodukt β asu expandieren! um die Geschwindigkeit derselben zu erhöhen« und

   i) erste Mittel in dem genannten Gehäuse für das Aufteilen der genannten erhitzten Luft und der gasförmigen Verbrennungsprodukt« von den genannten Entladeauslässen her in eine Mehrzahl von Strömungen hinein, welche tangential auf die Peripher!· des genannten Turbinenläufers zu gerichtet sind, um in den genannten Durchlaß einzutreten und spiralförmige Wege dort hindurch ssu verfolgen, sobald als die genannten Strömungen Energie verlieren durch den Grenzschichtströmungawiderstand bei den genannten Seheiben und de« Druck und der Geschwindigkeit an den genannten Strömungen, um die genannten Strömungen durch den genannten Entladedurchlaß hindurch asu lenken, wobei die genannte Turbine eine inhärente Drehzahlregelung aufweist, denn sobald als die Last an der genannten Kraft- bzw, Leistungsabnahme reduziert wird und der genannte Turbinenläufer die Tendenz aufweist, SEU beschleunigen, erhöht sich die Zentrifugalkraft an den genannten Strömungen wie das Quadrat der Geschwindigkeit, und wenn sie das Druckverhältnis an den genannten Scheiben ausgleichen, rotleren die genannten Strömungen eher in einem kreisförmigen Pfad als in den genannten spiralförmigen Pfaden, um von dem genannten Entladedurchlaß her su strömen, und die Drehzahl 1st im wesentlichen konstant.

   22. Krafterzeugende Drehturbine mit konstanter Drehzahl, wie in Anspruch 21 definiert, dadurch gekennzeichnet, daß dl· genannten ersten und «weiten Diffusorrohre und dl· genannten ersten und zweiten Sehneckenummantelunge* mit dem genannt·« einstufigen Verdichter läufer zusammenwirken, und daß dies· zusammen-

   709819/0348

   wirken, um Luft nach den genannten Brennermitteln in den genannten ersten und zweiten Verbrennungsrohren hin mit einem Kompreesionsverhältnis von größer als vier zu eins zu liefern.

   23· Krafterzeugende Drehturbine mit konstanter Drehzahl, wie in Anspruch 22 definiert, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Brennerasittel komprimierte Luft und gasförmige Verbrennungsprodukte, welche von den genannten Entladeauslässen her strömen, auf eine Temperatur von zwischen 2050° Fahrenheit und 5000° Fahrenheit (1121° Celsius und l6*t9° Celsius) erhitzen.

   24. Krafterzeugende Drehturbine mit konstanter Drehzahl, wie in Anspruch 23 definiert, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Turbinenscheiben vorzugsweise aus eines Hochteisperatur-Keraeikmaterial bestehen, wie beispielsweise heißgepreßtes Siliciumnitrid.

   25· Krafterzeugende Drehturbine mit konstanter Drehzahl, wie in Anspruch 2k definiert, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Getrieberaittel die genannte Rotati on «kraft abnahm β mit einer wesentlich niedrigeren Rotationsrate als diejenige der genannten Welle drehen*

   26. Krafterzeugend· Drehturbine mit konstanter Drehzahl, wie In Anspruch 25 definiert, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Getriebemittel von dem Verbund-Epizykloiden-Typ sind.

   70981 9/0348