DE274591C

DE274591C -

Info

Publication number: DE274591C
Application number: DENDAT274591D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 274591 KLASSE 46 d. GRUPPE

Es ist bekannt, Explosionsturbinen zu betreiben, wobei das brennbare Gemisch in einer Kammer zur Explosion gebracht wird; die Verbrennungsgase strömen mit höchster Geschwindigkeit aus der Düse und leisten dann beim Durchströmen einer Laufschaufelung mechanische Arbeit.

Das Druckdiagramm in einer derartigen Explosionskammer sei in Fig. ι zur Darstellung gebracht.

Man erkennt, daß in jedem beliebigen Zeitpunkt ein anderer Druck P₁ vor der Düse herrscht. Eine vorhandene Düse mit gegebenem Erweiterungsverhältnis ist aber nur für

ein ganz bestimmtes Druckverhältnis —■ richtig

Pl

und arbeitet hierbei mit dem besten Wirkungsgrad; dieser Fall ist beispielsweise während der kurzen Zeitdauer a', b (Fig. 1) angenähert bei einer gewöhnlichen Explosionsturbine vorhanden. Jedes andere von diesem Wert abweichende Druckverhältnis bedingt aber, wie bekannt, eine erhebliche Einbuße des Wirkungsgrades einer gegebenen Düse. Bei den gewöhnlichen Explosionsturbinen ist aber gerade während der größten Zeitdauer b, c (Fig. 1) ein erheblicher Energie verlust (30 bis 50 Prozent und mehr) allein schon in der Düse vorhanden. Gleichzeitig werden aber dadurch auch die Laufradverhältnisse sehr ungünstig beeinflußt, womit weitere zusätzliche Verluste in der Laufschaufelung verbunden sind.

Man hat nun versucht, einen möglichst gleichmäßigen Treibmittelstrom zu erzeugen. Die bisher verwendeten Mittel bestehen darin, daß 45

man z. B. in jedem Augenblick das Querschnittsverhältnis der Düse selbst ändert. Auch wählte man mehrere nacheinander wirkende Explosionskammern, die auch ejektorartig verbunden sein konnten. Endlich ordnete man hinter den einzelnen Explosionskammern einen besonderen Ausgleichs- (Sammel-) Behälter an, was aber große Druck- und Wärmeverluste bedingte.

Vorstehende Maßnahmen sind nun aber teilweise kaum ausführbar, teilweise verhindern sie die eingangs erwähnten hauptsächlichen Mängel nicht.

Um nun diese schädlichen Wirkungen zu 5<> vermeiden, verfährt man nach der Erfindung wie folgt:

Die Explosion wird in einer mit Gemisch gefüllten Zelle 1 (Fig. 2) eingeleitet; die Verbrennungsgase strömen durch die Düse m und beaufschlagen das Laufrad I. Sobald nun der Druck in der Zelle 1 einen bestimmten

Wert

₁ _min Zl erreicht hat, wird in einer benachbarten Zelle 2 die Explosion von Gasgemisch eingeleitet; dabei steht von dieser Zeit ab die Zelle 2 mit der Zelle 1 dauernd in Verbindung, damit sich die Drucksteigerung übertragen und eine spätere Entleerung dieser Zellen herbeigeführt werden kann. Das in Fig. 3 dargestellte Diagramm zeigt den Druckverlauf in Zelle 1 vor der Düse tn in Abhängigkeit der Zeit, wenn 2, 3, 4 ... η Zellen in der oben beschriebenen Weise mit der Zelle 1 oder unter sich zusammen arbeiten. Das Laden der Zellen 1 bis η mit Gemisch kann gleichzeitig oder nacheinander erfolgen. Vor der Düse m„ finden also während einer länge-

ren Zeitdauer a', b (Fig. 3) nur kleinere Druckschwankungen (^₁ max bis auf p_im\_n) statt, welche für zulässig erachtet werden, ohne daß dabei der Düsenwirkungsgrad wesentlich herabgesetzt wird. Das Erweiterungsverhältnis der Düsen ist bemessen nach dem bestimmten

Druck verhältnis ---*■—. Man arbeitet also auf

Vl min

einem langen Zeitbereich a'_t b mit dem besten Düsen- und Schaufelwirkungsgrad.

Es werden also höhere thermische Wirkungsgrade der Explosionsturbine an sich erreicht, und man hat gleichzeitig alle Vorteile einer angenäherten Gleichdruckwirkung. Die ein-

^X5 zelnen Zellen 1 bis η können unter sich gleich oder auch nach bestimmten Gesetzen verschieden groß ausgeführt sein; auch die Gemischbildung in den einzelnen Zellen 1 bis η kann gleich oder verschieden sein. Um ferner die Zeitdauer b, c des Ausströmens der Verbrennungsgase abzukürzen, werden eine oder mehrere Zusatzdüsen m', womöglich mit geringerer Querschnittserweiterung zugeschaltet, um'auch während dieser Zeit die Strömungsverluste in Leitvorrichtung und Laufschaufelung, entsprechend den wesentlich geänderten Druckverhältnissen, weiterhin herabzusetzen. Diese Zusatzdüsen m' können auch während der Spülperiode geöffnet bleiben zwecks Abkürzung der Zeitdauer für Spülung und Kühlung.

Diese Mehrzellenexplosionskammer mit oder ohne Zusatzdüsen (Fig. 2) kann auch mehrfach bei einer Turbine angewendet werden. Alle Explosionszellen werden außen und innen gut gekühlt durch Wasser und Luft. Auch können einzelne oder alle Explosionszellen mit Verdrängerkolben ν versehen sein.

Claims

Patent-An Sprüche:

1. Explosionskammer für Gasturbinen mit mehreren Explosionszellen, dadurch gekennzeichnet, daß die Explosionszellen während der Explosions- und Entleerungsperiode zu einer Ausströmkammer vereinigt sind.

2. Explosionskammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Explosionen in den einzelnen Zellen der Ausströmkammer nacheinander erfolgen.

3. Explosionskammer nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß während der Ausströmperiode besondere Zusatzdüsen an die Ausströmungskammer zugeschaltet werden, wobei erstere auch während der Spülungs- und Kühlungsperiode geöffnet bleiben können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.