DE280083C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 280083 KLASSE 46 d. GRUPPE

Styling. KONRAD BAETZ in TSINGTAU.

bewirkt wird.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 16. August 1912 ab.

■ Den Gegenstand der Erfindung bildet eine Gasturbine, bei welcher die Verdichtung der Ladung unter Verwendung der als Treibmittel wirkenden Verbrennungsgase erfolgt. Nach der Erfindung wird die Ladung in den Laufradrollen verdichtet. Dadurch wird sowohl die für die Zündung geeignetste Schichtung der Ladung erreicht, als auch das zuerst zur Kompression verwendete, früher verbrannte und . ίο damit etwas abgekühlte Gemisch zuerst in den Leitapparat ausgestoßen.
. Die frische Ladung kommt unter dem Einfluß der Fliehkraft durch ihr größeres spezifisches Gewicht an den Radumfang. Zur Kompression der Ladung in den Zellen wird immer nur das zuerst ausgepuffte Gemisch früherer Zündungen verwendet, so daß es selbst nur langsam durch die Leitkanäle wandert, wodurch auch die Leitkanäle genügend kühl gehalten werden.

Auf der Zeichnung ist in schematischer Weise im Schnitt eine Ausführungsform einer Gasturbine gemäß der Erfindung zur Darstellung gebracht.

Die Turbine besteht aus einem Laufrad a, das sich um eine mittlere Achse drehen kann. Dasselbe ist dadurch gebildet, daß die Schaufeln c zwischen zwei parallelen Ringen b befestigt sind. Die eigentliche Beaufschlagung der Turbine erfolgt am inneren Umfang. Die Abnahme des Auspuffs geschieht durch die zwei Diffusorräume d. Durch die Kanäle e wird Gasgemisch (beim Dieselprozeß nur Luft) in die Zellen des Laufrades eingeführt. Die Zündung dieses Gemisches wird durch die Zündkerzen f erst in einer späteren Stellung der Zelle vorgenommen. Bis zu dieser Stellung hin wird nämlich das in die Zelle gefüllte Gemisch (bzw. die Luft) durch die Abgase früherer Zündungen komprimiert, indem die Abgase, welche nach innen aus dem Laufrade austreten, die ruhenden Leitkanäle 1, 2, 3, 4 durchströmen und so vermöge ihres Überdruckes den Inhalt der Zellen in den Stellungen 1', 2', 3', 4' vorkomprimieren. Die Kompression der Luft oder des Gemisches wird . dabei durch die Zentrifugalwirkung des laufenden Rades noch unterstützt. Bei Ausführung des Dieselprozesses wird vor der Zündung der flüssige Treibstoff durch die Düse g zugeführt. Da die Abgase in einen Diffusorraum übertreten und beim Austritt auch der Zentrifugalwirkung unterliegen, so arbeitet die Turbine auch mit Vakuum, so daß eine außerordentlich hohe Wärmeausnutzung zu erwarten steht. Das Laufrad wird zweckmäßig mit einem Ventilator zusammengebaut, so daß die Zufuhr der Frischluft durch die Kanäle e unter Druck erfolgt. Selbstverständlich beginnt die Füllung vor Beendigung des Auspuffes, wie auch in der Zeichnung angedeutet. Der Ab-Schluß der Zellen nach außen geschieht lediglich durch eine zylindrische, feststehende Wand, in welche nur die Zündkerze und allenfalls die Öldüse hereinragt. Natürlich muß zwischen Wand und Laufrad ein kleiner Zwischenraum sein. Eine sorgsame Dichtung wird dabei aber nicht notwendig, weil während der Kompression die Bewegung des Rades gegen den höheren

Druck erfolgt und während der Expansion eine Strömung gegen den Diffusor hin durch Reibung sogar arbeitleistend wirkt.

Die Turbine sei, um zunächst den Anlaufprozeß möglichst einfach zu schildern, beispielsweise mit einer Dynamo direkt gekuppelt. Zum Anlauf möge diese als Motor arbeiten und somit dem Laufrad α eine hohe Drehzahl verleihen. Durch die Beaufschlagungsleitungen e

ίο strömt dann Frischluft und Gas in die Radzellen (beim Dieselprozeß nur Frischluft). Dieses Gasgemisch bzw. diese Luft wird in den Stellungen i', 2', 3', 4' durch Zentrifugalwirkung wie in einem Gebläse komprimiert. Ist es nur Luft, so erfolgt bei g das Einblasen von flüssigem Brennstoff. Hierauf erfolgt in der Stellung f die Zündung. Bei Gasluftgemisch erfolgt dabei eine Drucksteigerung, die erfahrungsgemäß das Fünffache und mehr des Druckes vor der Zündung beträgt. Es wird also in den nun folgenden Stellungen das verbrannte Gemisch mit großem Überdruck in die Kanäle 4, 3, 2, 1 übertreten, so daß in 4 der höchste Druck und in 3, 2, 1 abnehmende Drücke vorhanden sein werden. Dabei wird, falls die Schaufelwände am inneren Umfang des Rades nur nach rückwärts gerichtet sind, ganz bestimmt eine Arbeitsabgabe an das Laufrad durch Reaktion stattfinden. Die Leitkanäle 1, 2, 3, 4 finden aber auf der anderen Seite des Rades die Zellen in den Stellungen 1', 2', 3', 4'. In diesen herrscht aber ein weit geringerer Druck (vor allem am inneren Umfang), so daß, wenn die Leitkanäle an dieser Stelle nur in der Bewegungsrichtung des Rades gerichtet sind, neuerdings Arbeit an das Laufrad durch Aktion abgegeben wird, indem der Zelleninhalt durch die mit höherem Druck eintretenden Abgase komprimiert wird. Dabei wird natürlich das durch β eingetretene Gasgemisch gegen den Radumfang gedrängt, so daß es sich später bei f um so leichter zünden läßt. Eine zu starke Mischung der eintretenden Abgase mit dem frischen Gemisch wird sich durch entsprechend enge und zweckmäßig gestaltete Zellen vermeiden lassen. Da aber jetzt das Gemisch durch diese Kompression mit noch höherem Druck vor der nächsten Zündstellung anlangt, so wird auch der Explosionsdruck ein höherer und somit die Arbeitsabgabe noch größer als beim Anlauf. Damit nun aber der Prozeß dauernd unterhalten werden kann, müssen die Zellen natürlich auch vollständig von Abgasen entleert werden, was geschieht, indem sie nacheinander vor den Diffusorraum d treten, wo sie sich nach außen entleeren, während schon von e aus von innen her die Füllung mit frischem Gemenge erfolgt. Wenn die Maschine also im Dauerbetrieb ist, so erfolgt die Kompression des Gemisches hauptsächlich durch überschüssige Abgase, so daß die Turbine selbst nur im geringen Maße als Gebläse arbeitet, womit sie nur positive Arbeitsleistungen liefert, so daß der gedachte Antriebsmotor dann .als Generator arbeiten kann.

Wesentlich ist bei der Betrachtung des Ar- , beitsvorganges, daß der Prozeß in einem Rad wenigstens zweimal gleichzeitig ausgeführt wird. Kommen also die Zellen nach der Zündung im oberen Teil des Rades vor den Diffusor und Beaufschlagungskanal rechts, so wird ihr Inhalt in den Stellungen 1', 2', 3', 4' des unteren Radteiles von den Abgasen des oben gezündeten Gemisches verdichtet.

Ist dann das verdichtete Gemisch auf der unteren Seite des Rades bei f gezündet, so verdichten seine Abgase das auf der linken Seite des Rades neu eintretende Gemisch.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Gasturbine, bei welcher die Verdichtung der Ladung durch die Verbrennungsgase, bewirkt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdichtung in den Laufkammern selbst erfolgt, wobei unter dem Einfluß der Fliehkraft die richtige Schichtung der Gasgemische herbeigeführt wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.