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Verbrennungsturbine. Bei der Gleichdruckverbrennungsturbine nach Patent
286773 entsteht zweimal bei der Verdichtung der Luft bzw. von Luft und Gas ein Verlust
dadurch, daß das verdichtete Betriebsmittel jedesmal in einen Behälter übergeschoben
werden muß. Dieser sogenannte überschubverlust, der einen beträchtlichen Teil der
Verdichterarbeit beträgt, würde sich vermeiden lassen, wenn man die Verdichtung
gleich an der Stelle vornimmt, wo die Luft weiter verwendet werden soll, also den
Behälter fortfallen läßt.
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Die Erfindung gibt ein Mittel an, wie es möglich wird, wenigstens
den Niederdruckbehälter I' des Patentes 286773 fortfallen zu lassen und die hiermit
in Zusammenhang stehende Überschubarbeit der untersten Stufe zu vermeiden. Das Mittel
besteht darin, daß entsprechende unmittelbare Rohrverbindungen zwischen den Verdichtungskammern
und den zugehörigen Verbrennungskammern geschaffen werden, durch welche die Verbrennungsgase
hindurchtreten, ohne erst in einem Behälter gesammelt werden zu müssen. Das mit
einer derartigen Turbine durchgeführte Betriebsverfahren bringt gleichzeitig außer
den genannten Vorteilen eine Vereinfachung des im Hauptpatent beschriebenen mit
sich.
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In Fig. i ist eine Turbine gezeichnet, deren Gesamtaufbau - ähnlich
wie beim Hauptpatent - aus den konzentrisch zur Welle angeordneten Verdichtungskammern
A1 bis A$ und B1 bis B8, dem Drehschieber C, der durch seine Antriebswelle mit Betriebsmittel
versehen wird und die Verbrennungskammern trägt, und dem Laufrad R besteht. Die
rückwärtigen, dem Schieber abgekehrten Enden der Kammern A und B tragen mehrere
Ventile; davon dient je eines zum Füllen mit Spülluft von der Leitung S aus - in
den A-Kammern Ventil 1V' und in den B-Kammern 1" ' - und je eines zum Entleeren.
Das jeweils in der A-Kammer angeordnete Ventil J1 entläßt die erzeugte Druckluft
von 1o Atm. durch das Rohr R in den nicht gezeichneten Hochdruckbehälter, der dem
Behälter Z des Hauptpatentes entspricht; das in der Kammer B angebrachte Ventil
O führt zu der Rohrverbindung H, die immer eine B-Kammer mit der übernächsten A-Kammer
verbindet. DerZwischenbehälter des Hauptpatentes, dort mit f=" bezeichnet, der die
Luft aus den A-Kammern aufnimmt und in die B-Kammern abgibt, fällt also hier fort,
und die Gase strömen durch die Rohrleitungen unmittelbar von einer Kammer in die
andere, Die Rohrverbindungen selbst sind in Fig.2, die eine Ansicht gegen die Kammern
darstellt, genau zu verfolgen.
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Das Betriebsverfahren bei der Erfindung besteht nun darin, daß die
Verbrennungsgase im Rade Arbeit leisten und gleichzeitig stufenweise die frische
Luft (Luft und Gase) in den Kammern A und B verdichten, und daß darauf
die in dem Hochdruckbehälter gesammelte Luft durch einen Kompressor weiter verdichtet
und mit der benötigten Spannung den Verbrennungskammern zugeführt wird, wo die Zündung
erfolgt. Die Abgase puffen in den Auspuffkanal T` aus. Die Steuerung und Regelung
der Vorgänge erfolgt dabei durch den Schieber C,
der das Rad umschließt
und die entsprechenden Kanäle, Leitapparate usw. trägt.
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Es sollen nun die Einzelvorgänge zur Erläuterung des Verfahrens verfolgt
werden. Erleichtert wird dies durch gegenseitigen Vergleich der Anordnung der Kammermündungen
in Fig. 3 und des Schieberschemas in Fig. q.. Als Ausgangspunkt sei Kammer A1 angenommen,
die mit Luft von 5 Atm. gefüllt sein soll, die übrigen Kammern enthalten Frischluft
von i,2 Atm. Vorgang i. Die Verbrennungskammer D steht über der Kammer A1 und läßt
ihre Verbrennungsgase von 3o Atm. dort hineinströmen, wobei sie im Rade Arbeit leisten.
Der Luftinhalt von Al wird von 5 auf io Atm. verdichtet und durch Leitung R in den
Hochdruckbehälter geschoben, so daß in Al Abgase von io.Atm. zurückbleiben. In Fig.
i ist die zugehörige Schieberstellung mit I bezeichnet. Vorgang 2. Aus Kammer Al
strömen die Gase von io Atm., dabei im Rade Arbeit leistend, in die Kammer Bi und
verdichten deren Inhalt sowie den Inhalt der durch Leitung H verbundenen Kammer
A3 auf 5 Atm. Es befinden sich jetzt in Al und B, Verbrennungsgase von etwa 5 Atm.
und in A 3 Luft von 5 Atm.
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In Kammer A2 findet der vorhin beschriebene Vorgang i statt; Endzustand
in A2: Verbrennungsgase von io Atm.
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Die Schieberstellung ist in Fig. 5 mit II bezeichnet. Vorgang 3. Aus
Kammer A, und B1 strömen durch einen gemeinschaftlichen Kanal die Gase durch das
Rad arbeitsleistend in den Auspuff (Schieberstellung III in Fig. i). Gleichzeitig
beginnt, sobald der Druck entsprechend gesunken ist, die Spülung durch die Ventile
N' und N"
(Fig. i) und die beiden Kammern werden mit Luft von beispielsweise
1,2 Atm. aufgeladen.
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In den Kammern A2, B2 und A4 findet währenddessen der Vorgang 2 statt,
wobei schließlich A2 und B2 mit Verbrennungsgasen von 5 Atm. und A4 mit Luft von
5 Atm. gefüllt sind; in A3 herrscht Vorgang i. Vorgang q.. Kammer Al wird von der
vorhergehenden Kammer A7 und B7 aus mit Luft von 5 Atm. gefüllt, wobei A7 und B7
Verbrennungsgase von 5 Atm. erhalten (Vorgang 2)._ In Kammer B1 ist währenddessen
Ruhe. Im Schieber ist bei dieser Stellung kein Kanal vorgesehen.
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Kammer A2 und B2 puffen inzwischen, wie in Vorgang q. beschrieben
wurde, aus und werden mit Frischluft gefüllt; in den Kammern A3 und B3 herrscht
im Zusammenhang mit Kammer A., der Vorgang 2.
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Über Kammer A4 steht die Verbrennungskammer und M$ sie mit io-Atm.,
dabei den Inhalt in -den Hochdruckbehälter schiebend (Vorgang i).
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Der nächste Vorgang- in Kammer A1 ist derselbe, wie unter Vorgang
i beschrieben; es wiederholen sich von nun an fortlaufend in sämtlichen Kammern
die Einzelprozesse. An dem Schieberschema in Fig. q., bei dem vier verschiedene
Abschnitte vorgesehen sind; läßt sich dies verfolgen. Es herrschen demgemäß nacheinander
in den A-Kammern folgende Vorgänge:, Verdichtung der Luft von 5 auf io Atm. durch
Einführen der Verbrennungsgase aus D unter gleichzeitigem Verschieben der unter
io Atm. stehenden Luft .in den Behälter, dann Expansion von io auf 5 Atm. unter
Verdichtung des Inhaltes der benachbarten B-Kammer sowie der übernächsten A-Kammer
von 1,2 auf 5 Atm., wobei der Inhalt der B-Kammer in die A-Kammer gebracht wird,
ferner Auspuff und Spülung mit Füllung durch frische Luft, dann Verdichtung dieser
Luft und Auffüllung auf 5 Atm. Die Vorgänge in den B-Kammern sind nacheinander Verdichtung
von 1,a auf 5 Atm. bei gleichzeitigem Übertreten des Inhaltes in die übernächste
A-Kammer bei gleichzeitigem Ersatz der Luft durch Verbrennungsgase von 5 Atm., Auspuff
und Spülung mit nachherigem Auffüllen durch Frischluft von 1,2 Atm.
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Das beschriebene Verfahren kann in gleicher Weise für Gleichdruckverbrennungsturbinen,
die mit flüssigem Brennstoff betrieben werden, als auch für solche, die Gas und
Luft benutzen, verwendet werden; in letzterem Falle arbeiten bestimmte Kammergruppen
nur mit Gas und andere nur mit Luft.