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Zündvorrichtung für Gasturbinen mit pendelnder Wassersäule. Durch
die Erfindung wird die Aufgabe gelöst, bei Gasturbinen mit pendelnder Wassersäule,
insbesondere bei der sogenannten Staüberturbine, das in den Laufrad!zellen eingeschlossene
Gasgemisch, das durch die pendelnde Wassersäule verdichtet wird, richtig zu zünden.
Dies wird nach der Erfindung dadurch erzielt, daß ein in den Laufradzellen wirksames
Gasgernisch durch eine Flamme entzündet wird, die in einer mit allen Laufradzellen
nacheinander in Verbindung tretenden Zündkammer durch Einblasen eines Zündgemisches
gebildet und dauernd brennend erhalten wird.
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Auf der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise schematisch veranschaulicht.
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In Abb. r sind die aufeinanderfolgenden Laufradzellen a, welche
sich in Pfeilrichtung b
an einem feststehenden Teil c vorbeibewegen, sowie
die in den Zellen vor sich gehende Wasserbewegung schematisch dargestellt. Betrachtet
man eine Zelle für sich, so würde sich der Wasserspiegel in der Zelle etwa nach
der strichpunktierten Kurve d ändern. Der nicht mit Wasser gefüllte Zellenraum kann
als der eigentliche Arbeitsraum der Zelle bezeichnet werden, in welchem die Kompression,
Zündung und Expansion des Gasgemisches vor sich gehen. Der Arbeitsraum kat bei e
seinen kleinsten, bei f seinen größten Wert. Wenn der Arbeitsprozeß nach dem sogenannten
Zweitaktverfahren ausgeführt wird, erfolgt die Einführung von frischem Gemisch in
den Arbeitsraum in der Gegend von f, beispielsweise durch die Öffnung g im feststehenden
Teil c, während die Auspuffgase gleichzeitig
durch eine entsprechende
Öffnung auf der nicht gezeichneten anderen Zellenseite entweichen. Ist die betrachtete
Zelle über die Öffnung g hinweggeeilt, so beginnt die Kompression des Gasgemisches,
da der Arbeitsraum nun ganz abgeschlossen ist; im Punkte e ist die Kompression beendet.
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Erfindungsgemäß wird nun gegen Ende der Kompression der Arbeitsraum
durch eine schmale Öffnung (Zündschlitz) mit einem Raum 1a, der Zündkammer, in Verbindung
gebracht, -in welcher eine Flamme dauernd am Brennen erhalten wird. Wegen der hohen
Flammenhitze ist die Zündkammer wirksam zu kühlen, z. B. durch Anordnung eines Wasserraumes
um die Zündkammer Eherum, wie die Abb. i zeigt. Die Flamme entwickelt sich aus einem
Brenner, der sich an der Rückseite der Zündkammer dem Zündschlitz gegenüber befindet,
und schlägt durch den Zündschlitz in den Arbeitsraum der Laufradzellen in steter
Folge hinein.
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Die Aufrechterhaltung der Zündflammen erfordert besondere Maßnahmen,
da der Zündkammerdruck Schwankungen unterworfen ist, die unter Umständen die Zündflammen
zum Erlöschen bringen können. Es ist deshalb eine Regelvorrichtung vorzusehen, die
den Einblasedruck des Zündgemischs vor dem Brenner dem Zündkammerdruck richtig anpaßt.
Eine solche Einrichtung ist beispielsweise in Abb. i mit dargestellt. Voraussetzung
ist, daß Luft und Gas für die Zündflamme unter einem konstanten Druck zur Verfügung
stehen, der den höchstmöglichen Zündkammerdruck um ein geringes überschreitet, zur
Erzeugung der nötigen Einblasegeschwindigkeit. Mit diesem konstanten Druck wird
die Luft in den Stutzen i, das Gas in den Stutzen k der Regelvorrichtung eingeführt,
durch gesteuerte Schlitze l bzw. m. in :die Ringkanäle ji bzw. o und aus
diesen durch feine Bohrungen in den Brenner geleitet. Die Steuerung der Schlitze
erfolgt durch einen Stufenkolben p, der einerseits unter dem Zündkammerdruck, anderseits
unter dem bei q eingeführten konstanten Luftdruck steht und außerdem noch durch
eine Feder r belastet ist. Die Gesamtwirkung der auf den Kolben wirkenden Kräfte
äußert sich in der Weise, daß bei niedrigem Zündkammerdruck die Schlitze wenig,
bei hohem Zündkammerdruck weit geöffnet sind. Der konstante Luft-und Gasdruck wird
also im ersterenFall stark, im letzteren Fall wenig oder gar nicht abgedrosselt,
in beiden Fällen ergibt sich im Brenner eine Einblasegeschwindigkeit, die die LIaminenbildung
sicherstellt. In Abb. - ist ein anderes Ausführungsbeispiel für die Regelvorrichtung
dargestellt. Die besondere Luftzuführungsleitung zum Brenner ist erspart; die Druckleitung
von der Zündkammer 1z zum Kolben p dient gleichzeitig der Verbrennungsluft als Leitung
von dem Steuerschlitz zum Brenner.
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Das erstmalige Anzünden desZündgemischs kann etwa in der Weise vor
sich gehen, daß bei s ein Hahn eingeschraubt wird, den man se lange öffnet, bis
zündfähiges Gemisch ausströmt. Ist auf diese Weise der Verbindungskanal nach der
Zündkammer mit Gemisch gefüllt, so wird es elektrisch oder durch eine Flamme von
außen gezündet. Der Inhalt des Verbindungskanals brennt bis zum Brenner durch und
entzündet ihn.
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In Abb. i endigt die Zündkammer in einem schmalen Schlitz, der immer
nur eine einzige Laufradzelle mit der Zündkammer verbindet. Wird die Zündkammer,
wie Abb. 3 darstellt, nach dem Laufrad zu erweitert, so kommen mehrere Laufradzellen
miteinander in Verbindung, und es wird, wenn erst einmal eine Zelle brennt, die
nächstfolgende immer von der voraufgegangenen gezündet. Wird in diesem Fall außerdem
noch das beschriebene Zündverfahren angewandt, so dient es zur Unterstützung und
Sicherstellung der Zündung von Zelle zu Zelle.