DE352690C

DE352690C - Control for explosion turbines

Info

Publication number: DE352690C
Application number: DE1919352690D
Authority: DE
Original assignee: FRED SCHMIDT
Current assignee: FRED SCHMIDT
Priority date: 1919-11-25
Filing date: 1919-11-25
Publication date: 1922-05-03

Description

Steuerung für Explosionsturbinen. Die vorliegende Erfindung betrifft die Steuerung von Explosionsturbinen, bei denen Explosionskammern am Umfang des Gehäuses verteilt sind und der Brennstoff in das Gehäuse der Turbine durch Einlässe zugeführt wird, die von zwangsläufig gesteuerten Kolben beherrscht werden. Die Erfindung kennzeichnet sich nun dadurch, daß der die Zufuhr des Brennstoffes beherrschende Kolben einen Kanal besitzt, welcher mit dem Zuflußkanal zum Gehäuse in Verbindung tritt, nachdem durch den Kolben der Brennstoff erst komprimiert worden ist. Diese Verbindung des Innenraums im Zylinder für den Stenerkolben mit dem Einlaßkanal für das Gehäuse wird nun durch den Kolben selbst hergestellt und abgestellt. Der Kolben ist um seine eigene Achse ausschwingbar, und während er sich dem Ende des Hubs nähert, wird er zwangsläufig um diese Achse etwas gedreht, damit ein auf seinem Mantel befindlicher Umfangskanal in Deckung mit dem Übertrittskanal gerät oder über diese Deckung heraustritt. Diese Steuerung des Kolbens findet sowohl beim Kompressionshub als auch beim Saughub statt, im Gegensatz zu bekannten Kolbensteuerungen für Verbrennungskraftturbinen, in welchen der Kolben auf seiner Stange starr befestigt war, und besondere Federventile entweder durch den hergestellten Druck oder zwangsläufig von der Maschine aus geöffnet und geschlossen werden mußte. Neuartig ist auch die Art und Weise, in welcher die Verdrehung des Kolbens um seine Achse hervorgerufen wird. Sie erfolgt durch einen Stift, der sich in einer elliptischen Nut an der Maschine führt, wobei diese Nut im wesentlichen parallel zur -Hubrichtung des Kolbens verläuft. Dieser Stift dient nun auch zur Beeinflussung eines Ventiles, indem er dieses Zuströmventil für den Brennstoff in den Zylinder des Kolbens in zeitlichen Abständen von seinem Sitz abdrückt. Ferner wird durch den gleichen Stift bei der Durchwanderung der elliptischen Bahn auch ein Gestänge beeinflußt, durch welches jener Bogenschieber hin und her bewegt wird, der in bekannter Weise den Zutritt des Gemisches auf die Schaufelräder der Turbine gestattet oder verhindert.Control for explosion turbines. The present invention relates to the control of explosion turbines, in which explosion chambers on the circumference of the Housing are distributed and the fuel enters the housing of the turbine through inlets is supplied, which are controlled by positively controlled pistons. The invention is characterized by the fact that the one that controls the supply of fuel Piston has a channel which communicates with the inflow channel to the housing occurs after the fuel has first been compressed by the piston. These Connection of the interior space in the cylinder for the star piston with the inlet channel for the housing is now produced and parked by the piston itself. The piston is swingable about its own axis, and as it approaches the end of the stroke, if he is inevitably rotated a bit about this axis, so that one is located on his coat Circumferential channel in coincidence with the transfer channel device or emerges through this coverage. This control of the piston takes place both on the compression stroke and on the suction stroke instead of, in contrast to known piston controls for internal combustion turbines, in which the piston was rigidly attached to its rod, and special spring valves either through the pressure produced or inevitably opened by the machine and had to be closed. The way in which the Rotation of the piston around his Axis is caused. It takes place by a pin which is guided in an elliptical groove on the machine, whereby this groove runs essentially parallel to the stroke direction of the piston. This The pin is now also used to influence a valve by having this inflow valve for the fuel in the cylinder of the piston at intervals from his Seat pushes off. Furthermore, the same pen is used when walking through the elliptical Track also affects a linkage through which those archers to and fro is moved, which in a known manner, the access of the mixture to the paddle wheels the turbine allowed or prevented.

Abb. z ist eine Seitenansicht einer solchen Maschine; Abb.2 ist ein Längsmittelschnitt durch die Maschine; Abb. 3 ist ein Schnitt nach 4-4 der Abb. 2 ; Abb. 4 zeigt schematisch die Verbindung der verschiedenen Kolben; Abb. 5 ist eine Einzelheitansicht der Steuerung des Bogenschiebers und Einlaßventils, und Abb. 6 zeigt den Kolben, der den Brennstoff verdichtet und steuert, im Schnitt.Fig. Z is a side view of such a machine; Fig 2 is a Longitudinal center section through the machine; Fig. 3 is a section along 4-4 of Fig. 2; Fig. 4 shows schematically the connection of the various pistons; Fig. 5 is a detail view of the control of the bow slide and inlet valve, and Fig. 6 shows the piston that compresses and controls the fuel, in section.

Das Gehäuse besteht aus den kreisförmigen Seitenplatten 21 und 22 und einer zylindrischen Umfangswand 23. Der Läufer 25 ist auf der Welle 27 verkeilt. Seine Nabe 26 befindet sich dabei zwischen den Büchsen 24, 29. Der Keil des Läufers ist bei 28 angedeutet. Der Kranz 3o hat Schaufeln 31, die jedoch zueinander versetzt sind, wie aus Abb.3 hervorgeht.The case consists of the circular side plates 21 and 22 and a cylindrical peripheral wall 23. The rotor 25 is keyed on the shaft 27. Its hub 26 is located between the sleeves 24, 29. The wedge of the rotor is indicated at 28. The ring 3o has blades 31, which, however, are offset from one another are, as can be seen in Figure 3.

Der Laufkranz wird umschlossen von einem Ring 34, der am Gehäuse angebracht ist und als Abschlußwand der Explosionskammern 35 dient. Letztere sind gleichförmig über dem Umfang des Läufers verteilt und ortsfest am Gehäuse angeordnet. In jeder dieser Kammern befindet sich ein Schwingventil 37, welches bei 371 mit einem Kanal versehen ist. Je nach der Einstellung dieses Ventils haben die Explosionsgase entweder durch den Kanal 371 Zutritt zu einem Kanal 36 oder zu einem Kanal 39 (Abb. 3) in dem Abschlußring 34, vorausgesetzt, daß Bogenschieber 4o die entsprechenden Kanäle 41 oder 411 (Abb.3) freigeben.The running ring is enclosed by a ring 34 which is attached to the housing and serves as the end wall of the explosion chambers 35. The latter are evenly distributed over the circumference of the rotor and are fixedly arranged on the housing. In each of these chambers there is an oscillating valve 37 which is provided with a channel at 371. Depending on the setting of this valve, the explosion gases have access either through the channel 371 to a channel 36 or to a channel 39 (Fig. 3) in the closing ring 34, provided that the arc valve 4o the corresponding channels 41 or 411 (Fig. 3) release.

Das Ventil 37 gestattet in bekannter Weise die Umsteuerung. Zur Umstellung aller Ventile 37 dient ein Ring 42, der nach Abb. 2 mit einem Griff 43 versehen ist. Ein Zeiger 44 an diesem Ring spielt über einer Platte 45, die feststehend angeordnet ist, um so dem Maschinenwärter die Drehrichtung anzudeuten. Dieser Ring 42 ist durch an ihn angelenkte Glieder 45 mit den Schwingzapfen der Ventile 37 verbunden, so daß durch eine Teildrehung des Ringes alle Ventile gleichzeitig umgelegt werden.The valve 37 allows reversal in a known manner. To change A ring 42 is used for all valves 37 and is provided with a handle 43 as shown in FIG is. A pointer 44 on this ring plays over a plate 45 which is fixedly arranged is to indicate the direction of rotation to the machine operator. This ring 42 is through links 45 articulated to it are connected to the pivot pins of the valves 37, so that by a partial rotation of the ring all valves are turned over at the same time.

Die Ausstoßung der verbrauchten Gase erfolgt durch die Bohrungen 47 im Ring 34 (Abb, 3), die mit den Auspuffröhren 48 in Verbindung stehen.The exhausted gases are expelled through the bores 47 in the ring 34 (Fig, 3), which are connected to the exhaust pipes 48.

In diesen Zylindern 50 verschieben sich die Kolben 51, die nach Abb. 6 an ihrem Boden mit der Kolbenstange 7o so verbunden sind, daß sie bei Hin- und Herschiebung der Kolbenstange um ihre Achse gedreht werden können. In jedem Kolben befinden sich zwei Bohrungen 54 und 55, und zwar ist die eineBohrung in der Stirnwand des Kolbens und die andere Bohrung in der Umfangswand. Diese beiden Bohrungen stehen durch ein Rohr 52 in Verbindung miteinander. Befindet sich der Kolben in der in Abb. 6 gezeigten Höchstlage, so ist das durch das Ventil 57 zugelassene Gemisch verdichtet und hebt infolge seines Überdrucks ein Rückschlagventil 53, um das Gemisch in die Kammer 35 übertreten zu lassen.% Die Wand des Zylinders 5o hat nun einen im wesentlichen achsial gehaltenen Schlitz 58, der sich mit der Öffnung 55 deckt, wenn sich dieser Kolben nach der einen Richtung hin verschiebt. Bei der Verschiebung des Kolbens nach der andern Richtung jedoch wird dieser Kolben um seine eigene Achse so gedreht, daß die Bohrung 55 nicht über der Aussparung 58 steht, sondern seitwärts liegt, so daß der Übertritt des Gemisches, das im Raume 56 komprimiert werden soll, nicht stattfinden kann.In these cylinders 50 move the pistons 51, which, according to FIG. 6, are connected at their bottom to the piston rod 7o in such a way that they can be rotated about their axis when the piston rod is pushed back and forth. There are two bores 54 and 55 in each piston, one bore in the end wall of the piston and the other bore in the peripheral wall. These two bores are connected to one another by a pipe 52. If the piston is in the highest position shown in Fig. 6, the mixture permitted by valve 57 is compressed and, due to its overpressure, lifts a check valve 53 to allow the mixture to pass into chamber 35. The wall of the cylinder has 5o now a substantially axially held slot 58 which coincides with the opening 55 when this piston moves in one direction. When the piston is displaced in the other direction, however, this piston is rotated about its own axis so that the bore 55 is not above the recess 58, but is to the side, so that the passage of the mixture that is to be compressed in the space 56, cannot take place.

Zur Drehung des Kolbens 51 um seine Achse dient der bei 61 in den Kolben eingeschraubte Stift 6o, dessen verjüngtes Ende 62 in eine elliptische Nut eines Ansatzes 63 an der Seitenplatte 22 hineinragt. Dieser Ansatz besteht aus einer Leiste 65 und einer äußeren Hubleiste 64, zwischen welchen die Führungsnut 62 verbleibt (Abb. 5). Infolge dieser zwangsläufig gesteuerten Drehung des Kolbens um seine Achse wird also der Übertritt des Brennstoffgemisches nur an den beiden Enden des Kolbenhubs ermöglicht, und namentlich wird dieser Übertritt in der in Abb. 6 dargestellten Lage vom Kompressionsraum 56 erfolgen, da das Rückschlagventil 53 sich nur öffnet, wenn der Druck unter diesem Ventil genügend hoch ist.To rotate the piston 51 about its axis is used at 61 in the Piston screwed pin 6o, the tapered end 62 in an elliptical groove a projection 63 on the side plate 22 protrudes. This approach consists of one Bar 65 and an outer lifting bar 64, between which the guide groove 62 remains (Fig. 5). As a result of this necessarily controlled rotation of the piston about its axis so the passage of the fuel mixture is only at the two ends of the piston stroke enabled, and in particular this transition is shown in Fig. 6 Location of the compression chamber 56, since the check valve 53 only opens if the pressure under this valve is high enough.

Dieser Stift 6o dient jedoch auch zur Steuerung des Schiebers 40, der die Vermittlung zwischen dem Ventil 37 und dem Ring 34 herstellt. Nach Abb. r und 5 sind an der Außenwand 22 Arme 76 schwingbar unterstützt. Der Zapfen, an welchem diese Arme an der Außenwand befestigt sind, durchsetzt den Raum zwischen den beiden Seitenplatten und trägt im Innern der Maschine die in Abb. 5 gestrichelt angedeuteten Arme, welche mit dem Schieber 40 verbunden sind. Der Arm 76 hat am unteren Ende einen Stift 77, welcher sich im Schlitz 78 eines Hebels 8o führt, der bei 79 an der Außenwand 22 schwingbar befestigt ist. Der Hebel 8o steht in fester Verbindung mit einem Arm 8=, dessen Ende in die Nut des Stiftes 6o hineinragt. Es wird also unter der Beeinflussung durch den Stift 6o der Winkelhebel 81, 8o und damit auch der Schieber 40 in bestimmten Zeiträumen ausgeschwungen werden.However, this pin 6o also serves to control the slide 40, which establishes the mediation between the valve 37 and the ring 34. According to fig. r and 5 are supported on the outer wall 22 arms 76 swingable. The cone, on which these arms are attached to the outer wall, penetrates the space between the two side plates and inside the machine carries the dashed lines in Fig. 5 indicated arms, which are connected to the slide 40. The arm 76 has on lower end of a pin 77, which is guided in the slot 78 of a lever 8o, the at 79 on the outer wall 22 is swingably attached. The lever 8o is fixed Connection with an arm 8 = whose end protrudes into the groove of the pin 6o. It is therefore influenced by the pin 6o of the angle lever 81, 8o and so that the slide 40 can also be swung out in certain periods of time.

Ferner ist auf der andern Seite des Ansatzes 63 an der Außenwand 22 bei 84 ein Hebel 83 schwingbar unterstützt, und dieser Hebel wird durch eine Feder 86 beständig gegen einen Anschlagstift 85 hingezogen. Der andere Arm 87 des Hebels 83 ragt jedoch in die Nut des Stiftes 6o ebenfalls hinein, und auf diese Weise wird der Bogenschieber 40 für gewöhnlich in einer Stellung erhalten, in welcher dieVerbindung von der Bohrung 36 oder 39 des Ringes nach dem Ventil 37 hin unterbrochen ist, mit Ausnahme jener kurzen Zeitspanne, in der der Stift 6o den Arm 81 nach unten drückt. Die Feder 87i, die an den Winkelhebel 8o angeschlossen ist, zieht den Winkelhebel in die in Abb.5 angedeutete Lage zurück, nachdem er ausgeschwungen worden ist, und der Übergang des entzündeten Brennstoffgemisches ist also auf eine ganz bestimmte Zeit beschränkt.Furthermore, on the other side of the extension 63 on the outer wall 22 at 84, a lever 83 is swingably supported, and this lever is constantly drawn towards a stop pin 85 by a spring 86. However, the other arm 87 of the lever 83 also protrudes into the groove of the pin 6o, and in this way the bow slide 40 is usually maintained in a position in which the connection from the bore 36 or 39 of the ring to the valve 37 is broken except for the brief period of time in which the pin 6o pushes the arm 81 downwards. The spring 87i, which is connected to the angle lever 8o, pulls the angle lever back into the position indicated in Fig. 5 after it has been swung out, and the transition of the ignited fuel mixture is therefore limited to a very specific time.

Zur Steuerung der Kolben 51 in den Zylindern 5o dient das in Abb. i und 4 angedeutete Gestänge, bestehend aus den Kolbenstangen 7o und 7o1, die zu diametral gehörenden Kolben gehören und die bei 71(Abb. 6) drehbar mit den "zugehörigen Kolben verbunden sind. Diese Kolbenstangen werden geradlinig in einer Platte 94 geführt, welche mit Nuten 95, 96 versehen ist und durch die Schrauben 195 in entsprechender Weise an der Wand des Gestelles befestigt ist. Die Nuten 95 und 96 dienen zur Aufnahme von Kreuzköpfen 98 und ioo, und da die Stangen 7o1 auf der andern Seite der Platte 94 befestigt sind, so ist bei ioi in dieser Platte ein Führungsschlitz für den Kreuzkopf 98 angeordnet.To control the pistons 51 in the cylinders 5o, the linkage indicated in Fig. I and 4 is used, consisting of the piston rods 7o and 7o1, which belong to diametrically associated pistons and which are rotatably connected to the associated pistons at 71 (Fig. 6) These piston rods are guided in a straight line in a plate 94 which is provided with grooves 95, 96 and is fastened in a corresponding manner to the wall of the frame by the screws 195. The grooves 95 and 96 serve to accommodate cross heads 98 and 100, and since the rods 7o1 are fastened on the other side of the plate 94, a guide slot for the cross head 98 is arranged at ioi in this plate.

Auf der Welle 27 sitzt ein Zahnrad go in Eingriff mit einem Zahnrad gi, dessen Welle 92 in der Platte 21 des Gestelles gelagert ist. Diese Welle trägt nach Abb. i bei 93 einen Kurbelarm, welcher mittels Gelenke io2, 103, 104 an die beiden Kreuzköpfe 98 und zoo angeschlossen ist. Bei Drehung der Zahnräder werden also die Glieder io2 und 1o3 ausgeschwungen, und da das Glied mit den Kolbenstangen 7o, 7o1 verbunden ist, so werden die Kolben 51, 51a, 5i6, 5i° in den entsprechenden Zylindern (Abb. 4) zwangsläufig verschoben, und zwar die entgegengesetzt gelagerten Kolben nach der gleichen Richtung hin. Es findet demnach die Steuerung der ganzen Maschine derartig statt, daß die Explosionskammern nacheinander entleert werden.A gear go is seated on the shaft 27 in engagement with a gear gi, the shaft 92 of which is mounted in the plate 21 of the frame. According to FIG. I, this shaft carries a crank arm at 93 , which is connected to the two cross heads 98 and zoo by means of joints io2, 103, 104. When the gears rotate, the links io2 and 1o3 are swung out, and since the link is connected to the piston rods 7o, 7o1, the pistons 51, 51a, 5i6, 5i ° are inevitably shifted in the corresponding cylinders (Fig. 4), namely the oppositely mounted pistons in the same direction. Accordingly, the entire machine is controlled in such a way that the explosion chambers are emptied one after the other.

Der Stift 6o, der mit den Kolben 50, 51 verschoben wird, dient jedoch auch zur Steuerung des Einlaßventils für jedes der zugehörigen Zylinder 50. Wie aus Abb. _5 hervorgeht, sitzt das Einlaßventil57 am unteren Ende einer Ventilspindel io5, die oben den Kopf io7 trägt und beständig in Abschlußstellung durch die Feder io6 gedrängt wird. An einem Arm. des Zylinderansatzes befindet sich ein Winkelhebel io8. Der Arm iog dieses Hebels liegt auf dem Kopf 107 auf, und der andere Arm iio ist an seinem freien Ende bei iii mit einem Hebel 112 in Verbindung, welcher bei 114 an der Winkelstütze 114 angelenkt ist und bei 113 in die Nut des Stiftes 6o hineinragt. Geht also der Stift 6o in Abb. 5 in der rechten Nutenhälfte nach abwärts, so schwingt er den Hebel durch einen Druck gegen das Ende 113 beiseite und öffnet dadurch das Einlaßventil57, so daß beim Abwärtsgang des Kolbens 51 der Brennstoff angesaugt wird. Dieser Brennstoff wird dann beim Hochgang des Kolbens im Raum 56 verdichtet, da das Ventil 57 dann abgeschlossen ist.The pin 6o, which is displaced with the pistons 50, 51, is, however, also used to control the inlet valve for each of the associated cylinders 50. As can be seen from Fig wears and is constantly urged into the final position by the spring io6. On one arm. the cylinder attachment is an angle lever io8. The arm iog of this lever rests on the head 107, and the other arm iio is connected at its free end at iii to a lever 112 which is articulated at 114 on the angle bracket 114 and protrudes at 113 into the groove of the pin 6o . If the pin 6o in Fig. 5 goes down in the right half of the groove, it swings the lever aside by pressing against the end 113 and thereby opens the inlet valve 57, so that the fuel is sucked in when the piston 51 moves downwards. This fuel is then compressed in space 56 when the piston goes up, since valve 57 is then closed.

Die Zuleitung des Brennstoffes erfolgt nach Abb. 2 durch ein ringförmig gebogenes Rohr i2o, welches durch Zweigröhre igi an die Zylinder 5o angeschlossen ist. -The supply of the fuel takes place according to Fig. 2 through a ring curved tube i2o, which is connected to the cylinder 5o by two igi tubes is. -

Claims

PATENT CLAIMS i. Control for explosion turbines with on the circumference the housing distributed explosion chambers and posed by the turbine shaft Control piston, characterized in that the control piston (51) compresses the mixture and then allows it to overflow through a channel (55) into the explosion chamber (35).

2. Control according to claim 1, characterized in that the piston (51) is rotatable sits on its rod (70) and during its back and forth movement by guiding a Pin (6o) in an ellipse (63) is controlled so that it has the channel (53) except Connection with transfer channel (55) is maintained until the compression stroke of the piston is finished.

3. Control according to claim i and 2, characterized in that the pin (6o) used to rotate the piston (51) by means of a rod (112 to iog) the inlet valve (io5) opens.

4. Control according to claim i and 2, characterized in that that the pin (6o) also has a linkage when it moves through the elliptical path (79, 76 and 83) influenced by which the arc slide formed in a known manner (4o) is moved back and forth.