DE354488C

DE354488C - Methods and devices for operating combustion turbines

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Publication number: DE354488C
Application number: DEF37612D
Authority: DE
Original assignee: HERMANN FOETTINGER DR ING
Current assignee: HERMANN FOETTINGER DR ING
Priority date: 1913-11-11
Filing date: 1913-11-11
Publication date: 1922-06-09

Description

Verfahren und Einrichtungen zum Betrieb von Verbrennungsturbinen. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betriebe von Verbrennungsturbinen und die zur Ausführung desselben dienenden Einrichtungen. Bei dieser Verbrennungsturbine in bekannter Weise ist eine Hilfsflüssigkeit angewendet, auf die die Verbrennungsgase ihre Energie übertragen und die in einem geschlossenen Kreislauf umgetrieben wird. Der Kreislauf setzt sich aus umlaufenden und stillstehenden Teilen mit Turbinenkanälen zusammen.Methods and devices for operating combustion turbines. The invention relates to a method for operating combustion turbines and the for the execution of the same serving facilities. With this combustion turbine in a known manner, an auxiliary liquid is applied to the combustion gases transfer their energy and which is driven around in a closed circuit. The circuit is made up of rotating and stationary parts with turbine ducts together.

Die Erfindung wird durch den besonderen Arbeitsgang gekennzeichnet, bei dem die Verbrennung. des Treibmittels in einer mitumlaufenden Verbrennungskammer stattfindet, worauf die Gase in dem umlaufenden Teildes Kreislaufs unter hohem Druck und etwa mit derselben Geschwindigkeit in die in derselben Richtung strömende Hilfsflüssigkeit unmittelbar eingemischt werden. Gemäß der Erfindung übertragen sie dann auf die Flüssigkeit ihre Verdrängungs- und Expansionsarbeit, ohne ihr jedoch eine erhebliche Relativbeschleunigung zu erteilen. Die Flüssigkeit wirkt nun ihrerseits treibend auf die Turbinenkanäle.The invention is characterized by the special operation, in which the combustion. of the propellant in a circulating Combustion chamber takes place, whereupon the gases in the circulating part of the circuit are under high pressure and at about the same speed in the auxiliary liquid flowing in the same direction be mixed in immediately. According to the invention, they then transfer to the Fluid does its work of displacement and expansion, but without it a considerable amount To give relative acceleration. The liquid in turn has a propelling effect on the turbine ducts.

Man hat bereits vorgeschlagen, einer Hilfsflüssigkeit, die in einem mit turbinenartigen Kanälen ausgerüsteten Kreislauf dauernd umläuft, mit Hilfe von Dampf oder Gasen eine Beschleunigung zu erteilen, indem das Treibmittel in injektorartigen Vorrichtungen zunächst expandiert und darauf in die Hilfsflüssigkeit eingeleitet wird, so daß seine kinetische Energie unter starker Reibung und Wirbelbildung mit großen Verlusten auf die Hilfsflüssigkeit übertragen wird. Dies ist das Prinzip der vergeblich versuchten Reibungs- oder Mischungsturbinen. Man hat auch versucht, mittels Dampfdruckes Flüssigkeit zwischen Turbinenschaufeln unter absatzweiser Beschleunigung und Verzögerung in wechselnder Richtung hindurchzudrücken, jedoch wirkt in diesem Falle der Dampfdruck, ohne daß die Expansion des Dampfes zur Geltung kommt; außerdem ist die Hilfsflüssigkeit nicht in dauernder Bewegung. Ferner ist eine Einrichtung bekannt, in der zunächst Dampf- oder Gasblasen mit hohem Druck einer Hilfsflüssigkeit von gleichem Druck beigemischt werden, um dann das Gemisch gemeinsam in geeigneten feststehenden Expansionsdüsen expandieren zu lassen, wobei selbstverständlich die frei werdende Verdrängungs- und Expansionsarbeit der Gase zur Erzeugung einer sehr hohen, der vollen Druckentspannung entsprechenden Geschwindigkeit der Hilfsflüssigkeit dient. Der erzeugte Ausflußstrahl von sehr hoher Geschwindigkeit sollte alsdann Turbinenräder antreiben. Im Gegensatz hierzu soll durch die Erfindung die Erzeugung derartig hoher Ausflußgeschwindigkeiten vermieden, aber trotzdem die Verdrängungs- und Expansionsarbeit in nützlicher Weise auf ein Laufrad übertragen werden. Dies wird dadurch ermöglicht, daß das Einmischen der Gasblasen in die Hilfsflüssigkeit sowohl wie die Expansion des Gemisches in dem schnell umlaufenden Laufkörper von außen nach innen vorgenommen wird, während die Strömung gegen die Achse gerichtet ist. Bei diesem Vorgang müssen an jeder Stelle die im Läufer auftretenden sehr hohen Zentrifugalkräfte überwunden werden, wodurch gerade der Hauptteil der Arbeitsabgabe des Gemisches an den Läufer von statten geht.It has already been proposed to use an auxiliary liquid in a with turbine-like channels equipped circuit continuously circulates, with the help of Steam or gases give an acceleration by putting the propellant in injector-like Devices initially expanded and then introduced into the auxiliary liquid is so that its kinetic energy under strong friction and vortex formation with large losses is transferred to the auxiliary liquid. This is the principle of the unsuccessful attempted friction or mixing turbines. They also tried by means of vapor pressure liquid between turbine blades with intermittent acceleration and delay pushing through in alternating directions, but works in this one Fall of the vapor pressure without the expansion of the vapor taking effect; aside from that the auxiliary fluid is not in constant motion. Furthermore is a facility known, in the first vapor or gas bubbles with high pressure of an auxiliary liquid are mixed in at the same pressure, then the mixture together in suitable to expand fixed expansion nozzles, of course the The work of displacement and expansion of the gases released to generate a very high speed of the auxiliary liquid corresponding to the full pressure release serves. The generated outflow jet of very high velocity should then Drive turbine wheels. In contrast to this, the invention is intended to generate such high outflow velocities are avoided, but the displacement and expansion work can usefully be transferred to an impeller. this is made possible by the fact that the gas bubbles are mixed into the auxiliary liquid as well as the expansion of the mixture in the rapidly rotating body of is made outward inward, while the flow is directed against the axis is. During this process, the very high values occurring in the runner must be very high at every point Centrifugal forces are overcome, thus just the main part of the work charge of the mixture goes to the runner.

Das neue Verfahren soll an Hand der schematischen Abb. Ia erläutert werden, welche einen durch die Achse gelegten Schnitt einer nach dem vorliegenden Verfahren arbeitenden Gasturbine beispielsweise darstellt. I-2-3-4 stellt einen auf der Welle 7 befestigten turbinenartigen Laufkörper dar, welcher einen festen Leitkörper 5-6, der mit dem Fundament oder einem das Ganze umgebenden Gehäuse fest verbunden sein kann, umschließt. Sowohl Laufkörper I-4 wie Leitapparat 5-6 sind mit turbinenartigen Kanälen versehen, welche beispielsweise in dieser schematischen Abbildung einen enggeschlossehen, hohlringartigen Kreislauf bilden, in welchem Flüssigkeit im Kreise über I-2-3-4-5-6-I in der Pfeilrichtung kreist. 8 bedeuten Verbrennungskammern, in die Gas oder Öl und Luft unter hohem Druck eingepreßt werden.The new method is explained using the schematic Fig. Ia which is a cut through the axis according to the present Process representing working gas turbine for example. I-2-3-4 represents one on the shaft 7 fixed turbine-like running body, which has a solid Guide body 5-6, which is fixed to the foundation or a housing surrounding the whole can be connected, encloses. Both runner I-4 and diffuser 5-6 are provided with turbine-like channels, which for example in this schematic Figure form a tightly closed, hollow ring-like circuit in which liquid in a circle over I-2-3-4-5-6-I in the direction of the arrow. 8 mean combustion chambers, into which gas or oil and air are injected under high pressure.

Es sei angenommen, Laufkörper I-4 und Leitapparat 5-6 seien mit Flüssigkeit, z. B. Öl oder Wasser, gefüllt, und der Läufer sei in schnelle Drehung versetzt worden, so wird die Flüssigkeit bei 2 und 3 unter sehr hohem Druck sich befinden, welcher sowohl in der Richtung 2-I wie 3-4 sehr stark abnimmt. Werden nun aus der Verbrennungskammer 8 die verbrannten, glühenden Gase an der Stelle 3 in den Strom der Hilfsflüssigkeit, z. B. in einzelnen Blasen, eingemischt, so wird die Flüssigkeit die Gasblasen nach 4 hin, d. h. in Gebiete niedrigen Druckes .mitführen, die Gasblasen werden sehr stark expandieren, und ihr Volumen auf ein Vielfaches vergrößern. Dies hat zur Folge, daß Idas in jeder Sekunde nach der Stelle 4 gelangende . Gesarntvolumen (Flüssigkeit + Brenngase) wesentlich größer ist ,als dass sekundlich vorbeikommende Volumen der Flüssigkeit allein, d. h. -die Geschwindigkeit .der Mischung (Flüssigkeit -f- eingeschlossene Gasblasen) wind um, so größer, je mehr Gase bei 3 eingemischt werden.Assume that the body I-4 and the diffuser 5-6 are filled with liquid, z. B. oil or water, and the rotor has been set in rapid rotation, so the liquid at 2 and 3 will be under very high pressure, whichever both in the direction 2-I and 3-4 decreases very sharply. Are now out of the combustion chamber 8 the burnt, glowing gases at point 3 in the flow of the auxiliary liquid, z. B. in individual bubbles mixed in, the liquid will follow the gas bubbles 4 out, d. H. in areas of low pressure, the gas bubbles become very expand strongly, and increase their volume many times over. As a consequence, that Idas gets past digit 4 every second. Total volume (liquid + Fuel gases) is much larger than the volume of the Liquid alone, d. H. -the speed of the mixture (liquid -f- trapped Gas bubbles) wind around, the larger the more gases are mixed in at 3.

Diese Zunahme der Ström.ungsgeschivindigkeit nach 4 hin hängt (damit zusammen, daß die Brenngase durch ihre Expansion. an die Flüssigkeit Arbeit abgeben.. Nun, ist bekannt, daß eine in einem geeignetenTurbinenrad von außen nach innen strömende Flüssigkeit auf dieses Turbinenrad treibend wirkt, genau wie bei den Wasserturbinen.This increase in flow velocity towards 4 depends (thus together that the fuel gases by their expansion. give work to the liquid. Well, it is known that an outside-in-flow in a suitable turbine wheel Liquid drives this turbine wheel, just like the water turbines.

Durch. .geeignete Formgebung der Kanäle kann man erreichen, daß idie expandierten Brenngase in der Nähe der Stelle 4 aus dem Flüssigkeitsstrome ausgetrieben. werden, z. B. durch Löcher to, und .dann z. B. durch Zwischenräume zwischen -den einzelnen Kanälen des Laufkörpers - in der Richtung des Pfeiles Io-II aus dem Laufkörper ins Freie oder in einen Auspuffraum oder sonstwohin; z. B. in eine zweite Gasturbine, entweichen.By. . Appropriate shaping of the channels can be achieved that idie expanded fuel gases in the vicinity of the point 4 expelled from the liquid stream. be e.g. B. through holes to, and .then z. B. through spaces between -den individual channels of the barrel - in the direction of the arrow Io-II out of the running body into the open air or into an exhaust chamber or elsewhere; z. Am a second gas turbine, escape.

Die Zuführung von Gas oder Öl und Luft kann nach vorheriger Kompression in einem Kompressor beliebiger Bauart direkt in die Verbrennungskammern 8 hinein erfolgen. Das vorliegende Verfahren kann jedochdahin erweitert werden, daß die Brenngase mit Hilfe der kreisenden Hilfsflüssigkeit selbst unter Druck gesetzt und in die Verbrennungskammern 8 befördert werden. Beispielsweise können die Gase, getrennt oder gemischt, in der Nähe der Stelle 6 des Leitapparates bei niederem Druck in die Hilfsflüssigkeit eingemischt werden, welche sie dann im Laufkörper von I mach 2 mitnimmt, dabei unter hohen Druck setzt und bei geeigneter Formgebung der Kanäle bei 2 in die Verbrennungskammern 8 ausstößt. Hier entzünden sich dieselben an den glühenden Wänden und Gasen der Kammer, um dann nach vollständiger Verbrennung bei 3 in die unterdessen weitergeflossene Hilfsflüssigkeit abermals eingemengt zu werden.The supply of gas or oil and air can be done after previous compression in a compressor of any type directly into the combustion chambers 8 take place. However, the present method can be extended to include the fuel gases with the help of the circling auxiliary fluid itself pressurized and into the Combustion chambers 8 are conveyed. For example, the gases can be separated or mixed, near point 6 of the diffuser at low pressure in the auxiliary liquid are mixed in, which they then make in the barrel of I 2 takes with it, putting it under high pressure and with a suitable shape of the channels at 2 in the combustion chambers 8 discharges. Here they ignite on the glowing walls and gases of the chamber, to then after complete combustion 3 to be mixed again in the auxiliary liquid that has continued to flow in the meantime.

Dias Eigenartige des neuen Verfahrens besteht sonach darin, daß die unter ungefähr konstantem, hohem Druck in einer Verbrennungskammer verbrannten Gase in eine kontinuierlich in gleicher Richtung strömende Flüssigkeit mit mäßiger Geschwindigkeit eingemischt und darauf expandierend und arbeitsleistend von ihr durch die turbinenartigen Kanäle 3-4 eines Laufkörpers fortgetragen werden, um d ann aus der Flüssigkeit ausgepufft zu werden. Ein besonderer Kompressor kann dadurch erspart werden, daß die frischen Brenngase unter niedrigem Druck der in dem Laufkörper nach außen (I-2) strömenden Hilfsflüssigkeit beigemischt, von ihr unter hohen Druck gesetzt und dann aus der Flüssigkeit in die Verbrennungskammer ausgemischt werden. Nach vollständiger Verbrennung derselben werden sie darauf, wie oben beschrieben, zum zweitenmal in die Flüssigkeit eingemischt, expandieren und werden zuletzt aus ihr ausgepufft.The peculiarity of the new procedure is that the gases burned under approximately constant high pressure in a combustion chamber into a liquid flowing continuously in the same direction at a moderate speed mixed in and then expanding and working from her through the turbine-like Channels 3-4 of a running body are carried away in order to then be puffed out of the liquid to become. A special compressor can be saved by having the fresh Combustion gases under low pressure of those flowing outside (I-2) in the running body Auxiliary liquid mixed in, put under high pressure by her and then out of the Liquid can be mixed out into the combustion chamber. After complete combustion They are then, as described above, into the liquid a second time interfered, expand and are finally puffed out of it.

Dieses neue Arbeitsverfahren unterscheidet sich wesentlich von allen bisherigen Lösungen des Gasturbinenproblems.This new working method is fundamentally different from all of them previous solutions to the gas turbine problem.

Die Brenngase brauchen hier keine hohen Geschwindigkeiten anzunehmen, sie werden dem Strome der Hilfsflüssigkeit mit ungefähr gleicher Geschwindigkeit beigemengt. Jede Injektorwirkung, jedes Beschweren eines Gasstrahles durch einzelne in den Gasstrahl hineingemischte Flüssigkeitstropfen, wie bei Dampfturbinen vorgeschlagen, wird vermieden. Die Mischung ist vielmehr umgekehrt: Die Gase werden blasenförmig in die mäßig schnell strömende Flüssigkeit eingemischt. Durch dieses Verfahren wird es möglich, die Expansionskraft der Gase selbst bei Ioo Atm. Verbrennungsdruck mit verhältnismäßig geringen Umfangsgeschwindigkeiten (15o bis 16o m/sek.) in einem einzigen Turbintnlaufra-d auszunutzen.The fuel gases do not need to assume high speeds here, they become the flow of auxiliary liquid at about the same speed added. Every injector effect, every weighting down of a gas jet by individual ones liquid droplets mixed into the gas jet, as suggested for steam turbines, is avoided. Rather, the mixture is reversed: the gases become bubble-shaped mixed into the moderately fast flowing liquid. Through this procedure, it is possible to use the expansion force of the gases even at Ioo Atm. Combustion pressure with relatively low peripheral speeds (15o to 16o m / sec.) in one to utilize the single turbine wheel.

Jede besondere Kühlung der Turbinenkanäle ist überflüssig, weil die glühenden Gase mit Iden Kanälen direkt nicht in Berührung kommen, sondern sofort nach ihrem Austreten aus der Verbrennungskammer in die Flüssigkeit eingebettet werden. Die V erbrennung:skammern erhalten wegen des hohen Gasdrucks und kleinen Gasvolumens nur eine sehr geringe Größe und ,ganz geringe ausstrahlende Oberfläche; sie können daher leicht mit Hilfe der Flüssigkeit gekühlt werden.Any special cooling of the turbine ducts is superfluous because the glowing gases do not come into direct contact with Iden ducts, but immediately become embedded in the liquid after exiting the combustion chamber. The combustion: chambers are preserved because of the high gas pressure and small gas volume only a very small size and, very small radiating surface; you can can therefore be easily cooled with the aid of the liquid.

Vor Iden .bekannten Gaspumpen (Humphrey) mit langsam hin und her schwingenden Wassersäulen, Ventilen usw. hat das neue Verfahren ,den Vorzug, @d;aß die Flüssigkeit dauernd in gleicher Richtung strömt, und d@aß dadurch viel höhere Strömungsgeschwindigkeiten verwendet werden können; außerdem erfolgt die Kompression, Expansion und Arbeitsabgabe der Gase an die Hilfsflüssigkeit im Turbinenläufer selbst.Before Iden. Known gas pumps (Humphrey) with slowly swinging back and forth Columns of water, valves, etc., the new method has the advantage of @d; ate the liquid constantly flows in the same direction, and the flow velocities are therefore much higher can be used; in addition, there is compression, expansion and work transfer the gases to the auxiliary liquid in the turbine rotor itself.

Die Schwierigkeiten der Kornpression, der hohen Temperaturen und Umfangsgeschwindigkeiten der Laufräder werden durch das vorliegende Verfahren in überraschend einfacher Weise überwunden. Die Abmessungen der zur Verwirklichung des Verfahrens dienenden Turbine werden auch bei mäßigen Drehzahlen sehr klein; mit mäßigen. Umfangsgeschwindigkeiten kann infolge der hohen Zentrifugalkraft der Flüssigkeit ein sehr hoher Druck in der Verbrennungskammer aufrechterhalten werden.The difficulties of compression, high temperatures and peripheral speeds the impellers are made by the present method in a surprisingly simple manner overcome. The dimensions of the turbine used to implement the process become very small even at moderate speeds; with moderate. Peripheral speeds Due to the high centrifugal force of the liquid, a very high pressure in the combustion chamber can be maintained.

Der Wärmeübergang von den glühenden Brenngasen :auf die die einzelnen Blasen berührende Flüssigkeit ist deshalb sehr .gering (nicht größer als be-i Gaspumpen), weil -die glühenden Blasen infolge der immerhin beträchtlichen Geschwindigkeit der Flüssigkeitsströmung und infolge der sehr kleinen Abmessungen .der Einrichtung, nur eine außerordentlich kurze Zeit ihren hohen Druck und ihre hohe Temperatur innerhalb der Flüssigkeit behalten, und außerordentlich schnell unter starker Albkühlung expandieren. Die Expansion vom Verbrennungsdruck auf ungefähr ,den hal#benDruck geht hier zwanzig bis hundertmal schneller als bei Gaspumpen oder gewöhnlichen Gasmaschinen vor sich. Die Brenngase haben gewissermaßen keine Zeit, viel Wärme auszustrahlen.The heat transfer from the glowing combustion gases: to the individual Liquid that comes into contact with bubbles is therefore very small (no larger than with gas pumps), because -the glowing bubbles as a result of the considerable speed of the Liquid flow and due to the very small dimensions of the device, only for an extraordinarily short time their high pressure and temperature within retain the liquid, and expand extremely quickly under severe cooling. The expansion from the combustion pressure to about half the pressure goes here twenty up to a hundred times faster than with gas pumps or ordinary gas machines in front of you. In a sense, the combustion gases do not have time to radiate a lot of heat.

Günstig für die Wärmeausnutzung ist auch der Umstand, daß infolge der Wärmeabgabe an die kreisende Flüssigkeit ein Teil derselben in die Gasblasen hinein verdampft und deren Volumen unter entsprechender Arbeitsleistung vergrößert. Diese weitere Expansionswirkung ist bei allen Gasmaschinen und -turbinen nicht vorhanden, wo die Brenngase an feste Wände Wärmte abgeben.The fact that as a result is also favorable for the utilization of heat the heat transfer to the circulating liquid part of the same in the gas bubbles evaporated into it and their volume with corresponding work performance enlarged. This further expansion effect is common to all gas engines and turbines not available where the combustion gases give off heat to solid walls.

Selbstverständlich kann die Einrichtung zur Verwirklichung des beschriebenen Verfahrens in sehr verschiedener Weise gebaut sein. In der schematischen Anordnung der Abb. ia wird die Hilfsflüssigkeit, nachdem sie im Laufkörper I-2-3-4 unter dem Einfluß der Brenngase Arbeit abgegeben, sofort wieder einem Leitapparat 5-6 zugeführt, der sie unmittelbar nach Erteilung einer geeigneten Strömungsrichtung und geschwindigkeit wieder in den Laufkörper zurückführt.Of course, the device for realizing the described Procedure can be built in very different ways. In the schematic arrangement Fig. ia is the auxiliary liquid after it is in the barrel body I-2-3-4 under the Influence of the combustion gases Work released, immediately fed back to a diffuser 5-6, which they immediately after granting a suitable flow direction and speed leads back into the barrel body.

Abb. 2 zeigt links die Beschaufelung des einwärts führenden Schenkels und rechts des auswärts führenden Schenkels des Laufrades im Schnitt senkrecht zur Achse, während in der Mitte oben der Querschnitt der Verbrennungskammer nach der Linie a-b der Abb. 3 und unten die Beschaufelung des Leitrads dargestellt ist. Abb. 3 zeigt die Laufradkanäle zwischen den Stellen 2 und 3 von außen gesehen. Es ist sonach ein ganz eng geschlossener Kreislauf I-2-3-4-5-6-i der Hilfsflüssigkeit in der Form eines Hohlringes oder Wirbelringes verwendet (Abb. Ia und Ib). Dies bietet den Vorteil der kleinsten Energieverluste und einer gedrungenen Bauart, ohne Zulauf- und Ablaufkrümmer für den Hauptstrom der Flüssigkeit. Zum Zwecke der Kühlung braucht dabei nur ein sehr kleiner Teil der kreisenden Flüssigkeit nach außen hin albgespalten und durch eine Pumpe, einen Hochbehälter oder durch die Saugwirkung der Kreisströmung wieder in gekühltem Zustand zugeführt zu werden. Die Zuführung erfolgt am besten in der Nähe der Achse des Lautkörpers oder beispielsweise in den Leitapparat hinein (Kanäle 3o-3I, Abb. Ib) und zur Abführung der heißen Flüssigkeit dient am besten die Abdichtung bei 6-I, aus der z. B. in den Ringkanal 29 eine gewisse Menge entlassen wird.Fig. 2 shows the blading of the inward leading leg on the left and to the right of the outward leading leg of the impeller in a section perpendicular to Axis, while in the middle above the cross-section of the combustion chamber according to the Line a-b of Fig. 3 and below the blading of the stator is shown. Fig. 3 shows the impeller channels between points 2 and 3 seen from the outside. It is therefore a very tightly closed circuit I-2-3-4-5-6-i of the auxiliary liquid in the shape of a hollow ring or vortex ring is used (Fig. Ia and Ib). This offers the advantage of the smallest energy losses and a compact design, without inlet and discharge elbow for the main flow of the liquid. For the purpose of cooling needs only a very small part of the circulating fluid is split outwards and by a pump, an elevated tank or by the suction of the circular flow to be fed back in a cooled state. Feeding is best near the axis of the sound body or, for example, into the guide apparatus (Channels 3o-3I, Fig. Ib) and for discharging the hot liquid is best used the seal at 6-I, from which z. B. released into the annular channel 29 a certain amount will.

Statt der einfachen ovalen Form des Kreislaufes (Abb. Ia und Ib) kann dieselbe auch nach Abb. 5 gewählt werden, wobei die Hilfsflüssigkeit durch einen Eintrittskrümmer I5 von außen in den festen Leitapparat geführt wind, um darauf aus dem Laufkörper I-2-3-4 durch einen entsprechenden stillstehenden Ablaufkrümmer I6 wieder nach außen geleitet zu werden. I5 und I6 können entweder durch ein Rohr direkt miteinander verbunden oder an irgendwelche Zufluß- und Abflußleitungen, Pumpen oder Turbinen oder eine andere Einrichtung angeschlossen sein. Für das Wesen des vorliegenden Arbeitsverfahrens ist dies gleichgültig. Es können auch nach Abb. 6 mehrere Leitapparate 2I und Laufkörper 2o der beschriebenen Art hintereinander in Serie von der Hilfsflüssigkeit durchströmt werden. Die Flüssigkeit kann dabei wie in Abb. 5 und 6 ab- und zugeleitet werden, oder sie kann, wie in Abb. 7 angegeben, in der Nähe der Achse von einem Ende der Einrichtung unmittelbar in Form eines Hohlringes zum anderen Ende durch Rohr 28 zurückgeleitet werden. 25 sind drei Leitapparate; 26, 26, 27 sind drei Laufkörper.Instead of the simple oval shape of the circuit (Fig. Ia and Ib) can the same can also be selected according to Fig. 5, the auxiliary liquid by a Inlet elbow I5 from outside into the fixed diffuser wind to be on it from the running body I-2-3-4 through a corresponding stationary drain elbow I6 to be directed to the outside again. I5 and I6 can either be through a pipe directly connected to each other or to any inflow and outflow pipes, pumps or turbines or other equipment. For the essence of the This is irrelevant to the present working procedure. According to Fig. 6 several diffusers 2I and running body 2o of the type described one behind the other in Series are flowed through by the auxiliary liquid. The liquid can be like in Fig. 5 and 6, or it can, as indicated in Fig. 7, in the vicinity of the axis of one end of the device directly in the form of a hollow ring returned to the other end through tube 28. 25 are three diffusers; 26, 26, 27 are three running bodies.

Es ist auch möglich, den gesamten Kreislauf der Flüssigkeit mit Hilfe der genannten Pumpe oder des Hochbehälters unter einen gleichmäßig wirkenden erhöhten Druck zu setzen; in diesem Falle erfolgt auch die Zuführung der frischen Brenngase und die Abführung der Auspuffgase unter entsprechend erhöhtem Druck.It is also possible to use the entire circuit of the fluid the said pump or the elevated tank under an evenly acting increased To put pressure; in this case the fresh fuel gases are also supplied and the removal of the exhaust gases under correspondingly increased pressure.

Die Brenngase können nach ihrer Arbeitsleistung im Turbinenlaufrad (3-4 in Abb. i) entweder unter Atmosphärendruck ins Freie aasgepufft werden, oder sie können, nachdem sie bis auf höheren Druck, z. B. 4 bis io Atm., in einer Gasturbine nach Abb. i gearbeitet halben, in eine zweite Gasturbine für größeres Volumen geführt werden. Diese zweite Turbine kann in gleicher Weise wie die erste arbeiten. Wegen des vielgrößeren Volumens der Gase und ihrer viel niedrigeren Temperatur kann diese Niedeudruckturbine jedoch vorteilhaft nach Art der bekannten Dampfturbinen mit einer oder mehreren Stufen nach irgendeinem System, Aktion oder Reaktion, Trommel- oder Räderturbine oder vereinigt, eingerichtet sein. Diese Arbeitsweise ist schematisch durch Abb. 8 veranschaulicht. Es bedeutet darin 99 eine beispielsweise nach dem Trommelsystem gebaute Abgasturbine normaler Bauart, d. h. ohne Hilfsflüssigkeit.The fuel gases can, according to their work performance, in the turbine runner (3-4 in Fig. I) can either be puffed into the open air under atmospheric pressure, or they can after they up to higher pressure, z. B. 4 to 10 atm., In a gas turbine worked half as per Fig. i, led into a second gas turbine for larger volume will. This second turbine can work in the same way as the first. Because the much larger volume of the gases and their much lower temperature can do this Low pressure turbine, however, advantageously in the manner of the known steam turbines with a or more stages according to any system, action or reaction, drum or Wheel turbine or combined, be set up. This procedure is schematic illustrated by Fig. 8. There it means 99, for example, one after the Drum-system built exhaust gas turbine of normal design, d. H. without auxiliary liquid.

Dieses vereinigte Arbeitsverfahren nach Abb. 8 (nach dem SCompoundsystern) hat den großen Vorteil, daß man nach idemselben die größten überhaupt vorkommenden Maschinenleistungen in einfacher und wirtschaftlicher Weise bewältigen kann. Im Gebiete der kleinen Volumina, hohen Drücke und Temperaturen wird das neue Arbeitsverfahren gegebenenfalls unter Verwendung mehrerer parallel geschalteter Hochdruckturbinen (Abb. 6 und 7) benutzt, im Gebiete niederen Druckes und großer Vblum@ina dagegen die einfache Arbeitsweise und Bauart der Dampfturbinen. i Derselbe Gedanke kann auch für die frischen Brenngase sinngemäß angewendet «-erden. Ein umlaufender Verdichter gewöhnlicher Bauart verdichtet :die Gase auf einen: Druck ungefähr gleich demjenigen vor der Abgasturbine (in praxi etwas größerer bzw. etwas kleinerer Druck)' und. führt .dieselben dem Eintrittsleitapparat der Hochdruckgasturbine zu, worauf sie den beschriebenen Prozeß durchmachen und dann in der Niederdruckturbine Arbeit leisten und ausgepufft werden.This combined working method according to Fig. 8 (according to the S compound system) has the great advantage that after the same one one can find the largest ever occurring Can handle machine performance in a simple and economical manner. in the Areas of small volumes, high pressures and temperatures will be the new working method possibly using several high-pressure turbines connected in parallel (Fig. 6 and 7) are used, but in areas of low pressure and large Vblum @ ina the simple operation and design of the steam turbines. i Can do the same thought also applied analogously to the fresh fuel gases «-erden. A rotating compressor Ordinary construction compresses: the gases to one: pressure approximately equal to that in front of the exhaust gas turbine (in practice slightly higher or slightly lower pressure) 'and. leads .the same the inlet nozzle of the high pressure gas turbine to, whereupon they go through the process described and then in the low pressure turbine Do work and be booed.

Die Zuführung von Gas und Luft kann durch die Saugwirkung der einströmenden Hilfsflüssigkeit, z. B. bei 6 oder I in Abb. Ib, mit Hilfe geeigneter Luft- und Gaskanäle I2 und I4 oder durch besondere Zubringerpumpen oder Gebläse irgendeiner Bauart erfolgen. Das Einmischen der Gase in den Flüssigkeitsstrom geschieht dann innerhalb des Leitapparates bei 5 oder 6 (Abb. I) oder an der Übergangsstelle vom Leitapparat zum Laufkörper 6-I (Abb. I), z. B. indem die Zwischenwände oder Schaufeln der Leitvorrichtung 5-6 hohl ausgeführt werden (I2 und I4, Abb. 4). In diesem Fälle treten Luft bzw. Gas in die Hohlräume dieser Schaufeln des Leitapparates ein und durch Schlitze oder Löcher an den Enden der Schaufeln in den Flüssigkeitsstrom aus (I7, Abb. 4). Dabei kann der Leitapparat so eingerichtet sein, daß abwechselnd eine Schaufel bzw. ihre Aushöhlung an den Gaskanal, eine an den Luftkanal (I4 bzw. I2) angeschlossen ist, um Gas und Luft getrennt zu halten.The supply of gas and air can be achieved by the suction effect of the inflowing Auxiliary liquid, e.g. B. at 6 or I in Fig. Ib, with the help of suitable air and Gas channels I2 and I4 or by special feed pumps or fans of any one Type of construction. The gases are then mixed into the liquid flow inside the diffuser at 5 or 6 (Fig. I) or at the transition point from Guide apparatus for running body 6-I (Fig. I), e.g. B. by the partitions or blades of the guide device 5-6 are made hollow (I2 and I4, Fig. 4). In this case air or gas enter the cavities of these vanes of the diffuser and through slots or holes at the ends of the blades into the liquid flow (I7, Fig. 4). The diffuser can be set up so that alternately one Shovel or its cavity to the gas duct, one to the air duct (I4 or I2) is connected to keep gas and air separate.

Die Anzahl der Laufschaufeln in dem nach auswärts führenden Schenkel I-2 der Abb. I kann gleich oder doppelt oder dreimal so groß wie die Zahl der Leitapparatkanäle sein, damit Gas und Luft möglichst getrennt bleiben und gegebenenfalls in ganz getrennten Laufkanälen nach den Verbrennungskammern 8 geführt werden, um Vorzündungen zu vermeiden. Der Leitapparat 5-6 kann auch so eingerichtet sein, daß die Ausmündung der Gaskanäle mehr nach rechts, die der Luftkanäle mehr nach links liegt, um auf diese Weise Luft und Gas getrennt zuzuführen.The number of blades in the outward leg I-2 of Fig. I can be equal to or twice or three times as large as the number of diffuser ducts so that gas and air remain as separate as possible and, if necessary, completely separate Runner channels are guided after the combustion chambers 8 in order to avoid pre-ignition. The diffuser 5-6 can also be set up so that the outlet of the gas channels more to the right, the more to the left of the air ducts to air this way and supply gas separately.

Die Formgebung der einzelnen Kanäle ist beispielsweise in Abb. 2 für den Laufkörper in der oberen Hälfte, für den Leitapparat in der unteren Hälfte dargestellt; die Schnitte sind beidemal von links in den Abb. Ia und Ib gesehen. Abb. 3 zeigt die Laufkörperkanäle von außen nach der Achse zugesehen. Die beispielsweise gezeichnete Formgebung der Kanäle eignet sich für besonders hohe Drehzahlen und Verbrennungsdrücke; zur Erzielung besonderer Wirkungen oder kleinerer Drücke können .die Kanäle auch mehr radial oder im Sinne der Drehung nach vorn gerichtet gekrümmt sein, ganz ähnlich wie bei Wasserturbinen und Pumpen. Die Abb. 2 und 3 zeigen auch, wie die bei Io in Abb. Ia und Ib ausgemischten Auspuffgase zwischen den verschiedenen Laufkanälen hindurch durch geeignete Zwischenräume oder Öffnungen in eine Auspuffkammer oder ins Freie geführt werden können.The shape of the individual channels is shown in Fig. 2, for example the running body in the upper half, shown for the diffuser in the lower half; the sections are both seen from the left in Figs. Ia and Ib. Fig. 3 shows the running body channels viewed from the outside towards the axis. The example drawn The shape of the channels is suitable for particularly high speeds and combustion pressures; To achieve special effects or lower pressures, the channels can also more radially or curved forward in the sense of rotation, very similar as with water turbines and pumps. Figs. 2 and 3 also show how the Io in Fig. Ia and Ib mixed exhaust gases between the various runner ducts through suitable spaces or openings into an exhaust chamber or can be led outside.

Abb. 2 zeigt oben in der Mitte beispielsweise einen Schnitt a-b senkrecht zur Achse durch die Verbrennungskammer und den unmittelbar Barumliegenden Laufkörperkanal z-3. Die Verbrennungskammer kann selbstverständlich einen durch die umlaufende Hilfsflüssigkeit gespeisten Kühlmantel seitlich und nach der Achse zu erhalten. In dieser Darstellung sind die Verbrennungskammern getrennt voneinander angenommen; dieselben können jedoch auch einen zusammenhängenden in Richtung des Umfangs ringsum laufenden Ring bilden, damit der Verbrennungsdruck überall gleich ist. Bei getrennten Kammern kann dies auch durch einzelne kleinere Druckausgleichrohre, die zweckmäßig bogen förmig geführt werden, erzielt werden.Fig. 2 shows, for example, a vertical section a-b at the top in the middle to the axis through the combustion chamber and the running body channel immediately surrounding the bar z-3. The combustion chamber may of course be one by the circulating auxiliary liquid to get fed cooling jacket laterally and after the axis. In this representation the combustion chambers are assumed to be separate from each other; however, they can also form a coherent ring running around the circumference, so that the combustion pressure is the same everywhere. This can be done with separate chambers also through individual smaller pressure equalization pipes, which are expediently guided in an arc shape can be achieved.

Die Durchbildung desTurbinenläufers kann entweder wie in Abb. I und 2 als glatter Hohlgußkörper geschehen, in welchem Wände zur Bildung von Kanälen eingegossen sind, oder es kann nur der .mittlere, innere Teil als glatter massiver Hohlgußkörper 72 (Abb. 14 und 15) gebaut sein, während idie äußeren strahlenförmigen Kanäle 73 und 74 gege-#benenfalls samt Iden in einem oder mehreren Körpern 75 vorgesehenen Verbrennungskammern 8 und. Vorkammern 44 einzeln oder paarweise oder zu dreien oder mehreren an den inneren vollen Körper angeschraubt oder mit Keilen o: dgl. befestigt sind. Damit kein zu starker Ventilationswiderstand entsteht, kann um die einzelnen frei stehenden Kanäle ein glatter dünner Mantel 76 mit ringsum laufendem Auspuffschlitz gelegt werden.The construction of the turbine rotor can either take place as a smooth hollow cast body, as in Figs. I and 2, in which walls are cast to form channels, or only the middle, inner part can be built as a smooth, solid hollow cast body 72 (Figs. 14 and 15) while the outer radial channels 73 and 74, optionally together with the combustion chambers 8 and 8 provided in one or more bodies 75. Pre-chambers 44 are screwed individually or in pairs or three or more to the inner full body or are fastened with wedges or the like. To avoid excessive ventilation resistance, a smooth, thin jacket 76 with an exhaust slot running all around can be placed around the individual free-standing ducts.

Statt des gezeichneten. viereckigen Querschnitts :der Laufkanäle können dieselben entweder ganz oder nur in ihrem mittleren Teil einen runden oder elliptischen Querschnitt zur Verminderung der Flüssigkeitsreibung erhalten. .Instead of the one drawn. square cross-section: the running channels can they either completely or only in their central part are round or elliptical Received cross-section to reduce fluid friction. .

Der hohlringartige Kreislauf kann entweder an allen Stellen oder nur an gewissen Stellen (z. B. in dem einwärts führenden Teil 3-4, Abb. g) mit einer Zwischenwand 35 versehen werden, um dort, wo -die Gase ein sehr großes Volumen .haben, die Strömung zu ordnen und gegebenenfalls in der Nähe von ro für ,den Auspuff der Gase .den doppelten oder dreifachen Querschnitt der Auspufföffnungen zu erzielen. Genau entsprechende Zwischenwände, die als Hohlkörper mit nach außen führenden Kanälen durchgebildet sind, können auch für den Eintritt der Gase bei 6-i bzw. bei 3 (Abb. i) vorgesehen sein.The hollow ring-like circuit can either be at all points or only at certain points (e.g. in the inwardly leading part 3-4, Fig. g) with a Partition 35 can be provided in order to .have where the gases have a very large volume, to arrange the flow and, if necessary, close to ro for, the exhaust of the Gases. To achieve double or triple the cross-section of the exhaust openings. Exactly corresponding partitions, as a hollow body with channels leading to the outside can also be used for the entry of the gases at 6-i or at 3 (Fig. i) be provided.

Die Unterteilung der einzelnen Kanäle in kleinere rechteckige 36 oder runde röhrenartige 37 Teilkanäle kann noch viel weiter getrieben werden, z. B. wie in Abb. io angedeutet. Dementsprechend kann auch der äußere Teil des Laufkörpers aus lauter einzelnen Rohren kleineren Durchmessers gebildet werden. Der Zweck dieser Maßnahme kann z. B. darin bestehen, den Durchmesser der Teilkanäle so klein zu machen, daß die einzelnen Gasblasen den jeweiligen Querschnitt voll ausfüllen und voneinander durch Wasserpfropfen oder Wasserkolben getrennt sind. Es entstehen dabei Gastblasen von bestimmter Größe, weil die Vereinigung zu größeren Blasen durch die Trennwände verhindert wird. Durch diese Unterteilung des Treibmittels in einzelne Blasen wird nicht nur eine unerwünschte Frühzündung vermieden, sondern überhaupt die Wirkung des Laufrades verbessert, weil dann ein Druckausgleich von außen nach innen aus der Zone hohen Druckes nach der Zone niedrigen Druckes unmöglich gemacht wird. Doch wird hierdurch die Flüssigkeitsreibung außerordentlich stark vermehrt.The division of the individual channels into smaller rectangular 36 or round tube-like 37 sub-channels can be pushed much further, e.g. B. how indicated in fig. Correspondingly, the outer part of the running body are formed from single tubes with a smaller diameter. The purpose of this measure can e.g. B. consist in the diameter of the sub-channels to make so small that the individual gas bubbles fill the respective cross-section Fill in and are separated from each other by water plugs or water flasks. This creates guest bubbles of a certain size, because the union into larger ones Bubbles through the partitions is prevented. This division of the propellant in individual bubbles not only prevents unwanted premature ignition, but also at all the effect of the impeller is improved, because then a pressure equalization of outward inward from the high pressure zone to the low pressure zone impossible is made. But this makes the fluid friction extremely strong increased.

Die Verbrennungskammer 8 der Abb. I oder 2 kann zweckmäßig mit einer besonderen Abteilung 44 bzw. 45 versehen werden (Abb. 9 und II), um die beim Austreten der Gase aus der Hilfsflüssigkeit bei 2 nach innen spritzende Flüssigkeitsmenge von der heißen Brennkammer fernzuhalten und durch geeignete Bohrungen in den Flüssigkeitskreislauf zurückzuführen oder sonstwie abzuführen (z. B. nach außen hin). Infolge der hohen Zentrifugalkräfte lassen sich die durch die Blasen mitgerissenen Flüssigkeitstropfen sehr leicht absondern. Es können Einrichtungen vorgesehen werden, die die Flamme nur auf die eigentliche größere Verbrennungskammer 8 beschränken (z. B. Siebe, Drahtnetze, kleine Bohrungen, hohe Gasgeschwindigkeit) und nicht in die genannte kleinere Nebenabteilung hinüberschlagen lassen, um eine Abkühlung der Brenngase durch hineinspritzende Flüssigkeit vollständig zu vermeiden. Zweckmäßig erhält hierfür jeder Kanal I-2 seine besondere kleine Nebenabteilung der Verbrennungskammer, so daß diese Vorkammer im allgemeinen nur mit Gas oder nur mit Luft gefüllt ist und die letzteren erst beim Eintritt in die eigentliche Brennkammer 8 zusammentreten.The combustion chamber 8 of Fig. I or 2 can expediently be provided with a special compartment 44 or 45 (Fig. 9 and II) in order to keep the amount of liquid spraying inwards from the hot combustion chamber when the gases escape from the auxiliary liquid at 2 and through suitable bores in the fluid circuit or otherwise discharged (e.g. to the outside). As a result of the high centrifugal forces, the liquid droplets carried along by the bubbles can be separated out very easily. Devices can be provided which restrict the flame only to the actual larger combustion chamber 8 (e.g. sieves, wire nets, small bores, high gas velocity) and not allow it to flip over into the mentioned smaller secondary compartment in order to cool the fuel gases by injecting liquid to avoid completely. For this purpose, each channel I-2 expediently receives its special small sub-division of the combustion chamber, so that this antechamber is generally only filled with gas or only with air and the latter only come together when entering the actual combustion chamber 8.

Statt daß die Auspuffgase aus der Flüssigkeit bei Io (Abt. Ia und Ib) radial nach außen treten, können sie auch nach der Mitte zu geleitet werden, wie in Abb. II gezeigt. Die Gase werden dabei infolge der starken Drehung der von 4 nach dem Leitapparat 5 tretenden Hilfsflüssigkeit nach der Stelle kleinsten Druckes, d. h. nach der Mitte zu gedrängt und puffen entweder durch Bohrungen 32 in der Nabel des Laufkörpers nach links aus diesem aus, oder sie treten durch einen Kanal 33, der die Welle umgibt, durch die Mitte des Leitapparats ins Freie oder endlich durch 32 und 33 gleichzeitig. Um dieses Ausmischen nach der Mitte zu zu erreichen, ist es zweckmäßig, der bei 4 aus dem Laufkörper austretenden Strömung eine starke Wendung mit Hilfe geeigneter Kanalformen zu erteilen.Instead of the exhaust gases from the liquid at Io (Dept. Ia and Ib) step radially outwards, they can also be directed towards the center, as shown in Fig. II. The gases are thereby due to the strong rotation of the 4 after the diffuser 5 flowing auxiliary liquid after the point of lowest pressure, d. H. pushed towards the middle and puff either through holes 32 in the navel of the running body to the left out of this, or they pass through a channel 33, surrounding the shaft, through the middle of the diffuser into the open air or finally through 32 and 33 at the same time. To achieve this mid-way blending is it is advisable for the flow emerging from the barrel body at 4 to turn sharply with the help of suitable channel shapes.

Dias Ausmischen der Auspuffgase aus der Hilfsflüssigkeit kann bei Anordnungen wie Abb. 5 und 6 auch außerhalb des Laufkörpers, beispielsweise in dem Ablaufkrümmer I6 oder dessen Fortsetzung auf irgendeine Weise geschehen; hierfür kann ein besonderer Auspufftopf zur Trennung der Hilfsflüssigkeit und der Gase durch ihr spezifisches Gewicht angeordnet sein. Hierbei nimmt also der durch den Krümmer I6 gehende Flüssigkeitsstrom die Brenngase nach außen hin mit.The mixing of the exhaust gases from the auxiliary liquid can be done at Arrangements like Fig. 5 and 6 also outside of the barrel body, for example in the Drain elbow I6 or its continuation happened in some way; therefor can use a special muffler to separate the auxiliary liquid and gases their specific gravity. So here he takes through the bend I6 flowing liquid flow with the combustion gases to the outside.

Wie aus Abb. I2 ersichtlich ist, können zwei Gasturbinen nebeneinander auf derselben Welle angeordnet und an geeigneter Stelle, z. B. wie dargestellt, am auswärts führenden Schenkel I-2 des Laufkörpers, oder aber am einwärts führenden Schenkel 3-4 oder auch durch den Leitkörper 5-6 miteinander in Verbindung gebracht sein. Die Zufuhr von Gas und Luft kann dabei nur in den einen Kreislauf (Abt. I2) oder bei symmetrischer Anordnung in beide Leitkörper geschehen. Der eine Kreislauf kann mittels Verschlußorgane abschaltbar gemacht sein.As can be seen from Fig. I2, two gas turbines can be placed side by side arranged on the same shaft and at a suitable location, e.g. B. as shown, on the outward leading leg I-2 of the barrel, or on the inward leading Legs 3-4 or brought into connection with one another by the guide body 5-6 be. The supply of gas and air can only be in one circuit (Dept. I2) or in the case of a symmetrical arrangement in both guide bodies. The one cycle can be made switchable by means of locking devices.

Erfolgt das Ausmischen der Auspuffgase innerhalb der Gasturbine selbst, so kann bei großen Leistungen der Querschnitt des Läufern und des Leitkörpers auf der Strecke 4-5 wie in Abb. I3 ausgebildet sein, wobei ein längerer entweder am Läufer oder Leitkörper befestigter, rohrähnlicher Auspuffhals 38 vorgesehen ist, der an seinem äußeren Umfang (wie gezeichnet) eine größere Anzahl geeignet gestalteter Auspufföffnungen Io enthält. Dabei ist es zweckmäßig, die Krümmung des Laufkörpers von Punkt 4 ab nach 5 hinschärfer zu gestalten. Statt dessen können die Gase jedoch auch, wie für Abb. ii beschrieben, nach der Mitte hin ausgepufft werden.If the exhaust gases are mixed within the gas turbine itself, so the cross-section of the rotor and the guide body can increase with high power the line 4-5 as in Fig. I3, with a longer one at either Runner or guide body attached, pipe-like exhaust neck 38 is provided, which on its outer periphery (as shown) a larger number of suitably designed Includes exhaust ports Io. It is useful to adjust the curvature of the running body from point 4 to 5 to make sharper. Instead, however, the gases also, as described for Fig. ii, can be puffed towards the middle.

Das hier verwendete Verfahren zum Eir-und Ausmischen der Gasblasen gründet sich darauf, daß diese in irgendeiner Flüssigkeit immer nach der Stelle kleinsten Druckes gedrängt werden. Die Ein- und. Ausmischstelle wird daher -in dem. :betreffenden, senkrecht zur Strömungsrichtung gezogenen Querschnitt an solche Punkte gelegt, wo der relativ :kleinste Druckdes betreffenden Querschnitts herrscht. Diese Stellen liegen in den Meridianschnitten, wie Abb. i, nach den Kriimmungsauittelpunkten der Kanalwandbegrenzung hin; in Querschnitten senkrecht zur Achse, wie Aibb.2, liegen, die Stellen kleinsten Druckes bei jedem Strömungsquerschnitt an der voraneilenden Kanalseite, wenn der betreffende Kanal dort auf die Flüssigkeit treibend wirkt, auf der radheilenden Kanalseite, wenn der Kanal dort von der Flüssigkeit angetrieben wird. Umgekehrt liegen dementsprechend die Stellen höchsten Druckes in jedem Querschnitt. Man kann natürlich das Ein- und Ausmischen auch noch durch Anordnung irgendwelcher Vorsprünge oder Hohlräume an den betreffenden Wandstellen unterstützen.The method used here for mixing and mixing the gas bubbles is based on the fact that this is always after the spot in any liquid the smallest pressure. The in and. Mixing point is therefore -in that. : relevant cross-section drawn perpendicular to the direction of flow at such points placed where the relative: smallest pressure of the relevant cross-section prevails. These Places lie in the meridian sections, as in Fig. I, after the centers of the curvature towards the canal wall boundary; in cross-sections perpendicular to the axis, as in Aibb. 2, the places of lowest pressure at each flow cross-section on the leading one Channel side, if the channel in question has a floating effect on the fluid, on the healing one Channel side when the channel is driven by the liquid there. Vice versa accordingly are the points of highest pressure in each cross-section. One can Of course, mixing in and out also by arranging any protrusions or support cavities at the relevant wall locations.

Selbstverständlich können die einzelnen Elemente der vorbesehriebenen Verfahren und Einrichtungen in der verschiedensten Weise anders gestaltet sein.Of course, the individual elements of the pre-defined Procedures and facilities may be designed differently in a wide variety of ways.

Z. B. kann auch der Leitapparat für die Hilfsflüssigkeit nach Art der bekannten gegenläufigen Dampfturbinen eine Drehung entgegengesetzt der des Läufers I, 2, 3, 4 erhalten, wobei zweckmäßig dann, der Leitapparat und der Turbinenläufer auf gesonderten Wellen fliegend angeordnet sind. In diesem Fall nimmt auch der Leitapparat Arbeit auf.For example, the distributor for the auxiliary liquid according to Art of the known counter-rotating steam turbines a rotation opposite to that of the rotor I, 2, 3, 4 obtained, and then expediently, the diffuser and the turbine runner are overhung on separate shafts. In this case, the diffuser also takes Work on.

Der Kreislauf der Hilfsflüssigkeit kann in der verschiedensten Weise gestaltet werden, doch ergibt die Anordnung Abb. I die größten Vorteile, auch ermöglicht sie viel höhere Flüssigkeitsgeschwindigkeiten, als wenn die Flüssigkeit aus einem Behälter angesaugt wird sowie eine verlustlose Ausnutzung ihrer Geschwindigkeit und ein sehr leichtes Unterdrucksetzer des gesamten Kreislaufes zwecks Vermeidung schädlicher Hohlraumbildung. An dem Leitapparat 5-6 oder an dem Laufkörper I-2-3-4 können Einrichtungen zur Verringerung oder Aufhebung des Achsialdruckes in ähnlicher Weisse wie bei Zentrifugalpumpen, Wasser- oder Dampfturbinen vorgesehen sein. Die Labyrinthdichtung beim Übergang vom Leitapparat zum Laufkörper kann an einer vom Laufkörper nach der Mitte zu gehenden Wand 96 zur Verringerung des Spaltdurchmessers angebracht sein. Das Auspuffgehäuse 98 kann ganz fehlen.The circuit of the auxiliary liquid can be in the most varied of ways be designed, but the arrangement Fig. I gives the greatest advantages, also allows they have much higher fluid velocities than when the fluid comes out of one Container is sucked in as well as a lossless use of their speed and a very light pressurizer of the entire circuit for the purpose of avoidance harmful cavitation. On the diffuser 5-6 or on the running body I-2-3-4 may have devices for reducing or eliminating the axial pressure in a similar way White ones can be provided as in centrifugal pumps, water or steam turbines. the Labyrinth seal at the transition from the diffuser to the running body can be on one of the Running body towards the center wall 96 to reduce the gap diameter to be appropriate. The exhaust housing 98 can be completely absent.

Um zu verhüten, daß das Wasser, das beim Auspuff der Abgase durch die Öffnungen Io mitgerissen wird, gegen die Brennhammer 8 spritzt, kann eine Wand 9o (Abb. Ia) im Innern des Hohlringes vorgesehen sein, die sdas Wasser auffängt unddurch Öffnungen dem Kreislauf wieder zuführt. Es können mehrere solcher Wände 9I mit verschiedenen Durchlässen für die Auspuffgase vorgesehen sein (Abb. I3), die das Wasser auffangen, das durch Rohre 92 in den Schenkel I-2 oder 93 in den Schenkel 3-4 wieder eingeführt wird.To prevent the water from entering the exhaust through the exhaust the openings Io is swept away, against which the firing hammer 8 splashes, can be a wall 9o (Fig. Ia) should be provided inside the hollow ring, which catches the water and feeds it back into the circuit through openings. There can be several such walls 9I can be provided with different passages for the exhaust gases (Fig. I3), which collect the water that flows through pipes 92 in leg I-2 or 93 in the Leg 3-4 is reinserted.

Statt daß die Brenngase ununterbrochen in die Hilfsflüssigkeit bei 6 bzw. bei 3 eingemischt werden, können gemäß vorliegender Erfindung die einzumischenden Gasse absatzweise, d. h. mit zwischenliegenden Ruhepausen, eingemischt werden. Hierzu wird der Druck dieser Gase vor dem Einmischen rhythmisch verändert, und zwar z. B. durch außerhalb der Gasturbine liegende Vorrichtungen (z. B. für die frischen Brenngase oder für Gas und Luft allein) oder durch Einrichtungen in der Gasturbine selbst, beispielsweise durch Erzeugung von Resonanzschwingungen, ähnlich wie sie bei singenden Flammen, Pfeifen und sonstigen auf der Elastizität von Gasen beruhenden Einrichtungen auftreten.Instead of the fuel gases continuously entering the auxiliary liquid 6 or at 3 can be mixed in, according to the present invention, they can be mixed in Alley intermittently, d. H. with breaks in between. For this the pressure of these gases is changed rhythmically before mixing, namely z. B. by devices located outside the gas turbine (e.g. for the fresh Fuel gases or for gas and air alone) or by devices in the gas turbine itself, for example by generating resonance vibrations, similar to them with singing flames, whistles and others based on the elasticity of gases Facilities occur.

In gleicher Weise können Pulsationen auch für den Austritt der Gase künstlich erzeugt werden, z. B., indem der Druck in der Auspuffkammer durch eine geeignete rotierende oder oszillierende Vorrichtung in bestimmtem Rhythmus, etwa in demjenigen der Schaufelzahlen oder eines Vielfachen davon verändert, z. B. etwa abgedrosselt wird.In the same way, pulsations can also cause the gases to escape artificially generated, e.g. B. by reducing the pressure in the exhaust chamber by a suitable rotating or oscillating device in a certain rhythm, for example changed in that of the number of blades or a multiple thereof, e.g. B. about is throttled.

Der Zweck solcher Pulsationen kann der sein, Gas und Luft in den einzelnen Kanälen in bestimmter Weise zu trennen bzw. getrennt zu halten oder eine geeignete Größe der Gasblasen herbeizuführen usw.The purpose of such pulsations can be gas and air in the individual Separate channels in a certain way or to keep them separate or a suitable one To bring about size of the gas bubbles etc.

Als Hilfsflüssigkeit kommen außer Wasser und Seewasser insbesondere Flüssigkeiten mit möglichst hohem Siedepunkt, hohem speziischem Gewicht, möglichst geringem Wärmeabsorptionskoeffizienten und möglichst geringer innerer Reibung in Betracht. Hohes spezifisches Gewicht ergibt sehr hohe Zentrifu;galkräfte und daher sehr hohen Druck in der Verbrennungskammer (Salzlösungen, orgänischeFlüssigkeiten, wieTetrabromazetylen, Quecksilber). Der Wärmeübergang von den glühenden Blasen kann durch hochsiedende heiße Öle stark reduziert werden.In addition to water and seawater, the auxiliary liquids are particularly suitable Liquids with the highest possible boiling point, high specific weight, if possible low heat absorption coefficient and the lowest possible internal friction in Consideration. A high specific weight results in very high centrifugal forces and therefore very high pressure in the combustion chamber (salt solutions, organic liquids, such as tetrabromoacetylene, mercury). The heat transfer from the glowing bubbles can can be greatly reduced by high-boiling hot oils.

Zweckmäßig ist es, die Hilfsflüssigkeit in möglichst heißem Zustand zu verwenden, um den Wärmeübergang bei den hohen Temperaturen zu verringern. Liegt die Temperatur der Hilfsflüssigkeit .etwas über ihrem Siedepunkt, so verdampft ein Teil derselben mit den Auspuffgasen in den Auspuffraum hinein. Die verdampfte Hilfsflüssigkeit kann, falls notwendig, durch irgendeine Art Kondensator, der von den Auspuffgasen durchströmt wird, wiedergewonnen werden. Hierzu kann jedes Kondensationsverfahren Verwendung finden.It is useful to keep the auxiliary liquid as hot as possible to be used to reduce the heat transfer at high temperatures. Lies the temperature of the auxiliary liquid, a little above its boiling point, then evaporates Part of the same with the exhaust gases into the exhaust chamber. The evaporated auxiliary liquid can, if necessary, through some kind of condenser to remove the exhaust gases is flowed through, can be recovered. Any condensation process can be used for this purpose Find use.

Bei Ölturbinen kann allenfalls das Heizöl selbst in heißem Zustand als-Hilfsflüssigkeit dienen, in welche dann einfach die erstsprechende Druckluft Ünter Verwendung irgendeiner Zündung eingemischt und zur Z'erbrennung gebracht wind. Es verbrennt dann gewissermaßen die Luft in 01. Dabei verdampfendes urverbranntes Öl muß .natürlich durch Kondensation wiedergewonnen werden. Eigenartig ist auch das Anlaßverfahren für die neue Gasturbine. Entweder wird durch Einlassen von Druckluft mit verhältnismäßig hoher Geschwindigkeit im Sinn einer Bewegung I-2-3-4-5-6-I (Abb. I) ein anfängliches Kreisen der Flüssigkeit hergestellt, worauf sich durch die Strömung der Hilfsflüssigkeit der Laufkörper langsam in Bewegung setzt. Darauf werden Luft und Gas bzw. Öl in früher beschriebener Weise in die Verbrennungskammer geführt und durch irgendeine der bekannten Zündvorrichtungen gezündet, worauf die Arbeitsleistung der Brenngase beginnt.In the case of oil turbines, the heating oil itself can serve as an auxiliary liquid in a hot state, into which the first-aid compressed air is then simply mixed using some kind of ignition and made to burn. It then burns in a way the air in 01. It evaporating urverbranntes oil must be .Of course recovered by condensation. The starting procedure for the new gas turbine is also peculiar. Either by admitting compressed air at a relatively high speed in the sense of a movement I-2-3-4-5-6-I (Fig. I), an initial circling of the liquid is created, after which the flow of the auxiliary liquid slowly moves the running body into Movement sets. Air and gas or oil are then fed into the combustion chamber in the manner previously described and ignited by any of the known ignition devices, whereupon the work of the combustion gases begins.

Oder es wird der Laufkörper samt seiner Welle durch irgendeinen turbinenartig oder sonstwie gebauten, mit Preßwasser, Druckluft, Dampf, Elektrizität o.dgl. betriebenen Hilfsapparat auf eine gewisse Drehzahl gebracht, bis die Hilfsflüssigkeit, welche vorher in die Turbine einsgefüllt war, durch die äußere Drehung in einen Kreislauf I-z-3-4-5-6-I gerät, worauf Luft und Gas bzw. Öl in die Verbrennungskammer geleitet wenden und die Maschine zu arbeiten beginnt.Or the running body and its shaft become turbine-like by some sort of thing or otherwise built, with pressurized water, compressed air, steam, electricity or the like. operated Auxiliary apparatus brought to a certain speed until the auxiliary liquid, which was previously filled into the turbine, by the external rotation in a circuit I-z-3-4-5-6-I device, whereupon air and gas or oil are fed into the combustion chamber turn and the machine starts to work.

Statt dessen kann auch der Umlauf der Hilfsflüssigkeit dadurch eingeleitet werden, daß die Hilfsflüssigkeit selbst durch eine äußere Kraftwelle mit ziemlich hoher Geschwindigkeit in der Richtung 5-6 in den Leitapparat eingelassen wird, um durch eine Art Turbinenwirkung nach Entstehung des genannten Umlaufs den Laufkörper in Bewegung zu setzen.Instead, the circulation of the auxiliary liquid can also be initiated thereby be that the auxiliary liquid itself by an external force wave with pretty much high speed in the direction 5-6 is let into the nozzle in order to by a kind of turbine effect after the formation of the mentioned circulation the running body to set in motion.

Zwecks Anlassees kann ferner der Leitapparat in Drehung versetzt werden, der dann als Pumpe wirkt, wobei Regelungsvorrichtungen zur Erzielung einer bestimmten Strömungsrichtung angewendet werden können. Regelungsvorrichtungen, wie verstellbare Schaufeln o.dgl., können auch in den Kreislauf zur Änderung der Leistung oder für andere Zwecke eingebaut sein.The diffuser can also be set in rotation for the purpose of starting which then acts as a pump, with control devices to achieve a certain Flow direction can be applied. Control devices such as adjustable ones Shovels or the like., Can also be in the circuit to change the power or for other purposes may be incorporated.

Bei Ölturbinen kann das Heizöl und allenfalls auch Preßluft den Verbrennungskammern durch Rohre zugeführt werden, welche nach einer oder, mehreren Bohrungen in der Achse 7 des Laufkörpers führen, welchen Bohrungen das Öl bzw. die Preßluft in bekannter Weise durch konzentrisch zur Achse liegende Stopfbüchsen, Labyrinthe u. dgl. zugeführt wird.In the case of oil turbines, the heating oil and possibly also compressed air can enter the combustion chambers are fed through pipes, which after one or more holes in the Axis 7 of the running body lead which holes the oil or the compressed air in known Way through stuffing boxes, labyrinths and the like that are concentric to the axis will.

An denjenigen Stellen, an denen eine gegenseitige Einwirkung zwischen der Flüssigkeit und den bewegten oder stillstehenden Organen. abgesehen von der Führung, nicht auftritt. können Schaufeln oder Zwischenwände wegbleiben, jedoch muß an diesen Stellen der Körper geschlossen sein.In those places where there is mutual interaction between the fluid and the moving or stationary organs. apart from the Leadership, does not occur. blades or partitions can be left out, however the body must be closed at these points.

Bei Verwendung von Brenngasen, welche feste Bestandteile (Staub, Flugasche) oder klebrige Verunreinigungen (z. B. Teere oder Teerdämpfe u. dgl.) enthalten, kann der sonst bei Gasmaschinen oder -turbinen erforderliche Gasreiniger bei vorliegender Erfindung gänzlich gespart werden, wenn die frischen Gase einfach in den auswärts führenden Schenkel des Laufkörpers I-2 eingemischt werden. Die Verunreinigungen werden alsdann von der Hilfsflüssigkeit aufgenommen, und können aus ihr in einfacher, bekannter Weise, z. B. durch Zentrifugieren, entfernt werden (kontinuierlich oder absatzweise). Für den Fall, daß als Hilfsflüssigkeit dauernd Frischwasser oder Seewasser zugeführt wind, kann ein entsprechender Betrag dauernd ausgeblasen werden, der dann die Verunreinigungen mitnimmt.When using fuel gases which contain solid components (dust, fly ash) or contain sticky impurities (e.g. tars or tar fumes, etc.), the gas cleaner otherwise required for gas engines or turbines can be used if the one is present Invention can be saved entirely if the fresh gases are simply in the away leading legs of the running body I-2 are mixed in. The impurities are then absorbed by the auxiliary liquid, and can be extracted from it in a simple, known manner, e.g. B. by centrifugation, removed (continuously or paragraph by paragraph). In the event that fresh water or sea water is used continuously as an auxiliary liquid supplied wind, a corresponding amount can be continuously blown out, which then takes the impurities with it.

Es kann vorteilhaft sein, 'die Umlaufsgeschwindigkeit der Hilfsflüssigkeit an den einzelnen Punkten des Kreislaufes verschieden zu wählen; z. B. kann die Geschwindigkeit nach den Stellen zum Ausmischen der Gasblasen hin (z und 4) verlangsamt werden, damit ,die Blasen leichter austreten; andererseits ist es vorteilhaft, die Strömungsgeschwindigkeit in dem einwärts führenden Schenkel, in der Nähe von 3 zu steigern, damit die heißen Blasen möglichst schnell aus der Zone höchsten Druckes unter Expansion herausgeführt und der Wärmeübergang verringert wird.It can be advantageous to 'the speed of circulation of the auxiliary liquid to choose differently at the individual points of the cycle; z. B. can speed are slowed down after the points for mixing the gas bubbles (z and 4), so that the bubbles come out more easily; on the other hand, it is advantageous to control the flow rate in the inward leg, increase near 3, so that the hot Bubbles removed as quickly as possible from the zone of highest pressure with expansion and the heat transfer is reduced.

Die Expansion der Gase kann bis ins Vakuum hinein erfolgen, wobei dann irgendein Abgaskompressor in bekannter Weise verwendet wird.The gases can expand into a vacuum, whereby then any exhaust gas compressor is used in a known manner.

In vielen Fällen ist es vorteilhaft, die Einmischungsstelle 3 für die heißen Gase, wie in Abb. 1 gezeichnet, ,auf etwas kleineren Radius 'zu legen ass ,die Stelle z, um von z nach 3 hin einen Überdruck zu haben.In many cases it is advantageous to use the interference point 3 for to place the hot gases, as shown in Fig. 1, "on a slightly smaller radius" ass, the point z, in order to have an overpressure from z to 3.

Sollen die Gase mit einem gewissen überdruck entweichen (z. B. zur Verwendung in einer weiteren Niederdruckgasturbine), so kann die Gasauepuffstelle 1o' evtl. auf größeren Radius als die Eintrittsstelle 1 gelegt werden.If the gases are to escape with a certain excess pressure (e.g. to the Use in another low-pressure gas turbine), so the gas buffer point 1o 'may be placed on a larger radius than entry point 1.

Es bann auch hie Gasturbine entweder dauernd oder vorübergehend für bestimmte Belastungsfälle, z. B. für kleine Last, Marschfahrt öder Überlastung, so betrieben werden, daß in. die Verbrennungskamnner Heizöl allein oder mit Druckluft zerstäubt eingeblasen wird, während außerdem in beschriebener Weise Gas zugeführt wird. Demgemäß kann der Betrieb abwechselnd oder gleichzeitig mit Gas und 01 erfolgen.It also bans the gas turbine either permanently or temporarily for certain load cases, e.g. B. for small load, cruising or overload, are operated so that in. The combustion chambers heating oil alone or atomized with compressed air is blown, while gas is also supplied in the manner described. Accordingly, the operation can alternately or simultaneously with gas and carried 01.

Claims

PATEN T ANSpRÜciiE 1. Procedure for. Operation of combustion turbines with constantly in a partly stationary, partly rotating Cycle flowing auxiliary liquid, characterized in that the propellant to the work dispensing part fed under high pressure, burned there and then in it mixed with the auxiliary liquid at approximately the same speed and pressure is, whereupon the expansion of the mixture takes place with work output to the outside.

2. The method according to claim I, characterized in that the fuel gases of the series after (separately or mixed) mixed into the constantly flowing auxiliary liquid, compressed by it, mixed out of it, in a circulating combustion chamber burned, mixed into the auxiliary liquid again at another point and afterwards expansion and workload are mixed out of it again.

3. Procedure according to claim I, characterized in that the combustion under a constant Pressure takes place, the level of which is caused by the centrifugal pressure of the auxiliary liquid at the Burn site is determined.

4. The method according to claim I for oil turbines, characterized characterized in that the propellant oil used for combustion itself is used as the auxiliary liquid is used.

5. The method according to claim I, characterized in that the one and mixing of the gas bubbles if possible at such points of the respective flow cross-section occurs where there is relatively little pressure (especially after the center of curvature the relative orbit).

6. Embodiment s of the method according to claim 1 to 5, characterized in that the gases to be mixed in or out in a suitable rhythm Pulse stations are issued, e.g. B. by appropriate changes in the pressure of the to be mixed or mixed gas parts.

7. embodiment of the method according to claim I to 6, characterized by increasing the speed of the auxiliary liquid close the point where the hot combustion gases are mixed in (3). B. Combustion turbine for Execution of the method according to claim I, characterized by a rotor with Star-shaped or radial-shaped channels, tubes or the like. In one of them Leg an auxiliary liquid from the axis of rotation outwards, in the other leg it flows inwards, while near the outer apex one or more Combustion chambers for the combustion gases to be mixed into the liquid flow there are provided. 9. Combustion turbine according to claim 8, characterized by an arrangement a fixed diffuser, which the auxiliary liquid a moment of motion approximately equal to the torque exerted on the rotating part. Io. Combustion turbine according to claim 8, characterized in that the auxiliary liquid in a tightly closed Cycle is conducted, with only a small part of it in liquid or vapor form Condition is passed to the outside for the purpose of cooling and replaced again. II. Combustion turbine according to claim 8, characterized in that the auxiliary liquid in a hollow ring-like Cycle is conducted. I2. Combustion turbine according to Claims 8 and 9, characterized in that that the runner (raceway body) the stationary part (guide device) from the outside encloses. I3. Combustion turbine according to Claim 8, characterized in that the moving body reduces the flow of the liquid in the meridian plane by about 180 ° or more diverts. I4. Combustion turbine according to claim 8, characterized in that that the running body on its outer (hotter) circumference in individual freely expandable Parts; split, needles converge on a smaller radius. 15. Combination turbine according to claim 8, characterized in that the combustion chambers within the outermost bend of the running body are arranged such that a drainage the combustion chambers to the closest channels for the auxiliary fluid is possible. 16. Combustion turbine according to claim 8, characterized by. arrangement of special connections for pressure equalization between the combustion chambers. 17. Combustion turbine according to claim 8, characterized by the use of a Liquid with the lowest possible heat transfer coefficient (e.g. oil). 18th Combustion turbine according to Claim 8, characterized by the use of a liquid with the highest possible boiling point (e.g. salt solutions, oils). I9. Combustion turbine according to Claim 8, characterized by the use of a liquid with the highest possible specific weight (e.g. salt solutions, organic liquids, such as tetrabromoacetylene or mercury). 2o. Multi-stage combustion turbine after Claim 8, characterized in that the auxiliary liquid one after the other Number of coaxially lying guide and running bodies (according to claims 8 and 9) passes through, whereby the inlets and outlets are outside the turbine axis (Fig. 5 and 6). 2I. Multi-stage combustion turbine according to Claim 8, characterized in that the auxiliary liquid in turn a number of coaxially lying guide and Running body (according to claim 8 and 9) passes through, with the liquid from the last Impeller to the first diffuser through a coaxial with the shaft Channel returns (Fig. 7). 22. Combustion turbine according to claim 8, wherein the Auxiliary liquid is supplied and discharged from the outside through a bend, characterized in that that the auxiliary fluid flowing in or out through some external fluid Pump or turbine is performed. 23. Combustion turbine according to claim 8 to Io, characterized in that the circulation of the liquid under a uniform acting increased pressure is set to the incoming or outgoing gases with accordingly supply or discharge increased pressure. 24. Combustion turbine according to claim 8 with multi-stage expansion, characterized in that the high-pressure turbines with auxiliary liquid, the low-pressure turbines on the same or a different shaft without auxiliary fluid, work with dry paddle wheels (Fig. 8). 25. Combustion turbine after Claim 8, characterized in that gas and air at separate points of the outward going channels of the running body are mixed in and compacted. 26. Combustion turbine according to claim 8, characterized by the division of the working channels into individual ones Bundles of tubular channels so narrow that the gas bubbles completely or approximately fill in. 27. Combustion turbine according to claim 8, characterized in that that the running body consists of a central full part, on which after. Outside, separate, tubular channels are connected individually or in groups "which discharge into the combustion chambers outside. 28. Combustion turbine according to claim 8, characterized in that the auxiliary liquid when it emerges from .dem Running body a certain rotation is given to the exhaust towards the center to urge. . 29. Combustion turbine according to claim 8, characterized by a suitably designed chamber for separating any auxiliary liquid that has been carried along from the compressed fuel gases before they enter the combustion chamber. 30th Combustion turbine according to Claims 8 to 10, characterized by a symmetrical arrangement the inward leading leg of the barrel body (Fig. 12,). 31. Combustion turbine according to claim 8, characterized in that running and guiding device are opposite are rotatable. 32. The method for starting the combustion turbine according to claim 8 and 9, characterized in that by introducing a gaseous or liquid Pressure means, the auxiliary liquid is put into circulation, so that the rotor in Rotation is shifted, whereupon the drive takes place by ignition of the mixture.