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Gasdampfturbine. Beim Betriebe von Gasturbinen ist es bekannt geworden,
zur Herabminderung der hohen Temperatur und der Geschwindigkeit des verbrannten
Gasgemisches kühlende Mittel in den Arbeitsprozeß einzuführen, insbesondere auch
überhitzten Wasserdampf, der entweder im Wechsel mit Verbrennungsgasen als besonderes
Arbeitsmittel oder in Vermischung mit den Gasen in die Turbine eingeführt wird.
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Will man die Vorteile genießen, welche die Durchspülung der Explosionsgaskammern
.mittels des Dampfes bietet, als da sind Kühlung der Zündkammern, Ausnutzung der
hohen Wärmeüberschüsse für die Überhitzung des Dampfes, Ausblasen der Gasrückstände
usw., so käme die schichtenweise Folge von Verbrennungsgas und Dampf, natürlich
ohne strenge Scheidung, da alle Übergänge vorhanden sind, in B.etraclit.
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Die Erfindung faßt beide Wege der Dampfeinschaltung zusammen. Hiernach
werden mehrere nacheinander wirkende Explosionskammern zwar in bekannter Weise abwechselnd
mit Gas und Dampf beschickt, diese Mittel werden aber vor der Arbeitsleistung in
einer größeren, ,mit allen Explosionskammern verbundenen Ringkammer aufgefangen
und zu einem einheitlichen Arbeitsmittel .miteinander vermischt. Da jeweils die
Ringkammer gleichzeitig zumindest von je einer Kammer, und zwar von der, in welcher
soeben die Zündung stattgefunden hat, mit Verbrennungsgas und von der vorhergehenden
mit Dampf beschickt wird, so findet die angestrebte Mischung des Arbeitsmittels
statt.
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In der Zeichnung ist eine Maschine zur Ausführung des neuen Arbeitsverfahrens
beispielsweise dargestellt.
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Ab'b. i zeigt die Maschine nach einem V ertikalmittelschnitt; Abb.
2 zeigt die Maschine nach einem Teilschnitt A-A der Abb. i.
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Das Turbinengehäuse besitzt einen zylindrischen doppelwandigen, Mantel
a, welcher Wasser aufnimmt. An der höchsten Stelle des Mantels ist ein Dampfdom
b vorgesehen. Die innere Mantelwandung trägt die Leitschaufeln c. Der Läufer bildet
einen. abgesetzten Zvlinder d, welcher vermittels der Armee auf die Arbeitswelle
f fest aufgekeilt wird. Der Zylinder trägt .die Laufradschaufeln g. In dem Turbinenkopf
ist zentrisch zu diesem und zu der Gesamtturbine die Steuerwelle I>< eingelassen,
welche Antrieb von der Turbinenwelle f unter Zwischenschaltung eines V orgeleges.
i, h, l erhält. Das L.rbersetzungsverhältnis des letzteren ist beispielsweise
i : 4. gewählt, weil vier Verpuffungskammern angewendet worden sind, so daß bei
je einmaligem Umlauf der Turbinenwelle feine Verpuffungskammer eingeschaltet wird.
Selbstverständlich könnte aber auch ein beliebiges anderes übersetzungsverhältnis
gewählt werden, wie auch die Anzahl der Verpuffungskammern gänzlich unabhängig sein
kann, von der Umlaufzahl der Turbinenwelle. An den Raum m schließen sich die Düsen
n an. Unterhalb von m ist ein zweiter, gleichfalls ringförmiger Raum o vorgesehen,
welcher die Luftkammer bildet und durch eine Luftdruckpumpe z, welche von dem Exzenter
v der Welle la in Betrieb gesetzt wird, gespeist wird. Die Verpuffungskammern
p1, pz, p3
und p4 sind um die Welle gleichmäßig verteilt. Auf der
Welle 1z sind nacheinander angeordnet Nockenscheiben q, welche auf die Ventilspindeln
2, Nockenscheiiben y, welche auf die Ventilspindeln 3, Nockenscheiben s, welche
auf die Ventilspindeln 9 einwirken. Ferner eine Zündstromabreißscheibe t, welche
den Zündstrom in bekannter Weise unterbricht und den Zündfunken erzeugt, ferner
trägt die Welle lt eine Scheibe et, welche auf der ebenen Fläche einen Anschlagnocken
trägt, der auf einen Schieber 7 einwirkt. Von der Welle !z wird ferner durch die
Zahnräder x eine Pumpe y betrieben, welche den Brennstoff ansaugt und durch eine
Leitung q. in ein Ringrohr 5 überführt, das achsial zur Welle lt gelagert ist, und
mit den Ventilen 3 der Verpuffungskammern p1 bis p4 in Verbindung steht. Um die
Welle h ist ein weiteres Ringrohr io angeordnet, das durch besondere kleine Abzweigkanäle
.mit den. Ventileng in Verbindung steht. Diese Anordnung& ist ein Teil der Dampfzuführungsleitung,
welche in der Leitung i i ihre Fortsetzung findet. Die Dampfzuleitung i i wird gespeist
von der Dampfzuleitung i2, welche mit dem Dampfdom bin Verbindung steht.
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Die Arbeitsweise der Turbine ist folgende: Durch bekannte Antriebsmaschinen
wird die Turbine zunächst in Gang gesetzt. Durch Vermittlung des Exzenters
v der Welle h
und der Pumpe z wird Luft in den Kanal o eingepreßt.
Gleichzeitig wird durch die Nockenscheibe q das Ventil 2 geöffnet, so daß Luft in
die Kammer p1 eintritt (die hier geschilderten und folgenden Arbeitsvorgänge beziehen
sich stets auf eine Zündkammer p. Die Arbeitsweise für -die anderen Kammern ist
die gleiche und erübrigt sich deshalb zunächst ein weiteres Eingehen auf diese).
Unmittelbar darauf wird durch die Nockenscheibe r das Ventil 3 geöffnet, es tritt
Brennstoff aus dem Ringrohr 5 durch das Ventil 3 in die Kammer p1 ein, der sich
mit der darin enthaltenden Luft innig vermischt, weil er unter erheblichem Druck
eingespritzt wird. Nunmehr erzeugt die Abreißscheibe t den Zündfunken für das Gasgemisch.
Im gleichen Augenblick öffnet die Scheibe u durch den Nocken all den federbelasteten
Jalousieschieber 7, dessen Öffnungen: auf die Öffnungen 8 des Gassammelraumes nv
eingestellt werden. Die Verbrennungsgase strömen nunmehr in den Gassammelraum m
ein.
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Bei noch offenem Schieber 7 tritt nunmehr, nachdem die anderen Ventile,
nämlich 2 und3, wieder geschlossen sind, dieNockenscheibe s in Wirkung, welche :das
Ventil 9 der Dampfzuleitung io, ii und 12 öffnet. Es tritt nunmehr in die Kammer
p1 hochgespannter Dampf ein, der die Kammer füllt und die Verbrennungsrückstände
aus den Kammern verdrängt. Nunmehr wird auch das Ventil 9 wiedergeschlossen. Der
bereits hochgespannte Dampf wird durch Berührung mit den heißen Wänden der Verpuffungskamm-er
p1 überhitzt, indem er gleichzeitig die Kamimer abkühlt, worauf er gleichfalls durch
die Öffnungen des Schiebers 7 und der Kanäle 8 in die Kammer m eintritt.
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Es hat aber während des Dam.pfdurchflusses in Kammer p1 in der Kammer
schon wieder eine neue Gasverbrennung stattgefunden, so- daß gleichzeitig sowohl
Gas wie Dampf in den Raum m strömen. Da dieses Verhältnis dauernd stattfindet, so
findet eine vollkommene Mischung von Dampf und Gas im Raum in statt.
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Bei regelmäßigem Betrieb findet sonach in den Kammern p zunächst eine
Verbrennung statt, worauf Ausspülung derselben durch Dampf eintritt und die Entwicklung
hochgespannter überhitzter Dämpfe stattfindet, welche im Verein mit den Verbrennungsgasen
die Kammer m füllen, hier eine weitere Überhitzung erfahren und nunmehr als gleichförmiges
Gemisch von verhältnismäßig niedriger Temperatur durch, die Düsen ii auf den Schaufelraum
übergeleitet werden, wo dieselben in bekannter Weise wirken und dann zum Austritt
gelangen.
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Da das Übersetzungsverhältnis nach dem gewählten Ausführungsbeispiel
zwischen Welle 1a und Welle f gleich ist i : q., so findet bei jeder Umdrehung der
Welle feine Zündung in einer Zündkammer p statt, die nunmehr nacheinander in der
bereits vorgeschilderten Weise in Wirkung treten. Die Ventile 2, 3, 9 und Schieber
7 liegen achsial in einer Ebene B-B hintereinander.