DE499874C

DE499874C - Gas steam turbine with rotating combustion chambers arranged on a wheel rim

Info

Publication number: DE499874C
Application number: DEH110110D
Authority: DE
Original assignee: JOSEPH HETTERICH JR
Current assignee: JOSEPH HETTERICH JR
Priority date: 1927-02-15
Filing date: 1927-02-15
Publication date: 1930-06-14

Description

Gasdampfturbine mit umlaufenden, auf einem Radkranz angeordneten Brennkammern Die Erfindung betrifft eine Brennkraftturbine in Verbindung mit einer Dampfturbine. Gegenüber bekannten Bauarten soll ein höherer Wirkungsgrad und eine geringere Betriebstemperatur durch die Erfindung er.vielt werden, indem der Dampf durch die Verbrennungswärme des Gasgemisches erzeugt und als Treibmittel Verwendung findet.Gas steam turbine with rotating combustion chambers arranged on a wheel rim The invention relates to an internal combustion turbine in connection with a steam turbine. Compared to known designs, a higher degree of efficiency and a lower operating temperature should be achieved can be obtained by the invention by the steam by the heat of combustion of the gas mixture is generated and used as a propellant.

Die Erfindung besteht .darin, daß der Dampf in Ver.dampfungskammern, von welchen die Brennkammern ganz oder teilweise eingeschlossen werden, -durch die Wärme der in den Kammern verbrannten Gase erzeugt wird und beiderseits, aus dem Laufrad abströmt, so daß er .die Brennkammern kühlt und beim Ausströmen Arbeit an das Laufrad abgibt.The invention consists in that the steam in evaporation chambers, by which the combustion chambers are completely or partially enclosed, -by the Heat is generated from the gases burned in the chambers and, on both sides, from the The impeller flows off, so that it cools the combustion chambers and works when it flows out the impeller gives off.

In der Zeichnung ist beispielsweise eine Ausführungsform der Turbine in Abb-. i im Längsschnitt, in Abb. 2 -im Querschnitt dargestellt, während Abb.3 und ¢ die Brenn-und Verdampfungskammern zeigen.In the drawing, for example, is an embodiment of the turbine in fig-. i in longitudinal section, shown in Fig. 2 - in cross section, while Fig.3 and ¢ show the combustion and evaporation chambers.

- Das Kammernrad i ist hierbei ein zentrisch auf der Achse sitzendes Triebrad, welches am Umfange in regelmäßigen Abständen voneinander Brennkammern .2 und dieselben umschließend Verd.ampfungskanimern. 3 besitzt. Letztere stehen durch. RZhren q., welche ebenfalls am Umfange des Triebrades i angeordnet sind, miteinander in Verbindung.- The chamber wheel i is here a centrally seated on the axis Drive wheel, which at regular intervals from one another combustion chambers on the circumference .2 and evaporation canisters enclosing the same. 3 owns. The latter stand by. RZhren q., Which are also arranged on the circumference of the drive wheel i, in connection with each other.

Die Böden 15 der Brennkammern sind zur Vergrößerung der Oberfläche nach- innen. gewölbt (Abb. q.). Ferner sind. Ausschnitte 13 an den Zündstellen 17 im Gehäuse 9 vorgesehen. Von jeder Brennkammer 2 münden Düsen 6 in die Seitenwände des Triebrades i, desgleichen von jeder Verd.ampfungskammer 3 Düsen 5 parallel zu .den Düsen 6 und die Verbrennungsräume ider Kammern 2 durchquerend. Das Triebrad i ist zum Zwecke der Zuführung des im Gehäuse 9 vorgewärmten Kühlmittels zu den Verdampfungskammern 3 radial. durchbohrt. Durch beiderseits angeordnete Pumpen io wird das Kühlmittel vom Kühlmantel des Gehäuses entnommen und durch die Hohlachse zu den in den Verdampfungskammern 3 angebrachten Streudüsen i i gedrückt, während Vorrichtungen 12 das versprühte Kühl- und Verdampfungsmittel unmittelbar an die heißen Wände der Brennkammern 2 schleudern. Ferner sind an dien Dampfdüsen 5 Ventile 16 vorgesehen, durch welche der Druck, bei welchem der Dampf entströmt, eingestellt werden kann. Der Dampf wird auf @die beiderseitig angeordneten Leitschaufeln 7 und die Schaufeln der Laufräder 8 geführt. In Abb. 3 sind außerdem Aussparungen 1q, ersichtlich, deren beide Seitenwände einen Winkel zueinander bilden.The floors 15 of the combustion chambers are inward to increase the surface area. arched (fig.q.). Furthermore are. Cutouts 13 are provided at the ignition points 17 in the housing 9. From each combustion chamber 2 nozzles 6 open into the side walls of the drive wheel i, likewise from each evaporation chamber 3 nozzles 5 parallel to the nozzles 6 and crossing the combustion chambers of the chambers 2. The drive wheel i is radial for the purpose of supplying the coolant preheated in the housing 9 to the evaporation chambers 3. pierced. Pumps arranged on both sides remove the coolant from the cooling jacket of the housing and press it through the hollow axis to the nozzles ii installed in the evaporation chambers 3, while devices 12 hurl the sprayed coolant and evaporation agent directly onto the hot walls of the combustion chambers 2. Furthermore, 5 valves 16 are provided on the steam nozzles, by means of which the pressure at which the steam flows out can be adjusted. The steam is guided on the guide vanes 7 arranged on both sides and the vanes of the impellers 8. In Fig. 3 also recesses 1q can be seen, the two side walls of which form an angle to one another.

Die Wirkungsweise ,der Turbine ist folgende: Durch idiee Zündstellen 17 wird auf bekannte Weise die Verbrennung des Gasgemisches in der Brennkammer :2 eingeleitet.The mode of operation of the turbine is as follows: By means of the ignition points 17 , the combustion of the gas mixture in the combustion chamber is initiated in a known manner.

Die Wände der Brennkammern 2 werden erhitzt, jedoch durch das KUhlmittel gekühlt, welches aus dem vom Gehäuse 9 umschlossenen Kühl- und Vorwärmeraum durch Pumpen io den im _ Verd'ampfungsraum 3 angebrachten Streudüsen ii zugeführt und durch die Einsätze 12 unmittelbar an die Kammerwände der Kammer 2 geschleudert und verdampft wird. Die Zufuhr des Kühlmittels zum Verdampfungsraum kann so geregelt werden, @daß die Temperatur im Innern der Kammern 2 .und 3 des Triebrades i nahezu .auf gleicher mittlerer Höhe, bleibt. Das in den Kammern 3 verdampfte Kühlmittel erfährt nun eine mehr oder weniger hohe Überhitzung und Drucksteigerung, welche sowohl durch die Verschlußventile 16 an den Düsen 5 als auch .durch ,größere oder geringere Zufuhr an Verdampfu.ngsmittel oder Brennstoff eingestellt werden können. Offnen sich die Ventile 16, so strömen die Dämpfe unter ihrem Eiigen,druck durch die Düsen 5, welche, indem sie die Brennkammern durchqueren, als Überhitzer wirken, auf die 'Schaufeln der Leiträder 7 und unter Arbeitsabgabe auf die Laufräder B. Strömen jetzt die Verbrennungsgase aus den Kammern 2 durch die Düsen; 6 auf die Leiträder 7 und Laufräder 8, so werden sie ihre eigene kinetische Energie beim Aufprall auf die Schaufeln diesen mitteilen und außerdem die dort - vorhandenen Dämpfe weiterhin erhitzen, indem sie selbst gleichzeitig abgekühlt werden. Der Vorgang kann auch in umgekehrter Weise stattfinden, so daß die erst von den Verbrennungsgasen bestrichenen Schaufeln vom Dampf nachbespült werden. Um :daselbst den ;sich neuerdings ausdehnenden Gasen oder Dämpfen, falls sie zurückströmen sollten, eine Aufsehlagefläohe zu bieten, ,sind .am Triebrad i hinter den D,üsenmiindvngen Aussparungen 14 vorgesehen. Das Trdib- und Verdampfungsmittel, welches seine Energie an: das Teilrad, i durch Rückstoß und an -die Laufräder 8 abgegeben hat, wird zusammen mit den Abgasen der Brennkammern in bekannter Weise den Abdampf räumen im Gehäuse 9 zugeführt, sodann im Kondensator von den Verbrennungsgasen befreit und erneut dem Vorwärmeraum des Gehäuses 9 zugeleitet. Die vom Kühl- und Vorwärmeraum zu den Pumpen io führI-nden Rohrleitungen können zwecks Vorwärmung auch unmittelbar durch die AbdampIräume ,geleitet werden.The walls of the combustion chambers 2 are heated, but by the coolant chilled, which from the enclosed by the housing 9 cooling and preheating space supplied by pumps io to the scattering nozzles ii installed in the evaporation chamber 3 and thrown through the inserts 12 directly onto the chamber walls of the chamber 2 and is vaporized. The supply of the coolant to the evaporation chamber can be regulated in this way be, @ that the temperature inside the chambers 2 .and 3 of the drive wheel i almost .at the same average height, remains. The coolant evaporated in the chambers 3 now experiences a more or less high level of overheating and pressure increase, which both by the shut-off valves 16 on the nozzles 5 and .by, larger or lower supply of evaporation agent or fuel can be set. When the valves 16 open, the vapors flow through under their own pressure the nozzles 5 which, passing through the combustion chambers, act as superheaters, on the 'vanes of the idlers 7 and with work output on the impellers B. Now the combustion gases flow from the chambers 2 through the nozzles; 6 on the Idlers 7 and 8 impellers, they will generate their own kinetic energy on impact on the shovels and inform them about the vapors present there heat by cooling them down at the same time. The process can also take place in the opposite way, so that the first smeared by the combustion gases Vanes are rinsed by the steam. Um: there the one that has recently been expanding Gases or vapors, if they should flow back, to provide a boiling area, , are .on the drive wheel i behind the D, üsenmiindvngen recesses 14 are provided. That Trdib- and evaporation means, which its energy to: the part wheel, i by recoil and to -die impellers 8 is delivered together with the exhaust gases from the combustion chambers in a known manner, the exhaust steam is supplied in the housing 9, then in the condenser freed from the combustion gases and fed back to the preheating space of the housing 9. The pipes leading from the cooling and preheating room to the pumps can for the purpose of preheating also be passed directly through the vaporization rooms.

Durch die Erfindung wird der Vorteil erreicht, daß die Verbrennungsgase vor Austritt aus dem Laufrad gekühlt werden, wobei gleichzeitig die an -das Kühlmittel abgegebene Wärme in demselben Laufrad zur Arbeitsleistung benutzt wird. Da ferner Dampf und Verbrennungsgase dieselbeAustrittsgeschwindiigkeit besitzen, werden Wirbel vermieden. Ein, weiterer Vorteil der Erfindung ist der geringe Platzbedarf, weil gesonderte Kesselanlagen vermieden werden. Trotzdem kann aber der Abdampf verwertet werden.The invention achieves the advantage that the combustion gases be cooled before exiting the impeller, while at the same time the coolant dissipated heat is used in the same impeller for work performance. Since furthermore Steam and combustion gases have the same exit velocity, become eddies avoided. Another advantage of the invention is the small footprint, because separate boiler systems can be avoided. Nevertheless, the exhaust steam can be used will.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Gas steam turbine with revolving, on a wheel rim arranged combustion chambers, characterized in that the steam in evaporation combs from; which the combustion chambers (2) are completely or partially enclosed by the heat of the gases burned in the chamber: (2) is generated and: on both sides . Flows out of the impeller so that it cools the combustion chambers and, when flowing out, work to the impeller.

2. Gas steam turbine according to claim i, characterized in that that the generated steam from nozzles. (5), which pass through the combustion chambers (2), flows off, where: the pressure of the steam through valves attached to the steam nozzles (5) (i6) is set in such a way that the Ausströmgeschwindigizeit: of the steam .equally is the speed of the combustion gases flowing out of the nozzles (6).

3. Gas steam turbine according to claims i and 2, characterized in that .the preheated one at his Entry into the evaporation chamber (3) through well-known diffusers (i i) nebulized Cooling and evaporation means, through guide inserts (i2) to the hot walls of the Combustion chambers (2) thrown: wind, which on your side to increase their surface receive indentations directed inwards in the longitudinal direction.