DE501137C - Gasturbine mit pendelnder Fluessigkeit - Google Patents
Gasturbine mit pendelnder FluessigkeitInfo
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- DE501137C DE501137C DEV22930D DEV0022930D DE501137C DE 501137 C DE501137 C DE 501137C DE V22930 D DEV22930 D DE V22930D DE V0022930 D DEV0022930 D DE V0022930D DE 501137 C DE501137 C DE 501137C
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C1/00—Gas-turbine plants characterised by the use of hot gases or unheated pressurised gases, as the working fluid
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
Description
Gegenstand der Erfindung sind Gasturbinen mit pendelnder Flüssigkeit als Übertragungsmittel,
bei denen in bekannter Weise pendelnd umlaufende Wasserkolben unter der Einwirkung
von Gas- oder Dampfdrücken und Fliehkräften zwischen zwei Lauf rädern' durch einen ,feststehenden
Leitring hindurch schwingen.
Abb. ι zeigt eine solche Turbine bisheriger Bauart, wobei 1 die Laufräder, 2 den Leitring
bedeuten. 'Durch die Stützung des feststehenden Leitrings von außen sind bei 3 und 4 sowie
bei 5 Spalte unvermeidlich. Die in diesen Spalten entstehenden Verluste sind im Verhältnis
zur Gesamtleistung besonders hoch, weil die Flüssigkeit an diesen gewöhnlich weitest
außen liegenden Stellen den höchsten Energieinhalt hat. Es sind bauliche Maßnahmen zur
Abdichtung dieser Spalte bekannt, die aber eine unerwünschte Erhöhung der Baukosten
bringen und die Spaltverluste doch nicht ganz unterdrücken.
Durch die Erfindung sollen die Spaltverluste vollständig vermieden werden. Die Erfindung
besteht darin, daß die Teile des mehrteiligen Laufrades um den innenliegenden Leitring herum
zu einem geschlossenen Ganzen miteinander verbunden sind. Hierdurch wird der Vorteil
erreicht, daß keine Außenspalte zwischen Leitring und Laufrädern bestehen und somit keine
Spaltverluste eintreten können. Der Leitring wird dabei in den von den außen verbundenen
Laufradteilen gebildeten Innenraum geführt.
Nach Abb. 2, die ein Ausführungsbeispiel
darstellt, bestehen jetzt nur noch die Spalte 6 und 7, die gegen den Iimenraum offen sin
In diesem Innenravon bildet sich derogemä
ein Flüssigkeitsring, dessen Niveauflächen dem mittleren Spaltdruck entsprechen. Diejenigen
Laufradkanäle, in welchen der Druck jeweils größer ist als dieser mittlere Spaltdruck, werden
durch die Spalte 6 oder 7 etwas Flüssigkeit nach diesem Ring entsenden, während diejenigen, in
welchen der Druck jeweils kleiner ist, Wasser entnehmen, wobei sich von selbst ein Gleichgewichtszustand
einstellt.
Dieser Umstand kann in bequemer Weise dazu benutzt werden, den mittleren Spaltdruck
und damit die von diesem Spaltdruck abhängige Füllung der Laufradzellen zu regeln. Führt
man die Flüssigkeit, wie Abb. 2 beispielsweise zeigt, durch eine hohle Welle in den Ringraum,
so ist die Füllung in den Laufradzellen, d. h. die Lage des Flüssigkeitsspiegels abhängig
von der Füllung im Ringraum. Zur Einhaltung bestimmter Lagen des Flüssigkeitsspiegels in
den Zellen genügt es also, wenn für eine zuverlässige Einhaltung des Spiegels im Ringraum
gesorgt wird. Dies erreicht man durch einen Schwimmer im Ringraum, der bei Überfüllung
ein Auslaßventil, bei Flüssigkeitsmangel ein Einlaßventil öffnet und so selbsttätig einen
Gleichgewichtsspiegel einstellt.
In Abb. 2 bedeuten 8 den Schwimmer, 9 das Einlaß-, 10 das Auslaßventil. 11 ist eine Feder,
die bewirkt, daß bei Stillstand in jeder Lage das Auslaßventil offen und das Einlaßventil
geschlossen bleibt. Durch den Deckel 12 am Umfang des Laufrades ist die Einrichtung
bequem zum Einstellen oder Nachsehen zu gänglich. Die aus dem Auslaßventil austretende
Flüssigkeit wird zweckmäßig durch die Wandung einer Laufradschaufel ins Freie geführt
Dieser Gedanke läßt sich auch auf Turbinen nach Abb. ι anwenden, wenn man dort die
Laufradkanäle bei 5 mit Löchern nach dem Innenraum hin versieht.
Die Abb. 2 und 3 zeigen zwei Ausführungsformen für die Innenlagerung des Leitrings.
In Abb. 2 wird der umlaufende Teil 1 von zwei Wellenstummeln 13 und 14 getragen, die
in den Lagern 15 und 16 ruhen. Durch die Bohrung der Welle 14 ist die feststehende
Welle 17 geführt, die den Leitring 2 trägt. Sie ruht im Lager 18; ihr freies Ende ist im
Lager 16 gegen axiale Verschiebung befestigt. Nach Abb. 3 sitzt der umlaufende Teil 1 der
Turbine fliegend auf der Welle 19, die im Lager 20 läuft. Der Leitring 2 wird von der Welle 21
getragen, die im Lager 22 liegt. Sie ist so stark ausgebildet, daß sich der umlaufende Teil
an der Durchdringungsstelle mit einem Lager 23 auf sie abstützen kann. Eine weitere Führung
der Leitradwelle ist bei den Lagerungsarten noch auf der andern Laufradseite durch
Lager 24 möglich.
Durch die Innenlagerung des Leitrings kann . man ohne besondere Schwierigkeiten den Leitring
in gleichem Sinne mit den Laufrädern mitdrehen lassen, und zwar mit einer solchen
Drehzahl, daß die Geschwindigkeitsverhältnisse für die Energieumsetzung im Leitring am günstigsten
werden. Diese Verhältnisse sind nur vom Drehzahlunterschied zwischen Leitring und
Laufrad, nicht aber von der absoluten Höhe der Drehzahl abhängig.
Für die Durchführung eines geordneten Arbeitsprozesses der Dehnungsgase in den Laufradzellen
ist eine gewisse Höhe der Laufraddrehzahl notwendig, damit der Flüssigkeitsspiegel
erhalten bleibt. Ist nämlich die Beschleunigung, mit der die Flüssigkeitskolben unter dem Einfluß der Gasdrücke bewegt
werden, größer als die Beschleunigung infolge der Fliehkraft, unter der die Wasserkolben
wegen ihres Kreisens mit dem Laufrad stehen, so können die Wasserkolben besonders an ihren
Enden zerreißen und schäumen, wobei ein geordneter Betrieb unmöglich wird. Die von den
Gasdrücken herrührende Beschleunigung der Kolben und damit die Zahl der Hübe in der
Zeiteinheit dürfen demnach um so höher sein, je höher die Beschleunigung infolge der Fliehkraft
ist. Die Mindestdrehzahl wächst also mit dem Höchstdruck, den die Arbeitsgase in
den Zellen annehmen. Bisher war es mit Rücksicht auf die hydraulische Energieumsetzung
im Leitring nicht möglich, mit diesem Höchstdruck über einen gewissen Betrag hinauszugehen,
wodurch die Wirtschaftlichkeit beeinträchtigt wurde. Nach der Erfindung ist hierfür
aus hydraulischen Gründen die Einhaltung einer oberen Grenze nicht mehr notwendig.
Der Leitring kann über irgendein bekannte? 65 Getriebe angetrieben werden. Selbstverständlich
muß die Steuerung der Dehnungszellen in einem dem Drehzahlunterschied zwischen Leitring und
Laufrad entsprechenden Takte erfolgen, weshalb sie am zweckmäßigsten in irgendeiner Weise
vom Leitring selbst abgeleitet wird. Das kann vorteilhaft dadurch geschehen, daß der Steuerring
mit dem umlaufenden Leitring zusammengebaut wird, so daß er ebenfalls umläuft. Abb. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel hierfür.
Das Leitrad 2 sitzt mit der Nabe 25 auf der Welle 26, die drehbar in den beiden Lagern 27
liegt. Angetrieben wird sie mittels des auf ihr befestigten Zahnrades 28. Die Welle trägt
weiter die Laufradteile 1, 1, die sich um die Lager 29 und 30 drehen.
Die Steuerung ist als Schlitzsteuerung ausgebildet. Die Schlitze 31 in den Laufradzellen
laufen vor den Öffnungen 32, 33 der Räume 34 und der Öffnung 35 des Raumes 36 vorbei, die
mit der Leitradwelle 26 umlaufen. Dem Räume 34 wird das Gasgemisch durch das Rohr 37
und die Bohrung 38 zugeführt. Aus dem Ringraum 36 strömen die Abgase durch das Rohr
39 ab. Die Zündkerze 40 sitzt ebenfalls an dem die Räume 35 und 36 enthaltenden Wellenteil
und zündet die Gase beim Vorbeilaufen jeder Zelle. Für die Zuführung des Stroms dient der mit dem Zahnrad 28 zusammengebaute
Schleifring 41, der durch die Kabel 42 mit den Zündkerzen in Verbindung steht. Der
Schleifring nimmt den Strom von der Zuführung 43 ab. In der Wellenbohrung 38 liegt das Rohr
44, das Zusatzflüssigkeit in den Innenraum des Doppellaufrades führt. Seine öffnungen nach
diesem Räume können durch von Schwimmern gesteuerte Ventile, wie in Abb. 2, geöffnet und
geschlossen werden.
In besonderen Fällen kann es vorteilhaft sein, die von der Turbine erzeugte mechanische
Arbeit nicht am Laufrad, sondern an dem mit geringer Drehzahl umlaufenden Leitring oder
an beiden Rädern zugleich abzunehmen. In jedem Falle bestimmt das Getriebe zwischen
Leitring und Laufrad den Drehmomentausgleich.
Durch die Innenlagerung des Leitrings gibt der freie äußere Umfang dem Laufrad in einfachster
Weise Gelegenheit zur Ableitung der erzeugten Energie.
Die Abb. 5 bis 7 zeigen, wie Band-, Ketten- oder Seiltriebe, Zahnräder oder Stromerzeuger
mit dem Laufrad unmittelbar vereinigt werden können. Die Umfangskraft wird dabei auf
kürzestem Weg von der Schaufelung als Er-•.eugungsstelle
nach außen abgeleitet. Die Notwendigkeit, den Kraftverbraucher an eine umlaufende
Welle anzuschließen, fällt fort. Daher
können alle umlaufenden Teile nach Abb. 7 mittels der Lager 45 und 46 auf der Leitringwelle
47 ruhen.
Claims (11)
1. Gasturbine mit pendelnder Flüssigkeit als Übertragungsmittel, wobei die Flüssigkeit,
unter dem Einfluß von Gas- oder Dampfdrücken und Fliehkräften zwischen zwei gleichlaufenden Laufrädern, durch einen
Leitring hin und her pendelt, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile des mehrteiligen
Laufrades um den innenliegenden Leitring herum zu einem geschlossenen Ganzen miteinander
verbunden sind.
2. Gasturbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitring in dem
von den außen verbundenen Laufradteilen gebildeten Innenraum geführt ist.
3. Gasturbine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle des Leitringes
vom umlaufenden Teil getragen wird.
4. Gasturbine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der umlaufende Teil
nur einseitig von seiner Welle getragen wird und auf der anderen Seite auf der in ihn
eintretenden Welle des Leitringes ruht.
5. Gasturbine nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Welle des Leitringes den umlaufenden Teil trägt.
6. Gasturbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erzeugte Arbeit
ganz oder teilweise unmittelbar vom Laufradumfang abgeleitet wird.
7. Gasturbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von den außen
verbundenen Laufrädern gebildeten Innenräume zur Reglung der Flüssigkeitsfüllung
benutzt werden.
8. Gasturbine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Reglung der Flüssigkeitsfüllung
ein auf dem Spiegel im Innenraum liegender Schwimmer benutzt wird, der Ein- und Auslaßorgane für die Flüssigkeit
bedient oder steuert.
9. Gasturbine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der
Leitring im gleichen Sinne mit den Laufrädern mit geringerer Geschwindigkeit umläuft.
10. Gasturbine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung der Laufradzellen
vom Leitring abgeleitet ist.
11. Gasturbine nach Anspruch 9, dadurch
gekennzeichnet, daß die von der Turbine erzeugte Arbeit ganz oder teilweise an der
Leitringwelle abgenommen wird.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEV22930D DE501137C (de) | 1927-09-06 | 1927-09-06 | Gasturbine mit pendelnder Fluessigkeit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEV22930D DE501137C (de) | 1927-09-06 | 1927-09-06 | Gasturbine mit pendelnder Fluessigkeit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE501137C true DE501137C (de) | 1930-07-04 |
Family
ID=7580196
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEV22930D Expired DE501137C (de) | 1927-09-06 | 1927-09-06 | Gasturbine mit pendelnder Fluessigkeit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE501137C (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE865840C (de) * | 1949-04-01 | 1953-02-05 | Kuno Dreyer Dipl Ing | Brennkraftmaschine mit hin und her pendelndem Wasserkolben |
-
1927
- 1927-09-06 DE DEV22930D patent/DE501137C/de not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE865840C (de) * | 1949-04-01 | 1953-02-05 | Kuno Dreyer Dipl Ing | Brennkraftmaschine mit hin und her pendelndem Wasserkolben |
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