DE540175C

DE540175C - Brennkraftturbine mit frei fliegendem, konzentrisch zum Laufrad angeordnetem Kolben

Info

Publication number: DE540175C
Application number: DEB139441D
Authority: DE
Original assignee: WILHELM BURESCH GENANNT HELBIG
Current assignee: WILHELM BURESCH GENANNT HELBIG
Priority date: 1928-09-19
Filing date: 1928-09-19
Publication date: 1931-12-10

Description

Brennkraftturbine mit frei fliegendem, konzentrisch zum Laufrad angeordnetem Kolben Die Erfindung betrifft Brennkraftturbinen mit frei fliegenden. konzentrisch zum Laufrad angeordnetem Kolben. Die Kolben sollen in einem feststehenden Zylinder durch Hilfskolben hin und her bewegt werden. Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, eine Gasturbine zu schaffen, bei welcher mit einfachen Mitteln der Brennstoffverbrauch entsprechend der Belastung geregelt werden kann, ferner Ventile, welche mit den heißen Verbrennungsgasen in Berührung kommen. vollständig vermieden werden sowie ein nutzloses Entspannen der Frischgase nach der Verdichtung und der Verbrennungsgase nach der Zündung möglichst nicht eintreten kann.
Die Erfindung besteht ,darin, daß der Kolben zwei geschlossene Kammern besitzt, in welche das vom Kolben angesaugte und verdichtete Gasgemisch eingeführt wird, worauf die Kammer durch die Bewegung des Kolbens zur Zündstelle und nach erfolgter Verbrennung des Gemisches zu den zum Turbinenlaufrad führenden Austrittsschlitzen bewegt wird, wobei das Eintreten und Entzünden der Frischgase sowie das Austreten der verbrannten Gase durch,dieselben am Kolbenumfang angeordneten öffnungen erfolgt. Vorteilhaft wird die Lage der Zündstelle so angeordnet, daß die Zeit, welche der Kolben zur Zurücklesung des Weges von ihr bis zu den Düsen braucht, der Verbrennungsgeschwindigkeit der Gase annähernd entspricht. Die im Ansauge- und Verdichtungsraum des Zylinders liegenden Ventile, welche zum Abschluß der Gaszuleitung nach erfolgtem Ansaugen und zur Verhinderung des Rücktritts von verdichtetem Gemisch aus den Kammern dienen, solange die Schlitze derselben nicht durch die Zylinderwandungen geschlossen sind, kommen in keine Berührung mit den Verbrennungsgasen. Durch ,diese Anordnung wird also erreicht, daß in den Endstellungen des Kolbens das verdichtete Gemisch sich in den Kammern befindet und nicht in den Zylinder zurücktreten kann. Der Kolben kann daher nicht durch den Druck des verdichteten Gemisches in eine Mittelstellung zurückgedrängt werden, so daß der Kolben bei Ausbleiben von Zündungen hinter den Hilfskolben in den Endstellungen stehenbleibt und bei wieder einsetzender Zündung sofort wieder in Bewegung kommt, Hieraus ergibt sich, daß die Zahl der Verbrennungen in den Kammern der Belastung der Turbine angepaßt werden kann.
Bekannt sind Brennkraftturbinen, bei welchen ein einfacher Kolben mit rohrförmigen Ansätzen Verwendung findet, :der in einem Zylinder frei hin und her bewegt wird. Die Brennkammern werden hier durch den Kolben und die Zylinderwandungen gebildet. Seine Bewegung erhält,der Kolben durch dieselben Verbrennungsgase, welche später auf das Turbinenlaufrad wirken sollen. Bei dieser Anordnung entspannen sich die Verbrennungsgase zum Teil, ehe sie in die Turbine eintreten. Ferner ist die Anzahl der Hübe des Kolbens in der Hauptsache von der Masse desselben und den Reibungswiderständen abhängig, so daß die Turbine bei allen Belastungen nahezu dieselbe Gasmenge verbrauchen wird.
Bekannt sind auch Brennkraftturbinen mit einem von der Turbine selbst mechanisch bewegten Kolben. Sinkt bei diesen Turbinen infolge Erhöhung der Belastung die Drehzahl, so verringert sich gleichzeitig die Zahl der Kolbenhübe und damit die Zahl der Verbrennungen. Das Umgekehrte wird bei Entlastung eintreten.
Dem Bekannten gegenüber wird durch vorliegende Erfindung der Fortschritt erzielt, daß die Zahl der Zündungen der Belastung der Turbine angepaßt werden kann, so daß also der Brennstoffverbrauch von der Belastung abhängt. Weiterhin hat die Verwendung ein und derselben öffnungen im Kammermantel zur Durchleitung des verdichteten Gemisches und zum Austritt der Verbrennungsgase zu den Turbinendüsen den Vorteil, daß die beim Durchströmen der heißen Verbrennungsgase stark erhitzten Kammerkanäle durch das einströmende kühlere Gemisch gekühlt werden.
Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar.
Abb. i zeigt einen Längsschnitt, Abb. a einen Schnitt nach der Linie C-D der Abb. i, Abb. 3 einen Schnitt nach der Linie A-B der Abb. i und Abb.4 einen Schnitt nach der Linie E-F der Abb. i.
In das zylindrische Gehäuse a, a1 ist ein Kolben b gasdicht eingepaßt, welcher durch die Hilfskolben c und cl infolge von Verbrennungen in den Zylindern d und dl hin und her bewegt wird. Der Kolben b hat zwei voneinander getrennte Kammern e und e1, welche je nach der Stellung des Kolbens durch die Schlitze f und f1 entweder mit dem Zylinder a durch die Kanäle g und g1 oder mit den Düsen lt in Verbindung stehen.
Ist die Bewegung des Kolbens b eingeleitet, was z. B. durch Druckluft geschehen kann, so ist die Arbeitsweise der Maschine folgende: Eine im Verbrennungsraum dl befindliche Gasmenge wird durch die Zündkerze il zur Verbrennung gebracht und treibt den Kolben cl vorwärts und damit den Kolben b. Durch diese Beweöung wird durch das Ventil KI (Abb. 4) Gemisch in den Zylinderraum a1 gesaugt, gleichzeitig wird das bei der vorhergehenden entgegengesetzten Bewegung des Kolbens b, welche durch Entzündung von Gasgemisch .vermittels der Zündkerze i im Verbrennungsraum d hervorgebracht worden war, in den Zylinderraum a gesaugte Gemisch (auf der anderen Kolbenseite) verdichtet und über die Rückschlagventile rya und L durch Kanal g gedrückt. Bei dieser Bewegung des Kolbens werden auch die im Verbrennungsrauen d befindlichen Verbrennungsgase durch das gesteuerte Ventil 7t (vgl. Abb. 4) herausgedrückt. Kurz vor der Endstellung des Kolbens wird das Auspuffventil n geschlossen und das gesteuerte Ventil o, welches durch die Leitung p mit dem Verdichtungsraum a des Zylinders in Verbindung steht, geöffnet, wodurch Gemisch hinter den Kolben c tritt und diesen durch Ausdehnung so weit zurückschiebt, d.aß die Zündkerze i mit dem Verbrennungsraum d in Verbindung kommt und das darin befindliche Gas zur Verbrennung bringt. Hierdurch wird der Kolben mit dem in der Kammer e befindlichen verdichteten Gas zurückgetrieben, bis sich die Schlitze f mit den Düsen h decken. Kurz bevor der Kolben in .diese Stellung kommt, wird das Gas in der Kammer e durch die Zündkerze q zur Verbrennung gebracht, strömt durch die Schlitze f und die Düsen h und trifft auf das ein- oder mehrstufige Turbinenlaufrad t und setzt dieses in Bewegung. Gleichzeitig wird wieder Gas in die Kammer e' gedrückt, und der Vorgang wiederholt sich auf der anderen Seite, wobei das Gas in der Kammer e1 durch die Zündkerze q1 zur Verbrennung gebracht wird. Die Steuerung der Ventile o und st sowie o1 und n1 erfolgt durch die mit dem Kolben b verbundenen und zwecks Zu- und Abführung von Kühlwasser durchbohrten Stangen r und r1.
Der am Läufrad der Turbine angebrachte Flansch s dient zur Ankupplung einer unmittelbar anzutreibenden Maschine, unter Umständen unter Zwischenschaltung eines übersetzungsgetriebes, zur Ambringung von Ventilator- oder Propellerflügeln.

Claims

PATENTANSPRUCH: Brennkraftturbine mit frei fliegendem, konzentrisch zum Laufrad angeordnetem Kolben, welcher durch Hilfskolben in einem feststehenden Zylinder hin und her bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben zwei geschlossene Kammern (e, e1) besitzt, in welche das vom Kolben angesaugte und verdichtete Gasgemisch eingeführt wird, worauf die Kammer durch die Bewegung des Kolbens zur Zündstelle und nach erfolgter Verbrennung des Gemisches zu den zum Turbinenlaufrad führenden Austrittsschlitzen bewegt wird., wobei das Eintreten und das Entzünden der Frischgase sowie das Austreten der verbrannten Gase durch dieselben am Kolbenumfang angeordneten CSffnungen (f) erfolgt.