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Brennkraftturbine, bei welcher die Zündung einer Kammerladung durch
die Verbrennungsgase einer anderen Kammer erfolgt Die Erfindung betrifft Brennkraftturbinen,
].,ei denen die Zündung einer Kammer durch die Verbrennungsgase der vorhergehenden
Kammer erfolgt. In bekannter Weise wird parallel mit der L?berleitung der Verbrennungsgase
der Brennstoff eingespritzt. Die Erfindung besteht darin, daß in jeder Kammer eine
Haube vorgesehen ist, in die die Verbrennungsgase und der Brennstoff eingespritzt
werden, und daß die Überleitung der Verbrennungsgase aus einer Kammer in die nächste
Kammer durch ein Rohr mit gesteuertem Abschlußorgan erfolgt, wobei die Verbrennungsgase
aus der Kammer, in welcher die Verbrennung erfolgt ist, entweder unmittelbar unter
Umgehung der Haube in dieser Kammer oder durch diese Haube entnommen «-erden. Durch
Verwendung der in die Brennkammer hineinragenden Hauben werden Wärmeverluste an
den heißzuhaltenden Teilen möglichst vermieden. An Stelle der Hauben können auch
andere wärmehaltende Gebilde ähnlich den Vorkammern bei Kolbenbrennkraftmaschinen
ausgeführt werden. Der Brennstoff, welcher in die Haube eingespritzt wird, verdampft
an den heißen Wandungen vollständig und tritt durch eine oder mehrere düsenartige
Öffnungen als Dampf, Gemi sch oder unter Umständen bereits als brennendes Gas in
kräftigem Strahl in die Kammer ein. Die zur Zündung nötige Überleitung der verbrannten
Gase, ihre Entnahme aus einer Brennkammer und die Einblasung derselben durch die
Hauben und Düsen in eine andere Brennkammer kann auf verschiedene Weise mit oder
ohne Luftzusatz erfolgen.
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I. So können die Verbrennungsgase durch die Haube einer Brennkammer
und II, aus der Kammer unter Umgehung der Haube unmittelbar, z. B. über eine Ringnut
um die Haube, entnommen werden.
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Beim Durchtritt der Verbrennungsgase durch die Haube wird diese gut
geheizt, dafür tritt eine geringe, unerwünschte Drosselung durch die Düse ein. Bei
der Entnahme der Verbrennungsgase aus der Kammer unmittelbar, z. B. über eine um
die Haube angeordnete Ringnut, ist die Wärmeübertragung auf die Haube ziemlich dieselbe,
doch findet eine geringere Drosselung statt, die übergeleiteten Gase sind daher
heißer und zünden sicherer.
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Der Eintritt des Brennstoffes in die Haube kann erfolgen a) vor den
verbrannten Gasen, b) gleichzeitig oder beinahe gleichzeitig mit den verbrannten
Gasen, c) nach den verbrannten Gasen.
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Der Eintritt des Brennstoffes vor den Gasen in die Kammer bewirkt,
daß die Vergasung des Brennstoffes in der Haube und zum Teil in der Kammer gründlicher
geschehen kann und ebenso seine Vermischung mit der Ladeluft daselbst; eine Frühzündung
in der Haube wird dadurch vermieden, daß
man zunächst etwas abgekühlte
Verbrennungsgase einführt oder vor den Verbrennungsgasen noch Luft in die Haube
leitet; die nachstoßenden Gase haben dann aber hohe Temperatur und hohen Druck,
so daß eine sichere Zündung des Gemisches in der Kammer eintritt.
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Beim gleichzeitigen und ziemlich gleichzeitigen Eintritt von Brennstoff
und Verbrennungsgasen findet die Zündung in der Haube statt, doch tritt leicht eine
schlechte Zündung ein, wenn nicht ein Zusatz von Luft angewendet wird. Der Eintritt
des Gemisches in die Kammern erfolgt unter dem Einfluß der nachdrängenden Verbrennungsgase.
Die Verbrennung des Gemisches kann bereits in der Haube eingeleitet sein.
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Beim Eintritt des Brennstoffes nach den Gasen in Haube und Kammern
werden die verbrannten Gase zur Verdichtung und Erhitzung der Ladeluft in der Kammer
benutzt. Da ein Teil des Brennstoffes sich nicht mit der Ladeluft mischen wird,
ist mit dem Brennstoff gleichzeitig oder etwas später besondere Heißluft einzuführen,
wodurch eine gute ,Mischung und eine genügende Einblasegeschwindigkeit zu erreichen
ist. Beim Auftreffen des heißen Gemisches auf die in der Kammer noch befindlichen
Verbrennungsgase erfolgt die Zündung. Durch die folgende Heißluft findet eine gute
Luftspülung der Haube statt. Wenn der Brennstoff vor den Verbrennungsgasen in Haube
und Kammer eintritt, liegt die Gefahr einer unerwünschten Frühzündung vor und besonders
dann, wenn die ersten Verbrennungsgase sehr heiß in der Haube eintreffen.
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Durch Einströmen einer nicht zu geringen Menge Luft beim Ende der
Brennstofförderung kann in der Haube der Brennstoff von den folgenden Verbrennungsgasen
getrennt «erden, so daß die Zündung erst in der Kammer eintritt.
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Kommen Verbrennungsgase und Brennstoff in der Haube zusammen, so muß
bei zu kleiner Haube etwas Luft zugesetzt werden, damit die erste Zündung nicht
durch Mangel an Sauerstoff ungenügend wird. Die Luft muß dazu stark vorgewärmt sein,
damit nicht durch Abkühlung die Zündung verhindert wird.
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Tritt der Brennstoff nach den Verbrennungsgasen in die Haube ein,
so ist immer Luft nötig, um den Brennstoff in die Kammer einströmen zu lassen.
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Unter besonderen Bedingungen ist es möglich, die Luftbeigabe zu sparen.
Durch Einführen der verdichteten Zusatzluft in die Haube wird aber eine bessere
Verpuffung und eine Erhöhung des Wirkungsgrades erreicht.
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Welche Gruppierung für die Zusammenbringung von Verbrennungsgasen,
Brennstoff und Luft beim Eintritt von der Haube gewählt wird, ist von Fall zu Fall
zu entscheiden.
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Die Erfindung ist in zwei Ausführungsbeispielen gezeichnet, wobei
bemerkt sei, daß nur die Teile der Turbine dargestellt sind, welche auf die Gasüberleitung
und Brennstoffeinführung Bezug haben. Abb. I zeigt die Entnahme der Verbrennungsgase
aus der Haube Gg der Kammer Kg, Abb. IV die Entnahme der gezündeten Gase aus einer
Ringnut neben der Haube K1.
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In Abb. III sieht man zwei von mehreren Kammern K, K, die kreisförmig
um eine Achse angeordnet sind.
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Es sei angenommen, in Kammer K1 der Abb. IV sei gerade eine Zündung
erfolgt. Ein Teil der Verbrennungsgase ströme durch eine nicht gezeichnete Düse
auf das Laufrad der Turbine und verrichtet Arbeit. Der andere Teil der Gase kann
nur durch das Rohr (J austreten, sobald ein daran angebrachtes Üherströmv entil
W der Kammer K2 geöffnet wird. Vorläufig ist es noch geschlossen, da ein am Ventilgehäuse
W angebrachtes Brennstoffventil C Brennstoff in die Haube einspritzen und der Brennstoff
in der Haube verdampfen muß. Aus einer kurz vor dein Ventil W angeschlossenen Heißdruckluftleitung
E hat sich inzwischen Luft als Polster vor dem Ventil W angesammelt. Wenn nun das
Ventil W geöffnet wird, stürzt die Luft unter dem Einfluß der nachdrückenden Verbrennungsgase
aus Kammer K1 auf den Brennstoffnebel und -dampf in der Haube H, vermischt sich
mit ihm. Unter Umständen erfolgt teilweise bereits in der Haube durch die nachstoßenden
Verbrennungsgase. eine Entzündung des Haubeninhaltes, der dann durch die düsenähnliche
Öffnung I in die Kammer K2 abbläst. Hier findet nach Durchwirbelung mit der Kammerluft
die vollständige Verbrennung statt.
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In der Kammer nach Abb. I ist ein besonderer Ausgang (s. Rohr U in
Abb. IV) für die Verbrennungsgase zwecks Überleitung in die Nachbarkammer nicht
vorhanden, sondern die Gase müssen durch die Düse Dg, Rückstände ausblasend aus
der Haube Gg, über Rohrleitung A, dann durch das geöffnete Ventil Vz, die Haube
Gz und Düsenöffnung Dz
durchströmend in die Kammer Kz eintreten. Hier durchwirbeln
sie teilweise den Luftinhalt und erhitzen ihn. Nach Schluß des Ventils V- -tritt
Heißluft aus der Leitung 0z in die Haube Gz ein und füllt sie auf. Gleichzeitig
wird aus dem Brennstoffventil B (s. Abb. II) Brennstoff eingeblasen, der sich mit
der heißen Luft in der Haube mischt. Durch die Düsenöffnung Dz strömt dann der Haubeninhalt
in die heiße Luft der Kammer Kz
unter Umständen teilweise gezündet
ein. Unter dem Einfluß der Kammerluft, die durch die Verbrennungsgase aus der Kammer
Kg zündfähig erhitzt ist, verbrennt das durchwirbelnde Gemisch schnell und vollständig.
Der Rest des Gemisches in der Haube Gs wird dann wieder, durch den Druck der Verbrennungsgase
gezündet, nach der nächsten Kammer geleitet und bereitet die Zündung in gleicher
Weise vor.