DE587858C

DE587858C - Wet explosion turbine

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Publication number: DE587858C
Application number: DESCH96109D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1931-11-26
Filing date: 1931-11-26
Publication date: 1933-11-09

Description

Als nasse Explosionsturbine oder auch nasse Gasturbine wird nach dem bekannten Ingenieur-Taschenbuch »Hütte« eine Maschinenart bezeichnet, welche einen oder mehrere feste oder umlaufende Verbrennungsräume mit Ein- und Austrittsöffnungen für Gase und für Wasser besitzt. Die Verbrennungsgase strömen dabei nicht selbst durch Düsen oder Schaufeln, sondern an ihrer Stelle das Wasser, an welches sie im Verbrennungsraum ihr Arbeitsvermögen abgeben und aus welchem die im Verbrennungsraum selbst verdichteten Gemische ihre Verdichtungsarbeit beziehen. Die Energieübertragung aus den Verbrennungggasen an das Wasser und' aus dem Wasser zurück an die frische Ladung erfolgt durch reine Druckwirkung zwischen den Gasen und einer im Verbrennungsraum kolbenartig pendelnden Wasseroberfläche. Die Abgabe der überschüssigen ι Energie an eine Turbinenwelle geschieht entweder unmittelbar während der Pendelbewegung des Wassers durch Leit- und Laufräder hindurch oder mittelbar mit Zuhilfenahme von Windkesseln, denen Wasser ruckweise zugepumpt wird und die es in hinreichend gleichmäßiger· Strömung ■ an ein beliebiges Turbinensystem abgeben.As a wet explosion turbine or wet gas turbine is used according to the known Ingenieur-Taschenbuch »Hütte« denotes a type of machine, which one or more Fixed or circumferential combustion chambers with inlet and outlet openings for gases and owns for water. The combustion gases themselves do not flow through nozzles or shovels, but in their place the water to which they are put in the combustion chamber give up their work capacity and from which the compacted in the combustion chamber itself Mixtures relate their compression work. The transfer of energy from the combustion gases to the water and 'out the water back to the fresh cargo is done by pure pressure between the gases and a piston-like pendulum-like surface of the water in the combustion chamber. the The excess energy is transferred to a turbine shaft either immediately during the pendulum movement of the water through guide and impellers or indirectly with the aid of air tanks, to which water is pumped in jerks and which it in a sufficiently steady flow ■ deliver to any turbine system.

Demnach sind nasse Explosions- oder Gasturbinen eigentlich Wasserturbinen hinter Gaskolbenmaschinen, deren Kolben und Triebwerk durch Wasser gebildet werden. Innerhalb der Verbrennungsräume sind alle bei Kolbenmaschinen üblichen Arbeitsverfahren durchführbar.According to this, wet explosion or gas turbines are actually water turbines behind Gas piston machines, the piston and engine of which are formed by water. Within of the combustion chambers, all of the working processes customary in piston engines can be carried out.

Die Erfindung betrifft eine nässe Explosionsturbine mit festen Verbrennungsräumen und daran anschließenden ruhenden Kanälen, durch welche die umlaufende Flüssigkeit im Kreislauf geführt wird.The invention relates to a wet explosion turbine with fixed combustion chambers and subsequent dormant channels through which the circulating liquid in the Cycle is conducted.

Die bisher bekannten Ausführungsformen solcher nassen Explosionsturbinen arbeiten meistens nach dem mittelbaren Verfahren, wobei die vom Brennstoff abgegebene Energie in Windkesseln in Form von potentieller Energie aufgespeichert wird. Bei diesem Verfahren wird zwar erreicht, daß in der Turbine eine gleichgerichtete Strömung stattfindet, die Hauptmasse der Flüssigkeit führt jedoch eine hin und her pendelnde Bewegung zwischen den Arbeitszylindern und den Windkesseln aus, womit naturgemäß große Energieverluste verbunden sind. Außerdem sind sehr große Windkessel erforderlich, wenn in der Turbine einigermaßen gleichmäßige Druck- und Geschwindigkeitsverhältnisse erzielt werden sollen.The previously known embodiments of such wet explosion turbines work mostly according to the indirect method, whereby the energy given off by the fuel is stored in air tanks in the form of potential energy. With this one Process is achieved that a rectified flow takes place in the turbine, however, the bulk of the liquid is oscillating back and forth between the working cylinders and the air tanks, which naturally results in large energy losses are connected. In addition, very large air chambers are required if they are reasonably uniform in the turbine Pressure and speed ratios are to be achieved.

Es sind auch Ausführungsformen von nassen Explosioristurbinen mit unmittelbarer Übertragung der Energie auf die Turbine in ruhenden Kanälen bekanntgeworden. Bei diesen bekannten Einrichtungen wird die Turbine periodisch mit einer verhältnismäßig kleinen Wasermasse beaufschlagt. Zur Erzielung einer möglichst gleichmäßigen Beaufschlagung müssen mehrere Explosionszylinder aufgestellt werden.There are also embodiments of wet explosive turbines with direct Transfer of energy to the turbine in dormant channels became known. at these known devices, the turbine is periodically with a relatively applied to a small amount of water. To achieve the most uniform possible application several explosion cylinders must be set up.

Die Erfindung bezweckt, die angeführten Nachteile zu vermeiden.The invention aims to avoid the disadvantages mentioned.

Sie besteht darin, daß jeweils nur ein Bruchteil der Hilfsflüssigkeit in die Explosionszylinder geleitet wird und dort eine hin und her gehende Bewegung ausführt, während die Hauptmasse der Hilfsflüssigkeit mit einer im wesentlichen gleichbleibenden Geschwindigkeit und mit gleichbleibendem Drehsinn als Schwungmasse in einer ringförmigen Leitung geführt wird.It consists in the fact that only a fraction of the auxiliary liquid enters the explosion cylinder is guided and there executes a reciprocating movement, while the main mass of the auxiliary liquid with a essentially constant speed and with constant direction of rotation is guided as a flywheel in a ring-shaped pipe.

ίο In den Abb. ι und 2 ist beispielsweise eine .Ausführungsform der Turbine nach der Erfindung dargestellt. Die Abb. 1. gibt ein Bild der Turbine von oben gesehen, während die Abb. 2 eine seitliche Ansicht des Schnittes durch die Turbine in der nach Abb. 1 angegebenen Ebene A-A veranschaulicht.ίο In Figs. ι and 2, for example, a .Ausführungsform the turbine according to the invention is shown. Fig. 1 shows a picture of the turbine seen from above, while Fig. 2 shows a side view of the section through the turbine in the plane AA indicated in Fig. 1.

In der Abb. 1 bezeichnen 1 und 2 Verbrennungsräume. Mit 3 ist die durch die Kreislaufströmung betriebene Flüssigkeitst'urbine bezeichnet. Die Richtung der Kreislaufströmung geht aus den eingezeichneten Pfeilen hervor.In Fig. 1, 1 and 2 designate combustion chambers. With 3 is the liquid turbine operated by the circulatory flow designated. The direction of the circulatory flow can be seen from the arrows shown emerged.

In der Abb. 2 ist entsprechend der Schnittebene A-A der Verbrennungsraum 1 im Schnitt wiedergegeben. Durch ein Steuerorgan 4 wird die in dem Verbrennungs-■ raum 1 angedeutete Flüssigkeitsmasse unter der Wirkung des auf der Oberfläche lastenden Druckes der Verbrennungsgase in der durch den Pfeil 5 angegebenen Richtung in die Kreislaufströmung abgeleitet. Zugleich ist durch unterbrochen gezeichnete Linien der Flüssigkeitsspiegel in dem hinter dem Verbrennungsraum ι liegenden Verbrennungsraum 2 angegeben und durch, einen Pfeil 6 veranschaulicht, daß Flüssigkeit aus der Kreislaufströmung in den Explosionszylinder 2 zur Kompression der darin befindlichen Gase geleitet wird. Das diese Führung der Flüssigkeit gemäß dem Strömungspfeil 6 bewirkende Steuerorgan ist in der Abb. 2 ebenfalls durch unterbrochen gezeichnete Linien angedeutet und mit 7 bezeichnet.In Fig. 2, the combustion chamber 1 is shown in section in accordance with the section plane AA. By means of a control element 4, the liquid mass indicated in the combustion chamber 1 is diverted into the circulation flow in the direction indicated by the arrow 5 under the effect of the pressure of the combustion gases on the surface. At the same time, the liquid level in the combustion chamber 2 located behind the combustion chamber ι is indicated by broken lines and illustrated by an arrow 6 that liquid is passed from the circulatory flow into the explosion cylinder 2 to compress the gases therein. The control member effecting this guiding of the liquid according to the flow arrow 6 is also indicated in FIG. 2 by broken lines and denoted by 7.

Nach Beendigung der Expansionsperiode im Verbrennungsraum 1 und der Kompressionsperiode im Verbrennungsraum 2 werden die beiden Steuerorgane 4 durch einen (auf der Zeichnung nicht dargestellten) Steuermechanismus in die entgegengesetzte Stellung gebracht, so daß also das Steuerorgan für den Zylinder 1 die gestrichelt gezeichnete Stellung einnimmt, während das Steuerorgan für den Zylinder 2 sich in der ausgezogen dargestellten Stellung befindet. Es wird nun durch den Druck der inzwischen im Verbrennungsraum 2 zur Entzündung gebrachten Gase die Flüssigkeit aus dem Verbrennungsraum 2 ausgetrieben. Gleichzeitig wird in den Verbrennungsraum i, der inzwischen mit Frischluft bzw. Gasgemisch ausgespült wurde, Flüssigkeit zur Kompression eingeleitet. Nach Beendigung der Expansion im Verbrennungsraum 2 werden die Steuerorgane wieder in die erste Stellung gebracht, und der Vorgang wiederholt sich.After the expansion period in combustion chamber 1 and the compression period have ended In the combustion chamber 2, the two control members 4 are brought into the opposite position by a control mechanism (not shown in the drawing) brought so that the control member for the cylinder 1 is the position shown in dashed lines assumes, while the control member for the cylinder 2 is shown in solid lines Position. It is now due to the pressure of the meanwhile in the combustion chamber 2 gases caused to ignite the liquid from the combustion chamber 2 expelled. At the same time, the combustion chamber i, which is now with fresh air or gas mixture was flushed out, liquid introduced for compression. After completion of the expansion in the combustion chamber 2 the controls are returned to the first position, and the process repeated.

Die vom Brennstoff auf die Flüssigkeit übertragene Energie wird dabei durch die Turbine 3 der Flüssigkeit zum größten Teil ständig wieder entzogen und nach außen abgegeben. .The energy transferred from the fuel to the liquid is thereby absorbed by the Turbine 3 of the liquid for the most part constantly withdrawn and released to the outside. .

Während des Umlegens der Steuerorgane aus der einen Stellung in die andere wird, wie aus Abb. 2 zu ersehen ist, vorübergehend der Querschnitt des Rohres unterhalb der beiden Verbrennungsräume freigegeben, so daß die Flüssigkeit ungehindert hindurchfließen kann.While the controls are being moved from one position to the other, as can be seen from Fig. 2, temporarily the cross-section of the pipe below the two Combustion chambers released so that the liquid can flow through unhindered can.

Es wird also durch die periodische Druckwirkung in den Verbrennungsräumen dem durch die Turbine strömenden Flüssigkeitskreislauf eine ununterbrochene und immer gleichgerichtete Strömungsgeschwindigkeit erteilt. Da sich dauernd nahezu die gesamte Flüssigkeitsmasse (mit Ausnahme der gerade in den Verbrennungsräumen befindlichen, verhältnismäßig kleinen Flüssigkeitsmengen) mit dieser gleichgerichteten ununterbrochenen Strömungsgeschwindigkeit bewegt, so wirkt dieser Flüssigkeitsring als eine Schwungmasse, die eine erhebliche Energie aufzuspeiehern vermag. Durch diese große Schwungmasse wird erreicht, daß trotz der periodischen Einwirkung der Impulse in den Verbrennungsräumen eine große Gleichmäßigkeit des gesamten Vorganges erzielt wird und die Strömung in der Turbine nur sehr geringen Schwankungen unterworfen ist.So it is due to the periodic pressure effect in the combustion chambers through the turbine flowing liquid cycle an uninterrupted and always rectified flow velocity granted. Since almost the entire Liquid mass (with the exception of those currently in the combustion chambers, proportionately small amounts of liquid) moves with this uninterrupted flow velocity in the same direction, so acts this ring of liquid as a flywheel, which stores a considerable amount of energy able. This large flywheel ensures that despite the periodic Effect of the impulses in the combustion chambers a great uniformity of the entire process is achieved and the Flow in the turbine is subject to only very small fluctuations.

Wegen der stets gleichgerichteten Bewegung der Hauptmasse der Flüssigkeit können verhältnismäßig große Strömungsgeschwindigkeiten eingehalten werden, woraus sich eine Verstärkung· der Schwungmassenwirkung und zugleich eine hervorragende Ausnutzung des Kanalsystems ergibt.Because the movement of the main mass of the liquid is always in the same direction, relatively high flow velocities are maintained, from which a reinforcement · of the flywheel effect and at the same time an excellent utilization of the sewer system results.

Der Betrieb der neuartigen nassen Explo- i°5 sionsturbine ist nicht an die Durchführung des, in den Abb. 1 und 2 veranschaulichten Zweitaktverfahrens gebunden, vielmehr kann auch das bekannte Viertaktverfahren in den Explosionszylindern ohne weiteres angewendet werden. Da aber das Zweitaktverfahren eine wesentlich vorteilhaftere Ausnutzung der Explosionszylinder und Ringleitung sowie eine gleichmäßigere Kreislaufströmung ergibt, ist in der Regel das Zweitaktverfahren vorzuziehen.Operation of the novel wet explo- i ° 5 Sion turbine is not to perform the, in Figs. 1 and 2 illustrated Tied to the two-stroke process, the well-known four-stroke process can also be used in the Explosive cylinders can be easily applied. But there the two-stroke process a much more advantageous use of the explosion cylinder and ring line as well results in a more even circulation flow is usually the two-stroke process preferable.

Es ist auch möglich, das Verfahren mit nur einem Verbrennungsraum durchzuführen. Eine derartige Anordnung würde sich beispielsweise unter Benutzung der Vorrichtung in Abb. r und 2 ergeben, wenn nur der Raum ι als Explosionszylinder betriebenIt is also possible to carry out the process with only one combustion chamber. Such an arrangement would be found, for example, using the device in Fig. r and 2 result if only the room ι operated as an explosion cylinder

wird, während, der Raum 2 in bekannter Weise als Windkessel dient. Im allgemeinen ist es aber vorteilhaft, mindestens zwei, unter Umständen sogar bis etwa fünf Explosionszylinder anzuordnen, weil dadurch eine erhöhte Gleichförmigkeit der Strömung erreicht wird.is, while, the room 2 serves in a known manner as an air chamber. In general but it is advantageous to have at least two, possibly even up to about five, explosion cylinders to be arranged because this increases the uniformity of the flow.

Claims

Claim:

Wet explosion turbine, both through periodically repeated explosions forces on an impeller used to drive, exercised auxiliary liquid guided through dormant channels in the circuit are, characterized in that only a fraction of the auxiliary liquid is directed into the explosion cylinder and there performs a reciprocating movement while the main mass of the auxiliary liquid at an essentially constant rate and is guided with a constant direction of rotation as a flywheel in an annular line.

1 sheet of drawings