DE598991C

DE598991C - Internal combustion turbine, in which the compression of the propellant gases takes place in channels of the impeller that are open to the circumference

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Publication number: DE598991C
Application number: DEB156774D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1932-07-30
Filing date: 1932-07-30
Publication date: 1934-06-22

Description

Brennkraftturbine, bei der die Verdichtung der Treibgase in nach dem Umfang offenen Kanälen des Laufrades durch Flüssigkeit erfolgt Den Erfindungsgegenstand bildet eine Brennkraftturbine, bei der die Verdichtung der Treibgase durch Flüssigkeit erfolgt, die bei der Verbrennung (Explosion) der Gase mit auspufft und die Arbeitsenergie mit liefert.Internal combustion turbine, in which the compression of the propellant gases in after Circumference of open channels of the impeller through liquid takes place The subject of the invention forms an internal combustion turbine, in which the compression of the propellant gases by liquid takes place, which exhausts with the combustion (explosion) of the gases and the work energy with supplies.

Gegenüber bekannten Brennkraftturbinen, denen zum Betriebe Gas und Wasser getrennt zugeführt wird, wobei die Flüssigkeit in Kanälen des Laufrades die Verdichtung des Treibgases bewirkt und sodann von den verbrannten Gasen aus den Laufradkanälen herausgeschleudert wird, besteht die vorliegende Erfindung im wesentlichen darin, daß die Laufradkanäle nahe ihres Auslaßhalses eine gegen diesen offene Explosionskammer in sich tragen, die von der das Treibgas mitführenden Flüssigkeit umspült wird und welche die aus der Flüssigkeit vor dem verengten Halsauslaß nach einwärts abgeschiedenen Gase zur Verdichtung und nachfolgenden Zündung aufnimmt.Compared to known internal combustion turbines, which are used to operate gas and Water is supplied separately, the liquid in the channels of the impeller Compression of the propellant gas causes and then of the burned gases from the Impeller channels is thrown out, the present invention consists essentially in that the impeller channels near their outlet throat have an explosion chamber open to them carry in them, which is washed around by the liquid carrying the propellant gas and which separated inwardly from the liquid in front of the narrowed neck outlet Absorbs gases for compression and subsequent ignition.

Als weiteres wesentliches Erfindungskennzeichen ist hervorzuheben, daß der Gaszulaß durch eine in den Laufradkanälen angeordnete Düse erfolgt, über die die Flüssigkeit mit hinwegströmt und dadurch eine Saugwirkung auf die Düse ausübt, welche die Einholung des Gases begünstigt.Another essential characteristic of the invention is to be emphasized, that the gas admission takes place through a nozzle arranged in the impeller channels which the liquid flows away with it and thus exerts a suction effect on the nozzle, which favors the collection of the gas.

Durch die Erfindung soll der Vorteil erreicht werden, daß die Verbrennung in besonderen Brennkammern erfolgt, in die keine Hilfsflüssigkeit eintritt, so daß eine Beeinträchtigung der Verbrennung durch der Ladung zugemischte Flüssigkeit nicht erfolgen kann. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß für die Ladung der Brennkammer keine besonderen Vorrichtungen nötig sind.The invention aims to achieve the advantage that the combustion takes place in special combustion chambers into which no auxiliary liquid enters, so that the combustion is not impaired by the liquid mixed in with the cargo can be done. Another advantage is that for charging the combustion chamber no special devices are required.

In der Zeichnung ist die neue Turbinenausbildung in einem Teilschema beispielsweise veranschaulicht. z ist ein feststehender, mit eingebauten Schaufeln ausgestatteter Gehäusering der Turbine, in dem drehbar der Rotor 2 gelagert ist, der mit seinem glatten Umfangsrande in der Schaufelzone liegt und läuft. Der Rotor kann als volle Scheibe ausgebildet oder, wie es das Ausführungsbeispiel annimmt, nach Art eines Speichenrades hergestellt sein und besitzt eine hohle Achse, die zur Einführung von Flüssigkeit dient und weiterhin auch gleich die Zuleitung des Treibgases in sich aufnimmt, die in eine Düse 3 ausmündet.The drawing shows the new turbine design in a partial scheme for example illustrated. z is a fixed one, with built-in blades equipped housing ring of the turbine in which the rotor 2 is rotatably mounted, which lies and runs with its smooth peripheral edge in the blade zone. The rotor can be designed as a full disc or, as the exemplary embodiment assumes, be made in the manner of a spoked wheel and has a hollow axis that serves to introduce liquid and continues to be the same as the supply line of the Propellant gas in itself, which opens into a nozzle 3.

Im Rotor 2, bei dem Ausführungsbeispiel in dessen Speichen, sind von der hohlen Achse aus nach auswärts gegen den Rotorumfang offene Kanäle 4 angeordnet, die unter Vermittlung eines verengten Halses 5 in einen abgewinkelten Düsenauslaß 6 übergehen und mit diesem ausmünden. Nahe des verengten Halsauslasses 5 ist in dem Laufradkanal q. eine Explosionskammer 7 eingebaut, die am unteren Ende verjüngt sowie eingezogen ist und dort die Zündvorrichtung 8 eingebaut trägt, während das obere gegen den verengten Halsauslaß liegende Ende offen ist, aber dort einen verengten bzw. eingeschnürten Auslaß aufweist. Die Befestigung der Explosionskammer 7 in dem Leitkanal .4 kann durch Rippen 7' erfolgen, die den Flüssigkeitsdurchfluß nicht sperren und ermöglichen, daß die Flüssigkeit auf ihrem Wege nach außen, also gegen den Kranz des Rotors, die Explosionskammer umspült und damit auch gleichzeitig kühlt.In the rotor 2, in the exemplary embodiment in its spokes, are from the hollow axis is arranged outwardly towards the rotor circumference open channels 4, the mediation of a narrowed neck 5 in an angled nozzle outlet 6 and flow out with this. Near the narrowed neck outlet 5 is in the impeller channel q. an explosion chamber 7 installed, which tapers at the lower end and is retracted and carries the ignition device 8 installed there, while the the upper end lying against the narrowed neck outlet is open, but there is a narrowed one or constricted outlet. The attachment the explosion chamber 7 in the guide channel .4 can be done by ribs 7 ', the fluid flow not lock and allow the liquid on its way to the outside, that is against the rim of the rotor, the explosion chamber washes around and thus also at the same time cools.

Die durch die Hohlachse des Rotors zuströmende Flüssigkeit streicht über die Gasdüse 3 hinweg und übt auf diese eine Saugwirkung aus, durch welche die Gasförderung begünstigt wird, die dadurch nur eines geringen Einführungsdruckes bedarf, der aber, wenn die Turbine im Betriebe ist, auch wegbleiben kann, weil in diesem Falle die Flüssigkeitssaugwirkung auf die Düse zur Gasförderung im wesentlichen ausreicht.The liquid flowing through the hollow axis of the rotor is brushed over the gas nozzle 3 and exerts a suction effect on this, through which the Gas delivery is favored, which means that only a low introduction pressure which, however, can be left out when the turbine is in operation, because in In this case, the liquid suction effect on the nozzle for gas delivery is essentially sufficient.

Dies trifft in der Hauptsache auch für die Flüssigkeitsförderung zu, die bei umlaufendem Rotor infolge der Fliehkraft selbsttätig arbeitet.This mainly also applies to the pumping of liquids, which works automatically when the rotor is rotating due to the centrifugal force.

Durch den eingezogenen Hals des Laufradkanales, der an der Auslaßöffnung eine Einsackung aufweist, wird eine Stauung und Wirbelung der Flüssigkeit erzielt, die dadurch die Gase, die von der Flüssigkeit mit nach außen getrieben werden, abscheidet und in die Explosionskammer 7 eindrückt, und zwar so lange, bis in dieser die notwendige Verdichtung erreicht ist und die Zündvorrichtung die Explosion hervorruft. Die verbrannten Gase strömen dann durch die Kammeröffnung nach außen und treiben die Flüssigkeit durch den Düsenauslaß 6 gegen die Schaufel des feststehenden Leitkranzes, wobei das Laufrad angetrieben wird.Through the retracted neck of the impeller channel at the outlet opening has a sagging, a damming and swirling of the liquid is achieved, which thereby separates the gases that are driven out by the liquid and pushes into the explosion chamber 7, until the necessary Compression is achieved and the igniter causes the explosion. The burned Gases then flow out through the chamber opening and drive the liquid through the nozzle outlet 6 against the blade of the stationary guide ring, wherein the impeller is driven.

Die Zündung 8 kann eine Dauerzündung sein, da in dem eingezogenen Ende der Explosionskammer immer ein Rest verbrannter und nicht mehr zündfähiger Gase zurückbleibt, der dann erst durch die nachfolgende Neufüllung und Verdichtung des frischen Gases verdrängt werden muß, bis dieses mit der Zündvorrichtung in Berührung kommt und die neue Verbrennung einsetzt.The ignition 8 can be a continuous ignition, as in the retracted At the end of the explosion chamber there is always a residue that is burnt and no longer ignitable Gases remains, which is only then due to the subsequent refilling and compression of the fresh gas must be displaced until it comes into contact with the ignition device comes and the new combustion begins.

Durch die Expansion der Verbrennungsgase wird dann wieder die vor der Auslaßdüse angestaute Flüssigkeit hinausgeschleudert und die in der Umgebung der Kammer befindliche Flüssigkeit infolge der düsenartigen Ausbildung der Öffnung der Verbrennungskammer wie bei einem Ejektor mit hinausgerissen. Ein Rückstoß der Explosion auf den Inhalt des Leitkanales tritt nicht ein und daher auch keine Verminderung der Strömungsgeschwindigkeit in dem Kanal. Nach Abströmen der Gase wiederholt sich der gleiche Füll- und Explosionsvorgang, der zum Dauerbetriebe der Brennkraftturbine führt. In dem Rotor können auch eine Mehrzahl von Leitkanälen samt Explosionskammern eingebaut sein.The expansion of the combustion gases then becomes the front again The liquid that has accumulated from the outlet nozzle is thrown out and the liquid in the vicinity Liquid in the chamber as a result of the nozzle-like design of the opening torn out of the combustion chamber like an ejector. A recoil of the There is no explosion on the content of the guide channel and therefore no reduction the flow velocity in the channel. After the gases have escaped, it is repeated the same filling and explosion process that is used for continuous operation of the internal combustion turbine leads. A plurality of guide channels including explosion chambers can also be located in the rotor be built in.

Gas und Flüssigkeit werden selbsttätig angesaugt, alle wichtigen Vorgänge vollziehen sich ohne Richtungswechsel, die Kühlung der Explosionskammer erfolgt durch die Triebflüssigkeit selbst, die ihrerseits das Treibgas mit fördert und in die Explosionskammer eintreibt.Gas and liquid are sucked in automatically, all important processes take place without changing direction, the explosion chamber is cooled by the driving fluid itself, which in turn promotes the propellant gas and in drives the explosion chamber.

Durch den verengten und nach innen ausgesackten Hals 5 des Düsenauslasses 6 wird eine Wirbelung der zuströmenden Flüssigkeit vor Eintritt in den Düsenauslaß 6 bewirkt. Die dadurch hervorgerufene Stauung ergibt, daß das spezifisch leichtere Brenngas wie bei einem Separator nach einwärts ausgeschieden, also in die Öffnung der Explosionskammer 7 eingetrieben wird.Through the narrowed and inwardly sagging neck 5 of the nozzle outlet 6 there is a swirling of the inflowing liquid before it enters the nozzle outlet 6 causes. The congestion caused by this shows that the specifically lighter one As with a separator, fuel gas is excreted inwards, i.e. into the opening the explosion chamber 7 is driven.

Durch die Anordnung der Gaseinführung 3 in der Mittelachse des Leitkanals 4 wird weiter erreicht, daß das Gas vorwiegend längs der Mittelachse des Leitkanals hochgetrieben wird, so daß es sich unter der Wirkung der Zentrifugalkraft und der beim Düsenauslaß 5 vorhandenen Wirbelung und Stauung nach einwärts abscheidet.By arranging the gas inlet 3 in the central axis of the guide channel 4 it is further achieved that the gas predominantly along the central axis of the guide channel is driven up so that it is under the action of centrifugal force and the at the nozzle outlet 5 existing vortex and congestion separates inward.

Gasblasen, die nach auswärts treiben und von der mittleren Kanallängsachse weg befördert werden, gelangen bei der im Düsenhals 5 auftretenden Wirbelung an die Oberfläche der Flüssigkeit und werden dadurch ebenfalls gegen die Verdichtungskammer eingelenkt und eingetrieben.Gas bubbles drifting outwards and from the central longitudinal axis of the canal are transported away, arrive at the turbulence occurring in the nozzle neck 5 the surface of the liquid and are thereby also against the compression chamber turned in and driven in.

Durch geeignete Gestaltung der Wandung des Leitkanals 4 vor dem Düsenhals 5 läßt sich die Wirbelung und dadurch Gasausscheidung nach innen gegen die Explosionskammer leicht erreichen, ohne daß mit übernormalen Gasverlusten,gerechnet werden muß.By suitably designing the wall of the guide channel 4 in front of the nozzle neck 5 the vortex and thereby gas separation inward against the explosion chamber easily reached without having to reckon with abnormal gas losses.

Der nach dem Ausführungsbeispiel mit vorgesehene Einbau einer Zünd- oder Dauerzündvorrichtung ist nicht in allen Fällen zwingend und kann bei Turbinen vermieden werden, die mit hohen Umdrehungszahlen laufen, so daß sie eine so große Verdichtung der Triebgasfüllung in der Explosionskammer bewirken, daß die Maschine mit Selbstzündung arbeitet.The installation of an ignition or continuous ignition device is not mandatory in all cases and can be used with turbines be avoided that run at high speeds, making them such a large one Compression of the propellant gas filling in the explosion chamber causes the machine works with compression ignition.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Internal combustion turbine, in which the compression of the Propellant gases are carried through liquid in channels of the impeller that are open on the circumference, which is thrown out of the impeller ducts by the burnt gases characterized in that the impeller channels (4) near their outlet neck (5) one against carry this open explosion chamber (7) in itself, which is carried by the propellant gas Liquid is washed around and which is drawn from the liquid in front of the constricted neck outlet absorbs inwardly separated gases for compression and subsequent ignition. z. Internal combustion turbine according to claim i, characterized in that the gas inlet in the impeller duct (4) through a nozzle (3) takes place in the impeller channel is arranged and its opening in the direction of flowing along all sides of the nozzle Liquid lies. 3. Internal combustion turbine according to claim x and 2, characterized in that that the outlet neck (5) connecting the impeller channel (q.) to the outlet nozzle (6) at its confluence with the impeller channel an inwardly protruding bulge owns. q. Internal combustion turbine according to Claims i to 3, characterized in that the explosion chamber (7) is constricted at the inner end lying against the rotor axis is and that the ignition device is in the narrowing achieved thereby. 5. Internal combustion turbine according to claims i to q., characterized in that the outwards, i.e. against The outlet opening of the explosion chamber (7) lying around the impeller circumference is designed like a nozzle is so that the combustion gases flowing out of the combustion chamber the liquid to be carried away.