DE614561C - Verfahren zur Aufrechterhaltung des Zuendzustandes von Verpuffungskammern, insbesondere fuer Brennkraftturbinen - Google Patents
Verfahren zur Aufrechterhaltung des Zuendzustandes von Verpuffungskammern, insbesondere fuer BrennkraftturbinenInfo
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Description
Zündverfahren für Verpuffungskammern, insbesondere von Brennkraftturbinen, bei welchen
Zündungen sowohl unter dem Einfluß gesteuerter Fremdzünder wie unter dem Einfluß
in der Kammer eingeschlossener heißer Gase bewirkt werden, sind bereits vorgeschlagen
worden. Ein derartiges Verfahren wird durchgeführt, indem der Einwirkung der gesteuerten
Fremdzünder nur Gemische unterworfen werden, welche die Selbstzündungsgrenze erreicht oder gerade überschritten
haben. Ist bereits die Selbstzündungsgrenze erreicht worden, so fällt der Fremdzündzeitpunkt
in den Verlauf der durch die Selbstzündung eingeleiteten Verpuffung; hat dagegen
das Gemisch die Selbstzündungsgrenze nur nahezu erreicht, so erfolgt zwar die eigentliche
Zündung noch durch die Fremdzünder, aber bereits bei Beginn der durch diese Zün-
ao dung hervorgerufenen Verpuffung und der dadurch bewirkten Drucksteigerung treten in
den vom Fremdzünder entfernter liegenden Teilen der Verpuffungskammer die Verhältnisse
ein, unter denen das Gemisch durch Selbstzündungen entflammt. Hier fällt also wiederum der Selbstzündzeitpunkt in den
Verlauf der durch die Fremdzünder eingeleiteten Verpuffung. Man hat ein derartiges
Zündverfahren, bei dem sich beide Zündaiten gegenseitig unterstützen, in Erkenntnis der
mannigfachen Vorteile verwirklicht, die sich einem Verfahren mit reiner Fremdzündung
oder mit reiner Selbstzündung des Gemisches gegenüber ergeben.
Die Erhaltung eines derartigen Betriebes macht jedoch gewisse Schwierigkeiten. Unter
dem Einfluß der aufeinanderfolgenden Verpuffungen erhitzt sich die Verpuffungskammer
mehr und mehr, und es steigert sich insbesondere die Temperatur» der Kammerwandüngen
und des Kühlmittels. Durch Wärmerückstrahlung vergrößert sich also auch die Temperatur des in die Kammer eingeladenen
Gemisches, so daß bei Gemischzuständen, die an sich zu reinen Fremdzündungen Veranlassung
geben würden, eine Neigung der Verpuffungskammer zur Durchführung mit Selbstzündungen untermischter Fremdzündungen
und schließlich zur Durchführung von Mischzündungen selbst, also des eingangs erwähnten, an sich erstrebten ZündverfahrenSj
auftritt; ist der Gemischzustand aber so bestimmt, daß an sich die erstrebten Mischzündungen
auftreten, so entsteht eine Neigung der Verpuffungskammer zur Durchführung
reiner Selbstzündungen, d. h. zur Durchführung eines Zündverfahrens, das wegen gewisser
Nachteile nach Möglichkeit zu vermeiden ist.
Diese Vorgänge sind nicht ausschließlich auf Änderungen des Temperaturzustandes der
Verpuffungskammer zurückzuführen; Änderungen der Wärmetönung des in die Verßuffungskammern
eingeführten Gemisches,
wie sie in Durchführung der Leistungsregelung unvermeidlich sind, wirken sich beispielsweise
in ähnlicher Weise aus.
Diese Erscheinungen sind bei den bereits erwähnten Vorschlägen zur bewußten Durchführung
eines Mischzündbetriebes nicht unbeachtet geblieben. Man hat es sogar verstanden,
Maßnahmen aufzuzeigen, durch deren Anwendung es gelingt, die Gefahren einer ίο selbsttätigen Veränderung des Zündverfahrens
zu beseitigen. So ist es insbesondere vorgeschlagen worden, in die Betriebsemrichtungen
der Verpuffungskammern einzugreifen oder die Betriebsmittelzustände zu verändern.
Kennzeichnend für die erste Möglichkeit ist der Eingriff in die Betriebseinrichtungen,
welche den Verdrängungsvorgang für die Restverbrennungsgase aus einer vorhergehenden
Verpuffung steuern, während als bezüglieh ihres Zustandes zu ändernde Betriebsmittel
die Spül-, die Nachladeluft und die Kühlmittel der Verpuffungskammer vorzugsweise
in Betracht kommen.
Vorliegende Erfindung geht nun von der neu- und eigenartigen Erkenntnis aus, daß die
bisher vorgeschlagenen Maßnahmen nicht genügen, um einen volkommenen Betrieb der
Verpuffungskammern zu sichern. Denn die bisher vorgeschlagenen Maßnahmen erstreckten
sich auf einzelne Eingriffe in die Betriebseinrichtungen oder die die Betriebsmittelzustände
beeinflussenden Vorrichtungen. Diese einzelnen Eingriffe haben zur Voraussetzung,
daß zunächst die Änderung des Zündzustandes beobachtet und festgestellt werden muß.
Es bedarf also einer fortwährenden Beaufsichtigung des Zündzustandes, wobei durch
ungenügende und unrichtig angewandte Maßnahmen Bedienungsfehler entstehen können.
Das zur Vermeidung dieser Möglichkeiten und Nachteile gemäß vorliegender Erfindung
vorgeschlagene Verfahren zur Aufrechterhaltung des Zündzustandes von Verpuffungskammern,
insbesondere für Brennkraftturbinen, in denen Zündungen unter dem Einfluß gesteuerter
Fremdzünder, in der Kammer eingeschlossener heißer Gase oder unter dem "Einfluß beider bewirkt werden, kennzeichnet
sich durch selbsttätige Regelung die Zündart bestimmender Zustandsgrößen, vorzugsweise
des Temperaturzustandes der Verpuffungskammer, in Abhängigkeit von Änderungen in
den Betriebsvorgängen, etwa Änderungen im Ablauf von Verpuffungen, die durch Abweichungen
vom Zündzustand hervorgerufen werden. Verfahren zur "Aufrechterhaltung
bestimmter Zustände unter Ausgleich von Erscheinungen, die auf eine selbsttätige Änderung
des betreffenden Zustandes hinwirken, sind in der Technik der Verpuffungskammern
nichts Neues. So ist es beispielsweise bekanntgeworden, die Neigung von Verpuffungskammern
zur Durchführung von Vor- und Frühzündungen dadurch zu bekämpfen, daß man bestimmte Verhältnisse zwischen
Rauminhalt der Verpuffungskammer, engstem Düsenquerschnitt und Verdrängungszeit für
die Restfeuergase einhielt.
Welche Zustandsgrößen dabei die Zündart bestimmen, ist bereits erwähnt worden. In
Betracht kommt vorzugsweise der Verdrängungsvorgang für die Restverbrennungsgase
aus einer vorhergehenden Verpuffung, wobei entweder der Einfluß des engsten Auslaßquerschnittes
oder der Einfluß der Steuerzeit des diesen engsten Auslaßquerschnitt abschließenden
und eröffnenden «Ventils zu berücksichtigen ist; in Betracht kommen weiter die verschiedensten
Zustände der Betriebsmittel, sei es, daß es sich um die Spül- oder Ladeluft oder um das Kühlmittel für die Verpuffungskammer
handelt.
Wenn im vorhergehenden erwähnt worden war, daß sich das neue Verfahren hauptsächlich
zur selbsttätigen Einstellung und Erhaltung des Mischzündbetriebes eignet, so ist
das natürlich nur eine der Möglichkeiten zur Verwirklichung des Erfindungsgedankens.
Treten beim Betriebe einer Verpuffungskammer überhaupt Zündungen unter dem Einfluß
gesteuerter Fremdzünder, in der Kammer eingeschlossener heißer Gase oder beider auf, so
kann man das Verfahren natürlich zur Aufrechterhaltung jeder einzelnen dieser Zündungsmöglichkeiten
anwenden.
Die durch Änderungen der Zündart bedingten Änderungen im Charakter der Verpuffungen
erstrecken sich nun nach den verschiedensten Richtungen, so daß die zur selbsttätigen
Regelung der Zustandsgrößen zu verwirklichenden Abhängigkeiten in den gleichen, verschiedenen Richtungen hergestellt werden
können. In Betracht kommt zunächst die selbsttätige Regelung die Zündart bestimmender
Zustandsgrößen in zeitlicher Abhängigkeit von im Verhältnis zum Fremdzündzeitpunkt
eintretenden Änderungen des Zeitpunktes des Auftretens bestimmter Verpuffungsdrücke.
Dieser in weiterer Durchführung des Erfindungsgedankens gemachte Vorschlag geht auf die Erkenntnis zurück, daß der für
Mischzündungen charakteristische Druckanstieg der durch die Verpuffung erzeugten
Verbrennungsgase im Diagramm in der. Nähe des Ansteuerungszeitpunktes des Fre'mdzünders
liegt. Je mehr die Zündart in das Gebiet reiner Selbstzündungen übergeht, desto mehr
erscheint im Druckzeitdiagramm der Druckanstieg vor dem Fremdzündzeitpunkt und umgekehrt, je mehr die Zündart in das Gebiet lao
reiner Fremdzündungen übergeht, desto mehr erscheint der Druckanstieg nach dem Fremd-
zündzeitpunkt. Im Verhältnis zum Fremdzündzeitpunkt eintretende Änderungen im
Auftreten bestimmter Verpuffungsdrücke sind daher ein Maß für die Änderung der Zündart
und daher erfindungsgemäß ein Mittel, um die Zündart in der gewünschten Weise zu beeinflussen
und in bestimmter Weise aufrechtzuerhalten.
Änderungen der Verpuffungen können sich
ίο jedoch auf andere Weise auswirken. So kann
beispielsweise die selbsttätige Regelung die Zündart bestimmender Zustandsgrößen in
räumlicher Abhängigkeit von Wandungen der Zündfläche zwischen Gemisch und in der
Kammer eingeschlossenen heißen Gasen bewirkt werden. Es hat sich nämlich gezeigt,
daß in dem Maße, in dem sich der in der Kammer eingeschlossene Gasrest vergrößert,
mit anderen Worten, die Zündfläche zwischen
ao Gemisch und eingeschlossener Gasmasse zu den Betriebsmitteleinlaßventilen hin wandert,
die Aufheizung des Gemisches vergrößert und dadurch die Neigung zur Durchführung
von Mischzündungen oder gar reiner Selbst-Zündungen wächst; umgekehrt ist das Wandern
der Zündfläche zu den Auslaßventilen der Verpuffungskammer hin charakteristisch für die Änderung der Zündart nach der Seite
der Mischzündungen oder schließlich der reinen Fremdzündungen hin. Zweckmäßig erfolgt jedoch die selbsttätige Regelung die
Zündart bestimmender Zustandsgrößen nicht in unmittelbarer räumlicher Abhängigkeit von
den Wanderungen der Zündfläche, sondern auf dem Umwege über Temperaturänderungen.
Denn mit den Wanderungen der Zündfläche verändern sich die an einer bestimmten Stelle
der Kammer auftretenden Temperaturen. Liegt ein bestimmter Teil der Kammer zu den
Betriebsmitteleinlaßventilen der Verpuffungskammer zu vor der Zündfläche, also im Bereiche
des Gemisches, so ist natürlich seine Temperatur geringer, als wenn dieser Teil vor der Zündfläche zu den Auslaßventilen der
Verpuffungskammer zu, also im Bereiche der heißen Gasmasse, liegt. Damit ergibt sich
unmittelbar die Möglichkeit einer selbsttätigen Regelung die Zündart bestimmender Zustandsgrößen
in thermischer Abhängigkeit von Änderungen der an bestimmten Kammerteilen
auftretenden Verpuffungstemperaturen. Die Aufzählung ist jedoch in keiner Weise erschöpfend. So verändert sich beispielsweise
mit der Art der Verpuffung auch die Ionisation der Gase an bestimmten · Teilen der
Verpuffungskammer. Derartige Ionisationsänderungen können ebenso wie alle anderen
in mittelbarer oder unmittelbarer Abhängigkeit von Verpuffungsänderungen auftretenden
Änderungen physikalischer oder chemischer Zustände zur selbsttätigen Regelung die Zündart
bestimmender Zustandsgrößen benutzt werden.
Gleichgültig nun, welche Änderungen der durch die Zündungen hervorgerufenen Verpuffungen
zur selbsttätigen Regelung die Zündart bestimmender Zustandsgrößen benutzt werden, werden also in Abhängigkeit
von derartigen Änderungen selbsttätig Regelungskräfte zur Wirkung gebracht, welche die
Zündart bestimmende Zustandsgrößen unter Aufrechterhaltung des Zündzustandes beeinflussen.
Diese Regelungskräfte werden zweckmäßig auf Steuerungsmittel unter Ein- oder Ausschaltung derselben zur Wirkung
gebracht, so daß diese in oder außer Tätigkeit treten und hierdurch die Zündart bestimmende
Zustandsgrößen unter Aufrechterhaltung des Zündzustandes ändern. Die Regelungskräfte
können dabei zunächst auf rhythmisch bewegte Steuerungsmittel der Verpuffungskammer
selbst zur Wirkung gebracht werden. Als derartige Steuerungsmittel stehen insbesondere
das Düsen- und Ausblaseventil zur Verfügung, d. h. die beiden Auslaßventile der Verpuffungskammer, welche die unter dem
Einfluß des eigenen Druckes sich entspannenden expandierenden oder unter dem Einfluß
von Spülluft ausgetriebenen Verbrennungsgase aus der Verpuffungskammer entlassen,
weil diese beiden Steuerungsmittel durch die Größe des von ihnen eröffneten engsten Auslaßquerschnittes
für die Verbrennungsgase oder durch ihre Öffnungszeit bzw. ihren Eröffnungs- und Schlußzeitpunkt den Verdrängungsvorgang
und damit eine für die Zündart maßgebliche Zustandsgröße beeinflussen. Es können aber auch die Regelungskräfte auf besondere Regelungsmittel der
Verpuffungskammer zur Wirkung gebracht werden, die bei ihrem In- oder Außertätigkeittreten
lediglich die Zündart bestimmende Zustandsgrößen ändern. So ist beispielsweise die Anordnung eines besonderen Zusatzdüsenoder
Zusatzausblaseventils möglich, welches gleichzeitig oder phasenverschoben zu dem
Hauptdüsen- oder Hauptausblaseventil arbeitet und durch Veränderung des Ausströmbzw.
Ausblasequerschnittes den Verdrängungsvorgang beeinflußt. Schließlich können no
die Regelungskräfte auf Steuerungsmittel der Verpuffungskammer zur Wirkung gebracht
werden, die zur Durchführung des Betriebsverfahrens derselben erforderlich sind, aber
durch ihr In- oder Außer tätigkeittreten die Zündart bestimmende Zustandsgrößen ändern.
Als derartiges, nicht rhythmisch betätigtes Steuerungsmittel käme beispielsweise ein im
Zwischenbehälter bei Verbundturbinen vorgesehenes Abblaseventil in Betracht, das durch
Veränderung des Gegendruckes der aus der Verpuffungskammer ausströmenden Gase die
Ausschiebegschwindigkeit und damit den Verdrängungsvorgang
beeinflußt. ·
Es ist natürlich nicht erforderlich, daß die Regelungskräfte nur auf Steuerungsmittel der
Verpuffungskammer selbst oder andere mit ihr verbundene Betriebseinrichtungen, wie
beispielsweise des erwähnten Zwischenbehälters bei Verbundturbinen, zur Wirkung gebracht
werden. Es können die Regelungskräfte auch auf die Betriebsmittelzustände beeinflussende Steuerungsmittel unter Ein-
oder Ausschaltung derselben zur Wirkung gebracht werden, so daß diese in oder außer
Tätigkeit treten und hierdurch die Zündart bestimmende Zustandsgrößen unter Aufrechterhaltung
des Zündzustandes ändern. Welche Zustandsgrößen hauptsächlich in Betracht kommen, ist bereits mehrfach erörtert worden,
so daß sich eine Nennung derselben an dieser Stelle erübrigt. Wenn jedoch die Regelkräfte
auf Teile der Betriebseinriehtungen einwirken, welche im Takt des Arbeitsganges
rhythmisch gesteuert werden> so tritt meistens der Fall ein, daß der Augenblick der Auslösung
des Regelstoßes zeitlich nicht mit der Betätigung zu beeinflussender Steuermittel
zusammenfällt. Diese zeitliche Verschiebung innerhalb eines Arbeitsspieles muß dann
künstlich überbrückt werden, meist in der Weise, daß der Regelstoß nach eingetretener
Auslösung künstlich aufrechterhalten wird, um auf zu beeinflussende Steuermittel noch
während ihrer Bewegung im Verlaufe nachfolgender Arbeitsspiele einzuwirken. Diese
künstliche Aufrechterhaltung des Regelstoßes kann entweder, dem Takt des Arbeitsganges
entsprechend, durch ein besonderes, im gleichen Takt betätigtes Relais erfolgen oder
aber durch eine bewußt eingestellte, vom Arbeitstakte unabhängige Zeitverzögerung
in der Rückführung von durch den Regelstoß eingeleiteten Bewegungen. Auf beiden Wegen
ist es möglich, die zu beeinflussenden Steuerungsmittel zum richtigen Zeitpunkt während
des Arbeitstaktes der Verpuffungskammer zum Ansprechen zu. bringen.
Es war bereits erwähnt worden, daß sich das erfindungsgemäße Verfahren vorzugsweise
zur Aufrechterhaltung eines Zündbetriebes mit Einwirkung gesteuerter Fremdzünder
auf Gemische eignet, welche die Selbstzündungsgrenze erreicht oder gerade überschritten haben. In diesem Falle würden
die Regelungskräfte, welche die das Eintreten von Mischzündungen bestimmenden Zustandsgrößen
unter Aufrechterhaltung des Mischzündbetriebes beeinflussen, in Abhängigkeit von" Änderungen im Verlaufe der Verpuffungen
selbsttätig zur Wirkung gebracht, je 6q nachdem, ob die Verpuffungen unter reiner
Selbst-, reiner Fremd- oder Mischzündung stattfinden. Bei diesem Betriebsverfahren
stellt man vorteilhaft die Betriebsweise derart ein, daß die Bedingungen zur Durchführung
eines reinen Selbstzündungsbetriebes vorliegen, solange nicht der erfindungsgemäße
Regelstoß eingreift. Arbeitet also eine derart betriebene Verpuffungskammer nach Inbetriebnahme
zunächst noch im reinen Fremdzündbetrieb, so stellt sich selbsttätig bald der Zündbetrieb mit Mischzündungen ein, da die
Bedingungen zum Auftreten von Selbstzündungen gegeben sind. Dann muß in Abhängigkeit
von den durch derartige Mischzündungen hervorgerufenen Änderungen im Verlaufe der Verpuffungen gegenüber den
Verpuffungen, die bei reinem Fremdzündbetrieb eingeleitet werden, selbsttätig dafür
gesorgt werden, daß sich der Zündbetrieb nicht in das Gebiet, reiner Selbstzündungen
verschiebt. Liegt der Zündbetrieb von vornherein im Gebiete reiner Selbstzündungen, so
muß in Abhängigkeit von den Änderungen im Ablauf der Verpuffungen, die durch den
reinen Selbstzündbetrieb gegenüber den im Mischzündgebiet oder im Gebiet reiner Fremdzündungen erhaltenen Verpuffungen
entstehen, eine selbsttätige Verlegung des Zündbetriebes in das Gebiet der Mischzündungen
zurückbewirkt werden. Daraus ergibt· sich unmittelbar, daß bei entsprechender Einstellung
der Betriebsbedingungen in Ab- * hängigkeit von Änderungen von durch reine
Fremdzündungen eingeleiteten Verpuffungen Regelungskräfte nicht zur Wirkung gebracht
bzw. erzeugt oder ausgelöst werden brauchen. Die Regelungskräfte dagegen, die in Abhängigkeit
von durch reine Selbstzündungen eingeleiteten Verpuffungen selbsttätig ausgeübt werden, haben die das Eintreten der
Mischzündungen bestimmenden Zustandsgrößen anders, und zwar vorzugsweise stärker
zu beeinflussen als die Regelungskräfte, die in Abhängigkeit von durch Mischzündungen
eingeleiteten Verpuffungen selbsttätig ausgeübt werden. Denn um den Zündbetrieb im
Gebiete reiner Mischzündungen zu erhalten, sind die den Zündbetrieb beeinflussenden Zustandsgrößen
naturgemäß weniger zu beeinflussen, als wenn die Verpuffungskammer sich bereits im Gebiete reiner Selbstzündungen befindet
und eine grundsätzliche Änderung des Zündbetriebes erforderlich wird. Diese verschiedenartige
Beeinflussung kann dabei dadurch erfolgen, daß die Regelungskräfte auf verschiedene Steuerungmittel zur Wirkung
gebracht werden, deren Einfluß auf die Zustandsgrößen verschieden ist. Es können aber
auch die Regelungskräfte auf gleichartig ausgebildete Steuerungsmittel zur Wirkung ge- lzo
bracht werden, wobei je nach dem Grade der herbeizuführenden Beeinflussung die Zahl der
jeweils betätigten Steuerungsmittel wächst. Weiterhin können die Regelungskräfte auch
auf ein Steuerungsmittel mit verschiedenartiger Beeinflussung .der den Zündbetrieb bestimmenden
Zustandsgrößen zur Wirkung gebracht werden. Schließlich kann auch unter Ausnutzung der Trägheit der Beeinflussung
der Betriebsbedingungen der Unterschied in der Stärke dieser Beeinflussung durch
ίο Änderung der Dauer oder Häufigkeit der Einwirkung des Regelstoßes hervorgerufen
werden. "
Die Vorrichtungen zur Durchführung des neuen Verfahrens sind dabei entsprechend den
erwähnten mannigfachen Abwandlungen desselben in der verschiedensten Weise auszubilden.
Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens, bei dem die selbsttätige Regelung
ao die Zündart bestimmender Zustandsgrößen in zeitlicher Abhängigkeit von im Verhältnis
zum Fremdzündzeitpunkt eintretenden Änderungen im Auftreten bestimmter Verpuffungsdrücke
erfolgt, wurden sich vorzugsweise durch Vereinigung einer auf bestimmte Verpuffungsdrücke
ansprechenden (Einschalt-) . Einrichtung mit einer unter dem Einfluß der Steuerwelle bewegten (Kontroll-) Einrichtung
kennzeichnen, wobei letztere entsprechend dem zeitlichen Verhältnis im Auftreten
des bestimmten Verpuffungsdruckes zum Fremdzündzeitpunkt Regelungskräfte zur
Wirkung bringt oder ihre Wirkung aufhebt. Dabei würden von der Kontrolleinrichtung
mit Vergrößerung des zeitlichen Abstandes zwischen Auftreten des bestimmten Verpuffungsdruckes
vom Fremdzündzeitpunkt Regelungskräfte größeren oder geringeren Einflusses auf die Zündart bestimmende Zu-Standsgrößen
zur Wirkung gebracht werden. Eine derartige Vorrichtung kann dabei in
zweifach verschiedener Weise ausgebildet werden. Es kann zunächst die Einschalteinrichtung
die Regelungskräfte, etwa in Form zu den Steuerungsmitteln zugelassenen Preßöles,
auslösen, wenn der bestimmte Verpuffungsdruck auftritt, während erst die Kontrolleinrichtung
das Preßöl auf die Steuerungsmittel zur Wirkung oder nicht zur Wirkung bringt. Hierbei wurden die Kontrolleinrichtungen
wieder vorteilhaft entsprechend dem zeitlichen Abstand zwischen Auftreten des bestimmten Verpuffungsdruckes
und dem Fremdzündzeitpunkt Regelungskräfte größeren oder geringeren Einflusses auf den Mischzündbetrieb bestimmende Steuerungsmittel
zur Wirkung bringen, oder es genügt häufig auch, Dauer und Häufigkeit der Einwirkung entsprechend zu ändern. Es kann
aber auch die Kontrolleinrichtung die bei Auftreten eines bestimmten Verpuffungsdruckes
eingeleitete Bewegung der Einschalteinrichtung nach verschiedenen Lagen begrenzen
oder die Bewegung ganz verhindern, wobei je nach den Lagen der Einschalteinrichtung
durch letztere Regelungskräfte verschiedenen Einflusses auf die den Mischzündbetrieb
bestimmenden Steuerungsmittel ausgelöst und auf die Steuerungsmittel zur Wirkung
gebracht werden, wenn unter dem Einfluß der Kontrolleinrichtung eine Lagenveränderung
stattfinden konnte; im anderen Falle, also vorzugsweise in Abhängigkeit von
durch reine Fremdzündungen eingeleiteten Verpuffungen, brauchen meistkeineRegelungskräfte
ausgeübt werden.
Natürlich liegt es im Wesen der so gekennzeichneten Erfindung, daß alle unmittelbar
eingeleiteten Wirkungen durch mittelbar eingeleitete und umgekehrt alle mittelbar eingeleiteten
Wirkungen durch unmittelbar herbeizuführende Wirkungen ersetzt werden können.
Weiter können alle Vorgänge durch ihre sinngemäßen Umkehrungen ersetzt werden. So
können die Regelungskräfte statt in Abhängigkeit von durch reine Selbstzündungen oder
durch Mischzündungen ausgelösten Verpuffungsänderungen durch Verpuffungsänderungen
zur Wirkung gebracht werden, die durch reine Fremdzündungen oder Mischzündungen eingeleitet werden; in diesem Falle arbeiten
die Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens in kinematischer Umkehrung zu den
oben beschriebenen Vorrichtungen.
Die Zeichnung zeigt die Grundlagen des neuen Verfahrens in schematischer Darstellung
und eine Reihe von Ausführungs- und Anwendungsbeispielen zur Durchführung des Verfahrens geeigneter Vorrichtungen.
Abb. ι zeigt zunächst im Druckzeitdia- i°°
gramm den charakteristischen Verlauf von Verpuff ungen, die durch reine Selbstzündungen,
Mischzündungen und reine Fremdzündungen eingeleitet worden sind.
Die Abb. 2 bis 4 und 5 bis 9 stellen mit den entsprechenden Schnittbezeichnungen in der
Zeichnung zwei Ausführungsbeispiele eines zur Durchführung des Verfahrens dienenden
Zündreglers dar.
Die Abb. 10 bis 12 veranschaulichen einen
Anwendungsfall für den nach den Abb. 2 bis 4 ausgebildeten Zündregler bei einer Brennkraftturbine,
bei der in die den Verdrängungsvorgang bestimmenden Betriebseinrichtungen eingegriffen wird.
Die Abb. 13 bis 10 zeigen eine Ausführungsform des Zündreglers, bei der dieser mit dem
von ihm beeinflußten Steuermittel eine bauliche Einheit bildet.
Die Abb. 17 bis 19/ zeigen einen Anwendungsfall
für den nach den Abb. 2 bis 4 ausgebildeten Zündregler bei einer Brennkraft-
turbine, bei der wiederum in die den Verdrängungsvorgang bestimmenden Betriebseinrichtungen eingegriffen wird. Während
beim Ausführungsbeispiel nach den Abb. io bis 12 jedoch der engste Auslaßquerschnitt
für die verdrängten Restverbrennungsgase geändert wird, erfolgt beim Ausführungsbeispiel
nach den, Abb. iy bis 19 eine selbsttätige
Änderung der Verdrängungszeit. Die Abb. 20 bis 23 zeigen schließlich Anwendungsfälle
für den nach den Abb. 2 bis 4 ausgebildeten Zündregler, bei der in die Betriebsmittelzustände
bestimmende Steuermittel eingegriffen wird.
Im Diagramm nach Abb. 1 entsprechen die Ordinaten den in der Verpuffungskammer auftretenden Drücken, während die Abszissen Zeiten wiedergeben. Dem Fremdzündzeitpunkt entspricht der Zeitpunkt Null. Im Diagramm erkennt man vier charakteristische Druckzeitlinien. Das Diagramm 2 gibt einen Druckanstieg in der Verpuffungskammer wieder, der 2>5/iooSekunden vor dem Fremdzündzeitpunkt seinen sichtbaren Anfang nimmt. Es handelt sich also um eine Verpuffung, die durch Selbstzündung eingeleitet worden ist. Aber noch in den Druckanstieg fällt die durch Ansteuerung des. Fremdzünders bewirkte Fremdzündung, so daß also der Einwirkung des gesteuerten Fremdzünders ein Gemisch unterworfen worden ist, welches im Fremdzündzeitpunkt die Selbstzündungsgrenze gerade überschritten hatte. Demgegenüber zeigt das Diagramm 3 einen Druckanstieg, der (infolge des Zündverzuges) seinen sichtbaren Anfang erst bei - f'/ioo Sekunden hinter dem Fremdzündzeitpunkt Null Sekunden nimmt. An dem Diagrammverlauf, . insbesondere an dem sehr steilen und gerade ♦o verlaufenden Druckanstieg sowie an der fast waagerechten Sattellinie, erkennt man, daß am Zustandekommen der durch dieses Diagramm wiedergegebenen Verpuffung nicht nur Fremdzündungen, sondern vor allem auch Selbstzündungen beteiligt waren. Es wurde also der Fremdzünder auf ein Gemisch zur Wirkung gebracht, das die Selbstzündungsgrenze gerade erreicht hatte, so daß bereits während der Drucksteigerung Selbstzündungen in den von der Zündfläche des Fremdzünders etwas entfernter liegenden Gemischteilen auftraten.
Im Diagramm nach Abb. 1 entsprechen die Ordinaten den in der Verpuffungskammer auftretenden Drücken, während die Abszissen Zeiten wiedergeben. Dem Fremdzündzeitpunkt entspricht der Zeitpunkt Null. Im Diagramm erkennt man vier charakteristische Druckzeitlinien. Das Diagramm 2 gibt einen Druckanstieg in der Verpuffungskammer wieder, der 2>5/iooSekunden vor dem Fremdzündzeitpunkt seinen sichtbaren Anfang nimmt. Es handelt sich also um eine Verpuffung, die durch Selbstzündung eingeleitet worden ist. Aber noch in den Druckanstieg fällt die durch Ansteuerung des. Fremdzünders bewirkte Fremdzündung, so daß also der Einwirkung des gesteuerten Fremdzünders ein Gemisch unterworfen worden ist, welches im Fremdzündzeitpunkt die Selbstzündungsgrenze gerade überschritten hatte. Demgegenüber zeigt das Diagramm 3 einen Druckanstieg, der (infolge des Zündverzuges) seinen sichtbaren Anfang erst bei - f'/ioo Sekunden hinter dem Fremdzündzeitpunkt Null Sekunden nimmt. An dem Diagrammverlauf, . insbesondere an dem sehr steilen und gerade ♦o verlaufenden Druckanstieg sowie an der fast waagerechten Sattellinie, erkennt man, daß am Zustandekommen der durch dieses Diagramm wiedergegebenen Verpuffung nicht nur Fremdzündungen, sondern vor allem auch Selbstzündungen beteiligt waren. Es wurde also der Fremdzünder auf ein Gemisch zur Wirkung gebracht, das die Selbstzündungsgrenze gerade erreicht hatte, so daß bereits während der Drucksteigerung Selbstzündungen in den von der Zündfläche des Fremdzünders etwas entfernter liegenden Gemischteilen auftraten.
Man erkennt also aus Abb. 1, daß alle Diagramme, deren Druckanstieg zwischen
den Diagrammästen 2 und 3 liegt, stets Verpuffungen entsprechen, die durch Fremd- und
Selbst- oder durch Selbst- und Fremdzündungen eingeleitet wurden.
Außer den beiden Diagrammen 2 und 3 sind Diagramme 1 und 4 gezeigt. In den beim
Diagramm 1 veranschaulichten Druckanstieg fällt der Fremdzündzeitpunkt nicht mehr in
die Zeit des Druckanstieges, so daß also Diagramm ι eine für reine Selbstzündungen
charakteristische Verpuffung wiedergibt. Umgekehrt zeigt der schleichende Verlauf des
Diagrammzuges 4, daß es sich hier um eine durch reine Fremdzündung des Gemisches
zustande gekommene Verpuffung handelt, an der Selbstzündungen in keiner Weise mitgewirkt
haben.
Abb. ι läßt also erkennen, daß das Gebiet vollkommenster* Verpuffungen im Diagramm
nach· Abb. 1 begrenzt ist durch die Druckanstiegslinien
der Diagramme 2 und 3. Samtliehe Verpuffungen, deren Druckanstiegslinien
in dieses Gebiet fallen, werden durch Mischzündungen hervorgerufen. Vorliegender Erfindung
ist also die Aufgabe gesetzt, die die Zündart, insbesondere also den Mischzündbetrieb,
bestimmenden Zustandsgrößen derart selbsttätig zu regeln, daß der Zündbetrieb, insbesondere der Mischzündbetrieb, während
der gesamten Betriebsdauer der Verpuffungskammer aufrechterhalten ist, d. h. die Druckanstiegslinien
sämtlicher Verpuffungen in das durch die Diagrammäste 2 und 3 begrenzte Diagrammgebiet fallen. Ausgehend von dem
grundsätzlichen Lösungsmittel, die selbsttätige Regelung die Zündart bestimmender
Zustandsgrößen in Abhängigkeit von Änderungen der durch die Zündungen hervorgerufenen
Verpuffungen zu bewirken, werden erfindungsgemäß die wie folgt beschriebenen
Einrichtungen zur Lösung der gestellten Aufgäbe vorgeschlagen.
Der selbsttätig wirksame Zündregler nach den Abb. 2 bis 4, in welchen Abb. 2 einem
senkrechten Längsschnitt durch den Zündregler nach den Linien H-II der Abb. 3 und 4.
Abb. 3 einem waagerechten Querschnitt durch den Zündregler nach Linie IH-III der Abb. 2,
Abb. 4 einem waagerechten Schnitt nach Linie IV-IV der Abb. 2 entspricht, besteht
aus einem Gehäuse S, in dessen zylindrischer Ausnehmung 7 ein Kolbenschieber 6 längs
verschieblich aufgenommen ist. Auf die obere Kolbenfläche 8 des Kolbenschiebers 6 wirkt
ständig Preßöl, das durch die Leitung 9 und den Kanal 10 zugelassen wird. Die Unterseite
11 des Kolbenschiebers steht dagegen, wie Abb. 11 genauer erkennen läßt, über Leitung
12 unter dem Einfluß der in der Verpuffungskammer erzeugten Verbrennungsgase. Sobald diese Verbrennungsgase einen
vorbestimmten Druck, beispielsweise 12 atü, erreicht haben, wird der auf die Kolbenfläche
8 wirksame Preßöldruck überwunden und der Kolbenschieber in die gezeichnete obere Stellung verlegt. In dieser oberen
Stellung verbindet der Kolbenschieber 6 über seinen abgesetzten Mittelkörper die ringför-
migen Gehäuseausnehtnungen 13 und 14, so
daß Preßöl durch die Bohrung 15 des Gehäuses in die mittlere Ringausnehmung 16 des
von der Steuerwelle aus über Kegelzahnrad 17 betätigten Drehschiebers 18 gelangt. Der
Antrieb des Drehschiebers ist dabei im einzelnen aus Abb. 11 zu entnehmen. Die Ringausnehmung
16 des Drehschiebers 18 steht über axiale Bohrungen 19 und 20 in die Ringausnehmung
16 begrenzenden Drehschieberteilen mit Ausnehmungen 21 und 22 des Drehschiebers
18 in Verbindung. Sobald die Ausnehmungen 21 und 22 mit den Bohrungen 23
und 24 bzw. den Leitungen 25 und 26 in Verbindung stehen, tritt also Preßöl in diese Leitungen
über. Die Leitungen 25 und 26 sind dabei, wie an Hand der Ausführungsbeispiele im einzelnen zu erläutern sein wird, mit
Steuerungsmitteln verbunden, welche den Zündbetrieb bestimmende Zustandsgrößen beeinflussen.
Die Abb. 3 und 4 lassen die Anordnung der Ausnehmungen 21 und 22 genau
erkennen. Die Abb. 3 und 4 zeigen, daß außer den Ausnehmungen 21 und 22 eine weitere
Ausnehmung 27 im Drehschieber 16 vorgesehen ist, die über eine Bohrung 28 mit dem
Drehschieberhohlraum 29 und über diesen mit der Abflußleitung 30 für das Regulieröl in
Verbindung steht. Jede Steuerstufe des Dreh-Schiebers weist also vier Steuerkanten auf;
die in der Abb. 3 gezeigte Steuerstufe besitzt die Steuerkanten 31, 32, 33 und 34, während
die in Abb. 4 dargestellte Steuerstufe die Steuerkanten 35, 36, 37 und 38 aufweist. Die
Steuerkanten 32 und 36 beider Stufen sind nun so eingestellt, daß bei allen vor dem
Grenzdiagramm 2 liegenden Verpuffungen, also bei 'allen durch reine Selbstzündungen
eingeleiteten Verpuffungen, die Bohrungen 23 und 24 schon überschliffen worden sind, so
daß der Durchgang des Preßöles zu beiden noch näher zu beschreibenden Regelungsmitteln
freigegeben worden ist, wobei aus rein konstruktiven Gründen die Steuerkante 32 weiter vorverlegt ist als die Steuerkante 36,
ohne daß die Wirkungsweise hierdurch beeinflußt wird. Jede durch reine Selbstzündung
eingeleitete Verpuffung führt also dazu, daß der Zündregler sowohl durch die Leitung
25 wie durch die Leitung 26 Preßöl treten läßt, also Regelungskräfte in verstärktem
Ausmaße auslöst. Wie diese Regelungskräfte zur Wirkung gebracht werden können, ist
noch an Hand der übrigen Abbildungen darzustellen. Die Steuerkante 31 in der in Abb. 3
dargestellten Stufe ist dagegen so eingestellt, daß sie bei allen hinter dem Grenzdiagramm 2
stattfindenden Verpuffungen die Bohrung 23 schon abgeschlossen hat und damit den Zunuß
von Preßöl zu dem an die Bohrung 23 über Leitung 25 angeschlossenen Steuerungs-
: mittel verhindert. Die Steuerkante 35 schließ-J lieh ist so eingestellt, daß sie bei allen hinter
dem Grenzdiagramm 3 stattfindenden Verpuffungen die Bohrung 24 schon abgeschlossen Ö5
hat und damit den Zufluß von Preßöl zu dem an die Bohrung 24 über Leitung 26 angeschlossenen
Steuerungsmittel verhindert, so daß auch dieses nicht mehr bewegt wird. Bei allen vor dem Grenzdiagramm 2 stattfindenden
Verpuffungen werden also durch Übertritt von Preßöl in beide Leitungen 25 und 26, wie
bereits erwähnt, Regelungskräfte in verstärktem Ausmaße erzeugt. Bei allen Verpuffungen
dagegen, die in das Gebiet der Mischzündungen zwischen die Diagrammäste .2
und 3 fallen, werden Regelungskräfte verminderten Einflusses ausgeübt, während schließlich
bei allen nach bzw. hinter dem Grenzdiagramm 3 stattfindenden Verpuffungen eine Ausübung von Regelungskräften nicht stattfindet.
Sobald die Steuerkanten 34 und 38 die Bohrungen 23 und 24 überschleifen, werden die über Bohrungen 28a mit dem Ablaufraum
29 verbundenen Ausnehmungen 27 mit den Bohrungen 23 und 24 in Verbindung gebracht
und damit der Ablauf des abgearbeiteten Preßöles aus den Leitungen 25 und 26 ermöglicht,
so daß die durch die Regelungskräfte betätigten Steuerungsmittel in die Ausgangsstellung
zurückkehren.
Im Zündregler nach den Abb. 2 bis 4 arbeitet also die auf bestimmte Verpuffungsdrücke
ansprechende Einschalteinrichtung, gegeben durch den Kolbenschieber 6, mit einer
unter dem Einfluß der Steuerwelle bewegten Kontrolleinrichtung 18 zusammen, die entsprechend
der zeitlichen Lage des Auftretens des bestimmten Verpuffungsdruckes (beispielsweise
von 12 atü) zum 'Fremdzündzeitpunkt Regelungskräfte zur Wirkung kommen läßt
bzw. in bestimmten Fällen nicht zur Wirkung kommen läßt. Mit der Vergrößerung des
zeitlichen Abstandes zwischen Auftreten des bestimmten Verpufrungsdruckes und Fremdzündzeitpunkt
werden dabei von der Kontrolleinrichtung 18 Regelungskräfte größeren oder
geringeren Einflusses auf die den Zündbetrieb bestimmenden Zustandsgrößen zur Wirkung
gebracht. Denn bei allen Verpuffungen, die no vor dem Grenzdiagramm 2 liegen, tritt der
bestimmte Verpuffungsdruck in zeitlich größerem Abstand vom Fremdzündzeitpunkt auf
als bei allen Verpuffungen, die im Gebiet zwischen den Grenzdiagrammen 2 und 3 liegen.
Um den zu diesen Verpuffungen führenden Zündbetrieb zu erhalten, bedarf es naturgemäß
eines geringeren Eingriffes in die maßgeblichen Steuerungsmittel als bei den Verpuffungen,
die bereits auf reine Selbstzündungen zurückgehen und daher, im Diagramm nach Abb. 1 betrachtet, vor dem Grenzdia-
gramm 2 liegen, also etwa dem Diagramm 1
entsprechen.
Der in den Abb. 5 bis 9 dargestellte Zündregler, in welchen Abb. 5 einem senkrechten
Längsschnitt durch die Vorrichtung nach Linie V-V der Abb. 8 und 9, Abb. 6 dem Schnitt der Abb. 5 mit etwas geänderter
Kolbenstellung, Abb. 7 dem gleichen Schnitt mit wieder geänderter Kolbenstellung, Abb. 8
einem waagerechten Querschnitt durch die Vorrichtung nach Linie VIII-VIII und Abb. 9
schließlich einem waagerechten Querschnitt durch die Vorrichtung gemäß Linie IX-IX
der Abb. 5 entspricht, weist wieder ein Gehäuse 39 auf, in dessen zylindrischer Ausnehmung
40 ein Kolbenschieber 41 längs verschieblich aufgenommen ist. Auf die untere
Fläche 42 des Kolbenschiebers 41 wirken wieder die Verbrennungsgase, die von der
Verpuffungskammer her durch Leitung 12 über Bohrung 43 zugelassen werden. Auf die
Oberfläche 44 des Kolbens 41 wirkt dagegen wieder der Preßöldruck. Der Kolben 41
weist bei 45 und 46 ringförmige Ausdrehungen auf, über die er beispielsweise die Bohrungen
47 im Gehäuse 39 in der in Abb. 6 veranschaulichten Stellung verbindet, während er
in der Stellung nach Abb. 7 nicht nur die Bohrungen 47, sondern auch noch Bohrungen
48 miteinander zur Verbindung bringt. Dagegen sperrt er mit seinem Kolbenkörper in
der Stellung nach Abb. 5 beide Bohrungen ab. An die Bohrungen 47 und 48 setzen sich nach
der einen Seite zu die Preßölleitungen 9, nach der anderen Seite zu die Leitungen 25 und
26 an.
Die in den Abb. 5 bis 7 gezeichneten verschiedenartigen Kolbenschieberstellungen werden
nun unter dem · Einfluß einer Kontrolleinrichtung hervorgerufen, die aus einem über
Kegelzahnrad 17 von der Steuerwelle aus angetriebenen Drehschieber 49 besteht. Der
Drehschieber 49 weist, wie die Abb. 8 und 9 deutlich erkennen lassen, zwei Ausnehmungen
50 und 51 auf, welche mit ihren Steuerkanten 52 und 53 bzw. 54 und 55 die Bohrungen
56 und 57 je nach der Stellung des Drehschiebers 49 schließen oder öffnen. Bohrungen
58 und 59 verbinden die Ausnehmungen 50 und 51 mit dem Preßölraum 60 des
Drehschiebers 49, dem über die Preßölleitung 61 das Preßöl zugeführt wird. Die Arbeits-■
weise eines derartigen Zündreglers ist folgende:
Bei allen Verpuffungen, welche vor dem Grenzdiagramm 2 stattfinden, haben die
Steuerkanten 52 und 54 des Drehschiebers 49 die Bohrungen 56 und 57 noch nicht abgeschlossen.
Sobald der bestimmte Verpuffungsdruck erreicht ist, der eine Bewegung des-Kolbenschiebers
41 gegen die Wirkung des 1 über die Bohrungen 56, 57 zugelassenen Preßöles
ermöglicht, wird Kolbenschieber 41 in die in Abb. 7 veranschaulichte höchste Lage
hochgeschoben. Das im Arbeitsraum 62 des Kolbenschiebers 41 befindliche Preßöl wird
also ohne Schwierigkeiten durch die Bohrungen 56 und 57, die Ausnehmungen 50 und
51 und die Bohrungen 58 und 59 in den Preßölraum 60 und über diesen in die Preßöl-
leitung 61 zurückgeschoben. In der höchsten Stellung· nach Abb. 7 öffnet aber der Kolbenschieber
41 die Bohrungen 47 und 48, so daß also in beide Steuerleitungen 25 und 26 Preßöl
eintritt und die angeschlossenen Steuerungsmittel bewegt.
Bei allen Verpuffungen dagegen, welche hinter dem Grenzdiagramm 2, aber noch vor
dem Grenzdiagramm 3 erfolgen, also bei allen durch Mischzündungen ausgelösten Verpuff ungen
dagegen hat die Steuerkante 52 die Bohrung 56 schon geschlossen. Dagegen hat die
Steuerkante 54 die Bohrung 57 noch nicht überdeckt. Wenn also der Kolbenschieber 41
wieder unter dem Einfluß des Druckes der Verbrennungsgase, nachdem diese den vorbestimmten
Verpuffungs druck von 12 atü erreicht haben, hocihgeschleudert wird, so kann
er das im Arbeitsraum 62 befindliche Preßöl nur durch die Bohrung 57 zurückschieben, und
zwar nur bis zu der in Abb. 6 gezeichneten Stellung, in welcher er die Bohrung 57 überschleift.
Den Rest des den Arbeitsraum 62 ausfüllenden Preßöles kann er infolge der bereits
durch den Drehschieber 49 abgedeckten Bohrung 56 nicht mehr verdrängen, so daß er
die in Abb. 6 gezeichnete Stellung einnimmt. In dieser Stellung verbindet er nur die Bohrung
47, so daß also nur der Steuerleitung 26 Preßöl zufließt, während in die Steuerleitung
25 kein Preßöl gelangt.
Bei allen Verpuffungen schließlich, welche nach dem Grenzdiagramm 3 stattfinden, haben
beide Steuerkanten 52 und 54 die Bohrungen 56 und 57 schon abgeschlossen; das im
Arbeitsraum 62 eingeschlossene Preßöl verhindert also jede Bewegung des Kolbenschiebers
41. Der Kolbenschieber verharrt also, trotzdem der Verpuffungsdruck die zur Überwindung
des Preßöldruckes an sich erforderliehe vorbestimmte Höhe erreicht hat, in der
in Abb. 5 gezeichneten Stellung, in der die an die Steuerleitungen 25 und 26 angeschlossenen
Steuerungsmittel unbetätigt bleiben.
Bei der weiteren Drehung der Kontrolleinrichtung 49 eröffnen die Steuerkanten 53
und 55 die Bohrungen 56 und 57, so daß wieder Preßöl zunächst durch die Bohrung
56, dann durch die Bohrung 57 in den Arbeitsraum 62 eindringt und den Kolbenschieber
41 gegen den inzwischen abgesunkenen Druck der Feuergase bzw. der Spülluft aus
der Verpuffungskammer in seine Ausgangsstellung nach Abb. 5 zurückdrückt, falls er
sich überhaupt aus dieser entfernt hatte.
Der Antrieb der Drehschieber 16 und 49 ist natürlich nicht auf den Antrieb durch
das gerade gezeichnete Kegelrad bzw. auf den Antrieb nach Abb. 11 beschränkt; jede andere
kinematische Kette führt zu demselben Ergebnis.
Die Abb. 10 bis 12 zeigen nun im senkrechten
Längsschnitt durch die Gesamtanlage nach Linie X-X der Abb. 11, im senkrechten
Querschnitt nach Linie XI-XI der Abb. 10 und im Teilschnitt nach Linie XII-XII der
Abb. 11 eine Verpuff ungsbrennkraftturbinenanlage, bei welcher die Zündart, und zwar
eine Mischzündung, dadurch aufrechterhalten ist, daß eine selbsttätige Regelung des engsten
Auslaßquerschnittes für die Restfeuergase einer vorhergehenden Verpuffung und damit
eine selbsttätige Regelung des Verdrängungsvorganges, der zur Einstellung zu Mischzündungen
führender Gemischzustände Veranlassung gibt, in zeitlicher Abhängigkeit von im Verhältnis zum Fremdzündzeitpunkt eintretenden
Änderungen im Auftreten bestimmter Verpuffungsdrücke vorgenommen wurde.
Es bezeichnet in diesen Abbildungen 63 die Verpuffungskammer mit dem Spüllufteinlaßventil
64, dem Nachladelufteinlaßventil 65, dem Brennstoffeinlaßventil 66, dem zu den
Düsen führenden Auslaßventilen, kurz Düsenventil 67, dem Ausblaseventil 68 für die durch
Spülluft verdrängten Gase und den Fremdzündern 69. Die in der Verpuffungskammer
63 erzeugten Feuergase beaufschlagen nach öffnung des Düsenventils 6y über Krümmer
70 und Düsen 71 das zweikränzige Curtisrad 72 der zweiten Stufe. Die abgearbeiteten
Feuergase werden über Ausströmstutzen 75 entlassen. Zwischen den beiden Turbinenstufen
ist in an sich bekannter Weise ein Druckausgleichsbehälter 76 angeordnet. Bei geschlossenem Düsenventil 6y wird der Feuergasrest
von der über Ventil 64 zugelassenen Spülluft über das geöffnete Ausblaseventil 68,
die Ausblaseleitung γγ, den Düsenvorraum 78
und die Düse 79 auf die Sct^felkränze des
Curtisrades 74 der zweiten Stufe zur Wirkung gebracht.
Erfindungsgemäß sind nun im Düsenvorraum 78, wie insbesondere Abb. 11 erkennen
läßt, zwei Steuerungsmittel angeordnet, um den engsten Auslaßquerschnitt für den Verbrennungsgasrest
zu verändern. Diese Steuermittel sind dabei als Regelungsmittel anzusprechen,
weil sie lediglich zur selbsttätigen Regelung des engsten Auslaßquerschnittes und damit zur Regelung des Zündbetriebes
dienen. Diese Regelungsmittel bestehen aus zwei Ventilen 80 und 81, welche je nach ihrer
Stellung die Zusatzdüsen 82 und 83, die ebenfalls vor dem Curtisrad 74 angeordnet sind,
eröffnen oder verschließen. Das Zu- oder Abschalten dieser Zusatzdüsen erfolgt über
die Ventile 80 und 81 vom Zündregeier 5 aus (vgl. wieder Abb. 11), wobei dieser Zündregler
nach den Abb. 2 bis 4 ausgebildet ist; er könnte ebensogut nach den Abb. 5 bis 9
oder in beliebig anderer Weise ausgebildet sein. Vom Zündregler 5 aus in der bereits
beschriebenen Art und Weise ausgeübte Regelungskräfte in der Form zu den Leitungen 25
und 26 zugelassenen Preßöles bewirken, wenn man beispielsweise den über Leitung 25 ausgelösten
Kraftstoß betrachtet, daß Preßöl unter den das Ventil 81 betätigenden Steuerkolben
84 eintritt. Dadurch wird das Zusatzventil 81 gegen den Druck der Feder 85 geöffnet
und damit das Düsensegment 83 zugeschaltet. Es wird also der durch die Düse
79 gebildete engste Durchlaßquerschnitt für den Feuergasrest infolge des vom Zündregler
5 aus gegebenen Kraftstoßes um den Querschnitt der Düse 83 vergrößert. In gleieher
Weise wirkt sich ein durch den Zündregler 5 in die Leitung 26 entlassener Preßölstoß
auf das Zusatzventil 80 aus, so daß die Düse 82 zum engsten Querschnitt zugeschaltet
wird. Es war bereits erwähnt worden, daß beim Auftreten von Selbstentzündungen, die
im Diagramm, nach Abb. 1 gesehen, vor dem Grenzdiagramm 2 liegen, beide Leitungen 25
und 26 vom Zündregler 5 aus "mit Preßöl versorgt werden. Wenn also durch reine Selbst-Zündungen
eingeleitete Verpuffungen auftreten, öffnen sich beide Zusatzventile 80 und 81, so daß der engste Düsenquerschnitt 79
durch die zugeschalteten Querschnitte 82 und 83 ganz erheblich vergrößert wird. Dadurch
gelingt es, die beim nächsten Spiel .in der Verpuffungskammer eingeschlossene heiße
Restgasmasse ganz erheblich zu verkleinern, so daß sich entsprechend die Temperatureinwirkungen
auf das Gemisch verringern. Das Gemisch neigt also nicht mehr zu reinen Selbstzündungen, sondern es werden auch
Zündungen unter dem Einfluß der Fremdzünder erfolgen, so daß sich der erwünschte
Mischzündbetrieb einstellt. Sollte die Wirkung in der Vergrößerung des engsten Auslaßqüerschnittes
jedoch zu groß gewesen sein, so daß Selbstzündungen überhaupt nicht mehr
auftreten und der Zündbetrieb in das Gebiet der reinen Fremdzündungen verlegt worden
ist, so sorgt die bei entsprechender Einstellung vorhandene Neigung des Verpuff ungskammerbetriebes
zur Seite der reinen Selbstzündungen hin dafür, daß bereits in den nächsten Spielen wieder Selbstzündungen auftreten,
womit das Gebiet der Mischzündungen erreicht ist. Um dieses Gebiet zu erhalten,
IO
eröffnet der Zündregler 5 jedoch schon wieder die Leitung 26, wie dies bei der Beschreibung
des Zündreglers nach den Abb. 2 bis 4 im einzelnen erläutert worden ist, so daß der
Zusatzquerschnitt 82 zugeschaltet wird. Dadurch wird der Zündbetrieb, der bei eingestellten
Mischzündungen schon wieder zum selbsttätigen Übergang in das Gebiet reiner Fremdzündungen neigt, mit Sicherheit im Gebiete
der Mischzündung gehalten, so daß der Zündregler eine doppelte Sicherheit bietet.
Es wird nicht nur dafür gesorgt, daß der Zündbetrieb stets im Gebiete der Mischzündungen
liegt, sondern eine zweite Sicherheit ist dadurch geschaffen, daß, wenn einmal
der Zündbetrieb in das Gebiet der reinen Selbstzündungen übergehen sollte oder von
vornherein fällt, die selbsttätige Zurückführung des Zündbetriebes in das Gebiet der
Mischzündungen bis in das Gebiet der Fremdzündungen hinein veranlaßt wird.
Das Preßöl erhält der Zündregler über Leitung 9 aus von einer die gesamte Öldrucksteuerung
86 in bekannter Weise versorgenden Steuerölpumpe 87. Die Feuergase, welche den Kolbenschieber 6 im Zündregler 5 bewegen,
werden über die in die VerpuffungskammerÖ3 bei 88 einmündende Leitung 12
zugelassen. Der Antrieb des Zündreglers erfolgt über das Kegelräderpaar 17 vom Motor
89 aus, der gleichzeitig den Steuerschieber 90 der Steuerung 86 antreibt. Das abgearbeitete
Regulieröl strömt über Leitung 30 in den Ölvorrat9i zurück, aus dem die Pumpe 87
die erforderliche Preßölmenge über Stutzen 92 ansaugt.
Es ist natürlich nicht erforderlich, daß der Zündregier völlig von den Steuer- oder Regelungsmitteln,
auf die er einwirkt, getrennt ausgebildet ist. Er kann mit ihnen auch eine bauliche Einheit bilden, wie sie in den
Abb. 13 bis 16 dargestellt ist, und zwar entspricht
Abb. 13 einem senkrechten Querschnitt durch die Vorrichtung nach Linie XIII-XIII
der Abb. 15. Abb. 14 entspricht ebenfalls einem senkrechten Ouerschnitt nach Linie
XIV-XIV der Abb. 15, während Abb. 15 selbst einen waagerechten Längsschnitt durch
die Vorrichtung nach Linie XV-XV der Abb. 14 zeigt. Abb. 16 stellt schließlich einen
senkrechten Querschnitt durch die Vorrichtung nach Linie XVI-XVI der Abb. 13 dar.
Die in den Abb. 2 und 10 bis 12 gewählten Bezeichnungen gelten sinngemäß für die entsprechenden
Teile der Abb. 13, bis 16. Der Drehschieber 18 ist nunmehr horizontal gelagert
und läuft bei der beschriebenen Ausführung in zwei während des Betriebes verdrehbaren,
mit Steuerschlitzen 93 (Abb. 14) versehenen Büchsen 94 und 95 um. Durch
eine Verdrehung dieser Büchsen, also der Steuerschlitze 93, können die Steuerzeitpunkte
der steuernden Kanten 31 und 35 verlegt werden. Es ist also möglich, den günstigsten
Zündbetrieb genau einstellen zu können. Die Verdrehung der Büchsen 94 und 95 erfolgt
dabei über Zahnräder 96 und 97 (Abb. 15), welche in je einen an den Büchsen 94 und 95
angeordneten Zahnkranz 98 und 99 eingreifen. Die Zahnräder 96 und 97 sind über die Vierkante
100 und ioi.zu drehen und in der gewünschten
Lage mittels der Schraubenmuttern 102 und 103 feststellbar. Das Preßöl, das
über Leitung 9 infolge einer entsprechenden Stellung des Kolbenschiebers 6 über die Bohrung
15 ankommt und in die mittlere Ringausnehmung 16 des Drehschiebers 18 eintritt,
strömt von der Ringausnehmung 16 aus über Bohrungen 19 in die Mittelbohrung 20; von
hier aus gelangt es über Bohrungen 104 und 105 in die Ausnehmungen 21 und 22 des Drehschiebers
18. Bei geeigneter Stellung des Drehschiebers 18 und der Büchsen 94 und 95
strömt also das Preßöl über die mit den Büchsen verstellbaren Steuerschlitze 93 in die
Nischen 23, 24 (letztere nicht gezeichnet). Über die Leitungen 25, 26 (letztere nicht gezeichnet),
in welche federbelastete Rückschlagventile 106 eingeschaltet sind, tritt das
zugelassene Preßöl unter die Steuerkolben 84 der Zusatzventile 80 und 81. Die Kolben 84
sind jedoch im Gegensatz zur Abb. 11 nicht federbelastet, sondern stehen unter dauerndem
Preßölschließdruck auf die Differenzfläche 107. Das für diesen Zweck benötigte Preßöl
wird von der Pumpe 87 (s. Abb. 11) über Leitung 108 dauernd zugelassen. Die Rückschlagventile
106 setzen dem Preßöl in Richtung zu den Ventilen 80 und 81 nur den üblichen
Durchflußwiderstand entgegen, verhindern jedoch einen selbsttätigen Rückfluß
desselben zum Drehschieber 18 bei der Aus- ' laßstellung desselben.. Um aber den Ventilen
80 und 81 die Rückkehr in die Schlußstellung
zu ermöglichen, ist dem abgearbeiteten Preßöl ein Abfluß in Richtung zum Drehschieber 18
hin durch die Bohrungen 109, durch die während des Betriebes verstellbaren Drosselquerschnitte,
110 und durch die Mittelbohrungen 111 der Rückschlagventile 106 geboten.
Durch Verkleinerung der Drosselquerschnitte über die einstellbare Nadel 112 kann die
Schließgeschwindigkeit der Ventile 80 und auf jeden gewünschten Wert gebracht werden. Ist die Schließbewegung in der verfügbafen
Zeit eines Spieles noch nicht vollendet, so geschieht dies im nächsten oder in
einem der nächsten Spiele, falls die Ventile nicht zwischenzeitlich erneut bewegt worden
sind. Durch eine Mutter 113 kann die Drosselschraube 112 in der gewünschten Lage
festgestellt werden. Der Ablauf des abge-
arbeiteten Preßöles aus dem Drehschieber 18
erfolgt durch Ablaufkanäle 27, Ausnehmungen 29 und Leitungen 30. Das gesamte Gehäuse
114, in welchem die Zusatzventile 80 und 81 mit dem Zündregler 5 untergebracht
sind, sitzt bei dieser Ausführungsform mit dem Anschluß 115 entweder unmittelbar auf
der Ausblaseleitung 77 (vgl. Abb. 10), oder es ist durch eine besondere Leitung mit der
Ausblaseleitung yy verbunden. An die Flansche 116 setzen sich die Zusatzdüsen 82
und 83 an. Die Leckölleitungen sind mit 117 bezeichnet.
In den Abb. 17 bis 19 ist die Ausführung
einer Verpuffungsbrennkraftturbine gezeigt, bei welcher der Zündregler 5 als die Zündart
bestimmende Zustandsgröße die Verdrängungszeit in zeitlicher Abhängigkeit von im
Verhältnis zum Fremdzündzeitpunkt eintretenden Änderungen im Auftreten bestimmter
Verpuffungsdrücke selbsttätig regelt. Abb. 17 entspricht einem senkrechten Längsschnitt
durch die Gesamtanlage, während Abb. 18 einen waagerechten Querschnitt
nach Linie XVIII-Xyill der Abb. 17 darstellt;
Abb. 19 entspricht einem waagerechten Schnitt nach Linie XIX-XIX der Abb. 17.
Der Eröffnungszeitpunkt des Ausblaseventiles 68 wird bei dieser Ausführungsform
festgehalten, der Schlußzeitpunkt aber selbsttätig in Abhängigkeit von auftretenden Änderungen
der Verpuffungen verlegt. Die Verlegung geschieht durch Verdrehung einer Büchse 118, deren Schlitz 119 den Schluß-Zeitpunkt
des Ausblaseventiles 68 bestimmt. Die Verdrehung der Büchse 118 wird über
den Arm 120 von einer Kolbenstange 121 aus
bewirkt, welche den Arm 120 in ihrer Nut 122 mitnimmt (vgl. Abb. 18). Auf der KoI-benstange
121 ist ein Kolben 123 fest und ein Kolben 124 lose verschiebbar angeordnet;
der Kolben 124 nimmt jedoch die Kolbenstange 121 über deren Anschlag 125 mit,
wenn er unter dem Einfluß des über Leitung 26 zugelassenen Preßöles allein arbeitet. Der
Kolben 123 hat den Hub α, während der
Kolben 124 den Hub b, der etwa die Hälfte
von α beträgt, besitzt. Beide Kolben werden durch eine Feder 126 in die gezeichnete obere
Lage gedrückt, falls in den Leitungen 25 und 26 kein Preßöldruck entsteht. Die beiden
Arbeitsräume 127 und 128 sind also, wie bereits
erwähnt, über die Leitungen 26 und 25 an die Austrittsbohrungen 22 und 23 für das
Preßöl im Zündregler 5 (vgl. Abb. 2 bis 4) angeschlossen. Erhält nun der Kolben 124
von der Preßölaustrittsstelle 24 des Zündregler S aus einen Kraftimpuls in Form über
die Leitung 26 zugelassenen Preßöles, so verdreht er die Büchse 118 um den Winkel /?;
die Verdrängungszeit wird also, da der Schlußzeitpunkt des Ausblaseventiles 68 um
den Winkel β nachverlegt wird, um den Winkel ß, im Bogenmaß gemessen, vergrößert.
Erhält auch der Kolben 123 noch einen Kraftimpuls durch über Leitung 25 zugelassenes
Preßöl von der Auslaßbohrung 23 des Zündreglers aus, dann vergrößert sich der Verdrehungswinkel
der Büchse 118 noch um den •Winkel <x-ß, so daß die Verdrängungszeit
um den gleichen Betrag, im Bogenmaß gemessen, nochmals vergrößert wird. Bei allen
Verpuffungen also, die vor dem Grenzdiagramm 2 liegen, wird die Verdrängungszeit
um ein dem Winkel α, bei allen \rerpuffungen,
die in der günstigsten Zone zwischen den Grenzdiagrammen 2 und 3 verlaufen, nur um ein dem Winkel β entsprechendes Bogenmaß
vergrößert. Bei allen Verpuffungen, die nach dem Grenzdiagramm 3 liegen, erfolgt
dagegen keine Vergrößerung der Verdrängungszeit.
Während die bisher beschriebenen Ausführungsformen Vorrichtungen zeigen, bei denen
in die Betriebseinrichtungen der Verpuffungsbrennkraftturbinenanlage
unmittelbar eingegriffen wird, wobei der Eingriff entweder in normale Steuerungsmittel, wie beispielsweise
das Ausblaseventil 68, oder in eigens zum Zwecke der Regelung des Zündbetriebes vorgesehene
Steuermittel erfolgt, die somit, wie beispielsweise die Zusatzdüsenventile 80 und
81, als Zündbetriebsregelungsmittel anzusprechen
sind, erfolgt bei den nunmehr zu beschreibenden Ausführungsformen der Eingriff
in Steuerungs- oder richtiger Regelungsmittel, die nur zum Zwecke einer Beeinflussung
von Betriebsmittelzuständen vorgesehen sind. In Betracht kommt zunächst eine Änderung
der Temperatur der Nachladeluft, die beispielsweise mit der in Abb. 20 veranschaulichten
Einrichtung erzielt werden soll. In dieser Abbildung, die einem senkrechten Längsschnitt
durch die gesamte Anlage entspricht, sind außer den bereits beschriebenen und bezeichneten
Maschinenteilen der Spülluftverdichter mit 129, der Nachladeluftverdichter
mit 130 und die Antriebsdampfturbine mit 131 bezeichnet; diese Antriebsdampfturbine
wird in üblicher Weise mit dem mittels der Abwärme erzeugten Dampf betrieben. In die
Leitung 132, welche die Nachladeluft zum Nachladeventil 65 hin führt, ist ein Vorwärmer
133 mit der Heizschlange 134 eingeschaltet. In einer Nebenleitung 135, die mittels
des Hosenrohres 136 an ,den Nachladeluftverdichter 130 angeschlossen ist, liegt der
Ventilkasten 137 mit den beiden Regelungsventilen 138 und 139. Sind die Regelungsventile 138 und 139 geschlossen, so strömt
die vom Nachladeluftverdichter gelieferte Nachladeluft bei Öffnung des Nachladeven-
tiles 65 über die Leitung 136, Vorwärmer 133
und Leitung 132 in die Verpuffungskammer
63. Im Vorwärmer 133 wird die Nachladeluft dabei auf eine bestimmte Temperatur
vorgewärmt. Sobald sich aber unter dem Einfluß des Zündreglers 5 das Regelungsventil 139 oder beide Regelungsventile 138
und 139 öffnen, wird ein kalter Parallelluftstrom dem über Leitung 132 in die Verpuffungskammer
einströmenden Hauptluftstrom mittels der Leitung 135 beigemischt, so daß
die Temperatur der Nachladeluft etwas oder erheblich herabgesetzt wird. Entsprechend
den Änderungen der in der Verpuffungskammer 63 stattfindenden Verpuffungen wird dabei
entweder Regelungsventil 139 allein betätigt oder beide Regelungsventile zusammen
oder beide Regelungsventile überhaupt nicht; demgemäß ändert sich die Temperatur der
Nachladeluft erheblich, verhältnismäßig wenig oder überhaupt nicht, so daß demgemäß der
Zündbetrieb aus dem Gebiete der reinen Selbstzündungen in das Gebiet der Mischzündungen
verlegt oder im Mischzündgebiet *5 erhalten wird. Die Regelungsventile 138
und 139 können natürlich ebensogut die Temperatur des die Heizschlange 134 durchströmenden
Heizmittels beeinflussen oder in sonst irgendeiner mittelbaren oder unmittelbaren
Weise die Temperatur der Nachladeluft verändern.
Abb. 21 zeigt eine Ausführungsform, bei der nicht die Temperatur der Nachladeluft,
sondern der Feuchtigkeitsgehalt der Spülluft geändert wird. Zu diesem Zwecke ist in die
zum Spülluftventil führende Leitung 140 ein Feuchtigkeitsregler eingeschaltet. Er besteht
aus einem Mischraum 141, zwei· Spritzdüsen
142 und 143, einer Preßwasserzuleitung 144
und einer Öldrucksteuerung 145 und 146 für die beiden Spritzdüsen an sich bekannter
Ausbildung. Entsprechend dem Charakter der in der Verpuffungskammer 63 gebildeten
Verpuffungen öffnet der Zündregler 5 entweder überhaupt keine Spritzdüse oder tnur
die Spritzdüse 143 allein oder beide Spritzdüsen 142 und 143. Es wird also entweder
keine oder nur eine kleine oder aber auch eine erhebliche Menge Preßwasser in fein verteiltem
Zustand in den Spülluftstrom eingespritzt und damit der Feuchtigkeitsgehalt der durch Leitung 140 zuströmenden Spülluft geändert.
Es ist bekannt, daß dabei ein großer Feuchtigkeitsgehalt der Spülluft den Zündbetrieb
aus dem Gebiete der reinen Selbstzündungen in das Gebiet der Misch- oder sogar reinen Fremdzündungen zu verschieben vermag;
ein geringer Feuchtigkeitsgehalt vermag dagegen der selbsttätigen Neigung «der
Verpuffungskammer zur Durchführung reiner Selbstzündungen entgegenzuwirken, so daß
das Gebiet der reinen Mischzündungen eingestellt wird und erhalten bleibt. "
In der Abb. 22 ist dagegen veranschaulicht worden, wie der Zündregler 5 die Temperatur
des Kühlmittels der Verpuffungskammer 63 beeinflußt. Es bedeutet 147 eine Kühlmittelumwälzpumpe,
welche vom Motor 89 aus angetrieben wird. Der Rückkühler des Kühlmittels
ist mit 148 bezeichnet, während die Kühlschlange selbst die Bezeichnung 149
bzw. 150 trägt. Dem Kühlraum 151 der Verpuffungskammer
wird das Kühlmittel über die Druckleitung 152 zugeführt, während das
aufgeheizte Kühlmittel bei 153 aus den Kühlräumen abgesaugt und in die Kühlschlange
149 eingeleitet wird. In die Saugleitung 154
der Pumpe 147 ist wiederum ein Ventilkasten
155 mit den beiden Regelungsventilen 156
und 157 eingeschaltet. Dem Kühler 148 wird
das Rückkühlmittel bei 158 zugeführt, während es aufgeheizt bei 159 abgezogen wird.
Das Kühlmittel fließt also von der Umwälz-pumpe 147 durch die Druckleitung 152 dem
Kühlraum 151 zu, verläßt ihn an der heißesten 8g
Stelle und tritt in die Kühlschlange 149 ein. Aus dieser wird es als Kühlmittelhauptstrom
über den Stutzen 160 abgesaugt, so daß es der Pumpe 147 über die Saugleitung 154 zufließt.
Im Kühlschlangenteil 150 wird aber das Kühlmittel noch tiefer abgekühlt, und
zwar kann es in diesem Zustand bei geöffneten Regelungsventilen 156 und 157 über
den Stutzen 161 abgesaugt und über den Ventilkasten 155 und die Regelungsventile
156 und 157 bei 162 wieder dem Hauptstrom
zugeführt werden. Die Pumpe 147 saugt also in diesem Falle auch durch den Ventilkasten
155 an. Die Regelungsventile 156 und 157
sind vom Zündregler 5 über die Leitungen 26 und 25 abhängig, so daß je nach dem Verlauf
der Verpuffungen in der Verpuffungskammer 63 keine Regelungsventile, nur das Regelungsventil 156 oder beide Regelungsventile 156
und 157 eröffnet sind. Es wird daher dem in üblicher Weise gekühlten Kühlmittel keine,
eine geringe oder eine erhebliche Menge an kaltem Kühlmittel zugemischt und damit die
Kühlmitteltemperatur überhaupt nicht, wenig oder erheblich herabgesetzt. Die Kühlmittelmenge
selbst wird also nicht verändert. Starke Herabsetzungen der Kühlmitteltemperatur
bewirken eine Verschiebung des Zündgebietes aus dem Gebiete der reinen Selbstzündungen
in das Gebiet der Mischzündungen hin; bei geringen Senkungen der Kühlmitteltemperatur
wird der Neigung zum selbsttätigen Übergang aus dem Mischzündgebiet in das Gebiet
der reinen Selbstzündungen entgegengewirkt.
Die Abb. 23 schließlich zeigt eine Ausführungsform, bei der der Zündregler 5 die
iCühlmittelmenge verändert. Die mit dem
Ausführungsbeispiel nach Abb. 22 überein- | stimmenden Teile sind in gleicher Weise be- I
zeichnet worden. Die Umwälzpumpe 147 ! wird jedoch bei diesem Ausführungsbeispiel j
durch einen besonderen Motor 163 angetrieben. In den Stromkreis 164 dieses Motors
ist der Widerstand 165 eingeschaltet, der durch den drehbaren Schalthebel 166 bedient
wird. Dieser Schalthebel 166 wird über den Arm 120 von einer Einrichtung aus bedient,
die genau so ausgebildet ist, wie die Einrichtung, die bei dem Ausführungsbeispiel
nach den Abb. 17 bis 19 den Arm 120 der
Büchse 18 betätigt. Die Wirkungsweise
1S dieser Einrichtung ist daher auch dieselbe,
so daß sich weitere Erläuterungen an dieser Stelle erübrigen. Je nach den in der Verpuffungskammer
63 stattfindenden Verpuffungen wird mit Hilfe des Schalthebels 166 der Widerstand entweder gar nicht oder
teilweise (etwa zur Hälfte) oder vollständig ausgeschaltet. Dadurch ändert sich die Spannung
für den Antriebsmotor 163 der Umwälzpumpe 147 entweder nicht, oder sie steigt
um einen geringen Betrag, oder sie erhöht sich erheblich. Die Drehzahl des Motors 163
bleibt also entweder erhalten, oder sie steigt um einen geringen Betrag oder um einen
großen Betrag. Im gleichen Sinne ändert sich die umgewälzte Kühlmittelmenge. Bei starker
Erhöhung der umgewälzten Kühlmittelmenge verschiebt sich das Zündgebiet aus dem Gebiet
der reinen Selbstzündungen selbsttätig in das Gebiet der Mischzündungen; bei geringerer
Erhöhung der Umwälzmenge wird der stets vorhandenen Neigung zur selbsttätigen Verschiebung des Zündgebietes aus dem Gebiete
der Mischzündungen zum Gebiete der reinen Selbstzündungen hin entgegengewirkt.
Es liegt im Sinne vorliegender Erfindung, daß von ein und demselben Zündregler aus
mehrere unter sich verschiedenartige Regeloder Steuermittel bewegt werden können.
- Dabei hat man es durch Einrichtungen, wie beispielsweise durch die in Abb. 15 dargestellten
Bauteile 97, ι ο ι, 103, in der Hand,
die Wirkungen der verschiedenen Regelungsmittel in bestimmter Weise gegeneinander
abzustimmen. Der Erfindtmgsgedanke wird natürlich nicht verlassen, wenn Zündregler
und von ihm beeinflußte Steuer- oder Regelungsmittel in gegen die beschriebenen Ausführungsformen
abweichender Weise ausgebildet sind.
Claims (23)
- Patentansprüche:ι . Verfahren zur Aufrechterhaltung des Zündzustandes von Verpuffungskammern, insbesondere für Brennkraftturbinen, in denen Zündungen unter dem Einfluß gesteuerter Fremdzünder, in der Kammer eingeschlossener heißer Gase oder unter dem Einfluß beider bewirkt werden, gekennzeichnet durch selbsttätige Regelung die Zündart bestimmender Zustandsgrößen, vorzugsweise des Temperaturzustandes der Verpuffungskammer, in Abhängigkeit von Änderungen in den Betriebsvorgängen, z. B. Änderungen im Ablauf der Verpuffungen, die durch Abweichungen vom Zündzustand hervorgerufen werden.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch selbsttätige Regelung die Zündart bestimmender Zustandsgrößen in zeitlicher Abhängigkeit von im Verhältnis zum Fremdzündzeitpunkt eintretenden Änderungen des Zeitpunktes des Auftretens bestimmter Verpuffungsdrücke.
- 3. Verfahren nach einem der An-Sprüche 1 und 2, gekennzeichnet durch •selbsttätige Regelung die Zündart bestimmender Zustandsgrößen in räumlicher Abhängigkeit von Wanderungen der Zündfläche zwischen Gemisch und in der Kammer eingeschlossenen heißen Gasen.
- 4. Verfahren nach einem der Ansprüche ι bis 3, gekennzeichnet durch selbsttätige Regelung die Zündart bestimmender Zustandsgrößen in thermischer Abhängigkeit von Änderungen der an bestimmten Kammerteilen auftretenden Verpuffungstemperaturen.
- 5. Verfahren nach einem der Ansprüche ι bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit von Änderungen der Verpuffungen selbsttätig Regelungskräfte zur Wirkung gebracht werden, welche die Zündart bestimmende Zustandsgrößen unter Aufrechterhaltung des Zündzustandes beeinflussen.
- 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelungskräfte auf Steuerungsmittel unter Ein- oder Ausschaltung derselben zur Wirkung gebracht werden, so daß diese in oder außer Tätigkeit treten und hierdurch die Zündart bestimmende Zustandsgrößen unter Aufrechterhaltung des Zündzustandes ändern. no
- 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelungskräfte auf rhythmisch bewegte Steuerungsmittel der Verpuffungskammer zur Wirkung gebracht werden.
- 8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelungskräfte auf besondere 'Regelungsmittel der Verpuffungskammer zur Wirkung gebracht werden, die bei ihrem In- oder Außertätigkeittreten lediglich die Zündart bestimmende Zustandsgrößen ändern.
- 9· Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelungskräfte auf Steuerungsmittel der Verpuffungskammer zur Wirkung gebracht werden, die zur Durchführung des Betriebsverfahrens derselben dienen, aber durch ihr In- oder Außertätigkeittreten die Zündart bestimmende Zustandsgrößen ändern.
- ι o. Verfahren nach Anspruch 6, dato durch gekennzeichnet, daß die Regelungskräfte auf die Betriebsmittelzustände beeinflussende Regelungsmittel unter Ein- oder Ausschaltung derselben zur Wirkung gebracht werden, so daß diese in oder außer Tätigkeit treten und hierdurch die Zündart bestimmende Zustandsgrößen unter Aufrechterhaltung des Zündzustandes ändern.
- 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der wirksame Zustand der Steuerungsmittel, die durch ihr In- oder Außertätigkeittreten die Zündart bestimmen, künstlich über den Zeitpunkt hinaus erhalten wird, in dem die Regelungskräfte ausgelöst werden.
- 12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durch ihr In- oder Außertätigkeittreten die Zündart bestimmenden Steuerungsmittel über ein dem Arbeitstakt der Verpuffungskammer entsprechend gesteuertes, die Steuerphasen verschiebendes Regelungsmittel beeinflußt werden, das beispielsweise zeitweilig den Rückfluß des gespannten Mittels sperrt, mittels dessen die Regelüngskräfte auf das zu beeinflussende Steuerungsmittel zur Wirkung gebracht werden.
- 13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die durch ihr In- oder Außertätigkeittreten die Zündart bestimmenden Steuerungsmittel über ein vom Arbeitstakt der Verpuffungskammer unabhängiges Regelungsmittel beeinflußt werden, das eine Zeitverzögerung in der Rückführung der durch die Regelungskräfte herbeigeführten Steuerbewegungen bewirkt, indem es beispielsweise den Rückfluß des gespannten, die Steuerungsteile beeinflussenden Mittels drosselt.
- 14. Verfahren nach einem der Ansprüche ι bis 13 zur Aufrechterhaltung eines Zündzustandes mit Einwirkung gesteuerter Fremdzünder auf Gemische, welche die Selbstzündungsgrenze erreicht oder gerade überschritten haben, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelungskräfte, welche die das Eintreten von Mischzündungen bestimmenden Zustandsgrößen unter Aufrechterhaltung des Mischzündbetriebes beeinflussen, in Abhängigkeit von Änderungen durch reine Selbstzündungen und durch Mischzündungen eingeleiteter Verpuffungen selbsttätig zur Wirkung gebracht werden.
- 15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelungskräfte, die in Abhängigkeit von durch reine Selbstzündungen eingeleiteten Verpuffungen selbsttätig ausgeübt werden, die das Eintreten der Mischzündungen bestimmenden Zustandsgrößen anders, vorzugsweise stärker beeinflussen 'als die Regelungskräfte, die in Abhängigkeit von durch Mischzündungen eingeleiteten Verpuffungen selbsttätig ausgeübt werden.
- 16. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit von durch reine Fremdzündungen eingeleiteten Verpuffungen Regelungskräfte nicht zur Wirkung gebracht, erzeugt oder ausgelöst werden.
- 17. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelungskräfte verschiedener Beeinflussung auf verschiedene Steuerungsmittel, beispielsweise auf normale Steuerungsmittel, wie das Ausblaseventil, und auf nur zum Zwecke' der Regelung des Zündbetriebes vorgesehene Zündbetriebsregelmittel, wie Zusatzdüsenventile, zur Wirkung gebracht werden.
- 18. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelungskräfte verschiedener Beeinflussung auf gleichartig ausgebildete Steuerungsmittel, etwa mehrere Zusatzdüsenventile, zur Wirkung gebracht werden, wobei je nach dem Grade der Beeinflussung die Zahl der bewegten Steuerungsmittel, also etwa der Zusatzdüsenventile, wechselt.
- 19. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelungskräfte verschiedenartiger Beeinflussung auf ein Steuerungsmittel, beispielsweise auf das Ausblaseventil der Verpuffungskammer, mit verschiedenartiger Einwirkung auf die Zündart bestimmende Zustandsgrößen, im Beispielsfalle die Verdrängungszeit, zur Wirkung gebracht werden.
- 20. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 2, S bis 10 und 14 bis 19, gekennzeichnet durch Vereinigung einer auf bestimmte Verpuffungsdrücke ansprechenden, beispielsweise als Steuerschieber (6, 41) ausgebildeten Einschalteinriclitung mit einer unter dem Einfluß der Steuerwelle bewegten Kontrolleinrichtung, die entsprechend dem zeitlichen Verhältnis des Auftretens des bestimmten Verpuffungsdruckes zumFremdzündzeitpunkt Regelungskräfte zur Wirkung bringt oder ihre Wirkung aufhebt und beispielsweise als von der Steuerwelle aus in Umlauf versetzter Drehschieber (i8, 49) ausgebildet ist.
- 21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß von der Kontrolleinrichtung mit Vergrößerung des zeitlichen Abstandes zwischen Auftreten des bestimmten Verpuffungsdruckes und dem Fremdzündzeitpunkt Regelungskräfte größeren oder geringeren Einflusses auf die Zündart bestimmende Zustandsgrößen zur Wirkung gebracht werden, etwa durch Anordnung mehrerer Leitungen (25, 26), die je nach der Stellung eines Dreh- oder Steuerschiebers (18, 41) im Zeitpunkt der Verpuffung teilweise oder sämtlich mit dem gespannten Mittel aufgefüllt oder von ihm entlastet werden, das zur Übertragung der Regelungskräfte auf die mit den Leitungen für das gespannte Mittel verbundenen Steuerungsmittel dient.
- 22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche2o oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschalteinrichtung die Regelungskräfte, etwa in Form zu den Steuerungsmitteln zugelassenen Preßöles, auslöst, wenn der bestimmte Verpuffungsdruck auftritt, während erst die Kontrolleinrichtung das Preßöl auf die Steuerungsmittel zur Wirkung oder nicht zur Wirkung bringt, indem beispielsweise ein Drehschieber (18) im Weg der Preßölleitung (15) angeordnet ist, die von der Einschalteinrichtung ausgeht und sich zu den Leitungen (25, 26) verzweigt, die zu den zu beeinflussenden Steuerungsmitteln führen.
- 23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontrolleinrichtung, etwa durch Einschalten des Arbeitsraumes (62) der Einschalteinrichtung in den Weg des von ihr je nach ihren Stellungen unter Sperrung oder Eröffnung des Abflusses (51, 59, 60, 61) zur Auffüllung des Arbeitsraumes entlassenen Preßöles, die bei Auftreten eines bestimmten Verpuffungsdruckes eingeleiteten Bewegungen der Einschalteinrichtung nach verschiedenen Lagen begrenzt oder sie gänzlich verhindert, wobei je nach den Lagen der Einschalteinrichtung durch letztere Regelungskräfte ausgelöst und auf die den Zündzustand bestimmenden Steuerungsmittel zur Wirkung gebracht werden.Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEH136489D DE614561C (de) | 1933-06-09 | 1933-06-09 | Verfahren zur Aufrechterhaltung des Zuendzustandes von Verpuffungskammern, insbesondere fuer Brennkraftturbinen |
FR774348D FR774348A (fr) | 1933-06-09 | 1934-06-08 | Procédé pour la stabilisation du fonctionnement de l'allumage dans les chambres d'explosion, en particulier pour turbines à combustion |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEH136489D DE614561C (de) | 1933-06-09 | 1933-06-09 | Verfahren zur Aufrechterhaltung des Zuendzustandes von Verpuffungskammern, insbesondere fuer Brennkraftturbinen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE614561C true DE614561C (de) | 1935-06-20 |
Family
ID=7177520
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEH136489D Expired DE614561C (de) | 1933-06-09 | 1933-06-09 | Verfahren zur Aufrechterhaltung des Zuendzustandes von Verpuffungskammern, insbesondere fuer Brennkraftturbinen |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE614561C (de) |
FR (1) | FR774348A (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE743711C (de) * | 1941-05-29 | 1943-12-31 | Holzwarth Gasturbinen G M B H | Verpuffungskammer, vorzugsweise fuer Verpuffungsbrennkraftturbinen |
DE942235C (de) * | 1951-12-24 | 1956-04-26 | Schilling Estate Company | Verfahren und Vorrichtung zum Betriebe Feuergase durch Verpuffungen herstellender Treibgaserzeuger |
-
1933
- 1933-06-09 DE DEH136489D patent/DE614561C/de not_active Expired
-
1934
- 1934-06-08 FR FR774348D patent/FR774348A/fr not_active Expired
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE743711C (de) * | 1941-05-29 | 1943-12-31 | Holzwarth Gasturbinen G M B H | Verpuffungskammer, vorzugsweise fuer Verpuffungsbrennkraftturbinen |
DE942235C (de) * | 1951-12-24 | 1956-04-26 | Schilling Estate Company | Verfahren und Vorrichtung zum Betriebe Feuergase durch Verpuffungen herstellender Treibgaserzeuger |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR774348A (fr) | 1934-12-05 |
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