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Brennkraftturbine mit Treibgaserzeugung in um das Turbinenrad angeordneten
Zylindern Es sind bereits Kolbenverbrennungsmaschinen bekannt, die lediglich die
Treibgase für eine Turbine herstellen, ohne selbst äußere Arbeit zu leisten. Auch
wurde schon vorgeschlagen, die Zylinder derartiger Treibgaserzeuger sternförmig
um das Laufrad anzuordnen, ferner die Steuerung der Zylinder durch einen Drehschieber
vorzunehmen.
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Nach der vorliegenden Erfindung soll nun bei einer Brennkraftturbine
mit um das Laufrad angeordneten Zylindern zur Treibgas= erzeugung der Antrieb der
Kolben in den Zylindern durch außen um den Zylinderkranz umlaufende, auf die Kolben
unmittelbar einwirkende Nockenräder erfolgen, die in Speichen gelagert sind; welche
auf einem zwischen Zylinderkranz und Laufrad umlaufenden Steuerschieber befestigt
sind, wobei der Antrieb des Steuerschiebers und damit der Kolben von der Turbine
selbst oder von einer fremden Kraftquelle :erfolgt. Der Antrieb der Nockenräder
soll durch Zahnräder erfolgen, die auf den Nockenradwellen 'sitzen und mit einem
feststehenden Zahnrad in Eingriff stehen. Durch den Antrieb der Kolben. nach der
Erfindung ist es möglich, während einer Schaufelradumdrehung mehrere Zündungen erfolgen
zu lassen und die Zündungszahl je Umdrehung des Schaufelrades je nach Anzahl der
aufgesetzten Nockenräder und der Drehzahl des die Nockenräder vermittels der Speichen
tragenden Steuerschiebers bis mindestens zur Anzahl der vorhandenen Zylinder auszudehnen.
Es können so beispielsweise bei einer Maschine mit zwölf Zylindern ebensoviel Zündungen
auf eine Schaufelradumdrehung bewirkt werden. Es läßt sich somit eine
je nach Zylinderzahl ,entsprechend vergrößerte Leistung auf eine Maschineneinheit
vereinigen, was gleichbedeutend mit einer erheblichen. Verringerung des Baugewichtes
gegenüber bekannten Maschinen bei gleicher Leistung ist.
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Nach der Erfindung soll weiterhin eine Läufertrommel mit Schaufelkanälen
benutzt werden,. um welche mehrere Zylinderkränze angeordnet sind, wodurch ebenfalls
das Gewicht der Maschine verringert werden kann.
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Die Treibgaserzeugung in den Zylindern und damit die Leistung der
Turbine kann bei vom Laufrad unabhängigem Antriebe der Kolben -einfach geregelt
werden.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es zeigen Fig. i die Brennkraftturbine von der Seite gesehen, Fig. 2 den Läufer
in Draufsicht, Fig.3 die Brennkraftturbine im Längsschnitt, Fig. q. -einen Ausschnitt
aus dem Zylinderkranz in größerem Maßstabe.
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Es sind i kranzförmig angeordnete feststehende Zylinder bekannter
Bauart, in denen Kolben 2 laufen, die durch Bolzen 3 besonders geführt sind. Die
Kolben werden durch die in den Speichen 9 gelagerten Nockenräder io einwärts und
dann durch die Federn q. nach außen zurückgedrückt. Mit 5 sind die - Einlaßschlitze
bezeichnet.
Die Zylinderaustrittskanäle 6 werden durch Sfieuerschiebier 7 gesteuert, der in
bestimmten Abständen Düsenkanäle 8 besitzt und die Speichen 9 trägt, in denen die
Dneinockenstenerräder io gelagert sind. Die Nockenräder sitzen auf Wellen.ii, die
Zahnräder 12 tragen. Der Antrieb des Steuerschiebers 7 erfolgt durch Zahnkranz 13,
der durch einen Elektromotor 1 ¢ bewegt wird, der Strom über :einen Regler 15 von
einer mit der Achse des Läufers gekuppelten Dynamomaschine 16 verhält. Der elektrische
Antrieb kann auch durch -einen mechanischen Antrieb von der Turbinenwelle aus ersetzt
werden. Die Bewegung des Steuerschiebers 7 und damit der Speichen 9 wird durch das
feststehende Zahnrad 17 zwangsläufig auf die Zahnräder 12 übertragen,, wodurch die
Nokkenräder io angetrieben werden. Innerhalb des Steuerschiebers 7 ist das Turbinenrad
i9 angeordnet, das Schaufelkanäle 18. besitzt. Das Turbinenrad i g ist innen hohl
und durch Speichen 2o mit der in den Kugellagern 2z laufenden Achse2i verbunden.
Die Speichen 20 sind flach gearbeitet und schräg zur Achse 21 gestellt, so daß bei
der Drehung des Läufers von der einen offenen Seite des Läufers Luft zur Kühlung
eingesaugt und auf der anderen, Seite wieder herausgepreßt wird. Die Verbrennungsgase
verlassen die Schaufelkanäle 18 bei 23 und treten in die mit Asbest ausgekleidete
Auspuffleitung 2q. ein. Die Zylinder i können durch Luft- oder Wasserkühlung 2 5
gekühlt werden. In. einem oder mehreren Zylindern i eines Zylinderkranzes sind Zündkerzen
26 eingebaut, die aber nur für den Anlauf der Turbine gebraucht werden. Es ist ohne
weiteres möglich, mehrere Zylindersterne nebeneinander auf eine Turbinentrommel
wirken zulassen sowie als Betriebsstoff nach genügender Anlaufzeit auch Schweröle
zu verwenden.
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Betrieb -und Wirkungsweise der Turbine gestaltet sich wie folgt: Die
Zahnräder io werden über Zahnräder 13 und 17 durch Motor 1q. angetrieben.
Die Zahnräder io drehen sich dabei um Achse i i; gleichzeitig beschreiben. sämtliche
Achsen i i eine kreisförmige Bahn um die Zylinder i. Unter dem Einfluß der Nockenräder
i a und der Federn q- erhalten die Kolben eine hin und her gehende Bewegung. Beim
Auswärtsgang eines Kolbens erfolgt das Ansaugen der Ladung und beim Einwärtsgang
die Verdichtung.
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Ist in !einem Zylinder der größte Verdichtungsdruck erreicht, stellt
Steuerschieber 7 die Verbindung zwischen Zylinder und Läufer her; gleichzeitig erfolgt
die Zündung und damit die Verbrennung des Treibmittels. Die aus dem Zylinder ausströmenden
Verbrennungsgase treiben das Laufrad i g an. Zweckmäßig läßt man die Verbrennungen
in den einzelnen Zylindern schnell aufeinanderfolgen. Im Betriebe werden die aus
einem Zylinder ausströmenden Verbrennungsgase in der Drehrichtung des Läufers weitergeleitet
bis zum nächsten Zylinder,, in dem die Verdichtung gerade beendet ist; nach Herstellen
der Verbindung zwischen Zylinder und Läufer entzünden die Gase die Ladung in diesem
Zylinder, so daß eine besondere Zündeinrichtung fortfallen kann. Nach Ausströmen
der Verbrennungsgase schließt der umlaufende Steuerschieber 7 den Zylinderaustrittskanal
6; die Nocke des Steuerrades i o wandert vom Kolben 2 ab; dieser hebt sich und saugt
eine neue Ladung an. Die Verbrennungsgase werden an beiden Seiten des Turbinenrades
i g bei 23 in den Auspuff 24 ,ausgestoßen. Sobald die Turbine angelaufen ist, liefert
die mit der Achse z 1 gekuppelte Dynamomaschine 16 den Strom für den Antriebsmotor
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