DE650783C - Arbeitsverfahren fuer Kreiselradmaschinen mit Hilfsfluessigkeit - Google Patents

Arbeitsverfahren fuer Kreiselradmaschinen mit Hilfsfluessigkeit

Info

Publication number
DE650783C
DE650783C DEN35062D DEN0035062D DE650783C DE 650783 C DE650783 C DE 650783C DE N35062 D DEN35062 D DE N35062D DE N0035062 D DEN0035062 D DE N0035062D DE 650783 C DE650783 C DE 650783C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
gas
cell
cells
guide channels
turbine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DEN35062D
Other languages
English (en)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
HANS NOVAK DIPL ING
Original Assignee
HANS NOVAK DIPL ING
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by HANS NOVAK DIPL ING filed Critical HANS NOVAK DIPL ING
Application granted granted Critical
Publication of DE650783C publication Critical patent/DE650783C/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C1/00Gas-turbine plants characterised by the use of hot gases or unheated pressurised gases, as the working fluid

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Description

  • Arbeitsverfahren für Kreiselradmaschinen mit Hilfsflüssigkeit Für Gasturbinen und .für Verdichter, die mit Hilfsflüssigkeit arbeiten, ist ein Arbeitsverfahren bekanntgeworden, bei dem zwei zu Beginn eines Arbeitshubes in Verbindung kommende Arbeitszellen während des ganzen Hubes in Verbindung bleiben, so daß der höchste Entspannungsdruck auf den niedrigsten Verdichtungsdruck und der niedrigste Entspannungsdruck auf den höchsten Verdichtungsdruck wirkt und daß die Verbindung der Arbeitszellen durch zu Düsen ausgebildete Leitkanäle erfolgt, die entsprechend den verschiedenen Gasdruckunterschieden verschiedene Beaufschlagungswinkel haben.
  • Das Hubdruckschaubild dieser bekannten Arbeitsweise ist in der Abb. I dargestellt. In der einen Zelle (Nullpunkt o) wird das Gas von T, auf ho oder von P2 auf p3 entspannt, während in einer zweiten Zelle (Nullpunkt d), die mit der ersten durch eine Reihe von Leitkanälen in Verbindung kommt, die Verdichtung von vo auf v1 oder von p. auf p2 erfolgt. Wie aus dem Schaubild zu ersehen ist, ändert sich der zum Antrieb der Hilfsflüssigkeit dienende Druckunterschied (p, - pk) stark bis zum Wert (P, - P,). Die große Schwankung der treibenden Kraft muß die Masse der Hilfsflüssigkeit ausgleichen. Es sind daher große Flüssigkeitsmassen und damit teuere Turbinen erforderlich, um die Geschwindigkeit der Hilfsflüssigkeit und die Beaufschlagungswinkel der Leitkanäle in den Grenzen der Ausführbarkeit halten und eine genügend hohe Verdichtung erreichen zu können. Ein weiterer Nachteil dieses Arbeitsverfahrens besteht darin, daß sich in den während eines Arbeitshubes in Verbindung stehenden Zellen auch die Fliehkräfte der Hilfsflüssigkeit entgegengesetzt ändern, da der Inhalt der arbeitenden Zelle abnimmt, während gleichzeitig der Inhalt der aufnehmenden Zelle zunimmt.
  • Die gleichen Betrachtungen an einem nach vorstehendem Verfahren arbeitenden Verdichter, bei dem die Leitkanäle zu Diffusoren ausgebildet werden, ergeben die gleichen Nachteile.
  • Es sind auch Verbrennungskraftmaschinen, Dampfmaschinen und Verdichter bekannt, bei denen Verdichtung und Entspannung in feststehenden Zellen erfolgen und bei denen die Gasarbeit ebenfalls auf eine Hilfsflüssigkeit übertragen wird. Auch hier sind zwei Zellen während eines ganzen Hubes in Verbindung, so daß auch hier die vorhin aufgeführten Nachteile auftreten.
  • In beiden Fällen, sowohl bei Maschinen mit umlaufenden Gaszellen als auch bei Maschinen mit feststehenden Gaszellen, bedeutet die erforderliche tropfbare Hilfsflüssigkeit zumeist einen unerwünschten Ballast.
  • Die Erfindung betrifft ein Arbeitsverfahren für Gasmaschinen und Verdichter mit Hilfsflüssigkeit, mit denen obige Nachteile beseitigt werden und das außerdem an Maschinen, die bisher ohne Hilfsflüssigkeit arbeitend bekannt waren, Vorteile bringen sollen.
  • Die Erfindung besteht darin, daß jede Zelle. während eines Doppelhubes des Flüssigkeits kolbens über Leitkanäle nach und nach derart mit jeder Zelle des gleichen oder eines zweiten Rades in Verbindung kommt, daß der höchste Entspannungsdruck mittels der Hilfsflüssigkeit auf den höchsten Verdichtungsdruck und der niedrigste Entspannungsdruck auf den niedrigsten Verdichtungsdrugk wirkt. Hierbei kann auch ein Gas als Hilfsflüssigkeit verwendet werden.
  • Die Abb. IIb stellt das Hubdruckschaubild dieses neuen Arbeitsverfahrens z. B. an einer Gaskraftmaschine dar. In einer Zelle entspannt sich das Gas von v1 auf va oder von p2 äuf pg, während die nach und nach dieser Zelle entgegengeschalteten Zellen Drücke von p, -p, aufweisen. Der Druckunterschied schwankt also nur noch zwischen p2 p1 und PS---Po-Das Schaubild Abb. IIb stellt den Fall dar, daß unendlich viel Zellen in unendlich kleinen Zeitabschnitten einander entgegengeschaltet werden. Bei einer tatsächlichen Ausführung mit endlicher Zellenzahl wird das Schaubild, wie Abb. II c zeigt, sich aus einer Reihe von Teilschaubildern zusammensetzen.
  • Die Verwirklichung dieser Arbeitsweise ist erfindungsgemäß an einer Reihe und an zwei Reihen von im Kreise angeordneten Zellen in verschiedener Weise möglich. Bei einer Reihe von Zellen werden die Verbindungskanäle derart übereinander angeordnet, daß Zellen, die ungefähr symmetrisch zu einem Durchmesser liegen, in Verbindung stehen. Bei zwei Reihen von Zellen dagegen gehen die Arbeitsvorgänge in den beiden Zellenreihen in verschiedenen Drehrichtungen vor sich, so daß- die Verbindungskanäle nebeneinander im Kreise angeordnet werden können.
  • Die Abb.Ha zeigt die erste Ausführung an einer Verpuffungsmaschine mit umlaufenden Zellen und mit tropfbarer Hilfsflüssigkeit. Das Zellenrad i dreht sich in einem Gehäuse mit feststehenden, zu Düsen ausgebildeten Leitkanälen 2. Die Veränderungen in einer Zelle gehen nach bekannter Weise vor sich. Durch den Schlitz A erfolgt der Auspuff, während durch den kurz darauffolgenden Schlitz L gespült und frisch geladen wird. Auf dem Wege von L bis Z nehmen die Zellen Hilfsflüssigkeit auf, so daß das Gemisch verdichtet wird, bis es an der Stelle der größten Verdichtung bei Z zur Entzündung gebracht werden kann. Auf dem weiteren=Wege von Z bis A geht die Entspannung vor sich, zufolge deren die Hilfsflüssigkeit im die Leitkanäle 2 getrieben wird. Ein Teil der Druckenergie der Hilfsflüssigkeit wird in den Düsen in Geschwindigkeitsenergie umgewandelt und zur Arbeitsabgabe an das Zellenrad geführt, während der andere Teil zur Vorverdichtung des neuen Gas-Luft-Gemisches dient. Durch die übereinander angeordneten Leitkanäle werden zu einem mit dem Gehäuse feststehenden Durchmesser ungefähr symmetrisch liegende Zellen niiteinander verbunden, und demzufolge wird ein Hubdruckschaubild nach Abb. II c erreicht.
  • Eine Abänderung dieser Ausführung zeigen Abb. III a und III b. Hier ist das Zellenrad i als Außenläufer ausgebildet. Die feststehenden Leitkanäle 2 liegen innerhalb dieses Zellenrades.
  • Eine Ausführung mit feststehenden Zellen und mit übereinander angeordneten Verbindungskanälen zeigen die Abb. VII a und VIIb. Acht im Kreise angeordnete feststehende Zellen K1 bis K$, die mit den nötigen Ventilen oder Schlitzen versehen sind, werden durch die übereinander angeordneten Kanäle eines Laufrades R und über die feststehenden Leitkanäle P und T gegeneinandergeschaltet, und zwar so, daß zu dem mit dem Laufrade R umlaufenden Durchmesser A bis Z ungefähr symmetrisch liegende Zellen miteinander verbunden sind. Damit wird auch bei feststehenden Zellen das Hubdruckschaubild nach Abb. IIc erreicht.
  • Für die Lösung des neuen Arbeitsverfahrens mit zwei Reihen von Zellen und mit gegenläufigem Vorgang in diesen Zellen ist durch die Abb. IV a, IV b und IV c ebenfalls eine Verpuffungsturbine mit tropfbarer Hilfsflüssigkeit dargestellt. In einem Gehäuse mit zwei Gruppen von feststehenden, zu Düsen ausgebildeten Leitkanälen 2 drehen sich zwei Zellenräder i und i' gegenläufig. Die Arbeitsvorgänge sind durch die Abb. IV c, die eine Abwicklung der Zellen und der Leitkanäle darstellt, klargelegt. Auch hier sind A die Auspuffschlitze, L die Spül- und Ladeschlitze und Z die Stellen der Zündung. Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß durch diese Anordnung in jeder der beiden Zellenreihen das neue Arbeitsverfahren erreicht wird.
  • Wie schon eingangs angeführt wurde, ermöglicht der nun beliebig klein zu haltende Druckunterschied pe pk die Verwendung von Gas als Hilfsflüssigkeit. Als solches stehen Kühlluft oder bereits abgekühlte Verbrennungsgase bei Verbrennungsmaschinen oder Dampf bei Dampfmaschinen zur Verfügung.
  • Einen besonderen Vorteil bietet dieses weitere neue Verfahren bei Verbrennungsmaschinen dann, wenn nach dem Dieselverfahren der Brennstoff in die verdichtete Luft eingeführt wird und wenn die Verbrennung in einem außerhalb der Zellen liegenden Raume vor sich geht. Man kann dann Druckluft am äußeren Umfange des Zellenrades und an der Stelle höchster Verdichtung entnehmen, diese in den Verbrennungsraum führen und die Verbrennungsgase am inneren Umfange der Zellen ebenfalls an der Stelle höchster Verdichtung zuführen.
  • Die Abb. V zeigt eine solche Ausführung mit einem Zellenrade i und mit übereinander angeordneten Leitkanälen 2. Durch den Schlitz Ag entweichen die entspannten Gase, während gleichzeitig durch den Schlitz LL Frischluft teils zur Spülung und Kühlung und teils zur Arbeit als Hilfsflüssigkeit in den Leitkanälen entweder durch die Saugwirkung des Zellenrades i oder mit Hilfe einer Hilfspumpe eintritt. An der Stelle der höchsten Verdichtung treten durch den Schlitz LG am inneren Umfange des Zellenrades i Verbrennungsgase aus dem Verbrennungsraum L' ein und verdrängen durch den am äußeren Umfange des Zellenrades i angeordneten Schlitz AL einen Teil der verdichteten Luft in den Verbrennungsraum l', wo durch die Düse B auf irgendeine bekannte Weise Brennstoff zugeführt wird.
  • In der gleichen Weise wie eine Verbrennungsturbine mit außerhalb liegendem Verbrennungsraum und mit selbsttätiger Förderung der Druckluft kann auch eine Dampfturbine mit Wasser als Hilfsflüssigkeit und mit selbsttätiger Förderung des Speisewassers in einen getrennt aufgestellten Verdampfer ausgeführt werden. Der Vorgang ist an Hand der Abb. V ohne weiteres klar. An Stelle der Verbrennungsgase tritt Frischdampf, an Stelle der Luft Wasser und an Stelle des Verbrennungsraumes der Verdampfer. Der Dampfauspuff AG und der Frischwassereintritt LL können unter Einschaltung eines Kondensators miteinander verbunden werden.
  • Eine weitere Abänderung der bisher erläuterten Arbeitsverfahren ist schließlich noch dadurch möglich, daß die Energie nicht unmittelbar in den inneren Gasraum der Zellen zu- oder abgeführt wird, sondern durch die Verbindungskanäle, also über die Hilfsflüssigkeit. Das in den Zellen eingeschlossene Gas übernimmt dann ebenfalls die Rolle einer Hilfsflüssigkeit, indem es wie z. B. bei einer Dampfturbine die von außen über den in den Leitkanälen strömenden Hilfsdampf in Form von Frischdampf zugeführte Energie durch weitere Verdichtung aufspeichert und dann durch Entspannung wieder abgibt. Als Beispiel ist durch die Abb. VI eine Wasserturbine dargestellt. Im Inneren der Zellen des Zellenrades i befindet sich Luft. Damit - dieser Luftkern erhalten bleibt, kann durch einen Schlitz L eine Verbindung mit einem Windkessel hergestellt sein, in dem ständig der der Stelle L entsprechende Winddruck gehalten wird. Durch den Druckstutzen D strömt Druckwasser zu, während das entspannte Wasser durch den Stutzen S abfließt. Es ist ohne weiteres einzusehen, daß diese Maschine bei umgekehrter Drehung des Zellenrades und bei Ausführung der Leitkanäle 2 als Diffusoren eine Pumpe ergibt, bei der die Flüssigkeit durch den Saugstutzen S zugeführt und durch den Druckstutzen D abgeleitet wird. Für kleine Fördermengen bei großen Förderhöhen bringt diese Ausführung Vorteile gegenüber normalen Ausführungen mit großen Laufrädern und mit engen Kanälen, bei denen die Radseitenreibung einen großen Verlustanteil bedingt.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Arbeitsverfahren an Mehrzellengasturbinen, bei denen die Gasarbeit auf hin und her schwingende, die Verdichtung des Gemisches oder der Verbrennungsluft bewirkende Flüssigkeitskolben zum Läuferantrieb übertragen und die diese Kolben bildende Flü2siglceit durch eine Reihe von zu Düsen oder Diffusoren ausgebildeten Leitkanälen geführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß jede Zelle während eines Doppelhubes des Flüssigkeitskolbens über Leitkanäle nach und nach derart mit jeder Zelle des gleichen oder eines zweiten Rades in Verbindung kommt, daß der höchste Entspannungsdruck mittels der Hilfsflüssigkeit auf den höchsten Verdichtungsdruck .und der kleinste Entspannungsdruck auf den kleinsten Verdichtungsdruck wirkt. a. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als Hilfsflüssigkeit ein gasförmiges Mittel, im besonderen Luft oder das,Arbeitsgas nach seiner Entspannung, verwandt wird. 3. Nach dem Verfahren gemäß Anspruch i und 2 arbeitende Mehrzellengasturbine, dadurch gekennzeichnet, daß zwei sich entgegengesetzt drehende Zellenräder angeordnet sind, deren Zellen durch konzentrisch angeordnete Leitkanäle jeweils miteinander in Verbindung treten. q.. Gasturbinen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Zellen, die zu einer Durchmesserlinie der Leitvorrichtung ungefähr symmetrisch liegen, miteinander in Verbindung stehen. 5. Arbeitsverfahren nach Anspruch i und 2 für Turbinen, bei denen die Erzeugung des Kraftgases in einem von der Turbine getrennten Raume (Dainpflcessel oder Verbrennungsraum) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß das zur Erzeugung des Kraftgases erforderliche Mittel (Wasser oder Luft) aus dem Hilfsarbeitsmittel der Turbine entnommen wird. 6. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebskraft durch die in den Leitkanälen strötuende Hilfsflüssigkeit zugeführt oder abgeleitet wird, während das in den Zellen enthaltene Gas nur als Arbeitsvermittler bei Beibehaltung seines Gewichtes dient. 7. Nach dem Verfahren gemäß Anspruch 6 arbeitende Turbine, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasraum jeder Zelle bei jedem Doppelhube zu einem festgelegten Zeitpunkte (z. B. zur Zeit der größten Entspannung) mit einem Windkessel in Verbindung kommt.
DEN35062D 1932-03-29 1933-03-28 Arbeitsverfahren fuer Kreiselradmaschinen mit Hilfsfluessigkeit Expired DE650783C (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT650783X 1932-03-29

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE650783C true DE650783C (de) 1937-10-01

Family

ID=3678204

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DEN35062D Expired DE650783C (de) 1932-03-29 1933-03-28 Arbeitsverfahren fuer Kreiselradmaschinen mit Hilfsfluessigkeit

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE650783C (de)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2855687A1 (de) Brennkraftmaschine
DE2914489A1 (de) Zweitakt-brennkraftmaschine
EP0154205A1 (de) Explosions-Turbinen-Motor
DE650783C (de) Arbeitsverfahren fuer Kreiselradmaschinen mit Hilfsfluessigkeit
DE665883C (de) Brennkraftmaschine
DE2912908A1 (de) Rotationskolbenmaschine
DE663873C (de) Brennkraftturbine mit vom Turbinenlaufrade unabhaengig umlaufendem Kolbenverdichter
DE932639C (de) Zweitaktbrennkraftmaschine
AT366785B (de) Mehrzylindrige hubkolbenbrennkraftmaschine
DE620714C (de) Drehkolbenbrennkraftmaschine
DE468646C (de) Kompressorlose Zweitaktdieselmaschine mit einer Kurbelkastenspuelpumpe, die in ihrer Wirkung durch eine auf den Kurbelkasten arbeitende und an diesem angeordnete Hilfspumpe ergaenzt wird
DE493735C (de) Drehkolben-Brennkraftmaschine mit Selbstzuendung
DE837024C (de) Druckaustauscher
DE2248559C2 (de) Zweitakt-Hubkolbenbrennkraftmaschine mit Umkehrspülung
DE751000C (de) Mehrzylinder-Zweitaktbrennkraftmaschine
DE126923C (de)
AT137931B (de) Arbeitsverfahren für Kreiselradmaschinen und danach arbeitende Maschinen.
DE320678C (de) Drei-, sechs- oder mehrzylindrige Zweitaktexplosionskraftmaschine mit einer drei oder ein Vielfaches von drei betragenden Anzahl von Arbeits- und Pumpenzylindern
DE407061C (de) Steuerung fuer Rundlaufpumpen
DE611199C (de) Mehrzylinderzweitaktmaschine mit einem gemeinsamen Spuelluftbehaelter
DE877231C (de) Dieselmotor mit Hilfsverbrennungsraum und gesonderter Brennstoffeinspritzung in diesen
AT119837B (de) Gasturbine mit pendelnder Flüssigkeit als Übertragungsmittel.
DE351660C (de) Regulierung der Brennstoffpumpen von mehrzylindrigen Verbrennungskraftmaschinen
AT120711B (de) Gasturbine mit pendelnder Flüssigkeit.
DE2452449A1 (de) Drehkolben-brennkraftmaschine