DE651813C - Verfahren und Vorrichtung zum Betriebe mit gasfoermigen Brennstoffen beschickter Verpuffungskammern - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Betriebe mit gasfoermigen Brennstoffen beschickter Verpuffungskammern

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    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C5/00Gas-turbine plants characterised by the working fluid being generated by intermittent combustion
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Description

  • Verfahren und Vorrichtung zum Betriebe mit gasförmigen Brennstoffen beschickter Verpuffungskammern Die Verdrängung des Feuergasrestes bei Verpuffungskammern, insbesondere für Brennkraftturbinen, konnte bekanntlich weitestgehend dadurch vervollkommnet werden, daß das Einlaßende der Verpuffungskammern mit Einrichtungen versehen wird, unter deren Einfluß das der Verdrängung der Restfeuergase dienende Mittel diese nach Art eines Kolbens aus der Verpuffungskammer ausschiebt. Diese Einrichtungen wirken sich jedoch bei Verwendung verschiedener Brennstoffe unterschiedlich aus. Besteht der Brennstoff aus einem Brenngas, so nimmt das Brenngas unter dem Einfluß der genannten Einrichtungen, wenn man von den Wirkungen gleichzeitig eingeführter Luft absieht, ebenfalls eine geordnete Strömung an, so daß es sich über den Querschnitt der Verpuffungskammer gleichmäßig ausbreitet und sich etwa in Form eines Kolbens in derselben vorschiebt. Ist der Brennstoff .dagegen flüssig, so daß er durch besondere Brennstoffzuführeinrichtungen eingespritzt wird, so folgen die eingespritzten Brennstoffteilchen, wenn man wieder von der Wirkung gleichzeitig eingeführter Luft absieht, ihren eigenen Bewegungsgesetzen, ohne daß sich die eingangs genannten Einrichtungen auszuwirken vermögen. Bei festen Brennstoffen, die bekanntlich nur in pulverförmiger Form zur Verwendung gelangen, ist zu unterscheiden, ob die Staubteilchen in einem Gas- oder Luftstrom enthalten in den Brennraum eingeführt werden oder der pulverförmige Brennstoff ohne eine derartige Gas- oder Luftbeimischung verwandt wird; im ersten Falle wirken sich die Einrichtungen auf die Mischung wie auf ein Brenngas aus, während sie auf den unmittelbar eingeführten Brennstoff genau so einflußlos bleiben wie auf flüssige Brennstoffe. Soweit daher im folgenden von Brenngasen oder flüssigen Brennstoffen gesprochen wird, gelten die Ausführungen diesen Erklärungen gemäß entsprechend für feste Brennstoffe.
  • Die betrachteten Verhältnisse entsprechen aber insofern nicht der Wirklichkeit, indem von der Mitwirkung gleichzeitig einströmender Luft abgesehen worden ist. Diese Mitwirkung der Luft ist jedoch von erheblicher Bedeutung; sie ist aber wiederum abhängig von der Art des jeweils durchgeführten Verdrängungsverfahrens. Zu unterscheiden sind im wesentlichen zwei Verfahren. Bei dem ersten Verfahren, dem Nachladeverfahren, wird zur Ersparung von Verdichtungsarbeit die Verpuffungskammer mit Luft niedrigen Druckes (Spülluft) ausgespült und dann bei geschlossenen Kammerauslaßorganen mit höher gespannter Luft (Ladeluft) nachgeladen. Die bei dieser Nachladung einströmende Luft besitzt also ein Druckgefälle gegenüber der die Kammer erfüllenden Spülluft, so daß bei Beginn der Nachla-dun.g eine hohe Luftgeschwindigkeit zur Verfügung steht. Diese Luftgeschwindigkeit kann in vorteilhafter. Weise ausgenutzt werden, um die bei flüssigen Brennstoffen zur feinen Zerstäubung derselben erforderliche Relativgeschwindigkeit zwischen den Brennstoffstrahlen und der Luft zu verwirklichen. Infolgedessen braucht man abweichend von dem bei Kolbenbrennkraftmaschinen üblichen Verfahren keine erheblichen Brennstoffeinspritzdrücke, sondern kommt infolge der erheblichen Luftgeschwindigkeiten mit ohne weiteres beherrschbaren Einspritzdrücken für den flüssigen Brennstoff aus.
  • Andererseits ist ein Verfahren bekanntgeworden, bei dem die Ausspülung der Kammer unter vollem Ladedruck erfolgt. Es öffnet sich also das Ladelufteinlaßorgan in - dem Zeitpunkt, in dem die Feuergase in der Verpuffungskammer auf den Ladedruck entspannt worden sind. Die Ladeluft schiebt die Feuergase über das Düsenventil und die nachgeordnete Düse praktisch unter dem Ladedruck aus, und das Ladeluftventil wird erst geschlossen, nachdem auch das Düsenventil geschlossen hat und die Brennstoffaufladuig der Kammer beendet ist. Bei einem solchen Verfahren steht nur ein geringer Druckunterschied zwischen der eintretenden Ladeluft und dem Kammerinhalt zur Verfügung, so daß es Schwierigkeiten macht, eine zur vollständigen Zerstäubung, insbesondere schwer entzündlicher, flüssiger Brennstoffe, genügend hohe Luftgeschwindigkeit zu erzielen. Man hat jedoch verstanden, diese Schwierigkeiten zu beheben, indem nach anfänglicher Zulassung der Ladeluft ihr Zutritt für kurze Zeit bei geöffnetem Düsenventil unterbrochen, dann wieder hergestellt und der Brennstoff mit der so beschleunigten Ladeluft innerhalb der Kammer zur Vermischung gebracht wird. Die zweite Luftladung strömt nämlich infolge des erheblichen Druckunterschiedes zwischen dem Einführungs-.und ,dem Kammerdruck, der durch fortschreitende Entspannung aus der Verpuffungskammer bei noch geöffnetem Düsenventil eintritt, am Einführungsorgan für den flüssigen Brennstoff mit erheblich gesteigerter Geschwindigkeit vorbei, wobei sie den Brennstoff in .dem gewünschten Grad zerstäubt. Die Kammer wird bei diesem Nachströmen der Luft während der Brennstoffeinführung praktisch bis auf den vollen Ladeluftdruck aufgeladen, so daß sich das Gemisch in der Kammer bei .der Zündung unter vollem Druck befindet.
  • Um bei der Einführung flüssiger Brennstoffe in die Verpuffungskammer zu vermeiden, daß flüssige Brennstoffteilchen mit den Wandungen derselben zur Berührung komsnen, hat man schon die Prennstoffeinlaßventile, in 'Strömungsrichtung der Luft gesehen, hinter dem engsten Querschnitt des A venturiförmig ausgebildeten Kammereinlaß--endes angeordnet und die mit einer derartigen Anordnung unvermeidlich verbundene Zerklüftung der Wandungen des Kammereinlaßendes in Kauf genommen.
  • Die für flüssigen Brennstoff geschilderten Verhältnisse kehren sich nun bei Verwendung gasförmiger Brennstoffe um. Während nämlich bei der Zerstäubung der flüssigen Brennstoffe im wesentlichen das Druckgefälle der. gleichzeitig eingeführten Luft maßgebend ist, wirken sich bei gasförmigen Brennstoffen mehr die Luftmengen aus. Diese Luftmengen sind während der für die Brenngaseinführung in Betracht kommenden Zeitspanne beim zuletzt genannten Verdrängungsverfahren deswegen erheblich größer als beim ersten Verfahren, weil während der Einführung des Brenngases auch die beim Verdrängungs- und Ladevorgang insgesamt einzuführende Luft eingeführt wird, wenn man von der verhältnismäßig geringfügigen Luftmenge absieht, die zur Bildung einer aus reiner Luft bestehenden Trennschicht zwischen Feuergasrest und nachdrängender Ladung erforderlich ist; dieses Luftkissen verhindert bekanntlich die Entstehung von Vor- und Frühzündungen der Ladung. Entsprechend der Einführung dieser vollen Luftmenge in verhältnismäßig kurzer Zeit bildet sich naturgemäß auch eine große Strömungsgeschwindigkeit der Luft heraus, die sich auf die innige Vermischung zwischen Luft und Brenngas günstig auswirkt.
  • Wesentlich ungünstiger liegen die Verhältnisse beim Nachladeverfahren. Wie bereits oben erwähnt worden ist, wird hier zunächst der Verdrängungsvorgang bei geringem Druck durchgeführt, während die Aufladung der Brennkammer erst nach Schluß des Auslaßorgans (Düsenventils) bei erheblich höherem Druck, d. h. beim Aufladedruck, erfolgt. Bei einem derartigen Verfahren kann eine ausreichende Mischung der - bereits in der Kammer befindlichen Verbrennungsluftmenge, welche zur Verdrängung des Feuergasrestes gedient hat, durch die oben beschriebene Art der Brennstoffeinführung nur dann erreicht werden, wenn die zusätzlich zur Nachladung erforderliche Verbrennungsluftmenge groß genug ist, um das Brenngas mit dieser Luftmenge in genügendem Maße zu verwirbeln und genügend weit in die bereits die Kammer füllende Luft vorzutreiben. Gerade bei gasförmigen Brennstoffen, insbesondere bei Gasen geringeren Heizwertes, wie beispielsweise bei Gichtgasen, ist diese zusätzlich erforderliche Verbrennungsluftmenge jedoch gering, unter Umständen sogar gleich Null. In solchen Fällen führt also die beim zweiten Verdrängungsverfahren übliche Einführung des Brenngases nicht zum Ziel. Andererseits ist äußerste Vorsorge gegen eine Störung des Verdrängungsvorganges selbst zu treffen, um die Vorteile der kolbenartigen Verdrängung des Restfeuergases in vollem Ausmaße erhalten zu können.
  • Die so gekennzeichnete Aufgabe wird erfindungsgemäß durch Einführung des Brenngases und der etwa zusätzlich zum verdrängenden Mittel erforderlichen Verbrennungsluft in die Verpuffungskammer unter Umgehung der Einrichtungen gelöst, unter deren Einfluß das der Verdrängung der Restfeuergase dienende Mittel diese nach Art eines Kolbens aus der Verpuffungskammer ausschiebt. Dadurch bleibt die Wirksamkeit dieser Einrichtungen in bezug auf das die Restfeuergase verdrängende Mittel in vollem Ausmaße erhalten, während andererseits dieMöglichkeit besteht, das Brenngas so in die Verpuffungskammer einzuführen, daß nachträglich die zur innigen Vermischung erforderlichen Verhältnisse verwirklicht werden können. Während man also bei der Einführung flüssiger Brennstoffe, wie bereits erwähnt, derartige Anordnungen deshalb vorgesehen hat, um den ausgespritzten Brennstoffstrahlen die Möglichkeit zur freien Entwicklung zu geben, verläßt man erfindungsgemäß bewußt die bei der Einführung von Brenngasen bisher übliche räumliche Vereinigung der Gas-und Luftzufuhr, die man beispielsweise durch gleichmittige Anordnung der Gas- und Lufteinlaßventile verwirklicht hatte, zugunsten der Verbesserung der BrenngasluftTnischung, um hierdurch völlige Verbrennungen oder Verpuffungen auch bei Gasen verhältnismäßig geringen Heizwertes zu erzielen.
  • Durch Einführung des Brenngases und der etwa zusätzlich zum verdrängenden Mittel erforderlichen Verbrennungsluft unter Umgehung der Einrichtungen, unter deren Einfluß das der Verdrängung der Restfeuergase dienende Mittel diese nach Art eines Kolbens aus der Verpuffungskammer ausschiebt, sind die zur Beseitigung der geschilderten Schwierigkeiten vorgeschlagenen Maßnahmen nicht erschöpft. Man kann das Brenngas, vorzugsweise einenTeil desselben, in dieVerpuffungskammer auch während der Verdrängung der Restfeuergase, zweckmäßig am Ende des Verdrängungsvorganges, einführen. Die Wirksamkeit dieser Einführung wird in Verbindung mit der zuerst genannten Maßnahme noch vergrößert, da infolge des geringeren Druckes .der Spülluft die in der Zeiteinheit eintretenden-Luftmengen nicht so groß sind wie beim zweiten Verdrängungsverfahren; dieser Umstand wird aber durch die ungeregelte Einführung des Brenngases zum mindesten aufgehoben.
  • Da -die zur Zuführung des Brenngases dienenden Räume aus den weiter unten genannten Gründen vorteilhaft am Einlaßende der Verpuffungskammer selbst angeordnet sind, besteht beim Verbleiben von Gasresten in diesen Räumen die Gefahr, daß während der nachfolgendem Verpuffungs-, Dehnungs- und Spülvorgänge Schwelungen entstehen können, welche zum Auftreten von Frühzündungen führen würden. Zur Beseitigung dieser Möglichkeit wird in weiterer Durchführung des Erfindungsgedankens vorgeschlagen, diese Räume mit vorzugsweise im Überschuß zuauszuspülen, auch in denjenigen Fällen, in denen Nachladeluft an sich nicht erforderlich ist. Diese Räume sind daher so klein wie möglich auszugestalten.
  • Da man die bereits erwähnten Einrichtungen vorzugsweise durch eine venturidüsenarti.ge Gestaltung des Einlaßendes, durch dessen engsten Querschnitt die der Verdrängung der Restfeuergase dienende Luft eintritt, verwirklicht, kennzeichnen sich die zur Durchführung des neuen Verfahrens bestimmten Vorrichtungen vor allem dadurch, daß die Einlässe für .das Brenngas und etwaige Zusatzluft, in Strömungsrichtung der Verdrängungsluft gesehen, hinter dem engsten Querschnitt, zweckmäßig jedoch noch im Erweiterungskegel der Venturidüse, angeordnet sind. Wird das Brenngas durch diese Einlässe eingeführt, so durchströmt es also nicht mehr den engsten Querschnitt der Venturidüse; demgemäß vermag sich auch nicht seine Eintrittsgeschwindigkeit im erweiterten Kegel der Venturidüse, wie dies für die Verdrängungsluft beabsichtigt ist, herabzusetzen, und es tritt weiter nicht die gleichmäßige Verteilung über den Kammerquerschnitt ein, welche die Verdrängungsluft im Erweiterungskegel der Venturidüse erfährt. Auf dieser Wirkung beruht bekanntlich die kolbenartige, ohne Bildung von Wirbeln erfolgende Verdrängung der Restfeuergase. Andererseits stören diese Einlässe ,den Verdrängungsvorgang in keiner Weise, zumal nicht, wenn sie als schmale, über den Umfang des Erweiterungskegels der Venturidüse gleichmäßig verteilte Schlitze ausgebildet sind, deren Mittelachsen zweckmäßig einen zur Düsenachse konzentrischen Kreis berühren. Den Einlässen kann aber auch eine sich spiralförmig erweiternde Gas-oder Luftzuführung vorgeordnet sein. In diesem Falle sind die Schlitze zweckmäßig zu einem einzigen, sich nahezu über den gesamten Umfang .des Erweiterungskegels erstreckenden Einlaß vereinigt. Weisen die Schlitze eine weitere Neigung derart auf, daß ihre MittelachsenMantellinien eines zur Kammerachse konzentrischen Kegels bilden, so sind alle Vorbedingungen einer innigen Mischung des Brenngases mit der Luft erfüllt, welche die Kammer bereits erfüllt oder sie gerade auffüllt. Es können schließlich auch die Einlässe für das Brenngas und die etwaige Zusatzluft als Bohrungen, zweckmäßig verschiedener Neigung, ausgebildet sein, um auf diese Weise ohne Störung des Verdrängungsvorganges die Mischung zwischen Brenngas (Brennstoffstaub-Luft-Gemisch) und der die Kammer erfüllenden oder auffüllenden Luft sicherzustellen.
  • Es ist naturgemäß möglich, jedem einzelnen Schlitz oder jeder einzelnen Bohrung ein besonderes Zuführungsventil für das Brenngas und die etwa erforderliche Zusatzluft zuzuordnen. Da jedoch in diesem Falle eine unerwünschte Vielheit von Ventilen sowie außerhalb der Kammer gelegenen, die Zugänglichkeit zu ihr erschwerenden Ringleitungen entstehen, weiter die Gefahr einer ungleichmäßigen Versorgung der einzelnen Ventile mit Brenngas oder Zusatzluft auftreten würde, nimmt in weiterer Durchführung des Erfindungsgedankens die den Einlässen vorgeordnete Gas- oder Luftzuführung den Raum zwischen dem Erweiterungskagel der Venturidüse und der Begrenzungswandung ein, welcher das Brenngas- und Luftventil trägt. Dieser Raum kann, wie bereits bemerkt, ring-oder spiralförmig ausgebildet sein; er kann aber auch unterteilt sein, .wobei jedem der durch die Unterteilung entstandenen Einzelräume ein Brenngas- oder Lufteinlaßventil zugeordnet ist. Zweckmäßig sind in diesem Falle die diesem Raum mit dem Kegel der Venturidüse verbindenden Einlässe in besönderen Einsatzkörpern des Verpuffungskammereinlaßendes untergebracht. Durch diese Anordnung entstehen besonders kleine Ausspülräume, die noch dadurch verringert werden können, daß in den Hohlräumen der Einsatzkörper Teile der Ventilkörper und die Ventilsitze der zugeordneten Brenngas- oderLuftventile aufgenommen sind. Zur Ausspülung der-den Einlässen vorgeordneten Gas- oder Luftzuführungsräumen steht dabei die Nachladeluft zur Verfügung. Ist keine Nachladeluft erforderlich, so wird besondere Frischluft zugeführt, deren zugelassene Menge gerade zur Ausspülung ausreicht.
  • Die Zeichnung zeigt beispielsweise Ausführungen des Erfindungsgedankens.
  • Abb. i gibt einen senkrechten Längsschnitt durch die Verpuffungskammer nach Linie I-I der Abb. 2, Abb. a einen waagerechten Querschnitt durch die Verpuffungskammer nach Linie II-II der Abb. i wieder. Die Abb. 3 und q. stellen in derselben Schnittdarstellung eine etwas abgeänderte Ausführungsform dar.
  • Abb. 5 stellt im senkrechten Längsschnitt eine Verpuffungskammerausbildung dar, bei der zur weiteren Verkleinerung der den Einlässen vorgeordneten Gas- oder Luftzuführungsräume eine Unterteilung dieser Räume vorgesehen und jedem der dadurch entstandenen Teilräume ein besonderes Brenngas- oder Zusatzluftventil zugeordnet ist.
  • Abb. 6 entspricht einem waagerechten Querschnitt nach Linie VI-VI der Abb. 5, während Abb. 7 die Draufsicht auf die Bodenplatte eines Einsatzkörpers gemäß . dem Pfeil VII-VII der Abb. 5 wiedergibt.
  • In Abb. i -bezeichnet i eine Verpuffüngskammer mit senkrechter Mittelachse, deren unteres, im Schnitt gezeichnetes Einlaßende Einrichtungen aufweist, unter deren Einfluß die der Verdrängung der Restfeuergase dienende Luft diese nach Art eines nach oben getriebenen Kolbens aus der VerpuffungS-kammer austreibt. Zu diesem Zweck ist das Einlaßende venturidüsenartig ausgestaltet. Der engste Querschnitt der Venturidüse ist mit 2, ihr Erweiterungskegel mit 3 bezeichnet. Konzentrisch zur Achse der Verpuffungskammer ist, in Strömungsrichtung der Verdrängungsluft gesehen, vor dem engsten Querschnitt 2 der Venturidüse das Einlaßventil q. für die Spülluft angeordnet, das- in üblicher Weise hydraulisch gesteuert ist.
  • Die insoweit bereits bekannte Verpuffungskammer arbeitet nach dem ebenfalls bekannten Nachladeverfahren, d. h. die durch das Ventil q. zugelassene Spülluft steht unter einem verhältnismäßig geringen Druck, nämlich dem Spülluftdruck. Die aus dem Spülluftventil austretende Spülluft wird in dem engsten Querschnitt 2 des venturidüsenartig ausgestalteten Einlaßendes der Verpuffungskammer zunächst gesammelt und beschleunigt, wobei sie sich in der diesem engsten Querschnitt folgenden Erweiterung 3 unter Verzögerung ihrer Strömungsgeschwindigkeit über den gesamten Querschnitt der Verpuffungskammer i verteilt. Es bildet sich eine Trennschicht aus reiner Luft zwischen Feuergasrest und nachdrängender Spülluft aus, welche die Restfeuergase nach Art eines Kolbens vor sich herschiebt und sie auf dieser Weise aus der Verpuffungskammer verdrängt. Ist der Verdrängungsvorgang beendet und die Verpuffungskammer vollständig mit Spülluft erfüllt, so wird die Verpuffungskammer mit Brenngas und Nachladeluft bis auf den vollen Ladedruck- aufgeladen, worauf das gebildete zündfähie Gemisch entzündet wird. Sobald die Feuergase unter Wirkung der damit eingeleiteten Verpuffung ihren Höchstdruck erreicht haben, öffnet sich das nicht gezeichnete Auslaßventil, so daß die Feuergase aus der Verpuffungskammer ausströmen. Die in der Verpuffungskammer verbleibenden Restfeuergase werden hierauf in der bereits beschriebenen Art und Weise mittels über Spülluftventil 4 zugelassener Spülluft verdrängt.
  • Zur Durchführung der Nachladung sind nun erfindungsgemäß folgende Einrichtungen vorgesehen. Hinter dem engsten Querschnitt 2 der Venturidüse, in Strömungsrichtung der durch Spülluftventil 4 eingeführten Verdrängungsluft gesehen, sind in den Wandungen des Erweiterungskegels 3 der Venturidüse 2, 3 Einlässe 5 in Form schmaler, über den Umfang des Erweiterungskegels der Venturidüse gleichmäßig verteilter Schlitze vorgesehen, deren Mittelachsen, wie insbesondere Abb. 2 zeigt, einen zur Düsenachse konzentrischen Kreis berühren. Außerdem weisen die Schlitze 5, wie insbesondere Abb. i zeigt, eine weitere Neigung derart auf, daß ihre Mittelachsen Mantellinien eines zur Kammerachse konzentrischen Kegels bilden. Die Schlitze 5 verbinden das Innere der Kammer und des Erweiterungskegels 3 mit einem Ringraum 6, der zwischen der Venturidüse und einer äußeren Begrenzungswand 7, 8 liegt. Die Begrenzungswand 8 nimmt das Einlaßventil 9 für das Brenngas sowie das Einlaßventil io für etwa erforderliche Zusatzluft auf.
  • Mit der so gekennzeichneten Einrichtung wickelt sich das Nachladeverfahren wie folgt ab.
  • Sobald die Verdrängung der Restfeuergase mittels der über Spülluftventil 4 zugelassenen Spülluft ganz oder zum größten Teil gefolgt ist, öffnet sich das zweckmäßig hydraulisch gesteuerte Einlaßventil9 für das Brenngas. Dieses füllt augenblicklich den Ringraum 6 auf und strömt dann durch die Schlitze 5 in das Innere des Erweiterungskegels 3. Dadurch, daß diese Schlitze 5 die beschriebene doppelte Neigung aufweisen, füllt das Brenngas unter starker Durchwirbelung mit der bereits eingeführten oder gleichzeitig einströmenden Luft die Verpuffungskammer 1, 3 auf, wobei eine innige Vermischung von Gas und Luft stattfindet, da das über die Schlitze 5 eingeführte Brenngas im Gegensatz zu der Luft, welche den engsten Querschnitt 2 der Venturidüse 2, 3 durchströmt hat, eine völlig ungeordnete Strömung annimmt. Handelt es sich um ein verhältnismäßig reiches Gas, so muß sich zur Aufladung der Verpuffungskammer innerhalb der zur Verfügung stehenden Zeitspanne das Ventil io für diese Ladeluft verhältnismäßig bald öffnen, während bei armen Gasen, beispielsweise Gichtgasen, die öffnung des Frischluftventils io erst erfolgt, nachdem das Ventil 9 geschlossen hat. In jedem Falle ist die Steuerung des Ventils 1 o so bestimmt, daß eine den Ringraum 6 völlig ausspülende Luftmenge erst nach Schluß des Brenngaseinlaßventils 9 eingeführt wird, so daß die Bildung von Gasresten im Ringraum 6 unterbunden ist. Dadurch können Schwelungen derartiger Brenngasreste während der folgenden Verpuffungs-, Dehnungs- und Spülvorgänge nicht eintreten, womit die Gefahr des Entstehens von Vor-und Frühzündungen beseitigt ist.
  • Die Abb. 3 und 4 zeigen ein etwas abgeändertes Ausführungsbeispiel, bei welchem statt der Schlitze 5 ein einziger, sieh nahezu über den gesamten Umfang des Erweiterungskegels 3 erstreckender Schlitz i i vorgesehen ist. Um trotzdem dem durch den Schlitz i i einzuführenden Mittel eine Drallbewegung zu erteilen, ist die dem Schlitz i i vorgeordnete Gas- oder Luftzuführung 12 spiralförmig ausgestaltet, indem die diese Zuführung begrenzende Wandung 13 einen spiralförmigen Verlauf aufweist. Durch diese spiralförmige Ausgestaltung der Gas- und Luftzuführung ergibt sich ein verhältnismäßig kleiner Rauminhalt derselben, so daß sich diese Ausführung insbesondere bei Verwendung wärmearmer Gase eignet, bei denen darauf gesehen werden muß, daß die an sich nicht erforderliche, aber zum Ausspülen der Gas- und Luftzuführung i2 benötigte, über Frischluftventil einzuführende Frischluftmenge möglichst klein bleibt. Die äußere Wandung 44 trägt auch bei dieser Ausführungsform das Brenngaseinlaßventil9 und das Frischlufteinlaßventil io für die Frisch-oder Nachladeluft.
  • Die Abb. 5 bis 7 entsprechen den Abb. i bis 4 mit dem Unterschied, daß die den Einlässen vorgeordnete Gas- oder Luftzuführung mehrfach unterteilt ist, wobei jedem der auf diese Weise entstehenden Teilräume ein besonderes Brenngas- oder Zusatzluftventil zugeordnet ist. Wie dabei insbesondere die Abb.5 und 6 erläutern, sind Innen- und Außenwandung 16 und 17 des Erweiterungskegels an drei symmetrisch zueinander liegenden Stellen durch Querwände 22 derart miteinander verbunden, daß in den rohrförmigen Ausnehmungen Einsatzkörper 18 aufgenommen werden können. Jeder dieser Einsatzkörper 18 nimmt ein Brenngasventil 9 auf; außerdem münden in die Hohlräume ig, 2o,21 der Einsatzkörper 18 durch die Zusatzluftventile io gesteuerte Zusatzluftleitungen ein. Die Bodenplatte 18' jedes Einsatzkörpers weist dabei eine Reihe von Bohrungen auf, deren Achsen voneinander abweichen. Wird also in eine nach den Abb. 5 bis 7 ausgebildete Verpuffungskammer Brenngas in der für die Abb. i bis 4 bereits erläuterten Art und Weise eingelassen, so findet infolge der verschiedenen Neigung der Einlässe 15 eine starke Vermischung mit der die Verpuffungskammer erfüllenden oder anfüllenden Luft statt, so daß die beabsichtigte innige Mischung trotz der durch den Erweiterungskegel 3 an sich vorgeschriebenen geordneten Strömung zustande kommt. Da die Gas- oder Luftzuführungen i9 bis 2i einen außerordentlich geringen Raum einnehmen, macht die gründliche Ausspülung dieser Räume mittels der Zusatzluftventile io keine Schwierigkeiten.
  • Es liegt im Wesen der Erfindung, daß die gezeigten Ausführungsformen in mannigfacher Weise abgeändert werden können, ohne daß sich an der Verwirklichung des Erfindungsgedankens etwas ändert.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Betriebsverfahren für mit gasförmigen Brennstoffen beschickte Verpuffungskammern, insbesondere von Brennkraftturbinen, deren Einlaßende Einrichtungen, z. B. einer Venturidüse, aufweist, unter deren Einfluß das der Verdrängung der Restfeuergase dienende Mittel diese nach Art eines Kolbens aus der Verpuffungskammer ausschiebt, gekennzeichnet durch Einführung des Brenngases und der etwa zusätzlich zum verdrängenden Mittel erforderlichen Verbrennungsluft in die Verpuffungskammer unter Umgehung dieser Einrichtungen. a. Betriebsverfahren nach Anspruch i, gekennzeichnet durch Einführung des Brenngases, vorzugsweise jedoch nur eines Teils desselben, in die Verpuffungs-_kammer während der Verdrängung der Restfeuergase; -zweckmäßig am Ende des Verdrängungsvorganges. 3. Betriebsverfahren nach einem der Ansprüche i und a, gekennzeichnet durch Ausspülung der der Zuführung der Brenngase dienenden Räume mit Nachlade- oder Frischluft. 4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche i bis 3 mit venturidüsenartiger Ausgestaltung des Einlaßendes der Verpuffungskammer, durch -dessen engsten Querschnitt die zur Verdrängung der Restfeuergase dienende Luft eintritt, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlässe für die Brenngase und die Zusatzluft, in Strömungsrichtung der Verdrängungsluft gesehen, hinter dem engsten Querschnitt, zweckmäßig jedoch noch im Erweiterungskegel der Venturidüse, angeordnet sind. 5. Vorrichtung nach" Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlässe für das Brenngas und die Zusatzluft als schmale, über den Umfang des Eintrittskegels der Venturidüse zweckmäßig gleichmäßig verteilte Schlitze ausgebildet sind, deren Mittelachsen vorteilhaft einen zur Düsenachse konzentrischen Kreis berühren. -6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß den Einlässen eine in Strömungsrichtung der Gase oder Luft sich spiralförmig verengende Gas- oder Luftzuführung vorgeordnet ist, wobei die Schlitze zweckmäßig zu einem einzigen, sich nahezu über den gesamten Umfang des Erweiterungskegels erstreckenden Einlaßschlitz vereinigt sind. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze eine weitere Neigung derart aufweisen, daß ihre Mittelachsen Mantellinien eines zur Kammerachse konzentrischen Kegels bilden. B. Vorrichtung nach einem der Ansprüche q. bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die den Einlässen vorgeordnete ring-oder spiralförmige Gas- oder Luftzuführung den Raum zwischen der Venturidüse und einer Begrenzungswandung einnimmt, die in ihrem außenliegenden Teil zweckmäßig das Brenngas- und Lufteinlaßventil aufnimmt. 9.. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlässe für das Brenngas und die Zusatzluft als Bohrungen verschiedener Achsenrichtungen ausgebildet sind. io. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß den Schlitzen oder Bohrungen eine Gas- oder Luftzuführung vorgeordnet ist, die einer Mehrzahl von Brenngas- oder Luftventilen entsprechend unterteilt ist. i r. Vorrichtung nach Anspruch i o, dadurch gekennzeichnet, daß je Brenngas-oder Luftventil ein Einsatzkörper im Einlaßende der Verpuffungskammer vorgesehen # ist, dessen Bodenplatte die Schlitze oder Bohrungen aufnimmt.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE750516C (de) * 1939-03-17 1945-01-15 Verfahren zur Erzeugung von Druck und Waerme
DE756395C (de) * 1938-07-28 1951-04-16 Brown Gasturbine mit Brennkammer

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