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Einrichtung zum Antrieb von Brennkraftturbinen Die Erfindung bezieht
sich auf eine Einrichtung zum Antrieb von Bnennkraftturbinen mit Hilfe in von außen
mit Energie beaufschlagten Zylindern erzeugter verdichteter Luft und Gase, wobei
die Kolben von der Turbine aus bewegt werden. Die Erfindung besteht darin, daß Zylindergruppen
,angeordnet sind, diie in an sich biekanntier Weise zwei über eine Hohlstange verbundene,
mittlere öffnungen aufweisende Kolben unterschiedlicher Durchmesser haben, denen
größerer nahe seinem Rande mit Sielbstschlußventilen besetzte Luftdurchtrittsöffrnungen
besitzt, während die mittleren, in .der Hohlstange sich fortsetzenden öffnung ten
der beiden Kolben gleichfalls mit Selbstschlußventilen biesetzt sind, wobei jedoch
dem größeren Kolben ein Führungskolben nachgeschaltet ist, der mit ersterem über
Sielbstschlußventile in Verbindung stehende Kammfern bildet, welchie Ventile dien
Übertritt der hinter .dem größeren Kolben befindlichen Luft in die Explosionskammer
bei ihrer Verdichtung regeln. Dabiei ist zusätzlich vorgesehen, daß die in der von
der hohlen Verbindungsstange der beiden Kolben und dem Gehäuse der Explosionskammer
gebildeten Kammer befindliche Luft über lein in der hohlen Kolbenverbindungsstange
vorgesehenes Selbstschlußventil in die Explosionskammer gedrückt wird. Die Zylindiergruppen
sind vortieilbafterweise in mehrfacher Neben-und Hintereinanderaniordnung am Umfange
der Turbine angeordnet. Sie arbeiten zweckmäßig in Hintereinanderfolge, zu welchem
Zweck der Kreuzkopf einer jeden Zylindergruppe in an sich bekannter Weise eine Kurvenschiene
eines auf der Turbinenwelle sitzenden Rades umgreift, jedoch ist diese Umgreifung
gemäß -der Erfindung so gewählt, daß jede Zylindergruppe durch eine besondere Ausrückvorrichtung
an jedem Kreuzkopf für sich von (der Kurvenschiene abschaltbar ist.
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Zum Antrieb von Turbinen haben bereits Zylindergruppen mit zwei Druckstufen
An; Wendung gefunden" jedoch waren diese Stufen jeweils durch gesonderte Leitungen
mit der Explosionskammer verbunden. Nach der Erfindung wird die Verdichtung dagegen
in mindestens drei Stufen, und zwar ausschließlich innerhalb der Zylindergruppe
bewirkt, wodurch sämtliche Umleitungen fortfallen. Es vollzieht sich also der ,ganze
Arbeitsvorgang innerhalb der Zylindergruppe selbst, so daßi keine Wärmeverluste
entstehen, sich ,also ein wesentlicherwirtschaftlicherVorteil gegenüber dem Bekannten
ergibt.
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Es ,gab zwar fauch schon zweistufige Verdichter, bei denen der Übertritt
aus dem einen in den anderen Zylinderraum über eine hohle Verbindungsstange erfolgte.
Hierbei handelte es sich aber ausschließlich um einen Luftverdichter und nicht um
einen mit Energie beaufschlagten Zylinder zum Antrieb von Turbinen. Außerdem wurde
bei dem bekannten Luftverdichter die Luft erst über einen Sammelraum oder Sammelring
und Umleitungen angesaugt, während nach der Erfindung die Ansaugung der Luft unmittelbar
in
den Arbeitszylinder erfolgt, wodurch ein besonderer Raum erspart wird.
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Die Erfindung erbringt den wesentlichen' Vorteil außergewöhnlicher
Brennstoffersparn1@:,., welche Ersparnis insbesondere für das Flug",', wesen von
Bedeutung ist. Mit Einrichtun'@ gemäß der Erfindung ausgerüstete Flugzeuge, und
Luftschiffe brauchen nicht nur relativ geringere Brennstoffmengen mitzuführ°n, sondern
es @7rd ihnen auch ein großer Flugbereich verliehen. Die Zylindergruppen gemäß der
Erfindung machen es möglich, auf geringem Raum in einem Arbeitsgang eine erhebliche
Vorverdichtung der Luft,oder Gase zu bewerkstelligen, was sich wiederum äußerst
nützlich ,auf den Gesamtraum der Einrichtung auswirkt, indem die beanspruchte Einrichtung
im Verhältnis zu ihrer Leistung nur geringen. Raum benötigt. Auch dieser Umstand
ist «dederum für das Flug vesen von Bedeutung.
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Von großer Bedeutung ist auch die v-org-.-schlagene Abschaltung jeder
einzelnen Zylindergruppe durch die Ausrückbarkeit jedes Kreuzkopfes von der Kurvenschiene
des auf der Turbinenwelle sitzenden Radces. Hierdurch ist @es erstmalig möglich
geworden, die einzelnen um die Turbine gelagerten Zylindergruppien ein-oder auszuschalten,
wie ges einem gerade notwendig erscheint. Diese Ausschaltung ioder Einschaltung
kann .auch während des Betriebes vorgenommen werden, was gerade im Flugwesen von
Bedeutung ist. Die einzelnen Zylindergruppen können, ohne daß man die gesamte Einrichtung
stillsetzen muß, jede für sich während des Betriebes stillgesetzt, ausgebessert,
abgenommen oder durch reue ersetzt werden, wenn solche, wie z. B. bei Luftschiffen,
mitführbar sind.
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Auf den Zeichnungen ist die Erfindung beispielsweise in einer Ausführungsform
dargestellt. Es zeigt Abb. f einen Längsschnitt durch die gesamte Turbinenantriebseinrichtung,
wobei beispielsweise zwei an sich selbständige Zylindergruppen in Zueinanderlage
veranschaulicht sind, Abb. z eine schaubildliche Draufsicht auf die Einrichtung
nach Abb. z mit Schnitt durch die oberliegenden Zylindergruppen und Kreuzköpfe-
und unter Weglassung der Kreuzköpfe der übrigen Zylindergruppen.
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Die übrigen Abbildungen zeigen- Querschnitte durch die Einrichtung
oder durch die einzelnen Zylinderabmessungen sowie einen Schnitt durch die Ausrückvorrichtung
für die Kreuzköpfe und4 Ansichten des hierzu vorgesehenen Hebelgestänges.
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Jede der auf dem Umfang .der Turbine verteilten Zylindergruppen weist
zueinander gestufte Kolben auf, die in Hintereinanderfolge arbeiten. Die Zylindergruppen
haben zwei über :eine Hohlstange 8 verbundene, mittlere Öffnungen aufweisende Kolben
unterschiedlicher Durchmesser, deren größerer zwei nahe 'seinem Rande mit Selbstschluß.ventilen
5 bie--sestzte Luftdurchtrittsöffnungen besitzt, wäh-'id die mittleren, in der Hohlstange
8 sich 'fortsetzenden öffnungen der beiden Kolben 2 und 17 gleichfalls mit Selbstschlußventilen
18 und i9 besetzt sind. Außerdem ist dem größeren Kolben z ein Führungskolben 2o
nachgeschaltet, dessen Durchmesser in der Größe zwischen ,den Durchmessern der Kolben.
2 und 17 liegt. In Verbindung mit dem Kolben z bildet dieser Führungskolben 2o über
Selbstschlußventile 7 in Verbindung stehende Kammfern, und @es regeln diese Ventile
den übertritt der hinter dem Kolben a befindlichen Luft in die Explosionskammer
9 bei ihrer Verdichtung.
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Jeder Kolben ist an einem Kreuzkopf 13 angelenkt, der eine auf der
Trommel i aufgebrachte Kurvenschiene umgreift. Bei Drehung der mit Kurvenschiene
versehenen Trommel i wird, bei Betrachtung einer Zylindergruppe, der Teilkolben
z mit größerem Durchmesser in dem Zylinderraum 3 zur Kxeuzltopfseite hin bewegt,
wobei durch das Ventil q. Luft angesaugt wird. Durch die darauffolgende umgekehrte
Bewegung des Kolbens a wird unter Schließung des Ventils 4 und durch öffnen des
Ventils 5 die Luft in. den kleinere AJymessungen besitzenden Zylinderraum 6 gedrückt,
wüdurch.eine weitere Verdichtung der Luft erfolgt. Bei der sich daran anschließenden
-Bewegung des Kolbens z wieder zur Kreuzkopfseite hin wird unter Wiederholung des
Vorhergehenden die in dem Zylinder, raum 6 verdichtete Luft durch das Ventil 7 über
die hohle Kolbenstange 8 in den Zylinr derraum 9 ,gedrückt, in dem darin daran anschließend
durch den an der hohlen Kolbexiverbindungsstange 8 sitzenden anderen Teilkolben
17 von geringerem Durchmesser die Endverdichtung der Luft stattfindet. Dieser Vorgang
schildert die Einleitung der Inbetriebsetzung der Einrichtung, während im normalen
Betrieb der Einrichtung eine Hinundherbewegung der zueinander gestuften Kolben die
Gesamtverdichtung im Zylinderraum 9 herbeiführt. Im geeigneten Augenblick des Vorlaufes
des Kolbens 17 findet die Einspritzung von Brennstoff durch die Düse 12 und die
Explosion des Brennstoff-Luft-Gemisches statt. Bei diesem Vorgang wird das Ventil
io auf öffnung gesteuert, was z. B., wie auch die Steuerung der Einlässe 12, durch
an der Trommel i vorgesehene Nocken herbeigeführt werden kann, und es treten dann
die verdichteten Gase in den Ausgleichring 11, um von dort zur Turbine geleitet
zu. werden.
Die in der kleinen, von der hohlen, Verbindungsstange
8 und dem Gehäuse der Explosionskammer 9 gebildeten Kammer 17-befindliche .
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Luft wird beim Rückgang der Kolben .durch das Selbstschlußventil 18
in .die hohle Kolbenverbindungsstange 8 und von dort in den Zylinderraum 9 befördert,
während beim Vorgang der hohlen Kolbenverbindungsstange 8 das Ventil 18 geschlossen
und durch ein nicht gezeigtes Ventil Luft in die Kammer 17 zuströmen gelassen wird.
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Dieser für eine Zylindergruppe geschilderte Vorgang findet ebenfalls
bei den übrigen, in mehrfacher Neben- und Hintereinanderanordnung am Umfange der
Turbine vorgesehenen Zylindergruppen statt, wenn auch in geregelter Hintereinanderfolge.
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Jeder der einzelnen Kreuzköpfe 13 ist verbunden mit einer Ausrückvorrichtung
14, die durch Lösen eines Karabinerverschlusses 15 und durch Umschlagen eines Exzenberhebels
16 in die Höhe gehoben werden kann, wodurch der Kreuzkopf 13 mit der Kurvenschiene
des Scheibenrades i außer Eingriff kommt.