-
Brennkraftturbinenanlage mit verfährbaren Brennkammern Die bisher
bekanntgewordenen Brennkainineranordnungen, wie sie insbesondere bei Verpuffungsbrennkraftturbinenanlagen
Verwendung finden, kennzeichnen sich im wesentlichen dadurch, daß die Brennkammern
in unmittelbarer Nähe des Turbinengehäuses vorgesehen und mit dein Turbinengehäuse,
in ihrer Lage unveränderlich, fest verbunden sind, wenn man von den Zuständcn völligen
Ab- und Ausbaues der Brennkammern absieht. Andererseits hat man die zum Betriebe
derartiger Brennkaminern erforderlichen Steuervorrichtungen an den verschiedensterl
Stellen, je nach den Bedürfnissen des Einzelfalles, vorgesehen. Es sind Anordnungen
zu finden, bei denen die Steuervorrichtung oberhalb eines auch die Brennkammern
einschließenden Maschinengehäuses, auf oder neben dem Turbinengehätise, oder ober-bzw.
unterhalb des Maschinenflurs aufgestellt ist. Eine derartige beliebige Anordnung
der Steuervorrichtung ist möglich, weil dieselbe von einem besonderen Motor angetrieben
werden kann. Zur Betätigung der Ventile von Verpuffungskammern in bestimmten Zeitpunkten
bzw. Zeitspannen haben sich nämlich als besonders zweckmäßig von Motoren angetriebene
Verteiler #in Form umlaufender Trommeln mit entsprechend angeordneten Steuerausnehmungen
erwiesen. Bei dieser Steuerungsart erfolgt die Betätigung der Ventile durch ein
gespanntes Mittel, das, aus einem Vorratsraum austretend, durch den Verteiler über
die die Verbindung herstellenden Steuerausnehmungen auf die zu den einzelnen Brennkan-imerventilen
führenden Steuerleitungen verteilt wird. Die einzige mechanische Verbindung zwischen
einer derartigen Steuervorrichtung und den von ihr betätigten Ventilen wird also
durch die Steuerleitungen gebildet, wodurch sich die bereits erörterte Möglichkeit
einer beliebigen, el
zweckdienlichen Anordnung der Steuervorrichtung
ergibt.
-
Im Verlauf der Entwicklung der Verpuffungskammertechnik hat es sich
nun als vorteilhaft herausgestellt, den Düsenvorraum, also den toten Raum zwischen
den die Verbrennungsgase aus den Kammern entlassenden Düsenventilen und den das
Turbinenrad beaufschlagenden Düsen, so klein wie möglich zu halten. Um dieses Bestreben
verwirklichen zu können, muß eine besondere Düsenventilanordnung gewählt werden,
bei der das Düsenventil nur vor An- bzw. Einbau der Verpuffungskammern eingebaut
und nach Entfernung der Verpuffungskammern ausgebaut werden kann. Damit ergibt sich
die Notwendigkeit, die Verpuffungskammern so auszubilden, daß sie schnell und leicht
aus ihrer Betriebslage, in der sie mit dem Turbinengehäuse fest verbunden sind,
herausverlegt werden können. Würde man, wie dies bei Gleichdruckturbinen zur Erhöhung
der Zugänglichkeit zu Düsen- und Laufradkörpern bekanntgeworden ist, die Brennkamrnern
verfahrbar machen, aber die bei Verpuffungskammern übliche Anordnung der Stenervorrichtung
an oder neben dem Turbinengehäuse beibehalten, so würden bei jeder Verschiebung
der Verpuffungskammern gegenüber dem Turbinengehäuse und damit auch gegenüber der
Steuervorrichtung sämtliche von der Steuervorrichtung zu den Ventilen der Brennkammer
führenden Druckmittelleitungen gelöst werden müssen, um die Verschiebung durchführen
zu können. Damit würde sich aber eine erhebliche Anzahl von Unzuträglichkeiten ergeben.
Denn es ist zu berücksichtigen, daß bei jeder Verpuffungskammer eine Reihe verschiedenartiger
druckmittelbetätigter Ventile, wie Spülluft-, Ladeluft-, Düsen- und Auslaßventile,
vorhanden sind, die sehr oft in mehreren gleichartigen Ausbildungen auftreten, um
die erforderlichen Querschnitte verwirklichen zu können. DaJurch ist die Anzahl
der druckmittelerfüllten Leitungen verhältnismäßig groß, womit sich entsprechende
Schwierigkeiten ergeben, wenn sämtliche dieser Leitungen zunächst vorn Druckmittel
entleert werden müssen, damit die Abnahme der Leitungen erfolgen kann. Diese Schwierigkeiten
vergrößern sich noch beim Wiederanbringen und bei der Inbetriebnahme der Leitungen.
Denn der ordnungsgemäße Füllungszustand setzt voraus, daß keinerlei Luftsäcke, Gaseinschlüsse,
Undichtigkeitsstellen oder andere Störungsquellen entstanden sind, so daß es nicht
nur der sorgfältigen und daher zeitraubenden Durchführung derartiger Arbeiten, sondern
auch noch einer ebenso zeitraubenden, genauen überprüfung und ".#\achl-,ontrolle
derselben bedarf. Es ergeben sich daher bei der Treanung, der Brennkammern vom Turbirengehäuse
und bei der Inbetriebnahme derselben äußerst lange, betriebsstörende Stillstandszeiten
der Anlage, verbunden mit dein Nachteil, daß trotz an sich ordnungsgemäßen Zustandes
der ein findp liehen Druckmittelkreisläufe in diese gänzlich unnötig eingegriffen
werden muß, um die Brennkammern von der Turbine trennen bzw. wieder in betriebsberei
ten Zustand überführen zu können.
-
Die durch diese Sachlage gekennzeichnete Aufgabe wird erfindungsgemäß
dadurch gelöst, daß, ausgehend von der bekannten Ausbildun- von Brennkraftturbinenanlagen
mit verfahrbaren Brennkammern, dieVerpuffungskammern einer Verpuffungsbrennkraftturbinenanlage
mit den an ihnen befestigten Steuerungsvorrichtungen und den letztere mit druckmittelbetätigten
Teilen der Verpuffungskammern verbindenden Rohrleitungen gemeinsam verfahrbar ausgebildet
sind. Dadurch entsteht der Vorteil, daß bei einem Ausbau der Verpuffungskammern
nicht sämtliche druckmittelerfüllten Verbindungsleitungen zwischen den durch derarti-e
Druckmittel Z lb betätigten Teilen der Brennkraftturbinenanlage und dem außerhalb
derselben einschließlich der zugehörigen Antriebs- und Regelungsvorrichtungen ortsfest
angeordneten Druckmittelverteiler abgenommen zu werden brauchen; es kommen also
nicht nur die damit unmittelbar verbundenen Arbeiten in Fortfall, sondern es werden
darüber hinaus die weit erheblicheren Arbeiten gespart, die zur völligen Entleerung
der Leitungen vom Druckmittel, aber vor allem zur Wiederherstellung des ordnungsgemäßen
Füllungszustandes der Leitungen ohne die Gefahr der Entstehung von Luftsäcken, Gaseinschlüssen,
Undichtigkeitsstellen usw. aufzuwenden sind. Durch die verhältnismäßig einfache
Maßnahine, diese Steuerungsvorrichtungen mit den Verpuffungskammern gemeinsam verfahrbar
auszubilden, gelingt es nicht nur, derartige Arbeiten in Fortfall zu bringen, sondern
auch die Stillstandszeiten der Anlage, die durch nur unter Trennung von Brennkammeril
und Turbinengehäuse durchzuführende Instandsetzungsarbeiten entstehen können, auf
ein Kleinstmaß zu vermindern. Schließlich entsteht der als ausschlaggebend anzusehende
Vorteil, daß die empfindlichen Druckmittelkreisläufe, in die trotz ihres ordnungsgemäß
bestehenden Zustandes bisher unnötig eingegriffen werden mußte, wenn die Brennkammern
von der Turbine zu trennen waren, in ihrem betriebsbereiten Zustand völlig ungestört
bleiben, womit die Gefahren wegfallen, die sich bei einem überhasteten Eingriff
in diese Kreisläufe ergeben können.
Bei Verpuffungsbrennkraftturbinen
größerer Leistung ergibt sich die Möglichkeit, mehr als zwei Verpuffungskammern
anzuordnen, wobei jedoch im allgemeinen mindestens zwei Verpuffungskammern ein Turbinenrad
beaufschlagen werden. In einem derartigen Fall kennzeichnet sich eine zweckmäßige
Ausführung des Erfindungsgedankens dadurch, daß mehrere, aber gemeinsam angetriebene
Steuerungsvorrichtungen vorgesehen sind, die an den von ihnen gesteuerten Brennkammern
befestigt und mit bzw. von der gemeinsamen Antriebsvorrichtung kuppel-bzw. entkuppelbar
ausgebildet sind.
-
Die Zeichnung zeigt eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgedankens.
Abb. i stellt eine Seitenansicht auf eine erfindungsgemäß ausgebildete Verpuffungsbrennkraftturbine
mit zwei Verpuffungskaminern mit einem senkrechten Längsschnitt durch die Steuerungsanoränung
dar.
-
Abb.:2 entspricht einem waagerechten Schnitt durch die Stenerungsanordnung
gemäß SchnittlinielI-II der Abb. i.
-
Abb. 3 zeigt eine Vorderansicht auf beide Verpuffungskami-nern.
-
In allen Abbildungen bezeichnet i die in der Schnittdarstellung der
Abb. i sichtbare Verpuffun 'gskammer, in die gespannte Ladeluft bei 2 eintritt,
während Brennstoff bei 3
und Nachladeluft bei 4 eintreten. Die durch die Verpuffung
in der Verpuffungskammer i gebildeten, hochgespannten und hocherhitzten Verbrennungsgase
beaufschlagen nach öffliung des Düsenventils 5 die im Gehäuse 6 befindliche
Turbinenradanordnung. Die Abb.:2 und 3 lassen dabei erkennen, daß außer der
Verpuffungskammer i eine zweite Verpuffungskan-inier i' vorgesehen ist, wie dies
für Abb. i erläutert wurde.
-
Zwischen den beiden Verpuffungskammern befindet sich die für beide
Kammern gemeinsanie Steuerungsvorrichtung 7. Diese Steuerungsvorrichtung
wird über Kegelräder 8 und eine Antriebswelle 9 von einem Elektromotor
io angetrieben. Sind mehr als zwei Verpuffungskammern vorhanden, so kann der Antriebsmotor
auch ortsfest, aber von der Steuerungsvorrichtung abkuppelbar, an beliebiger, geeigneter
Stelle angeordnet werden. Das Drucköl, das die einzelnen Ventile betätigt, tritt
bei i i in die Steuerungsvorrichtung 7
ein. Durch den umlaufenden, mit den
verschiedensten Steuerausnehmungen versehenen Schieber 12 wird das Drucköl auf die
Druckölleitungen 13, 14, 15 und 16 (Abb. 3) verteilt, die zu
den zu betätigenden Ventilen, also beispielsweise zu den Ladeluftventilen 2, Brennstoffventilen
3, den KNachladeluftventilen 4 und den Düsenventilen 5, führen. In
die Steuervorrichtung eingebaut sind noch Druckausgleicher 17, die das hochgespannte
Öl, welches über von dem Schieber i?, gesteuerte Vorsteuerkolben unmittelbar
auf die Ventilkolben wirkt, auf gleichbleibendem Öl-
druck erhalten.
-
Die Abb. 3 läßt nun erkennen, daß erfindungsgemäß die Verpuffungskammern
i, i' gemeinsam mit der von ihnen getragenen Steuerungsanordnung 7 und den
zu den Ventilen der Verpuffungskaminer führenden Verbindungsleitungen 13, 14,
5, 16 als Ganzes dadurch verfahrbar ausgebildet sind, daß die Verpuffungskammern
i, i' in einen Rollwagen ig eingehängt sind, dessen Rollen 2o auf Schienen 21 laufen".
Die Steuerungsvorrichtung 7 ist dabei über die Flansche 18 an und
zwischen den Verpuffungskammern i und i' befestigt und wird auf diese Weise
von beiden Kammern gemeinsam getragen. Es bedarf also nur der Lösung der Verbindungsmittel
mit dem Turbinengehäuse 6, um die Verpuffungskammer i bzw. i' aus ihrer Betriebslage
hera,usverlegen zu können. An dieser Bewegung nehmen die Teile 2 bis 5 und
7 bis 18
teil, ohne daß es eines zeitraubenden Eingriffs in die für
den Umlauf des Steuermittels vorgesehenen Maschinenteile bedarf.