DE69187C - Druck-Turbine mit durch Druckgase beschleunigter Geschwindigkeit der Aufschlags-Flüssigkeit - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAM

Die Hauptgrundzüge, nach welchen der nachstehend beschriebene Motor Bewegung erhält, sind folgende:

Eine Flüssigkeit wird mittels eines Injectors durch ein unter Druck ausströmendes Gas angesaugt und in ein Rohr getrieben, aus welchem sie mit einer gewissen Geschwindigkeit ausströmt.

Sie wird dabei unter geeigneter Krümmung des Ausströmungsrohres auf den inneren Radkranz eines leicht drehbaren und keine Arbeit verrichtenden Rades geleitet, welches somit dieselbe Geschwindigkeit annimmt und in welchem die mit dem Gas gemischte Flüssigkeit eine bedeutende Centrifugalkraft erreicht. Unter dem Einflufs derselben scheidet sich das Gas wieder ab, und. die Flüssigkeit spritzt durch anfangs radiale und dann gekrümmte Bohrungen nach aufsen gegen ein zweites, das innere ganz umgebendes Rad, welches die Flüssigkeit in derart gekrümmten Bohrungen empfängt, dafs durch Reaction der durch dieselben austretenden Flüssigkeitsstrahlen Arbeit verrichtet wird.

Der Motor ist in beiliegenden Zeichnungen dargestellt, und zwar ist:

Fig. ι ein senkrechter Längendurchschnitt.

Fig. 2 ist ein Querschnitt durch die Räder nach 2-2 der Fig. 1.

Fig. 3 zeigt im Schnitt nach 3-3 der Fig. 2 die eigenartige Krümmung der Reactionskanäle im äufseren Rade, welche die Flüssigkeit gegen die cylindrische Gefäfswandung schleudern.

Fig. 4 und 5 deuten die Form der Mündung des Injectors an.

Fig. 6 und 7 sind Einzelansichten von Theilen des Injectors, und

Fig. 8 zeigt in perspectivischer Ansicht die Anordnung der Reactionsräder in einander.

Dieser neue Motor ist in einem liegenden 'cylindrischen, geschlossenen Gefäfs angeordnet, welches durch eine das Gefäfs quer durchschiefsende Scheidewand in zwei Kammern b und c getheilt ist, welch letztere durch eine Oeffnung d nahe der tiefsten Stelle in der Scheidewand in Verbindung stehen. Wenn der Apparat in Thä'tigkeit ist, so ist die Kammer c leer, indem ihr Inneres in beliebiger bekannter Weise einem mäfsigen Druck ausgesetzt wird, der alle Flüssigkeit durch Oeffnung d nach b hinüberdrückt, und die Kammer b ist mit der Betriebsflüssigkeit gefüllt, für welche ich vorzugsweise OeI oder Glycerin verwende, um durch Verdampfung keine Verluste zu haben.

In der Kammer b ist ein Injector angebracht, welcher aus den Kammern e und k (e cylindrisch und k ringförmig), dem Saugekorb / und der Mischkammer g besteht. Die Kammern e und k stehen mit-einander durch ein U-förmig gebogenes Rohr in Verbindung, in welches ein Speiserohr einmündet (s. Fig. 1 rechts), durch das den Kammern e und k von aufsen unter Druck ein Gas zugeführt wird, welches in irgend einer Weise, z. B. durch Verbrennen von Kohlenwasserstoffen, hergestellt werden kann. Nach dem Punkt/hin zieht sich

der Saugekorb Z, welcher, wie Fig. ι zeigt, durch beliebig weit von einander angeordnete Stehbolzen gebildet ist, mehr und mehr zusammen;, an diesem Punkt läuft eine ringförmige Oeffhung um die Rohrwandung des Injectors herum, durch welche von der Kammer k aus das geprefste Gas eintreten und sich mit der Flüssigkeit mischen kann, welche, wie man sieht, nach dem Rohr h freien Zutritt hat. Eine weitere Gasmenge gelangt an dieser Stelle von der Kammer e aus in die Flüssigkeit, und zwar durch Röhren m, welche in- gleichen Abständen angeordnet sind (wie die Einzelansicht Fig. 6 im Schnitt nach 6-6 der Fig. ι zeigt) und nahe dem Ende mit seitlichen Bohrungen n, Fig. 7, versehen sind, die ungefähr der vorerwähnten Ringöffnung gegenüberstehen.

Jedes der Rohre läuft in eine massive Spitze 0 aus (Fig. 7), so dafs die Querschnittsfläche des Injectorrohres von f aus nach g zu sich allmälig vergröfsert. Infolge dieser Anordnung wird die Geschwindigkeit des Fluidums, während es sich von f nach g bewegt, etwas abnehmen, was nach Ansicht des Erfinders eine Druckverringerung zur Folge hat, die das gasförmige Fluidum sofort veranlafst, einzutreten und sich mit der Flüssigkeit innig zu vermischen. Jedenfalls wird das Gas, da die den Injector umgebende Flüssigkeit das Bestreben hat, durch Rohr h auszutreten, mit der Flüssigkeit gemischt, alsdann im Rohr h weiter gehen, welches konisch oder rein cylindrisch sein kann, um auf einem Reactionsrad p, das in der Abtheilung c angebracht ist, Verwendung zu finden. Das Rohr h mit dem Injector ist fest in die Scheidewand eingesetzt und etwas geneigt. Am Ende des Rohres h ist ein passendes Mundstück zur geeigneten Richtung des Strahles der Flüssigkeit gegen ■das Reactionsrad angebracht. Dasselbe ist in Einzelansicht durch Fig. 4 und 5 dargestellt.

Das Reactionsrad ist hier als ein doppeltes, ein inneres ρ und ein äufseres q, dargestellt.

Der Apparat würde indessen mit dem inneren Rad ρ allein auch vollständig sein und arbeiten können. Die Construction der Räder geht aus Fig. 1, dem Längsschnitt des Apparates, und Fig. 2, einem Schnitt nach 2-2 der Fig. i, hervor. Fig. 3 ist ein Schnitt nach 3-3 der Fig. 2. Das Rad p, dessen Inneres durch Rohr ν mit der äufseren Atmosphäre frei communicirt, ist gegen den Apparat einerseits durch Glocke r und andererseits durch die Hülse t abgeschlossen, die je in eine Stopfbüchse s und u endigen und in Kugellagern laufen, auch mit Kugellagern zur Aufnahme des zweiten Rades q versehen sind. Die Kugellager für Rad ρ sind in feststehenden Ringen angeordnet, die durch Speichen an der cylindrischen Gefäfswand gesichert sind. Der Hals der Glocke r bezw. der Hals t laufen im Innern dieser Ringe, von einem Kranz kleiner Stahlkugeln umgeben, während zwei ähnliche Kränze von Stahlkugeln, auf den genannten Hülsen laufend, das äufsere Rad q aufnehmen. Der Radkranz des inneren Rades ρ ist mit radialen Bohrungen χ versehen, welche fast die ganze Dicke durchbrechen und in die tangentiellen Kanäle y einmünden. Der Injectionsstrahl, nachdem er direct auf den inneren Radkranz gewirkt hat (der zu diesem Zwecke mit Schaufeln versehen werden kann), sammelt seine Flüssigkeit im Raum %, wo durch Centrifügalkraft das Gas von der Flüssigkeit geschieden wird. Ersteres entweicht frei durch Rohr ν in die Atmosphäre, während letztere, durch die Kanäle xy geschleudert, eine starke Reactionswirkung giebt und das leer laufende Rad ρ in der Richtung des Pfeiles i, Fig. 8, dreht.

Die Röhren y sind als Sauger angeordnet, ihr Querschnitt erweitert sich allmälig nach aufsen, was ein Saugen zur Folge hat. Am Fufsende ist jedes Rohr mit einer ringförmigen Luftkammer a^l umgeben, von denen jede durch einen Kanal b¹ mit einem mitten im Rohr ν und in der Hülse t gelagerten Rohr in Verbindung steht und von aufsen durch ein Ventil d¹ Luft erhält.

Der Zweck der Aspiratoreh ist, Luft mit der austretenden Flüssigkeit zu mischen, damit dieselbe nach dem Verlassen des äufseren Rades q im Raum c den Druck unterhalte, welcher nöthig ist, um die Standhöhe der sich in c wieder sammelnden Flüssigkeit niedrig zu halten.

Die Luft kann auch vom Raum c abgeführt werden, um zur Oxydation eines Kohlenwasserstoffes zu dienen, wenn die Verbrennungsgase eines solchen zum Betrieb des Motors verwendet werden. Die Saugevorrichtung kann indessen ganz fortbleiben und dann wird der im Raum c erforderliche Druck durch Dampf, Gas etc. unterhalten.

Die Krümmung der Röhren ν ist so gewählt,dafs die Flüssigkeit beim Gang der Maschine möglichst geradlinig radial austritt, ohne noch weitere Centrifügalkraft aufzunehmen. Das zweite äufsere Rad q umschliefst Rad ρ vollständig, wie eine Glocke.

Es ist mit den Kanälen e versehen, welche durch ihre eigenartige hufeisenförmige Krümmung (Fig. 3) der von ρ austretenden Flüssigkeit eine entgegengesetzte Wendung geben. Fig. 3, ein Schnitt nach 3-3 der Fig. 2, zeigt' deutlich die Lage und Krümmung der Kanäle e¹ im Radkranz des Rades q in Ebenen tangential zum Rad angeordnet, und es ist klar, dafs die unter Druck auf der Innenseite in die Kanäle e¹ eintretende Arbeitsflüssigkeit nach Durchlaufen der Krümmungen aufsen in

der Richtung des Pfeiles 2, Fig. 8, gegen die cylindrische Gefäfswand abspritzt und so Arbeit verrichtet. Das Rad q rotirt daher infolge der Reaction in demselben Sinne wie Rad p, nur mit geringerer Geschwindigkeit.

Ein Zahnrad h^l auf der Welle i\ in die Verzahnung g^x des Rades q eingreifend, leitet die Bewegung' nach aufsen. Wenn das Rad q weggelassen und nur das innere Rad ρ im Motor verwendet wird, wird g^l als Zahnrad direct auf die Hülse t aufgekeilt.

Unter dem Einflufs der Centrifugalkraft tritt die Flüssigkeit trotz des in der Kammer ο herrschenden Druckes mit Leichtigkeit aus den Oeffnungen f der Kanäle des Rades q aus.

Der Apparat arbeitet folgendermafsen:

Nachdem die Kammer c durch irgend welche Mittel einem geringen Druck ausgesetzt Wurde, um alle Flüssigkeit durch Oeffnung d in die Kammer b zu treiben, läfst man Gas, Luft oder Dampf etc. unter mehr oder weniger starkem Druck in die Kammern e und k des Injectors gelangen. Das in demselben sich bildende Gemisch von Gas und Flüssigkeit durchstreicht das Rohr h, und der am Ende austretende Injectionsstrahl dreht das innere Rad sofort, das Gas scheidet sich wieder ab und entweicht nach aufsen durch das offene Rohr v, während die Flüssigkeit durch die Kanäle xy abspritzt und dadurch hier Arbeit leistet, wenn nur das eine Rad ρ verwendet wird, oder in die gekrümmten Kanäle e¹/¹ des zweiten äufseren Rades q eintritt, wenn ein solches im Apparat angebracht ist, entweder rein oder mit Luft gemischt, wie oben beschrieben, und durch die Reaction der austretenden Strahlen das zweite Rad zwingt, der Drehung, des inneren Rades zu folgen.

Die ausgetretene Flüssigkeit sammelt sich in der Abtheilung c und tritt unter dem darin herrschenden und beständig unterhaltenen Druck durch Oeffnung d in die Abtheilung b hinüber, wo sie zur Wiederverwendung gelangt. Das wirklich aufgezehrte Betriebsmittel des Apparates ist daher nur das dem Injector unter Druck zugeführte Gas, welches durch Rohr y entweicht. Ist während des Betriebes durch Ventile d^l und Kanäle b^{ Luft eingesaugt worden, welche mit der Flüssigkeit in den Raum c mit hinübergeht, so unterhalt sie den darin erforderlichen Druck und geht zum Theil durch Oeffnung d mit hinüber nach der Abtheilung b, in welcher oben eine beliebige Oeffnung oder ein Rohr zur Ableitung dieser überschüssigen Luft angebracht sein kann, i ist ein Schieber im Rohr h, durch den die Thätigkeit des Apparates unterbrochen werden kann.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Eine Druck-Turbine, welcher eine unter geringem Druck stehende Betriebsflüssigkeit mit erhöhter Geschwindigkeit dadurch . zugeführt wird, dafs die Flüssigkeit mittels Düsen durch Druckgase angesaugt und mit der dadurch erlangten Beschleunigung bei innerer Beaufschlagung ein inmitten des Turbinenrades befindliches leerlaufendes Zwischenrad antreibt, unter gleichzeitiger Abscheidung der Flüssigkeit von den beigemengten Gasen durchläuft und. sonach zur Abgabe des aufgenommenen Arbeitsvermögens in die Zellen der Druck-Turbine gelangt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.