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Kammerturbine Die Erfindung betrifft eine mit Gehäuseklappen als Verdichter
arbeitende Explosionsturbine, bei der die Gase ein tangential beaufschlagtes Laufrad
antreiben, dessen Steuerteil eine mit einer Klappe versehene Explosionskammer ist.
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Dieser Art vorgeschlagen ist eine Explosionsturbine, bei der ,eine
Kammer im Radgehäuse angeordnet ist und mittels eines Kolbens, der durch Kettenantrieb
mit der Welle verbunden ist, die Luft oder Brenngase ansaugt, verdichtet und wo
der Stoß der Gase auf den Kolben und auf das Laufrad wirkt.
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Bei dieser Anordnung ist die turbinenmäßige Ausnutzung der Gase unwirtschaftlich
und die geteilte Stoß«,irkung der Gase ungleich, da der Kolben eine größere Angriffsfläche
bietet und den Gasen einen geringeren Widerstand entgegensetzt als der Schaufelteil
des Laufrades. Zugleich saugt der Kolben bei seinem Antrieb neuen Brennstoff an,
ohne daß eine Reinigung der Brennkammer nach der Verbrennung erfolgt; denn die Brennkammermündung
wird durch den festen Laufradteil abgeschlossen. Dieses beeinträchtigt den Wirkungsgrad
der Maschine. Die vorliegende Erfindung hat zum Zweck, eine Explosionsturbine dieser
Art so auszubilden, daß die angeführten Nachteile vermieden werden und die Ausnutzung
der Gase und die Leistung der Maschine gefördert wird.
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Die Erfindung besteht darin, daß sich im Laufradgehäuse Ansaugkammern
befinden, in denen als Verdichter Gehäuseklappen ,angebracht sind, die vom umlaufenden
Laufrad angetrieben werden und die Luft oder Brenngase ansaugen, verdichten und
in eine Brennkammer pressen, und daß die Steuerung des Auslasses der Brennkammer
durch eine Kammer des Laufrades erfolgt, die durch eine Klappe geschlossen ist,
die erst unter dem Druck der Verpuffungsgase nachgibt, und daB die Gase gegen eine
innere Laufradwand arbeiten und dann durch die im Laufrad angeordnete Klappe, die
durch eine Feder belastet ist, unter Druck gesetzt und ausgestoßen werden.
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Die Gehäuseklappen sind so ausgebildet, daß man mit weniger Arbeit
höhere Verdichtungsdrücke erzielen kann als bei einer Kolbenverdichtung. Je mehr
sich die Klappen schließen und dabei den Brennstoff durch
den Schlitz
in die Brennkammer pressen, desto kleiner wird die Druckfläche, und haben sich die
Klappen geschlossen, so ist der Widerstand der Gase aufgehoben. Bei der Verdichtung
entsteht eine für die Verbrennung günstige Wirbelung der Brenngase in der Brennkammer,
da diese gegeneinandergestoßen werden. Während der Verbrennung schliefen die Klappen
den Ansaugraum. Nach der Verbrennung saugen die sich öffnenden Klappen die Rückstände
aus der Brennkammer, und diese wird gereinigt.
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Die Stoßkraft der Gase wirkt nur auf das Laufrad. Das Laufrad der
eingangs erwähnten bekannten Art besitzt einen mit Schaufeln versehenen Teil, gegen
den die Gase arbeiten. Erscheint der Schaufelteil vor der Brennkammer, so wird der
Verdichtungsraum vergrößert und dadurch die Stoßkraft der Gase abgeschwächt. Um
eine günstige Umwandlung der in den Gasen enthaltenen Wärmneenergien in Strömungsenergie
zu erzielen und dann durch Umlenkung in mechanische Arbeit zu verwandeln, ist das
Laufrad gemäß der Erfindung so ausgebildet, daß die Gase gespannt unter Druck ausströmen
und weiter günstig ausgenutzt werden können, indem man sie gegen ein Schaufelrad
leitet. Die Kammer des Laufrades ist durch eine Klappe geschlossen, .die erst durch
den Stoß der Gase geöffnet wird. Die Verdichtung der Gase bleibt bis zur vollen
Auswirkung der Explosion erhalten. Die Stoßkraft der Gase arbeitet gegen eine Innenwand
des Laufrades. Durch eine Federung der Laufradklappe und die Fliehkraft des umlaufenden
Rades werden die Gase gespannt und dann unter Druck ausgeschleudert. Durch die Bewegungen
der Klappe werden Luftströmungen im Innern des Laufrades erzeugt und Kaltluft durch
Seitenschlitze angesogen. Die Kammer des Laufrades wird gereinigt und das Laufrad
stetig gekühlt.
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Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in der Zeichnung
dargestellt, und zwar zeigt Abb. 1 die geöffneten Gehäuseklappen, wobei der Brennstoff
angesogen wird, und die geschlossene Laufradklappe, Abb.2 die geschlossenen Gehäuseklappen
und die geöffnete Laufradklappe bei der Zündung.
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Auf der Radwelle 5 ist das Laufrad 2 fest und läuft in dem umschließenden
Gehäuse ,3 um.
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Die Luft oder das Gasgemisch wird in der Gehäusevorkammer 4 vorgewärmt.
Die geöffneten Klappen 16 geben die Durchgangsöffnungen 18 frei, und das Treibmittel
strömt in die Ansaugräume 15. Die Klappen 16 sind drehbar um die Achsen 17 und werden
durch das Laufrad angetrieben. An den Laufradseiten befindet sich eine exzentrische
Mitführung 22, in der die Zapfen 21 auf und nieder gleiten. Diese sind durch die
Verbindungsschienen 2o mit den durchgehenden Achsen 19 der Klappe 16 verbunden und
übertragen die Bewegung.
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Bei weiterer Bewegung schließen sich die Gehäuseklappen 16 und pressen
den Brennstoff durch die Schlitze 14 in die Brennkammer 12.
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Zu gleicher Zeit hat die Kammer 6 des Laufrades die Brennkamm eröffnung
erreicht. Die Kammer 6 ist durch eine um eine Achse lo drehba.re Klappe g geschlossen.
Erfolgt die Zündung, so gibt die Klappe g unter dein Druck der Gase nach, und diese
arbeiten gegen die Innenwand 8 des Laufrades und treiben das Rad in Richtung des
Pfeiles 23 an. An der Rückseite der KLZppe g ist eine Federung 11 angebracht, die
durch den Stoß der Gase gespannt wird. Die Federung wirkt auf die Gase in der Kammer
6, unterstützt «zrd der Gegendruck durch ,die Fliehkraft des umlaufenden Rades,
die Gase werden durch die Ableitung 2;l ausgestoßen, und die Laufradklappe schließt
sich. Bei diesem Vorgang haben sich die Gehäuseklappen 16 -wieder geöffnet, dabei
ist die Brennkammer 12 gereinigt und neuer Brennstoff angesogen worden. Das Arbeitsspiel
wiederholt sich.