DE807570C - Back pressure internal combustion turbine with pulsating combustion and intermediate expansion - Google Patents

Back pressure internal combustion turbine with pulsating combustion and intermediate expansion

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DE807570C
DE807570C DEP16634D DEP0016634D DE807570C DE 807570 C DE807570 C DE 807570C DE P16634 D DEP16634 D DE P16634D DE P0016634 D DEP0016634 D DE P0016634D DE 807570 C DE807570 C DE 807570C
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C3/00Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
    • F02C3/14Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid characterised by the arrangement of the combustion chamber in the plant
    • F02C3/16Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid characterised by the arrangement of the combustion chamber in the plant the combustion chambers being formed at least partly in the turbine rotor or in an other rotating part of the plant
    • F02C3/165Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid characterised by the arrangement of the combustion chamber in the plant the combustion chambers being formed at least partly in the turbine rotor or in an other rotating part of the plant the combustion chamber contributes to the driving force by creating reactive thrust

Description

Rückdruck-Brennkraftturbine mit pulsierender Verbrennung und Zwischenexpansion Die bisherige Entwicklung der Verbrennungsturbinen ist auf den Erfahrungen aufgebaut, die im Bau von Dampfturbinen und Kolbenverbrennungsmaschinen gesammelt worden sind. Infolgedessen weisen die Verbrennungsturbinen auch ähnliche Bauelemente wie diese Maschinen auf, so vor allem den feststehenden Verbrennungszylinder und das beschaufelte Laufrad. Mit diesen Konstruktionselementen ist in der Arbeitsweise solcher Turbinen infolgedessen grundsätzlich festgelegt, daß Gemischaufbereitung, Gemischkompression und Gemischverbrennung außerhalb des Lautrades erfolgen und die Kraftübertragung auf das Laufrad vermittels Anströmens desselben durch die Brenngase vor sich geht. Da aber die Auswirkungen der Brenngase auf die Turbinenbeschaufelung sehr viel ungünstiger als die des Dampfes sind. hat inan sich mit Rücksicht auf die nicht ausreichend hitzebeständigen Konstruktionsmaterialien zunächst in der Hauptsache nur auf die Entwicklung von Abgasturbinen beschränken müssen. Erst nach einem sehr zähen Entwicklungsgange sind dann aus diesen die heute gebräuchlichen Gasturbinenanlagen hervorgegangen, die im wesentlichen aus Luftkompressor, ruhenden Brennkammern, Turbinenläufer und Wärmeaustauscher bestehen und kurzweg als Gasturbinen bezeichnet werden.Back pressure internal combustion turbine with pulsating combustion and intermediate expansion The previous development of the combustion turbines is based on the experience collected in the construction of steam turbines and reciprocating internal combustion engines. As a result, the combustion turbines also have components similar to these Machines, especially the stationary combustion cylinder and the shoveled one Wheel. It is with these structural elements that such turbines work as a result, basically stipulated that mixture preparation, mixture compression and mixture combustion take place outside of the loudspeaker and the power transmission on the impeller by means of the flow of the same through the combustion gases. But since the effects of the fuel gases on the turbine blades are much less favorable than those of steam. has inan been insufficient with regard to the heat-resistant construction materials initially mainly only on the Need to restrict development of exhaust gas turbines. Only after a very tough development process the gas turbine systems commonly used today then emerged from these, which essentially consist of an air compressor, stationary combustion chambers, turbine rotor and Heat exchangers exist and are briefly referred to as gas turbines.

Die Nutzwirkungsgrade solcher Anlagen liegen durchweg bei etwa 20% und können itn Hinblick auf die Nutzwirkungsgrade anderer @Värmekraftmaschinen nicht als befriedigend angesprochen werden. Die weitere Fortentwicklung der Gasturbitien macht aber erhebliche Schwierigkeiten, die teils allgemeiner, teils spezieller Natur sind. Die allgemeinen Schwierigkeiten sind durch die \ufbriligung der Kotnpressorleistung, um die die Nutzleistung geschmälert wird, und durch die hohen Temperaturgefälle der Brenngase bedingt, die sehr wärmefeste Konstruktionsmaterialien erfordern.The efficiency levels of such systems are consistently around 20% and cannot do it with regard to the efficiency of other @ Värmekraftmaschinen can be addressed as satisfactory. The further development of the gas turbines but makes considerable difficulties, some of which are general, some of which are special are. The general difficulties are due to the relief the Kotnpressorleistungs, by which the useful power is reduced, and by the The high temperature gradient of the fuel gases requires the very heat-resistant construction materials require.

Hierzu kommen an speziellen Scliwierigl;eiten bei den Verpuffungsturbinen die exakte Steuerung von Brentikanimereinlaß, Zündung und Brennkainnierauslal3 sowie die mit nicht unerheblichen Verlusten belastete Laufradkühlung, während sich hei den Gleichdruckverhrennungsturbinen die Einbringung der Brennladung gegen den Verbrennungsdruck und die verhältnismäßig niedrigen Standtemperaturen der Konstruktionsmaterialien recht hinderlich bemerkbar machen.In addition, there are special difficulties in the deflagration turbines the exact control of Brenticanimers inlet, ignition and Brennkainnierauslal3 as well as the impeller cooling, which is burdened with not inconsiderable losses, while hot the constant pressure combustion turbines, the introduction of the combustion charge against the combustion pressure and the relatively low standing temperatures of the construction materials make quite a hindrance noticeable.

1)a nun die Aufbringung der Vorkompressionsleistutig als unvermeidliches Übel in Kauf genomnien zu werden scheint und die Verbesserung der \\:irmestandfestigkeit der Konstruktionsmaterialien nur ungeheuer langsame Fortschritte macht, haben sich die Konstrukteure und Erfinder in der Hauptsache damit befaßt, den Wirkungsgrad der Turb nennebenanlagen, wie z. 13. von Luftkompressor und \\'ärmeatistauscher, zu verltcssern. Für die gesallltc @tirltitietiatilage könnte es theoretisch an >ich wohl gleichgültig sein, in welchem ihrer Bestandteile (las SchNvergewicht der fitesten \\-iirnieaustititztttig liegt. Itl der Praxis ist es alter nicht gleich, oll nur hei einer einfachen stirb ne allein der fiteste Wirkungsgrad erreichbar ist oder oll es rtulier (fier Turbine noch umfangreicher Nebenanlagen dazu bedarf, im Verhältnis zu denen die eigentliche Turbine nur noch ein bescheidenes Anhätigsel darstellt, wie es beispielsweise ltei (leil bereits vorstehend geschilderten Gasturbinen oder, kesser gesagt, Gasturi» nenanlagen der Fall ist.1) a now the application of the precompression power as inevitable Evil seems to be taken into account and the improvement of the firm's stability advances made in materials of construction have been tremendously slow the designers and inventors are mainly concerned with the efficiency the Turb ancillary systems, such as. 13. of air compressor and heat exchanger, to leave. For the gesallltc @tirltitietiatilage it could theoretically be> me probably be indifferent in which of its components (read SchNvergewicht the most fit \\ - iirnieaustititztttig lies. In practice it is not the same age, oll only with a simple die only the best efficiency can be achieved or If there is a need for extensive ancillary systems for the turbine, in proportion to which the actual turbine is only a modest affair, as it is, for example, the gas turbines already described above or, Or, to put it more correctly, gasturis is the case.

\ttl1ler diesen Gasturbinenanlagen sind alter auch noch aridere Lösungen angestrebt worden. Diese miterscheiden sich von den genannten grundsätzlich dadurch, daG das Reaktionsprinzip zur Anwendung gelangt und demzufolge rotierende Brennkammern benutzt werden. Diese Lösungen konnten sich älter in der Praxis bisher nicht durchsetzen. Sie blieben virlmehr durchweg in ihren Anfängen stecken, da sie weder (las Wesen des Reaktionsprinzips richtig erfaßten noch die konstruktiven Eigenheiten einer solchen Turbine genügend berücksichtigten.\ ttl1ler these gas turbine systems are older and even more arid solutions been strived for. These differ fundamentally from the ones mentioned in that because the reaction principle is applied and consequently rotating combustion chambers to be used. These solutions could not prevail in practice until now. Most of the time they got stuck in their beginnings because they neither (read Wesen of the reaction principle correctly grasped the constructive peculiarities of a take sufficient account of such a turbine.

Die in den Anlagen näher beschriebene Rückdruck-13reinikraftturbine mit pulsierender Verbrennung und Zwischenexpansion ist nun bewußt einen Weg gegangen, der sie einmal nicht wie die Gasturbinenanlagen als Kreuzung zwischen Kolbenverbrennungsmaschine und Dampfturbine erscheinen 1ä 1.)t und ihr außerdem auch unter den Reaktionsturbinen einen besonderen Vorrang einräumt. I)er Unterschied gegen beide Turbinenarten bestellt in der ilauptsache darin, daß der gesamte Arbeitsprtzel3 in den Turbinenläufer verlegt ist, pulsierende Verbrennung mit Z\\ isclienexliansion zur Anwendung gelangt und die Vorteile des Rückstoßantrieltes erfaßt werden. Hierbei liegen Gemischaufbereitung. Gemischkompression und Gemisch- xerbrennung innerhalb (1(#s Läufers, N\:ihrend die Kraftaufnahme durch das Laufrad erst nach Ab- senkung der Druck- und Temperaturspitze der Brenngase im Augenblick des Abströmens der Brenngase vom Läufer stattfindet. Die kückdruck-Brennkraftturbine bedarf somit zu ihrem Betriebe grtindsiitzlicli keiner derartigen Nebenanlagen, Nvie Kompressoren oder Wärmeaus- tauscher, sondern kommt ohne diese aus. Ihr Tur- binenläufer umfaßt in seinen, inneren Teile ein zweiseitig Wirkendes Gebläse. das durch eilte Trennscheibe in eine linke und eine rechte Gebläse- hälfte aufgeteilt ist und ringstur von 13retnikain- mern umgellen wird. Die Geltl'iscscliatifcln stehen radial angeordnet, und ihre V erl:ingerungen bilden die Trennwände der Brennkammern. lnfol;"e der gegenseitigen Abgrenzung der Gebläsehäliten durch eine Trennscheibe saugt die eine Hälfte reine Brennluft an, während die andere ein oberhalb der Zündgrenze liegende: 13rennstoffgeinisch fördert. Bevor Brennluft und in die Gebläsehälften gelangen. müssen sie durch Vor- kammern hindurch. die nach außen liiii \-etitil- bz-,v. Filterabschlüsse aufweisen. Durch die ent- stehenden Flielikraftauswirktuigen kommt es sowohl in den Gebläsehälften als <stich in den Brenii- katninern zu einer geringen Drucksteigerung. wobei nach Aufhören der "hrenn@cheilte eine \ ermisc?lung von Brennluft und I3reiitistofgeniisc?i stattfindet. Ist eine Brennkatniner geladen, so tritt (las min zündfähig gewordene Gemisch in eine 1?xl>ansions- kaininer, wo es geziiii(let @\ird, nach der Breini- kamtner zurückschlägt und eine Druckwelle aus- löst, die sich durch (las ganze 1.:itiferinnere fort- pflanzt. Dadurch \\-erden die anstriiinende 13renn- ltift und das nicht ziindfähige Brennstoftgeniisch -zurückgedrängt, wodurch die l),ildung weiteren zündfälligen Gemisches tillterhundell wird, till(1 die Einlaßventile in den Vorkaniniern zuin Schließen gebracht. Soweit eine "Zündung in einer der anderen l,rentikaniniern später erf@ilgt, erhöht sich in diesen die Vorkompression, so daß infolge l?rliö bong des thermodynamischen Wirkungsgrades automatisch ein Verlustausgleich eintritt. Damit nun durch _\uaetrutig \ an Zündungen kein Brentistotiverltist eintreten kann. ist es erfor- derlich, daß sie stets itn rechten Augenblick ein- setzt. Da die Breinikatninereingä nge und Brenn- kammerauslässe ständig offen stehen und die Lade- und I?xpaiisionsvorg:inge ungestetiert verlaufen können, erfolgt die \'ei-1trelititiiig pulsierend, (1. h. nach Auslösung durch eine erste Freindziindung voll selbst sich immer wieder rliNthiuisch auslösend bei kurzen Unterbrechmigeil so. Wie der Vorgang von der singenden Flaninie leer bekannt ist. Damit würde die rechtzeitige Zündung an sich wohl ge- geben sein. Da jedoch die pulsierende Verbrennung gegen Stoßbelastungen eine #@et@-isse Etnphndlich- keit aufweist und mitunter ab-cil.it, so da13 es zu unerwünschten :Missetzern kotilmcti scann, wird daher die Frenidziindung beibehalten. Sie besitzt jedoch keine feste Zündeinstellung, sondern die Funken schlagen an den Zündkerzen an(lauernd über, «-erden aber nur darin wirksam, wenn sie infolge von Aussetzern in urverbranntes Gemisch schlagen. Da die Zündkerzen in den Expansions- kammern angchracht sind und sich demgemäß ständig mit denn umlaufenden Läufer mit bewegen, ist eine starre Zuführung des 1-lochspannungs- stromes nicht möglich. Die Zuführung erfolgt viel- inehr über eine Vorschaltfunkstrecke, die durch -\Torbeigleiten der Zündkerzen in geringem Al)- stande vor einem ruhenden Zündring gebildet wird und auch einett #',clileifkoiitakt entbehrlich ntaclit. Die nach innen gerichtete Zwischenexpansion der Brenngase ist dadurch bedingt, daß die Durch- gangsquerschnitte der Riickdrucköffnungen in den Expansionskammern im Verhältnis zu den Vber- gangsquerschnitten vorn Gebläse zti den Brenn- kammern stets klein sind und daher einen bedeu- tend größeren Widerstand der Ausdehnung der Brenngase entgegensetzen. Durch die infolgedessen zwangsläufig eintretende Vorkompression von Brennluft und Bretnistoffgemisch wird daher den Brenngasen bereits vor Verlassen des Laufrades die sich sonst ungünstig auswirkende Druck- und Temperaturspitze genommen, wobei jedoch bei der Expansion nach auLien die abgezogene Energie wieder zurückgeliefert wird. Dadurch kommt es zu einer polytropen Expansion, deren Kurve wesent- lich .flacher als die einer normalen Expansion erfolgt. Die Expansionskurve kann durch ent- sprechende Wahl des inneren Expansionsverhält- nisses fast zur Gleichdrucklinie herabgedrückt wer- den, falls besonders hochwertige Brerinstotte es erforderlich machen s(Alten. Um diese inneren Vor- gänge näher zu veranschaulichen, sind in I# ig. i mehrere zeitliche Taktfolgen aufgezeichnet. 1)ie punktierte Linie entspricht einem Expansionsver- lauf ohne Zwischenexpansion. Das in Fig. ? ge- zeichnete Pv-Bild vermittelt die inneren Arbeits- vorgänge, wobei die punktierte Linie ebenfalls wie- der den Verlauf der Verputtung olitie Zwischen- expansion andeutet. Man ersieht daraus, daß die Verpuffungsspitze abgebrochen ist und zur Deckung des Aufwandes der Vorkompression im Gebläse und in den Vorkanitnern verwendet wird. Fällt der Expansionsdruck unter eine festlegbare Anfangs- höhe, so erfolgt l-Zücklieferung der Druckenergie, wodurch die Expansionslinie entsprechend gehoben wird. Was die Ausmitzung der Vorteile des Rückstoß- antriebes anbelangt, so sind die folgenden Vor- kehrungen getroffen, da die alleinige Anwendtuig des Rückdruckprinzips dafür nicht entscheidend ist. _\n die Stelle (les Raketenofens tritt hier nicht die Brennkarniner, sondern eine 1Jxparisionskaminer bzw. deren mehrere, die die Breinikanimergase auf- nehmen und erst ausrichten, ehe sie ins l'rete expandieren können. Dadurch wird eine größere Vollkommenheit der Verbrennungs-und @trömungs- vorg<inge erreicht. 1)es weiteren sind die Rück- drucköffnungen außen nicht nur nach der Läufer- mitte zu, sondern auch seitlich abgeschirmt und stehen senkrecht zum Brerinkaminerriicken, clei- von der Sohle der einett l@ückdrttcki>tinung bis zum Außenrand der anderen gleichmäßig ansteigend ausgebildet werden kann. Dadurch entsteht in Richtung der Laufradumdreltung gesehen für alle , -iul .lerliall) des Laufrades befindlichen Gasströme ein toter Winkel, der die Rückdruckö ffnungen im Bewegungsschatten hält und den entstehenden Sog recht wirksam werden läßt. Dieser Sog, der durch die Umfangsgeschwindigkeit des Läufers und die Temperatur der Umgebungsluft in seiner grund- sätzlichen Höhe bedingt ist, kann beträchtliche Ausmaße annehmen und daher das @xpansions- verhä ltnis, das durch den Druekunterscliied zwi- schen Expansionskammerdruck und Druck außen unmittelbar hinter den Rückdrucköfnungen be- stimmt wird. entsprechend vergrößern. so daß es daher nicht erforderlich ist, zur Erreichung eines guten Verpuffungswirkungsgrades auf eine mög- lichst holte, verlustbringende Vorkoinpression des Brennstoffgennisches auszugehen. Bezüglich der eingangs erwähnten Schwierig- keiten kattti somit zusammenfassend folgendes ge- sagt werden. Die allgemeinen Schwierigkeiten betreffend die Konipressorleistung kommen infolge einer nur halbstufigen Geblä severdichtung fast in Fortfall, während holte Temperaturspitzen durch Zwischenexpansion gebrochen werden. Was die speziellen Schwierigkeiten bei den Verl)ufftings- turl)inen anbelangt, so entfallen Steuerungsvor- gänge von llretnikammereinlaß, Bindung und Brenrikaninierauslaß überhaupt, wohingegen die Verluste durch die Läuferkühlung sehr einge- schränkt werden, da am Laufrade jede Beschaufe- lting fehlt, die sonst clen Brenngasen eine große Berührun@rsfläch e bietet und zu VentilationsVer- ltisteii führt. Derngegertüber stellt nur eine ver- h@iltnisnt@il.üg geringe. glatte und allseitig gut kühl- bare Lüuferoherfläche, die auch während der Ver- brennungs- bzw. Expansionstakte ungehindert für die Kühlung zugänglich ist. LTin auch noch auf die speziellen Schwierigkeiten der Gleichdruck- turhineii zurückzukommen, so wurde bereits lier- vorgehoben, daß die Verpuffungs-Expansionslinie reit Hilfe der Zwischenexpansion fast zur Gleich- druck - Expansionslinie herabgedrückt werden kann, so da[i die Verpuffungsturbine damit zur interinittierenden Gleichdruckverbrennungsturhine würde. Diese Arbeitsweise würde alter eine Ein- bringung der Frischladung gegen den Verl)ren- tiungs(Irucl: erübrigen und außerdem auch eine aus- reichende Läuferkühlung zulassen, so daß man auf Standtemperaturen urikühlbarer oder schlecht kühl- harer Läufer nicht angewiesen sein würde. l',ei-iiclcsiclitigt inan noch, daß man bei der Rück- druck - 1'rentiki-aftturl)iine mit pulsierender- Ver- hreiniung und Zwischenexpansion in der Lage ist, ohne I.etstungsl)eetntraclitigtitig Lade- und Uxl>an- sio istakt -zeitlich verscllieclen lang halten Zu. köttrnen. so dal.i auch hier noch eine \löglichkeit gegeben ist, durch \-erkürzung der Berührungsdauer rlcr l"i-enn- -ise ntit d:,n l'reinikanirnerwänden Gien Wärme- ül)ergttiig an das Laufrad abzuschwächen, so wird leicht ersichtlich, claß die Lä uferheanspruchung durch llitze nichr in (1c.11 Hitltergrund tritt. Es treten dafür mehr die reinen Flielikraftbeanspruclitirger in den Vordergrund. Der Kampf der Technik gegen die Fliehkräfte ist aber leichter zu gewinnen als der gegen die Hitzeeinwirkungen, insbesondere nachdem bereits eine ganze Anzahl in der Praxis erprobte, hochwertige Leichtbaustoffe zur Verfügung steht, die außerdem gegenüber den Schwerstählen die Vorteile hohen Wärtnereflexionsvermögen und besserer Wärmeleitfähigkeit haben, so daß es von vornherein schon zu einem geringeren Wärmestau kommt.The back pressure pure power turbine with pulsating combustion and intermediate expansion described in more detail in the systems has now deliberately taken a path that it does not appear to be a cross between piston combustion engine and steam turbine like the gas turbine systems, and it also has a special priority among the reaction turbines admits. I) The main difference between the two types of turbine is that the entire working spot is placed in the turbine rotor, pulsating combustion with cyclic expansion is used and the advantages of the recoil drive are recorded. Here are mixture preparation. Mixture compression and mixture xerbrennung within (1 (#s runner, N \: herend die Force absorption by the impeller only after removal lowering the pressure and temperature peaks of the Combustion gases at the moment of the outflow of the Fuel gases from the runner takes place. The back pressure internal combustion turbine therefore requires There is no such thing in her establishment Auxiliary systems, Nvie compressors or heat exchanger, but can do without them. Your tur- Binenläufer includes in its, inner parts double-acting blower. that rushed through Separating disk into a left and a right fan half is split and ringstur of 13retnikain- mern will flirt. The Geltl'iscscliatifcln stand arranged radially, and their V extensions form the partition walls of the combustion chambers. lnfol; "e the mutual delimitation of the blower halves a cutting disc sucks one half clean Combustion air on, while the other one above the Flammability limit: 13 promotes fuel gas. Before combustion air and in the The fan halves. do they have to chambers through. the outward liiii \ -etitil- bz-, v. Have filter closures. Due to the standing flow force it comes both in the fan halves and in the katninern to a slight increase in pressure. whereby after the end of the "hrenn @ cheilte a \ ermisc? development of combustion air and I3reiitistofgeniisc? i takes place. If a fire canister is loaded, step (read min mixture that has become ignitable in a 1? xl> anions- kaininer, where it geziiii (let @ \ ird, after the Breini- kamtner strikes back and a shock wave that dissolves through (read the entire 1.:itifer interior plants. This \\ - earths the exhausting racing oil and the non-ignitable fuel geniic -pressed back, whereby the l) formation of further ignitable mixture tillterhundell, till (1 die Close inlet valves in the pre-canisters brought. So much for an "ignition" in one of the others l, later succeeded by renticans, increases in these the pre-compression, so that as a result of l? rliö bong des thermodynamic efficiency automatically loss compensation occurs. So now by _ \ uaetrehmen \ on ignitions no Brentistotiverltist can occur. is it necessary so that they always arrive at the right moment puts. Since the Breinikatniner entrances and the chamber outlets are always open and the loading and I? xpaiisionsvorg: inge run unchecked can, the egg-1trelititiiig pulsating, (1. h. after being triggered by a first free ignition fully self-releasing again and again with short interruptions like this. Like the process is known to be empty of the singing flan line. In order to the timely ignition would probably be given. However, there is the pulsating combustion against shock loads a # @ et @ -isse Etnphndlich- and sometimes ab-cil.it, so that it too undesirable: wrongdoers kotilmcti scann, will therefore keep the frenid connection. she owns however, no fixed ignition setting, but the Sparks strike the spark plugs (lurking but only become effective when they as a result of misfires in the originally burned mixture beat. Since the spark plugs in the expansion chambers are attached and accordingly constantly move with the rotating runner, is a rigid feed of the 1-hole tension electricity not possible. The feed is often in more about a pre-connected radio link that goes through - \ The spark plugs slide in a small amount of Al) - stand in front of a stationary ignition ring and also einett # ', clileifkoiitakt dispensable ntaclit. The inward intermediate expansion of the Combustion gases are due to the fact that the passage cross-sections of the back pressure openings in the Expansion chambers in relation to the aisle cross-sections at the front of the fan for the combustion chambers are always small and therefore tend greater resistance to the expansion of the Oppose fuel gases. By the as a result inevitable precompression of Combustion air and fuel mixture is therefore the Combustion gases even before leaving the impeller the otherwise unfavorable pressure and Taken temperature peak, but with the Expansion to the outside the withdrawn energy is returned. This is how it comes about to a polytropic expansion, the curve of which is Lich. flatter than that of a normal expansion he follows. The expansion curve can be appropriate choice of internal expansion ratio be pressed down almost to the equal pressure line the, if particularly high-quality Brerinstotte it make necessary s (old people. In order to to illustrate corridors in more detail are in I # ig. i recorded several timing sequences. 1) ie dotted line corresponds to an expansion run without intermediate expansion. That in Fig. ge drawn Pv picture conveys the inner work processes, whereby the dotted line also the course of the puttying olitie intermediate indicates expansion. One can see from this that the Deflagration tip has broken off and to cover the cost of pre-compression in the fan and is used in the pre-canisters. The falls Expansion pressure below a definable initial height, the pressure energy is returned l, whereby the expansion line is lifted accordingly will. As for the exploitation of the advantages of the recoil As far as the drive is concerned, the following precautions are precautions taken, as the sole applicable the back pressure principle is not decisive for this is. _ \ n the place ( les rocket furnace does not occur here Brennkarniner, but a 1Jxparisionskaminer or several of them that absorb the pulp canine gases take it and align it first before entering the l'rete can expand. This makes a bigger one The perfection of combustion and @ flow previously reached. 1) there are further pressure openings on the outside not only after the runner in the middle, but also shielded at the sides and stand perpendicular to the Brerinkaminerriicken, clei- von the sole of the einett l @ ückdrttcki> tinung until Outer edge of the other rising evenly can be trained. This creates in Direction of impeller rotation seen for everyone , -iul .lerliall) of the impeller located gas flows a dead angle that marks the back pressure openings in the Movement shadow holds and the resulting suction can be quite effective. This pull through the circumferential speed of the runner and the Temperature of the ambient air in its basic additional amount, can be considerable Take on proportions and therefore the @ xpansions- ratio that is determined by the pressure difference between expansion chamber pressure and external pressure immediately behind the back pressure openings is true. enlarge accordingly. so that it therefore it is not necessary to achieve a good deflagration efficiency to a possible Catched the loss-making pre-impression of the Fuel gennical to assume. With regard to the difficulties mentioned at the beginning keiten kattti thus summarizing the following be said. The general difficulties concerning the Konipressor achievement come as a result an only half-stage blower seal almost in Elimination while caught up with temperature peaks Intermediate expansion can be broken. What the special difficulties in connection with the turl) inen, there are no control corridors of llretnikammamm inlet, binding and Brenricanine outlet at all, whereas the Losses due to the rotor cooling are very be restricted, since every wheel lting missing, the otherwise clen fuel gases a great The contact surface offers and ventilation ltisteii leads. On the other hand, only one h @ iltnisnt @ il.üg low. smooth and well cool on all sides bare airfoil, which can also be used during combustion and expansion cycles unhindered for the cooling is accessible. LTin also still on the special difficulties of equal pressure turhineii, it was already lier- highlighted that the deflagration expansion line rides the help of the intermediate expansion almost at the same pressure - expansion line to be depressed can, so that [i the deflagration turbine with it intermittent constant pressure combustion turbine would. This way of working would Bringing the fresh cargo against the loss tiungs (Irucl: superfluous and also an external Allow sufficient runner cooling so that you can Stand temperatures that can be easily cooled or poorly harer runner would not be dependent. l ', ei-iiclcsiclfteinan also that one has to pressure - 1'rentiki-aftturl) iine with pulsating cleaning and intermediate expansion is able to without maintenance l) eetraclitigtitig loading and sio istakt -time locked for a long time . köttrnen. so that there is also a possibility here, by shortening the duration of contact rlcr l "i-enn- -ise ntit d:, n l'reinikanirnerwwall Gien heat- ül) necessary to weaken the impeller, so will easy to see, the runners stress through llitze nichr in (1c.11 Hitltergrund enters. Es Instead, the pure fluid force claimants come to the fore. The battle of technology against centrifugal forces is easier to win than that against the effects of heat, especially after a number of high-quality lightweight building materials that have already been tried and tested in practice are available, which also have the advantages of high thermal reflectivity and better thermal conductivity compared to heavy steels, so that there is less heat build-up from the outset.

Uni den praktischen Aufbau einer Rückdruckl,'rentikraftttirltine mit pulsierender Verbrennung und Zwischenexpansion zu veranschaulichen, ist in Fig. 3 ein Längsschnitt und in Fig. d ein Quers # chn*tt 1 durch eine solche Turbine gegeben. Der Betrieb geht in folgender Weise vor sich. Bringt man den Läufer i in rasche Umdrehung, so saugt Glas Gebläse 2 über das eine Hohlwellenende 3 den Brennstoff an, der gasig, vernebelt oder Staubf('irniig sein kann, und über das andere Hohlwellenende-1 die erforderliche Brennluft. Hierbei geben die \-etitilkörper 5, die ständig unter dem Druck der Ventilfedern 6 stehen, die Ventilschlitze frei, so daß Brennstoff und Brennluft getrennt voneinander durch die Vorkammern 7 bis in das Gebläse 2 dringen können, wo sie noch durch die Trennscheibe 8 auseinandergehalten «-erden. Am Rande der Gebläsetrenuscheibe treffen Brennstoff und Brennluft aufeinander und werden durch die Sclileticlerwirkung in die Brennkammern 9 getrieben. Hier werden sie durch Verteilungsnasen lo und i i in Strähnen aufgeteilt, die die Brenn kamniern gegenläufig erfüllen. Sind die Brennkammern voll, kommt die Strömung zum Stehen und setzt sich in Druck um. Die Druckbildung in den Brennkarntne rn führt zum Überfließen der nun aufbereiteten Brennladung nach den Expansionskammern 12, \\o sie durch Zündkörper 13 entflammt wird. Die Zündkörper erhalten vermittels Vorschaltfunkstrecken aus ruhenden Zündringeinsätzen 14 die erforderliche Spannung. Der durch die Entflanirtur@@ ausgelöste Druck der Brenrigasladung überträgt sich ungehindert in das Innere des Läufers, drängt hier Brennstoff und Brennluft auseinander, st t dal.l die weitere Gemischbildung unterbunden wird, und pflanzt sich auch nach den Vorkammern fort, wo infolge des entstandenen L'lterdruckes die \-entilkürl)er 5 zum Schließen kommen. Während diese; Vorganges beginnt auch die Expansion der 1 @renngase durch die Rück<lru ckcütnungen t s ; ist der innere Druckausgleich beendet, liefern Brcrnstoff und Brennluft die erhaltene Druckenergie entsprechend dein absinkenden Expansionsdruck wieder zurück.In order to illustrate the practical structure of a back pressure oil, 'rentikraftttirltine with pulsating combustion and intermediate expansion, in Fig. 3 is a longitudinal section and in Fig. D a cross-section 1 through such a turbine. The operation proceeds in the following manner. If the rotor i is rotated rapidly, the glass blower 2 sucks in the fuel via the one hollow shaft end 3, which can be gaseous, atomized or dusty, and the required combustion air via the other hollow shaft end 1. -etitilkörper 5, which are constantly under the pressure of the valve springs 6, the valve slots free so that fuel and combustion air can penetrate separately from each other through the antechambers 7 into the fan 2, where they are still held apart by the separating disk 8. Am At the edge of the blower glass, fuel and combustion air meet and are driven into the combustion chambers 9 by the air cleaner effect. Here they are divided into strands by distribution noses lo and ii, which the combustion chambers fill in opposite directions. When the combustion chambers are full, the flow comes to a standstill and continues The pressure build-up in the burning cartridges leads to the overflow of the now processed burning charge after the expansi on chambers 12, \\ o it is ignited by ignition body 13. The ignition bodies receive the required voltage by means of pre-switching radio links from stationary ignition ring inserts 14. The pressure of the burner gas charge triggered by the venting process is transferred unhindered into the interior of the rotor, here pushes fuel and combustion air apart, so that further mixture formation is prevented, and is also propagated to the antechambers, where as a result of this L'terdruckes the \ -entilkürl) er 5 come to close. While this; During the process, the expansion of the racing gases begins as a result of the recirculation ts; once the internal pressure equalization has ended, the fuel and combustion air return the pressure energy obtained in accordance with the decreasing expansion pressure.

Ohne von den gesamten inneren Vorgängen behindert zu werden, fördern gleichzeitig die Förderschaufeln 16 an den Außenseiten des Läufers ununterbrochen Kühlluft heran. Die Form der Schaufeln ist so ausgebildet, daß die Kühlluft keinen Drall erhält, sondern den Läufer nur radial bestreicht. Kühlluft und Abgase können in bekannter Weise von einem Spiralgehäuse oder ähnlichen Gebilde aufgenommen und abgeleitet werden.Promote without being hindered by all the internal processes at the same time the conveyor blades 16 on the outer sides of the rotor uninterrupted Cooling air. The shape of the blades is designed so that the cooling air does not Twist receives, but the rotor is only brushed radially. Cooling air and exhaust gases can recorded in a known manner by a spiral housing or similar structure and be derived.

Claims (3)

P-,TENTAN SPRC CHE: 1. Rückdruck-Brennkraftturbine, dadurch gekennzeichnet, daß alle für den Ablauf des Arbeitsprozesses erforderlichen konstruktiven Elemente (Rückschlaghlter bzw. Rückschlagvetitile, Vorkammern, zweiseitig wirkendes Gebläse mit Trennscheibe, Brennkammern, Expansionskammern, Zündkörper und Kühlluftförderung) zu einem einzigen Bauteil, dem Turbinenläufer, vereinigt sind. P-, TENTAN SPRC CHE: 1st back pressure internal combustion turbine, characterized in that that all constructive elements necessary for the running of the work process (Non-return heaters or non-return valves, antechambers, double-acting blower with cutting disc, combustion chambers, expansion chambers, igniter and cooling air supply) are combined into a single component, the turbine rotor. 2. Rückdruck-Brennkraftturbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkammern urgesteuerte, ventillose .Eir-und Auslässe haben und tnit den Expansiotlskammern, dein Gebläseratim und den Vorkammern ständig in offener Verbindung stehen. 2. Back pressure internal combustion turbine according to claim 1, characterized in that the combustion chambers are primed, valveless .Eir and outlets have and tnit the expansion chambers, your blower and the Antechambers are constantly in open communication. 3. Verfahren zum Betrieb einer Rückdruck-Brennkraftturbine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekentizeiclinet, daß bei dem sich vollziehenden inneren Druckausgleich die Energiespitze der Verpuffung von dein Brennstoff bzw. Brennstoffträger mid (lein von ihnen getrennt gehaltenen Sauerstoff bzw. Sauerstoffträger als Druckenergie aufgenommen und bei dem äußeren Expansionsvorgang wieder an die Brenngase zurückgegeiten wird. 4. lZückdruck-Brennkraftturbine nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet. daß zur Erhöhung des Druckgefälles die lZückdrucköffnungen abgeschirmt und im Bewegungsschatten im Bereich eines Soges angeordnet sind. rltigezogetie Druckschriften: Deutsche Patentschriften \r. 5; t 251t, 528 Sao. 6.f.4 529.
3. A method for operating a back pressure internal combustion turbine according to claim 1 and 2, characterized gekentizeiclinet that in the internal pressure equalization taking place, the energy peak of the deflagration of your fuel or fuel carrier mid (lein kept separate from them oxygen or oxygen carrier received as pressure energy and 4. Back pressure internal combustion turbine according to Claims 1 to 3, characterized in that the back pressure openings are shielded to increase the pressure gradient and are arranged in the movement shadow in the area of suction. Current publications: German patents \ r. 5; t 251t, 52 8 Sao. 6.f.4 529.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE1057392B (en) * 1954-11-04 1959-05-14 Garrett Corp Propulsion system for an aircraft

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