DE884130C - Exhaust gas turbine, in particular for driving supercharging fans for aircraft engines - Google Patents

Exhaust gas turbine, in particular for driving supercharging fans for aircraft engines

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DE884130C
DE884130C DEL5652D DEL0005652D DE884130C DE 884130 C DE884130 C DE 884130C DE L5652 D DEL5652 D DE L5652D DE L0005652 D DEL0005652 D DE L0005652D DE 884130 C DE884130 C DE 884130C
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Description

Abgasturbine, insbesondere zum Antrieb von Aufladegebläsen für Flugmotoren Die Erfindung betrifft eine Abgasturbine, die als besondere Ant;riebsmaschi.ne an: eine unabhängig von ihr äußere Arbeit abgebende Brennkr:aftmaschine angeschlossen ist, insbesondere zum Antrieb von Aufl.adegebläsen für Flugmotoren. Die Leistung derartiger Turbinen wurde bisher vielfach dadurch geregelt, daß vor diesen Gas abgeblasen wurde, was Verluste zur Folge hat.Exhaust gas turbines, in particular for driving supercharger fans for aircraft engines The invention relates to an exhaust gas turbine which, as a special drive machine: connected to an internal combustion engine that emits external work independently of it is, in particular, for driving charging blowers for aircraft engines. The performance turbines of this type have hitherto been regulated in many cases by blowing off gas in front of them became, resulting in losses.

Demgegenüber liegt der Erfindung .die Aufgabe zugrunde, die Leistung der Turbine:, .der das, Abgas der Rren.nkraftmaschine zugeleitet wird, mit ,geringeren Abgasverlusten zu regeln.. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Leistung der Abgasturbine durch zusätzliche Verbrennung von Brennstoff in einer Hilfsbrennkammer regelbar ist. De.r Vorteil der Erfindung besteht darin, daß -durch diese bei in .der Leistung regelbaren Abgas-Üurbinen. in einfacher Weise eine bessere Aus.-nutzung der in den Abgasen vorhandenen Energie ermöglicht wird.In contrast, the invention is based on the object, the performance the turbine: the exhaust gas is fed to the engine, with lower To regulate exhaust gas losses .. This object is achieved in that the performance of the Exhaust gas turbine through additional combustion of fuel in an auxiliary combustion chamber is adjustable. De.r advantage of the invention is that -by this at in .the output of controllable exhaust gas turbines. better utilization in a simple way the energy present in the exhaust gases is made possible.

An sich ist es bekannt, .die Leistung von Abgasturbinen durch zusätzliche Verbrennung von Brennstoff zu. regeln.. Bei den, bekannten Vorrichtungen bilden, aber die Brennk.raftmaschine und die Turbine, zusammen ein einheitliches Maschinenaggregat, bei, .dem .die Brennkraftmasch.ine ausschl,ießlIch :als Verdichter bzw. als. Gasspender dient und sonst keine äußere, Arbeit abgibt. Demgegenüber bezieht sich die Erfindung auf solche Brennkraftmaschinen, die äußere Arbeit., z. B. in Form von mechanischer Energie leisten. Auch ist es bekannt, dem Abgas von Brennkräftmäschinen auf .dem Wege zu einer Abgasturbine Luft zuzuführen,, um den, im Abgas vorhandenen umverbrannten Kraftstoff noch zu verbrennen.It is known per se, the performance of exhaust gas turbines by additional Burning fuel too. regulate .. In the, known devices, but the internal combustion engine and the turbine, together a unitary machine unit, with .the. internal combustion engine exclusively: as a compressor or as. Gas dispenser serves and otherwise does not submit any external work. In contrast, the invention relates on such internal combustion engines, the external work., z. B. in the form of mechanical Energy. It is too known, the exhaust gas from internal combustion engines on the way to an exhaust gas turbine to supply air to the existing in the exhaust gas overburned fuel still to burn.

Die Erfindung kann beispielsweise bei Auflade-,gebläsen für Fliugmotoren vorteilhafte; Anwendung. finden. Die zum ,Antrieb .dieser Gebläse verwendeten Abgasturbinen erfordern theoretisch zur Aufrechterhaltung einer konstanten Aufladung einen mit der Flughöhe veränderlichen Düsenquerschnitt, dessen Verlauf in der Abb, i der Zeichnung beispielsweise schematisch durch die Kurve, ca für einen konstanten Aufladedruck in Abhängigkeit von -der Flughöhe angedeutet isst. Auß-erdeni wird der no-t wendige Querschnitt in fast. allen Fällen um, so kl;einer,. je häher die, Überladung ist. Will man nun eine konstruktiv .schwierig ,durchführbare Quersthni.ttsregelung vermeiden, so ergibt sich die Notwendigkeit, die Düsen für den. kleinsten, während des Betriebes notwendigen Querschnitt zu, bemessen. Diese Regelung hat den. Nachteil, daß in. allen Höhen, weilchen, .an sich ein größerer als dieser konstante Mindestdüsenquerschnitt entspräche, vor ,der Turbine Gas abgeblasen werden muß, Das, bedingt jedoch wieder einen Energieverlust, weshalb die Abgase zum Ausgleich höher aufgestaut werden müssen, als es bei der richtigen Düsenibemess:ung notwendig wäre.The invention can be advantageous, for example, in supercharging, blowers for aircraft engines; Use. Find. The exhaust gas turbines used to drive these fans theoretically require a nozzle cross-section that changes with the flight altitude in order to maintain constant charging, the course of which is indicated in Fig. 1 of the drawing, for example, schematically by the curve, approx. For a constant charging pressure depending on the flight altitude eats. In addition, the necessary cross-section becomes almost. in all cases, so small one ,. the higher the overload is. If one now wants to avoid a structurally difficult, feasible cross-flow control, the need arises to use the nozzles for the. the smallest cross-section necessary during operation. This regulation has the. Disadvantage that at all heights, for a while, a larger than this constant minimum nozzle cross-section would correspond to before the turbine gas has to be blown off. That, however, again causes a loss of energy, which is why the exhaust gases have to be dammed up higher than it to compensate with the correct nozzle size: would be necessary.

Dieser Umstand. wird noch dadurch verstärkt, d:aß zuT.Erzielung der Startleistung, .die eine besonders. hohe Überladung erfordert, meist ein. noch kleinerer Querschnitt (z., B. f1 in Abb.. z) nötig ist, da. hier das Gas, besonders. hoch .aufgestaut werden muß.This condition. is reinforced by the fact that ate to.Achieve the starting performance, .the one special. requires high overload, mostly one. even smaller cross section (z. B. f1 in Fig .. z) is necessary since. here the gas, especially. high. must be dammed.

Zur Beseitigung dieser Übelstände wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, den Querschnitt der Düsen größer zu bemessen, äls es dein kleinsten vorkommenden Wert -entspricht, und: für die Betriebszustände, .die einen, kleineren. Querschnitt. er@ fordern,. zusätzlich ,Gas- .aus. einer Hilf s!brennkämmer zuzuführen. Wählt man in. diesem Sinne beispielsweise einen Düsenquerschnitt B (Abt. r), welcher ungefähr leim Durchschnitt Üer für großere Höhen notwendigen Querschnitte, entspricht, dann b.r.au:cht man in den. größeren Höhen kein, Gas .mehr abzublasen (außer eventuell bei Teillasten) und bekommt einen niedrigeren Gegendruck .des Motors in .allen Höhen, Uras, bei Überschneidung der Ventii;leröfPnunigen (also. bei .Spülung des Toträumes) ,einen besonders großen Einfluß. auf die, Motorleistung ausüben kann.To eliminate these inconveniences, it is proposed according to the invention, to dimension the cross-section of the nozzles larger than your smallest occurring Value corresponds to, and: for the operating states, .the one, smaller. Cross-section. he @ request ,. additionally, gas. to an auxiliary s! Chooses in this sense, for example, a nozzle cross-section B (section r), which is approximately glue on average over cross-sections necessary for greater heights, then corresponds b.r. you look into the. higher altitudes no longer blow off gas (except possibly at partial loads) and gets a lower back pressure of the motor at all heights, Uras, when the ventilators overlap (i.e. when the dead space is flushed) , a particularly big influence. on which engine power can exert.

In den Fällen .also., wo. der Querschnitt kleiner sein müßte, als es, dem ausgeführten Wert entspricht, wird Gas aus der erwähnten Hilfsbrennkammer zugeführt, wodurch die arbeitende Gasmenge vergrößert und .der ve;rg#rÖißerte Querschnitb voll, .a.usgefüllt w:Ird. Gleichzeitig kann hier:-bei noch .die Temperatur erhah,t werden, was, die Energiebilanz der Turbine noch günstiger gestaltet. Auf -diese Weise, kann auch eine stärkere tiberladung und z. B. eine ,außerordentlirih holte Startleistsu:ng sowie eine Senkung des Motorgegen@ druakes? erzielt werden. Auch die hierdurch erzielbare Verbesserung der Beschleunigunsgsfähigkei.t dies Aggregats ist von: großer Wichtigkeit. Einer .der Nachteile .der Abgasturbinen besteht darin,, d.aß bei einer Laststeigerung, wenn bei Teid,l.asten die Drehzahlen des Turboladeraggregates abgesunken sind, erst eine erhebliche Drehbeschleunigung der Läufer "erfolgen muiß. Die hierfür notwendige Zeit kann erheblich gesenkt werden, wenn -im Augenblick der Lasterhöhung .das Drehmoment durch Zuscbaltung .der HiEsverbrennung erhöht wird, zumal beii kleinen Teillasten,die Gastemperaturen vor der Turbine und damit die Gasenergie sehr gering ist. Ein Bedürfnis nach einer derartigen Unterstützung der .Turbinenleistung kann insbesondere auch bei Dieselmotoren auftreten.In those cases where. the cross-section should be smaller than it, corresponds to the executed value, becomes gas from the mentioned auxiliary combustion chamber supplied, whereby the working amount of gas increases and .the increased cross-section full, .a.filled w: Ird. At the same time here: -When the temperature is still increased, t what, the energy balance of the turbine is made even more favorable. To this Way, can also be a stronger overload and z. B. fetched one, extraordinarily Starting power and a lowering of the engine pressure? be achieved. Even the improvement in the acceleration capability of this unit that can be achieved as a result is of: great importance. One of the disadvantages of exhaust gas turbines is d.ass with a load increase, if with Teid, l. load the speeds of the turbocharger unit have sunk, the runners must first accelerate considerably. The time required for this can be reduced considerably if -at the moment Load increase .the torque is increased by interconnection of the rear combustion, especially with small partial loads, the gas temperatures in front of the turbine and thus the Gas energy is very low. A need for such support from the .Turbine power can also occur in particular in diesel engines.

Es ist zwar .bereits, bekannt, Abgastu,rbogebliäse beim Start vorübergehend über eine Hilfsbrennkaimmer anzutreten,; . diese Maßnahme *hat jedoch mit leim Gegenstand, der vorliegenden Erfindung nichts zu tun, da die Verwendung der Hilfs;brennk.ammer Kupplung bei der .der Turbinenwelle. bekannten mit Ausführung der Kurbelwelle Kurbelwelle einen zusätzlichen Fremdantrieb der Kurbelwelle des Motors, beim Start ,bezweckt und weder mit dem Ladevorgang noch .mit einer bestimmten Düsenquerschnittssbemessung oder mit .dem therim@odynam.ischen oder mechanischen Verhaltender Turbine zusemmenhängt.It is already, known, exhaust gas blower temporarily when starting to compete via an auxiliary furnace; . however, this measure * has to do with glue, the present invention has nothing to do with the use of the auxiliary combustion chamber Coupling at the turbine shaft. known with execution of the crankshaft crankshaft an additional external drive of the crankshaft of the engine, at the start, aims and neither with the loading process nor with a certain nozzle cross-section dimensioning or is related to the thermal or mechanical behavior of the turbine.

Selbstverständlich kann die erfindungsgemäß angestrebte Leistungserhöhung .der Turbine und somit des Gebläses auch .dann: erfolgen, wenn in großen Höhen vorübergehend eine besonders hohe Leistung von der Maschine verlangt wird, wie dies, z. B. ;bei Jagdfliegern der Fall sein kann. Der damit verbundene. höhere Brennstoffverbrauch ist in solchen kurzzeitigen Betrüiebs.fäl;len in Kauf zu, nehmen.It goes without saying that the performance increase aimed for according to the invention can be achieved .the turbine and thus the blower too .then: take place temporarily if at high altitudes a particularly high performance is required of the machine, such as this, for. B.; at May be the case with fighter pilots. The associated. higher fuel consumption is to be accepted in such short-term operations.

Die Zuführung des. Zusatzgases aus der Hi.lfsbrennkammer 'kann nun. vor den Abgasdüsen er- folgen oder es kann ein: getrenntes Turbinenrad oder, bei Tei;l@b,eaufschl.agung des Rades .durch Abgasa ein gesondertes Düsensegment mit dem Zusatzgas beaufs-ch1,agt werden, woifür bei Kühl.luftbeaufschlagun,g ein Teil, .des. Kühlluftbogens herangezogen werden kann.The supply of the additional gas from the auxiliary combustion chamber can now. ER- follow before the exhaust nozzles, or it may be a: separate turbine wheel or at Tei; l @ b, of the wheel eaufschl.agung .by Abgasa a separate nozzle segment with the addition of gas-Beaufs ch1 are AGT, woifür at Kühl.luftbeaufschlagun, g a part of. Cooling air arc can be used.

Man kann nun natürlich die Que.rschni,tts:vergrößer=g auch weiter treiben und etwa zu, einem Wert C :(A.bb.. z) ,gelangen. In diesem Fall wird die Abgasaufstauung vor der Turbine, also dier Gegendruck hinter dem Motor weiterhin herab-;gese -tzt und die Motorleistung gesteigert, allerdings auch eine größere Menge Zusatzgas auf Kosten des B,r-enn@stoffve:rbrauch-e;s zug eführt.Of course, you can now also enlarge the Que.rschni, tts: enlarge = g drift and get about to, a value C: (A.bb .. z). In this case the Exhaust gas accumulation in front of the turbine, so the counter pressure behind the engine continues down; set and the engine power increased, but also a greater one Amount of additional gas supplied at the expense of the B, r-enn @ stoffve: rrauch-e; s.

Mit .dieser .Maßna;hme ist,,. wenn Fris-ehsgas und Abgas vor -den Düsen gemischt werden, .der Nachteil verbunden,, daß :der Abfall des, Drucks vor der Turbine unter .den der, Ladeluft, welche ja die Verbrennungsluft für die Hilfsbrennkammer liefern muß, immer mehr zunimmt, so daß diese in die Kammer hineingedirosselt werden muß, wenn nicht das Gas hinteir der Kammer heruntergedrosselb werden soll.With .this .measure,. if Fris-ehsgas and exhaust gas are in front Nozzles are mixed, .the disadvantage associated, that: the drop in, pressure before the turbine underneath the, charge air, which is the combustion air for the auxiliary combustion chamber must deliver, increases more and more, so that these are poured into the chamber must if the gas behind the chamber is not to be throttled down.

Der Ü:berschwß des Ladeluftdrucks gegenüber dem Abgasdruck kann jedoch auch .dazu. benutzt werden, um eine Brennstofförderung für die Zusatzverbriennungg, die durch die einströmende Zus.atzluft erfo:;gen kann, zu verbessern, was in bekannter Weise durch ejektorartiges Mitreißen des Brennstoffes durch d:Ie Luft durchgeführt und gleichzeitig zur Regelung des Brennstoffgemisches und seiner-Temperatur benutzt werdenkan:n.The excess of the charge air pressure compared to the exhaust pressure can, however also to. used in order to obtain a fuel subsidy for the additional combustion, which can be achieved by the inflowing additional air to improve what is known Way carried out by ejector-like entrainment of the fuel by d: Ie air and at the same time used to regulate the fuel mixture and its temperature can be.

Dieser Drosselverlust kann vermieden werden, wenn die Verbrennu;n,gsluft für die: Kammer bei Verwendung eines mehrstufiagen Ladegebläses in bekannter Weise einer Zwischenstufe .dieses Gebläses entnommen wird, welche unmittelbar oder angenähert den entsprechenden Druck liefert.This throttling loss can be avoided if the combustion air for the: Chamber when using a multistage charge blower in a known manner an intermediate stage .this blower is taken, which is immediate or approximate provides the corresponding pressure.

Wenn nun zwischen dem, Ladedruck und .denn notwendigen Staudruck vor der Turbine ein sehr starker Unterschied. besteht, könnte das von. der Hilfsbrennkammer gelieferte Zusatzgas dem Turbinenrad, wie schon angedeutet, über eigene Düsen zugeführt werden. Allerdings sinkt dann, die Schnellaufzahl u für dieses Gas ab, was ungünstig ist. Hierbei ist zt die Umfangsgeschwindigkeit des Rades und c die Gasgeschwindigkeit. Überdies wäre eine solche Anordnung komplizierter.If now between the, boost pressure and .denn necessary back pressure before the turbine a very big difference. exists, that could be from. the auxiliary combustion chamber The additional gas supplied is fed to the turbine wheel, as already indicated, via its own nozzles will. However, then the Schnellaufzahl u for this gas drops, which is unfavorable is. Here zt is the peripheral speed of the wheel and c is the gas speed. Moreover, such an arrangement would be more complicated.

Die Zeichnung zeigt in der bereits erwähnten Abb. i den durchschnittlichentheoretischen Verlauf der Düsenquerschnitte einer Abgasturbine für Aufladegebläse bei konstanter Aufladung; Abb. 2 zeigt schematisch ein Beispiel der Anordnung von :Motor, Turbogebläse und Hilfsbrennkammer gemäß der Erfindung; Abb.3 veranschaulicht ein Beispiel einer Ausführungsform der Hilfsbrennkammer; Abb. 4 schließlich zeigt ein Ausführungsbeispiel für die Anwendung des Erfindungsgegenstandes in Verbindung mit Rückstoßdüsen.The drawing shows in the already mentioned Fig. I the average theoretical Course of the nozzle cross-sections of an exhaust gas turbine for supercharger at constant Charging; Fig. 2 shows schematically an example of the arrangement of: motor, turbo fan and auxiliary combustion chamber according to the invention; Figure 3 illustrates an example of a Embodiment of the auxiliary combustion chamber; Finally, Fig. 4 shows an embodiment for the use of the subject matter of the invention in connection with thrust nozzles.

Wie ersichtlich führt die Druckleitung 2 des Gebläses i über den Zweig 3 zu den Motorzylindern 4 und über den Zweig 5 zu der Hilfsbrennkammer 6. Vom Motor 4 führt die Abgasleitung 7 zur Abgasturbine B. Von der Abgasleitung 7 zweigt eine Abblasleitung 9 mit Abblasventil ab. Vor diesem Ventil mündet in die Leitung 7 eine Zusatzgasleitung io, welche die in der Hilfsbrennkammer 6 erzeugten Verbrennungsgase zu der Turbine 8 leitet. Vor der Hilfsbrennkammer 6 ist in dem Leitungszweig 5 ein Drosselorgan i i vorgesehen.As can be seen, the pressure line 2 of the fan i leads over the branch 3 to the engine cylinders 4 and via branch 5 to the auxiliary combustion chamber 6. From the engine 4 leads the exhaust pipe 7 to the exhaust gas turbine B. From the exhaust pipe 7 one branches off Blow-off line 9 with blow-off valve. Before this valve opens into the line 7 a Additional gas line io, which the combustion gases generated in the auxiliary combustion chamber 6 leads to the turbine 8. Before the auxiliary combustion chamber 6 is a branch 5 in the line Throttle body i i provided.

Soll nun während des Fluges in beliebiger Höhe eine Leistungssteigerung erfolgen, dann schließt man das Ahblasventil und öffnet die Leitung 5, worauf die Hilfsbrennkammer mit Brennstoff und Luft versorgt wird. Die erzeugten Verbrennungsgase werden dann der Turbine in der eingangs erwähnten Weise zugeführt. Es wird unter Umständen notwendig sein, zwischen Hilfsbrennkammer und Turbine oder Gebläse und Hilfsbrennkammer ein Absperrorgan nach Art einer an sich bekannten Rückstrombremse anzubringen, welches verhindert, daß bei den Druckstößen des Abgases vorübergehend Abgas durch die Hilfsbrennkammer in das Gebläse hineingeschleudert wird.Should now an increase in performance in any amount during the flight take place, then one closes the Ahblasventil and opens the line 5, whereupon the Auxiliary combustion chamber is supplied with fuel and air. The combustion gases generated are then fed to the turbine in the manner mentioned at the beginning. It gets under May be necessary between the auxiliary combustion chamber and the turbine or fan and Auxiliary combustion chamber a shut-off device in the manner of a known reverse flow brake to attach, which prevents temporary pressure surges in the exhaust gas Exhaust gas is thrown through the auxiliary combustion chamber into the fan.

Vorteilhaft kann die Hilfsbrennkammer auch derart als Teil der Leitung ausgebildet werden, daß der Zusatzbrennstoff und die entsprechende Verbrennungsluft unmittelbar in einen gegebenenfalls etwa erweiterten Teil der Abgasleitung eingeführt werden. Dabei kann entweder neue Luft zur Verbrennung zugeführt oder aber vorhandene Luftüberschußmengen zur Verbrennung benutzt werden. Bei Brennstoffüberschuß im Abgas genügt gegebenenfalls allein die Zuführung von Zusatzluft. In beiden Fällen kann ein Teil der Leitung, z. B. eine besondere Längswand, die den Brennkammerraum von ,der restlichen Leitung trennt, oder eingebaute Wirbelkörper zur Einleitung der Zündung durch Abgas beheizt werden. Eine solche Hilfsbrennkammerausbildung ist in Abb. 3 veranschaulicht. In der Abgasleitung ist die Erweiterung 12 angeordnet, welche durch eine Längswand 13 in zwei Teile 14 und 15 geteilt ist. Durch den Teil 15 strömen die heißen Abgase in der Richtung der Pfeile 16 und erhitzen dabei die Längswand 13. lDer andere Teil 14 ist mit einem Brennstoffeinlaß 17 und einem Lufteinlaß 18 versehen, wobei diese Einlässe derart angeordnet sind, daß der Brennstoff gegen die heiße Längswand 13 geblasen und hier zur Entzündung gebracht wird. Die Verbrennungsgase strömen dann mit den vorbeiströmenden Abgasen zur Turbine.The auxiliary combustion chamber can advantageously also be designed as part of the line in such a way that the additional fuel and the corresponding combustion air are introduced directly into a possibly widened part of the exhaust gas line. Either new air can be supplied for combustion or existing excess air can be used for combustion. If there is an excess of fuel in the exhaust gas, the supply of additional air may be sufficient. In both cases, part of the line, e.g. B. a special longitudinal wall that separates the combustion chamber space from the rest of the line, or built-in vortices to initiate the ignition are heated by exhaust gas. Such an auxiliary combustion chamber design is illustrated in FIG. 3. The extension 12, which is divided into two parts 14 and 15 by a longitudinal wall 13, is arranged in the exhaust pipe. The hot exhaust gases flow through part 15 in the direction of arrows 16 and heat the longitudinal wall 13. The other part 14 is provided with a fuel inlet 17 and an air inlet 18, these inlets being arranged such that the fuel against the hot longitudinal wall 13 is blown and inflamed here. The combustion gases then flow to the turbine with the exhaust gases flowing past.

In solchen Fällen, wo man das Abgas, welches vor der Turbine zu Regelungszwecken abgeblasen wird, in bekannter Weise noch durch eine Rückstoßdüse Vortrieb erzeugen läßt, kann im Rahmen der Erfindung eine vorteilhafte weitere Steigerung der Gesamtvortriebsleitung erzielt werden, indem man das Abblasventil bei Betrieb mit der Hilfsbrennkammer nicht abschließt, sondern den Antrieb des Laders durch das Gas aus der H.ilfsbrennkammer unterstützt und gleichzeitig mittels eines Teiles des Abgases durch die Rückstoßdüsen einen zusätzlichen Antrieb des Flugzeuges bewirkt. Ja man kann sogar so weit gehen, daß man das gesamte Abgas durch regelbare oder nicht regelbare Rückstoßdüsen austreten läßt und den Laderantrieb ganz dem Gas aus der HilfSbrennkammer überträgt. Um diese letzte Schaltung oder Zwischenstellungen während des Betriebes zu erreichen, kann man etwa .nach Ab'b. 4 von der Abgasleitung 7 zwischen .Motor und Turbine die Abblasleitung 9 zu der Rückstoßdüse 13 abzweigen und hinter der Abzweigstelle die Abgasleitung mit der Brennkammergasleitung io zusammenführen, wobei vor diesem Zusammenführungspunkt ein Absperrorgan 14 vorgesehen werden kann. Auch in der Abblasleitung 9 kann ein Regelorgan 15 vorgesehen sein. Hierbei ist es zweckmäßig, die Regelung der Brennkammer mit der jeweils gewählten Turbinenregelvorrichtung, z. B. Gasabblasventil, Abblasventil für die Ladeluft oder Ladeluft- oder Gasdrossel zu kuppeln. Im vorliegenden Fall würden beispielsweise (wie in Abb. 4 angedeutet) die drei Organe 1i, 14, 15 zum Regeln des Luftzutritts zur Brennkammer, der abgeblasenen Abgasmenge und der zum Antrieb der Turbine benutzten Abgasmenge sämtlich oder teilweise gekuppelt und den Betriebsbedürfnissen entsprechend gemeinsam ge- ,regelt; beispielsweise' derart, 'daß beim Öffnen der Abblasdüsen 13 der Kammerzutritt geöffnet und der Übertritt des Abgases in die Turbine abgeschlossen wird, und umgekehrt.In those cases where the exhaust gas, which is blown off before the turbine for control purposes, can still be propelled in a known manner by a thrust nozzle, an advantageous further increase in the overall propulsion line can be achieved within the scope of the invention by using the blow-off valve during operation the auxiliary combustion chamber does not close, but supports the drive of the charger by the gas from the auxiliary combustion chamber and at the same time causes an additional propulsion of the aircraft by means of part of the exhaust gas through the recoil nozzles. Yes, you can even go so far that you let the entire exhaust gas escape through adjustable or non-adjustable recoil nozzles and transfer the charger drive entirely to the gas from the auxiliary combustion chamber. In order to achieve this last shift or intermediate positions during operation, one can, for example, according to Fig. 4 branch off the exhaust pipe 9 from the exhaust pipe 7 between the engine and the turbine to the recoil nozzle 13 and merge the exhaust pipe with the combustion chamber gas pipe io behind the branch point, a shut-off device 14 can be provided in front of this confluence point. Also in the blow-off conduit 9, a control member 1 may be 5 provided. It is useful to control the combustion chamber with the selected turbine control device, e.g. B. Coupling gas relief valve, relief valve for the charge air or charge air or gas throttle. In the present case, for example (as indicated in Fig. 4) the three organs 1i, 14, 15 for regulating the air admission to the combustion chamber, the amount of exhaust gas blown off and the amount of exhaust gas used to drive the turbine would be all or partially coupled and jointly , regulates; for example 'in such a way' that when the blow-off nozzles 13 are opened, the chamber access is opened and the passage of the exhaust gas into the turbine is terminated, and vice versa.

Claims (14)

PATENTANSPRÜCHE: i. Abgasturbine, die als besondere Antriebsmaschine an eine una'b'hängig von ihr äußere Arbeit abgebende Brennkraftmaschine angeschlossen ist, insbesondere zum Antrieb von Aufladegebläsen für Flugmotoren, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistung der Abgasturbine durch zusätzliche Verbrennung von Brennstoff in einer Hilfsbrennkammer regelbar ist. PATENT CLAIMS: i. Exhaust gas turbine acting as a special prime mover connected to an internal combustion engine which emits external work independently of it is, in particular for driving supercharger for aircraft engines, characterized in, that the performance of the exhaust gas turbine by additional combustion of fuel in an auxiliary combustion chamber can be regulated. 2. Abgasturbine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Beaufschlagungsdüsen größer bemessen ist, als dies .an sich zur Ermöglichung aller Betriebsfälle mit Abgas der Brennkraftmaschine notwendig .ist, und in Betriebsfällen, die kleinere Ouerschnitte erfordern, zusätzlich Brenngas aus der Hilfsbrennkammer zugeführt wird. 2. Exhaust turbine according to claim i, characterized in that that the cross-section of the application nozzles is larger than this .an itself necessary to enable all operating cases with exhaust gas from the internal combustion engine .is, and in operating cases that require smaller cross sections, additional fuel gas is supplied from the auxiliary combustion chamber. 3. Abgasturbine- nach Anspruch i und 2, da-.durch gekennzeichnet, daß in die Hilfsbrennkammer Luft eingeführt wird, durch die im Abgas vorhandener unverbrannter Kraftstoff in an sich bekannter Weise zusätzlich verbrannt wird.' . 3. exhaust gas turbine according to claim i and 2, characterized in that air is introduced into the auxiliary combustion chamber the unburned fuel present in the exhaust gas in a known manner is burned. ' . 4: Abgasturbine nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in die Hilfsbrennkammer Kraftstoff eingeführt und unter Ausnutzung der in den Abgasen enthaltenen überschüssigen Luftmenge verbrannt wird. 4: exhaust gas turbine according to claim i and 2, characterized in that that introduced into the auxiliary combustion chamber fuel and taking advantage of the in the Excess air contained in exhaust gases is burned. 5. Abgasturbine nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet,- daß in die Hilfsbrennkammer sowohl Kraftstoff als auch die zur Verbrennung notwendige Luft eingeführt und ersterer verbrannt wird. 5. Exhaust gas turbine after Claim i and 2, characterized in that - both fuel in the auxiliary combustion chamber and the air necessary for combustion is introduced and the former is burned. 6. Abgasturbine nach Anspruch i bis 5, da-.durch gekennzeichnet, daß die Hilf sbrennkarrimer der Brennkraftmaschine parallel geschaltet ist. 6. Exhaust gas turbine according to claim i to 5, characterized in that the auxiliary sbrennkarrimer the internal combustion engine is connected in parallel. 7. Abgasturbine nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsbrennkammer durch eine in der Abgasleitung angeordnete Längswand gebildet wird. B. 7. exhaust gas turbine according to claim i to 6, characterized in that the auxiliary combustion chamber by one in the exhaust pipe arranged longitudinal wall is formed. B. Abgasturbine nach Anspruch i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wandabschnitt der Hilfsbrennkammer durch die Abgase der Brennkraftmaschine zur Einleitung derZündung in der Hilfsbrennkammer glühend gehalten ist. Exhaust gas turbine according to Claims i to 7, characterized characterized in that a wall portion of the auxiliary combustion chamber through the exhaust gases of the Internal combustion engine kept glowing to initiate ignition in the auxiliary combustion chamber is. 9. Abgasturbine nach Anspruch i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das in der Hilfsbrennkammer erzeugte Brenngas einem besonderem Turbinenrad oder durch einen besonderen Beaufschlagungsbogen .dem gleichen Rad wie das Abgas zugeführt wird. 1o. 9. exhaust gas turbine according to claim i to 8, characterized in that the in the Auxiliary combustion chamber produced fuel gas by a special turbine wheel or by a special charge sheet .to the same wheel as the exhaust gas. 1o. Abgasturbine nach Anspruch i bis 9 mit Teilbeaufschlagurng durch Kühlluft, .dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des für die Kühlluftbeaufschlagun@g vorgesehenen Bogens mit Zusatzgas beaufschlagt wird. . i i. Exhaust gas turbine according to claims i to 9 with partial admission by cooling air, .due to this characterized in that a part of the sheet provided for cooling air exposure is charged with additional gas. . i i. Abgasturbine nach Anspruch i bis 1o, dadurch gekennzeichnet, daß.das Aufladegebläse auch die Verbrennungsluft für die Hilfsbrennkammer liefert, wobei bei mehrstufigen Gebläsen die Verbrennungsluft für die Hilf sbrennkammereinerl,Zwi.schenstufe des Aufladegebläses entnommen werden kann. Exhaust gas turbine according to claims i to 1o, characterized characterized that the supercharger also provides the combustion air for the auxiliary combustion chamber supplies, whereby with multi-stage fans the combustion air for the auxiliary combustion chamber unit, intermediate stage can be removed from the charging blower. 12. Abgasturbine nach Anspruch i bis 1i, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Hilf sbrennkammer einerseits und der Abgasturbine oder dem Gebläse .andererseits eine Rückstrombremse angeordnet ist. 12. Exhaust turbine according to claim i to 1i, characterized in that between the auxiliary combustion chamber on the one hand and the Exhaust gas turbine or the fan .on the other hand, a reverse flow brake is arranged. 13. Abgasturbine nach Anspruch i bis 12, gekennzeichnet durch eine Schaltanordnung, die es ermöglicht, das Abgas der Brennkraftmaschine durch an sich bekannte Abgasstrahldüsen abzuführen, während die Abgasturbine hauptsächlich oder gänzlich von dem in .der Hilfsbrennkammer erzeugten Brenngas angetrieben wird. 13. Exhaust turbine according to claim i to 12, characterized by a switching arrangement, which enables the exhaust gas from the internal combustion engine to pass through exhaust gas jet nozzles known per se dissipate, while the exhaust turbine mainly or entirely from the in .der Auxiliary combustion chamber generated fuel gas is driven. 14. Abgasturbine nach Anspruch i bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelglieder für die Hilfsbrennkammer, für die Abblasmenge und für die Menge des zum Abgasturbinenantrieb benutzten -Abgases miteinander oder zum Teil miteinander gekuppelt sind, z. B. derart, daß bei einem Verstärken der zusätzlichen Verbrennung in der Hilfs'brennkammer und bei erhöhter Belieferung derAbgasturbine durch die in jener erzeugten Verbrennungsgase die Abgase der Brennkraftmaschine in zunehmendem Maße, beispielsweise zur Erzeugung einer Rückstoßwirkung, nach außen abgeblasen werden. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 6i4 3q.,8, 565 097, 539910, 519- 19'1, 518823, 4395166, 314347.14. Exhaust gas turbine according to claim i to 13, characterized in that the control elements for the auxiliary combustion chamber, for the blow-off quantity and for the quantity of exhaust gas used for the exhaust gas turbine drive are coupled together or in part, for. B. in such a way that when the additional combustion in the auxiliary combustion chamber is intensified and when the exhaust gas turbine is supplied with an increased supply of the combustion gases generated in that, the exhaust gases from the internal combustion engine are increasingly blown off to the outside, for example to produce a recoil effect. Cited publications: German Patent Specifications No. 6i4 3q., 8, 565 097, 539910, 519-19'1, 518823, 4395166, 314347.
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