DESC011204MA - - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 6. Dezember 1952 Bekanntgemacht am 3. November 1955

DEUTSCHES PATENTAMT

Die Erfindung betrifft Verfahren zum Betriebe Feuergase durch Verpuffungen herstellender Treibgaserzeuger und Vorrichtungen zur Durchführung derartiger Verfahren.

Entsprechend der Möglichkeit, den hohen Explosionsdruck, unter dem derartige Feuer- oder Treibgase erzeugt werden können, in Strömungsenergie umzusetzen und sich zu dieser Umsetzung Düsen- und Beschaufelungsanordnungen zu bedienen, hat man bereits Feuergasgefälle, gegeben durch Druck, Temperatur und Wärmeinhalt der Feuergase (Enthalpie), in Turbinenanordnungen abgearbeitet und die dabei erzeugte, mechanische Energie entweder als äußere Arbeit der Verpuffungsbrennkraftturbinenanlage abgegeben oder sie für die Zwecke der Anlage selbst, etwa zur Verdichtung der Betriebsmittel, wie beispielsweise Luft und Brenngas, verwandt.

Dabei trat im Laufe der Entwicklung das gleiche Bestreben wie bei Dampfturbinen oder nach dem Gleichdruckverfahren arbeitenden Gasturbinen auf, Drücke und Temperaturen immer weiter zu steigern, um den thermischen Wirkungsgrad zu verbessern. Es wuchs also, der Feuergasgesamtenthalpie entsprechend, die Differenz zwischen dem vor den Turbinenrädern herrschenden Beaufschlagungsdruck und dem Gegendruck hinter den Turbinenrädern, in Strömungsrichtung der Feuergase gesehen, und sie erreichte schließlich Werte, welche bei gefällemäßig einstufiger Abarbeitung nicht

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mehr zufriedenstellend zu bewältigen waren. Man ging daher zu stufenförmigen Unterteilungen des Gesamtgefälles dem Druck nach über und paßte die Turbinen-rüder dem Zustand der Feuergase in den einzelnen Gcfällcstufen nach Möglichkeit an. Das in den einzelnen VerpufTungskammern je Verpuffung erzeugte l'Yuergasgesamtvolumen wurde dabei zunächst noch nicht unterteilt. Später wurde zwar bekannt, auch die Feuergasgesamtmenge

ίο selbst in 'IVilmengeii zu unterteilen, wobei man für jede Teilmenge vine ihrem Zustand möglichst angepaßte, besondere Düsen- und lieschaufeluiigsanordnung vorsah, die ein besonderes, gesteuertes Absehlußorgan zur Verpuilungskaminer voraussetzte.

>5 (iegenüber der so erforderlich werdenden Vielzahl von Turbinenstufe!) und Steuerorganen beschränkte man sich praktisch jedoch darauf, mir die Feuergase gesondert zu verarbeiten, die zur Vorbereitung der Kammer für die nächste Ladung als soso genannte Rcstfetiergase aus der Verpuffungskaninier entfernt werden mußten, damit gute Füllungsverhältnisse entstehen.

Ki nc derartige Verpuffungsbrennk raft turbinenanordnung ist in Fig. ι der Zeichnung veranschau-

af) licht. Man erkennt die Vcrpuffungskanimer ι, das Ladelufteiulaßventil 2, das Nachladeluftventil 3, das ISrcimgascinlaßventil 4, die Zündungseinrichtung 5 und das Düsenventil. Dieses ist in gerade geöffnetem Zustand dargestellt. Die so entlassenen, hochgespannten und hocherhitzten Feuergase strömen der Düsenanordnung 1 zu, die dem als erste Turbinenstufe ausgebildeten zweikränzigcn Curtisrad 7 vorgeordnet ist. Die zweite Turbinenstufe wird von dem ebenfalls zweikräuzigen Curtisrad S gebildet. Dem Curtisrad S ist dabei zunächst die Düsenanordnung II,, vorgeordnet, die von den Restft'tKTgasen beaufschlagt wird ; zu diesem Zweck ist in der Vcrbindungsleitungo. zur Vorpuffungskammer T zu das gesteuerte Auslaßventil 10 vorgesehen.

Außer der Düsenanordnung II,, für die Restfeuergase ist eine zweite Düsenanordnung I J„ vorgesehen, welche zur Verarbeitung der aus dem Rad 7 abströmenden Feuergase dient. Damit diese Gase der Radanordnung S bei möglichst gleichbleibendem Druck zuströmen, steht der Düsenvorraum 11 vor der Düsenanordnung 11„ über den Stutzen 12 mit einem .Ausgleichsbehälter 13 in Verbindung, (\vr zur Verhinderung unnötiger Wärmeübergänge in der Aiisströmleitung 14 liegt. Der Ausgleichsbehälter 13 nimmt also die zunächst noch mit verhältnismäßig hohem Druck aus Rad 7 in den Düsenvorraum 11 überströmenden Feuergase auf und gleicht dadurch die Druckspitze aus. Andererseits speichert er die Feuergase und gibt sie beim Absinken des Druckes entsprechend dem Verlauf der Kxpansionslinie mit entsprechend hochgehaltenem Druck wieder an die Düsenanordnung 11₁, ab.

Das 1 )ruck-Zeit-l )iagramm eines derartigen Vorganges ist in Fig. 2 veranschaulicht, in der die aus-

fio gezogen gezeichnete Linie den Druck in der VerpuHungskammer 1 wiedergibt, während die gestrichelt gezeichnete Linie den vor der Düsenanordnung ll„ auftretenden Drücken entspricht. In Fig. 2 erkennt man den auf die Zündung im Zeitpunkt 15 folgenden Druckanstieg und die bei OfF-innig des Düsenventils im Zeitpunkt 17 einsetzende F.xpansion 18. Im Zeitpunkt 19 schließt sich das Düsenventil 6, im Zeitpunkt 20 das Auslaßventil 10. Schon vorher hatte sich das Ladeluftveutil 2 geöffnet, um die Restfeuergase über Leitung 9 und das noch offene Auslaßventil 10 zur Düsenanordnung II_ft zu zu entlassen. Kurze Zeit nach dem Zeitpunkt 20 öffnet sich das Brenngasventil 4, und es schließt sich das Ladeluftventil 2. Unter der Einwirkung des sich hierauf öffnenden Nachladcluftventils 3 findet der Druckanstieg in der Kammer statt, der bei 21 veranschaulicht ist. Man erkennt, daß der Ausgleichsbehälter 13 nur noch unwesentliche Schwankungen des Feuergasdruckes 22 vor der Düsenanordnung JI₁, bewirkt und daß günstige Radwirkungsgrade wenigstens in der Turbinenstufe 8 infolge Beaufschlagung mit im Druck im wesentlichen ausgeglichenen Treibgasen erwartet werden können.

Eine nähere Betrachtung des in Fig. 3 vcranschaulichten entsprechenden Q-F-Diagramms zeigt jedoch, daß diese an den reinen Druckverlauf geknüpften Erwartungen nicht in dem erwarteten Ausmaß eintreffen. In dem Q-FVDiagramm der Fig. 3, welches das übliche CKS'-Eiitropicdiagramm, ζ. B. nach Pflaum, mit den prozentual ausgeströmten Feuergasmengen, unter Berechnung der Feuergasgesamtmenge je Verpuffungskammer mit 100%, als Abszissen vereinigt, wobei die Ordinaten dem Wärmeinhalt der Feuergase in kcal/Nm³ entsprechen, erkennt man nämlich, daß die gestrichelt gezeichneten, der gestrichelten Linie 22 der Fig. 2 entsprechenden Linien 22„ oder 22_;, durchaus nicht als Parallele oder annähernd Parallele zur Abszissenachse auftritt, was nötig wäre, wenn das Rad 8 too gleiche oder annähernd gleiche Feuergasgefälle vcrarlieiten sollte. Man beobachtete im Gegenteil einen ziemlich stark ansteigenden Verlauf dieser strichpunktierten Linie, woraus hervorgeht, daß sowohl das Rad 7 als auch das Rad 8 Feuergase stark wechselnden Gefälles verarbeiten müssen. Die gestrichelt gezeichnete Linie 22„ läßt aber auch erkennen, daß bei dem gewählten DüseiK|uerschnitts- \'crhältnis von /Ί für die Düsenanordnung 1 und /n„ für die Düsenanordnung II„ mit fu„ :/j = 1,99 die Gefälle im Bereich IT₍, für das zweikränzige Curtisrad sehr klein wurden, so daß dessen Enthalpicantcil ungenügend würde. Diesen Nachteil kann man zwar durch Veränderung des Verhältnisses der engsten Düsenquerschnitte /_U(, : /, beheben. So zeigt die gcstrichelt gezeichnete Linie 22/, den Trennungslinienverlauf zwischen den Flächen I und II„ bei einem Verhältnis f_lla :/i = 1,37. Aber an der grundsätzlichen Charakteristik der Trennungslinicn wird dadurch nichts Wesentliches geändert, sondern es verbessert sich nur die Leistungsverteilung in den Flächenbereichen I und II_(f.

Im einzelnen erkennt man die Zustände der aus der Düse I strömenden Feuergase innerhalb der mit I bezeichneten und von rechts oben nach links unten schraffierten Arbeitsfläche, die Zustände der

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aus der Düse II_ß strömenden Feuergase innerhalb der mit II_ß bezeichneten und von links oben nach rechts unten schraffierten Arbeitsfläche und die Zustände der aus der Düse H₆ strömenden Feuergase innerhalb der mit H₆ bezeichneten und von oben rechts nach unten links schraffierten Arbeitsfläche. Der Flächeninhalt des Zwickels 23 entspricht dem Wärmeverlust, der beim Überströmen der Feuergase vom Auslaßventil 10 zur Düse H₆ eintritt. Angedeutet ist weiter das Druck- und Temperaturliniennetz, das jedoch nur für die vom Punkte 17 aus senkrecht nach unten gehenden Doppellinie gilt, wobei diese Ordinate den auftretenden adiabatischen Feuergasgefällen entspricht.

Die in Fig. 3 dargestellten Verhältnisse lassen bereits die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabenstellung erkennen; denn Fig. 3 zeigt, daß es trotz stufenförmiger Unterteilung der Feuergasgefälle, sogar trotz Unterteilung der bei einer Verpuffung erzeugten Feuergasgesamtmenge, mit den Mitteln eines Ausgleichsbehälters (13 in der Anlage nach Fig. 1) nicht gelungen ist, den Radanordnungen (7 und 8) gleiche oder auch nur annähernd gleiche Feuergasgefälle zuzuordnen. Denn im allge-

meinen soll angestrebt werden, daß die abgearbeiteten Feuergasgefälle höchstens um 45 % des optimalen Gefälles, für das das Turbinenrad ausgelegt ist, schwanken, wobei die größte Schwankung nach oben höchstens 30%, nach unten höchstens

.30 15% betragen soll. Nur dann können befriedigende Radwirkungsgrade erwartet werden, während andernfalls auch die thermodynamisch günstigsten Prozesse schlechte Radwirkungsgrade so in Mitleidenschaft gezogen werden, daß keine günstigen Gesamtwirkungsgrade mehr zu erwarten sind.

Erfindungsgemäß ist die grundsätzliche Lösung dieses Problems gefunden und durch zahlreiche Rechnungen und Versuche als gelungen bestätigt worden.

-40 Die Lösung des hiernach entwickelten Problems kennzeichnet sich, ausgehend von Verfahren zum Betriebe Feuergase durch Verpuffungen herstellender Treibgaserzeuger mit Abarbeitung von Feuergasgefälle in Düsen- und Beschaufelungsanordnungen und mit Absenkung des in Strömungsrichtung des Feuergases hinter einer Beschaufelungsanordnung bewirkten Gegendruckes während oder nahezu während der Dehnung der Feuergase in der Düsen- bzw. Beschaufelungsanordnung, erfindungs-

:5ο gemäß durch eine Bestimmung des Gegendruckverlaufes, bei dem in der Düsen- bzw. Beschaufelungsanordnung gleiche oder praktisch gleiche Enthalpieänderungen auftreten und bei dem insbesondere die Linie des Gegendruckes in einem

:55 Q-F-Diagramm, dessen Ordinaten dem Wärmeinhalt Q der Feuergase in kcal/Nm³ und dessen Abszissen den prozentuellen Anteilen V ausgeströmter Feuergasvolumina an der je Verpuffung und Verpuffungskammer erzeugten Feuergasgesamt-

'60 menge entsprechen, als Äquidistante zur Expansionslinie oder annähernd als solche auftritt. Es war oben ausgeführt worden, daß dabei von Verfahren ausgegangen wird, bei denen der Gegendruck hinter einer Beschaufelungsanordnung während oder nahezu während der Dehnung der Feuergase in der Düsen- bzw. Beschaufelungsanordnung abgesenkt wird. Diese Feststellung betrifft den bereits bekannten Vorschlag, den Gegendruck nach der letzten Stufe einer mit mindestens zwei Druckstufen arbeitenden Verbundgasturbine wesentlich zu erniedrigen, um das Gefälle zwischen auf den Raddruck entspannten Restfeuergasen und diesem Gegendruck zu vergrößern, damit dem so entstehenden konstanten Gefälle die Beschaufelung besser angepaßt werden kann, so daß also in der zweiten Turbinenstufe höhere Wirkungsgrade entstehen. Dagegen bleiben bei diesem Verfahren die unbefriedigenden Wirkungsgrade in der ersten Turbinenstufe jedoch bestehen, während erfindungsgemäß erreicht wird, daß die Gefälle in allen Stufen annähernd gleichartig ausfallen, womit sämtliche Turbinenräder mit höherem Wirkungsgrad als nach den früheren Vorschlägen erreichbar arbeiten.

Die Absenkung des Gegendruckes oder der Gegendrücke kann dabei in der verschiedensten Art und Weise bewirkt werden. Es besteht beispielsweise die Möglichkeit, an die Gegendruckräume eine Kolbenanordnung anzuschließen, so daß durch Entfernung des Kolbens von dem Gegendruckraum weg der Gegendruck abgesenkt wird. Einfacher ist jedoch die Herstellung der Gegendruckabsenkung mittels Gase, die bei derartigen Turbinenanlagen in der Form von Feuergasen zur Verfugung stehen, so daß die Gegendruckabsenkung in weiterer Durchführung der Erfindung mittels zur Dehnung der Feuergase synchroner Dehnung den Gegendruck erzeugender Gase vorgenommen wird, wobei Feuergase maximaler Spannung mindestens einer Düsenbzw. Beschaufelungsanordnung zugeführt werden und bei der zur Dehnung in der Düsenanordnung synchronen Dehnung zweckmäßig ebenfalls Feuergase unterworfen werden. Im einzelnen kennzeichnet sich ein derartiges Verfahren zweckmäßig dadurch, daß Feuergase mit Erzeugungshöchstspannung nur einer Düsen- und Beschaufelungsanordnung zugeführt werden, während der zur Dehnung der Feuergase in der Düsenanordnung synchronen Dehnung vorteilhaft Feuergase unterworfen werden, die aus einer von mehreren Verpuffungskammern entnommen werden, die derselben Düsen- und Beschaufelungsanordnung zugeordnet sind, wobei die Feuergase einer der den Düsen-und Beschaufelungsanordnungen "zugeordneten Verpuffungskammern zweckmäßig in einem Zeitpunkt entnommen werden, in dem in dieser Kammer eine Feuergasspannung auftritt, die mit dem Feuergasdruck übereinstimmt, den die Feuergase am Ende der Dehnung in der Düsenanordnung aufweisen, und wobei in der Entnahmekammer mit einer Spannung oberhalb der Entnahmespannung erzeugte Feuergase bis zum Zeitpunkt des Beginns der Entnahme vorzugsweise auf die Düsen- und Beschaufelungsanordnung zur Wirkung gebracht werden, hinter der die Feuergase derselben Entnahmekammer mit kleineren, unterhalb der Entnahmespannung liegen-

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den Drücken zur Erzeugung eines mit der Dehnung in der Düsen- und Beschaufelungsanordnung al>gesenklen Gegendruckes benutzt werden. Das kann durch eine Versetzung der Arbeitsspielfolge mehrerer den gleichen Düsen- und Beschaufelungsanordnungen zugeordneten Verpuffungskanimern erreicht werden, bei der während der Zeitspanne der Dehnung aus einer Verpuffungskammer entnommener Ectiergasc in der Düsen- und Beschaufe- luiigsanordnung aus einer anderen VerpuffungskaiiniHT entnommene Feuergase zur Herstellung des abgesenkten Gegendruckes benutzt werden, wobei durch Zuführung der zur Erzeugung des Gegendruckes herangezogenen Ecuergase zu weiteren ihnen zugewiesenen Düsen- und Beschaufehnigsanordmingen, liinter denen wiederum während der Dehnung der vorerwähnten Eeuergase in diesen Düsen- und Beschaufelungsanordnungen abgesenkte Feticrgasgegcndrücke gleichartigen Verlaufes er-

ao zeugt werden, sowie durch Wiederholung dieses Verfahrens für etwaige zusätzliche Turbinenstufen gleiche Entlialpieänderungen in diesen weiteren und zusätzlichen Turbinenstufen erzeugt werden können. Insbesondere kanu also während der Dehllung einer anfänglich höchstgespannten Feuergasteilmeuge in einer Düsen- und Beschaufelungsanordnung eine niedrigergespannte Feuergasteilineiige im (legendruckraum derselben Düsen- und Hescliaufelungsanordnung entspannt werden, nachdem sie in einer anderen Verpuftungskammer mit höherer Aiifangsspaimung als der im Gegendruckraum herrschenden Spannung erzeugt worden war, so daß die Enthalpieänderungen der ersterwähnten Fcuergasteilmeiige in der Düsen- und Beschaufelungsanordnuiig annähernd konstant gehalten werden. Ebenso kann eine niedrigergespannte Eeuergasteilmeiige von mittlerem Druck in einer zweiten Düsen- und lieschaufelungsanordnuiig entspannt werden, während gleichzeitig im Gegendruckraum der zweiten I'esehaufelungsaiiordnung eine einer dritten Verpufl'ungskainnier mit noch niedrigerem Druck entnommene Eeuergasteilmenge unter Erzeugung eines Gegendruckverlaufes entspannt wird, bei dem die Eiithalpieänderuiigen der der zweiten Verpun'inigskanimer anfänglich mit dem mittleren Druck entnommenen Eeuergasteilmenge im wesentlichen konstant sind, wobei dicErzeugungsspannung der der dritten Verpuffungskammer mit dem niedrigsten Druck entnommenen Eeuergasteilmenge größer ist als die höchste im Gegendruckraum der zweiten Düsen- und Hescliaufelungsanordnung erzeugte Spannung und wobei als niedrigstgespannte Eeticrgasteilinenge zweckmäßig Eeuergase verwandt werden, die aus einer Verpuffungskammer während deren Ladung mittels der Ladeluft als kestverbrennungsgase verdrängt werden.

Vorliegende Erfindung geht von der weiteren Erkenntnis aus, daß es durch Unterteilung des Arbeitsspieles jeder Verpuffungskammer in eine mit der Zahl der Verpuffiuigskammern übereinstimmende Anzahl von Arbcitsspielabschnitten möglich ist, die Arbeitsspielabschnitte vorzugsweise ohne zeitliche Pausen zwischen ihnen und ohne gegenseitige zeitliche Überdeckungen aneinanderzureihen, so daß die Arbeitsspielabschnitte mit jeweils gleicher zeitlicher Dauer abgewickelt werden können. Versetzt man dabei die Arbeitsspielfolge der Kammern unter- und gegeneinander um die Zeitdauer je eines Arbeitsspielabschnittes, so ergibt sich eine besonders einfache Lösung der Aufgabe, zu erreichen, daß mindestens eine Kammer zu jedem Betriebszeitpunkt die zugeordneten Düsen- und Bcschaufelungsanordnungen beaufschlagt, womit eine pausenlose Beaufschlagung verwirklicht wird. Dadurch überträgt die Turbinenwelle zu jedem Zeitpunkt, zu dem der zugehörige Generator im Netz liegt, ein positives Drehmoment, so daß Torsionserscheinungen fortfallen, die früher zu Störungen Anlaß gaben.

Die Versetzung der Arbeitsspiele in den Vcrpuffungskammern einer Verpuff ungsbrennkraftturbincneinheit ist schon mehrfach bekanntgeworden. Diese Maßnahme wurde jedoch aus völlig abweichenden Gründen und zur Verwirklichung völlig andersartiger technischer Aufgaben ergriffen. Erwähnenswert unter diesen bekannten Vorschlägen ist lediglich eine Ausführungsform, bei der man die Arbeitsspiele so gegeneinander versetzte, daß sich die Zeitspannen der Restfcucrgas Verdrängung schließend aneinanderreihten. Man erreichte hierdurch zwar die Möglichkeit der Verwendung von Kompressoren mit steiler Charakteristik und den Fortfall der periodischen, also mit Pausen aufeinanderfolgenden Ladeluftentnahme, war alier noch nicht in der Lage, auch die übrigen Arbeitsspielabschnitte schließend aneinanderzureihen, so daß die durch Verwirklichung vorliegenden Erfindungsgedankens erreichbaren Vorteile noch nicht erzielt werden konnten, selbst wenn man die Zeitabschnitte der Ladelufteröffnungen in bckanuter Weise aneinanderreihen würde.

Es ist ebenfalls bekannt, beim Betriebe derartiger Verpuflungskammern bei Beginn des Arbeitsspielabschnittes der Ladung einschließlich desjenigen der Restfeuergasverdrängung Ladelufteinlaß- und Restfeuergasauslaßorganc gleichzeitig zu eröffnen und beide durchweg als Ventile ausgebildeten Organe, zu schließen, wobei die Zuführung des Brennstoffes zweckmäßig während einer sich auf einen Teil der Zeitdauer dieses Arbeitsspielabschnittes erstreckenden Zeitspanne erfolgt. Die Beibehaltung dieses Ladeverfahrens im Rahmen vorliegender Erfindung ist deshalb besonders vorteilhaft, weil dadurch besondere Arbeitsspielabschnitte für Spülung und Einführung des Brennstoffes wegfallen, so daß man mit bereits vier Verpuffungskammern in der Lage ist, die erforderliche Gegendruckabsenkung zu erzielen. Allgemeiner ausgedrückt bedeutet das, daß die Feuergase der Expansion während einer Zeitspanne unterworfen werden, die das «-fache der Dauer eines Arbeitsspielabschnittes beträgt, wobei η eine ganze Zahl gleich 1 oder größer als 1 ist, bei einer vorzugsweisen Unterteilung des Arbeitsspieles jeder Verpuffungskammer in mindestens η + 2 Arbcitsspielabschnitte, wobei außer zu den η Dehnungs-

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arbeitsspielabschnitten mindestens ein Arbeitsspielabschnitt für Ladung einschließlich Restfeuergasverdrängung und mindestens ein weiterer Arbeitsspielabschnitt für Zündung und Verpuffung tritt. Bei der Berechnung der Zahl der Verpuffungskammern sind sinngemäß nur die Verpuffungskammern zu zählen, die entsprechend der zeitlichen Versetzung der Arbeitsspiele um einen Arbeitsspielabschnitt zu einem beliebigen Betriebszeitpunkt

ίο gerade voneinander abweichende Arbeitsspielabschnitte abwickeln. Es ist aber auch denkbar, etwa aus Gründen der Beschränkung der Kammergröße, parallel arbeitende Kammern, also Kammergruppen vorzusehen, die sich in bezug auf die zyklische Versetzung der Arbeitsspiele nicht anders verhalten wie eine einzige große Kammer, also jeweils im gleichen Arbeitsspielabschnitt stehen. In diesem Fall tritt bei der Zählung der Verpuffungskammern die Zahl der Gruppen an die Stelle der Einzelkammern.

Vorliegende Erfindung beruht auf der abschließenden Erkenntnis, daß die Steigerung des Turbinenwirkungsgrades, die erfindungsgemäß unmittelbar und mittelbar dadurch erreicht wird, daß man beispielsweise einkränzige Beschaufelungen hohen Wirkungsgrades verwenden kann, von einer solchen Bedeutung ist, daß man auf die bisher zur Erzielung wirtschaftlicher Wirkungsgrade herangezogene Abwärmenutzung verzichten kann. Das bedeutet also, daß die Feuergaszustände außerhalb der Verpuffungskammern und der Düsen- und Beschaufelungsanordnungen sowie der Verbraucherstufe bis auf unvermeidliche Verluste unverändert aufrechterhalten werden, etwa durch Abführung von Kühlmittel mit der aufgenommenen Kühlwärme bzw. durch Abführung des der Aufnahme der Rückkühlwärme dienenden Wärmeträgers mit der aufgenommenen Rückkühlwärme oder auch durch Entlassung der Ausströmgase aus der Verpuffungsturbinenstufe der Anlage mit der fühlbaren Wärme, die sie beim Verlassen der letzten Beschaufelungsanordnung, in Feuergasrichtung gesehen, aufweisen.

Es sind zahlreiche Vorschläge bekanntgeworden, bei denen teils bewußt, teils aus Gründen zeichnerischer Vereinfachung die zu der Anlage zugehörigen Wärmetauscher .nicht dargestellt worden sind. Daraus kann jedoch nicht der Schluß gezogen werden, daß hierbei von der vorliegenden Erfindung zugrunde liegenden Erkenntnis ausgegangen worden sei. Denn soweit diese Anlagen auf die Wärmenutzung bewußt verzichtet haben, gingen sie von irrtümlichen Vorstellungen über die zu erreichenden Wirkungsgrade aus, so daß über praktische Ausführungen derartiger Anlagen niemals etwas bekanntgeworden ist. Das gleiche gilt sinngemäß für die Anlagen, in denen die Wärmenutzung nicht dargestellt wurde, weil es in diesen Fällen auf die Wärmenutzung nicht ankam. Dem so Bekanntgewordenen gegenüber beruht vorliegende Erfindung auf der neu- und eigenartigen Feststellung, daß es durch die Verbindung mit dem neuen, oben dargestellten Betriebsverfahren gelingt, den Gesamtwirkungsgrad von Verpuffungsbrennkraftturbinen durch maßgebliche Erhöhung des Turbinenwirkungsgrades so zu steigern, daß die Wirtschaftlichkeit des Betriebes auch ohne Abwärmeverwertung verbürgt ist. Erst dieser Erfolg rechtfertigt es, die Anlage mit unverändert aufrechterhaltenen Feuergaszuständen außerhalb der Verpuffungskammern sowie der Düsen- und Beschaufelungsanordnungen der Verpuff ungsturbinenstufe zu betreiben, wenn man von den unvermeidlichen Verlusten durch Strahlung, Wärmeleitung usw. absieht.

Die zur Durchführung der geschilderten Verfahren dienenden Vorrichtungen können in der verschiedensten Art und Weise ausgeführt werden. Sie kennzeichnen sich vorzugsweise durch Düsen- und Beschaufelungsanordnungen zugeordnete Verpuffungskammern mit mehreren gesteuerten Auslassen zur Entnahme von Feuergasen zwecks Erzeugung während der Feuergasdehnung in den Düsen- bzw. Beschaufelungsanordnungen im Druck abgesenkter Gegendrücke hinter diesen Beschaufelungsanordnungen, in Strömungsrichtung der Feuergase gesehen, in Verbindung mit einer Ausbildung der Steuerung, bei der während der Eröffnung des höhergespannte Feuergase entlassenden Düsenventils einer Verpuffungskammer das entsprechende Düsenventil einer weiteren Verpuffungskammer geschlossen, aber mindestens eines ihrer weiteren, niedrigergespannte Feuergase entlassenden Düsenventile eröffnet ist, wobei das eröffnete Düsenventil mit einer Gegendruckkammer der Düsen- und Beschaufelungsanordnung verbunden ist, die über das eröffnete Düsenventil mit höhergespannten Feuergasen beaufschlagt ist. Insbesondere kann die Steuerung so ausgebildet sein, daß während der Eröffnung eines Düsenventils einer Verpuffungskammer das entsprechende Düsenventil einer weiteren Verpuffungskammer geschlossen, aber mindestens ein Auslaßventil derselben für den Feuergasrest eröffnet und mit der Gegendruckkammer der Düsen- und Beschaufelungsanordnung verbunden ist, die über das eröffnete Düsenventil mit Feuergasen beaufschlagt ist.

Es wurde bereits oben erwähnt, daß die in den Beschaufelungen auftretenden, ziemlich gleichartig ausfallenden Enthalpiegefälle die Möglichkeit geben, eine Läuferscheibe mit höchstens einer Schaufelreihe zu besetzen, so daß die Umkehrschaufeln wegfallen, die bisher zu großen Kühlungsschwierigkeiten führten. Demgemäß können also Läuferscheiben, die vorzugsweise einen gemeinsamen Turbinenläufer bilden, mit höchstens einer Schaufelreihe besetzt werden, wobei der Läufer vorzugsweise zwei oder drei Scheiben aufweist. Entsprechend dem bereits oben erörterten Zusammenhang zwischen Arbeitsverfahren und Zahl der Verpuffungskammern ist die Zahl der Verpuffungskammern gleich einem ganzzahligen Vielfachen der Anzahl der Arbeitsspielabschnitte einer Verpuffungskammer, wobei jede Verpuffungskammer mindestens η + ι Feuergasauslässe aufweisen kann. Dabei sind zweckmäßig unter den η + ι gesteuerten

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l'Yucrgasauslässeii mindestens η Auslaßorgane (lurch Verordnung vor Düsen- und Beschaufelungsaiiordiuingeu als Düsenventil ausgebildet. Das bedeutet, daß für die Entlassung der Restfeuergase mindestens ein Auslaßorgan vorgesehen ist. Entsprechend jedoch der Möglichkeit, auch die Restfeuergase in einer besonderen Düsen- und Beschaufelungsanordnung wenigstens zum Teil abarbeiten zu können, können auch η + ι gesteuerte

ίο Eeuergasauslässc als Düsenventile ausgebildet sein. Entsprechend groß ist die Anzahl der Düsen- und Hcschaufelungsauordnungen, also die Zahl der Turbiuenstufen.

1st die Treibgasentnalnneleitung an die Auslaßventilanordnung angeschlossen, die naturgemäß auch mit der letzten Beschaufelungsanordnung in feuergasleitender Verbindung steht, so gewinnt man die Möglichkeit, selbst die Restfeuergase zu der bereits obenerwähnten, günstigen Gestaltung des (iegendruckes heranzuziehen, so daß auch der letzten Turbinenstufe praktisch gleiche Teilgefälle zugeordnet sind.

Die Ecuergasüberführungsleitungen innerhalb der Verpuffungsturbincnstufen sind vorteilhaft mit vollem, lichtem Querschnitt ausgeführt. Bisher mußte man in diese Kcuergasüberführungsleitungen die Wärmetauscher einbauen, wobei die lichten Querschnitte durch sie entweder verengt oder für den EaII erweitert wurden, daß man die Gas-Geschwindigkeiten unverändert aufrechterhalten wollte. Es gab natürlich auch die Möglichkeit, den Querschnitt unverändert aufrechtzuerhalten, indem man die Leitungswandungen selbst als Wännetauschflächen ausbildete. Aber auch diese Möglichkeit kommt erfindungsgemäß völlig in l'Ortfall. Zweckmäßig werden dabei die Uberführungsleilungen zwischen den Verpuffungskamtnern und/oder Düsen- sowie Beschaufelungsanordnungen der Verpuffungsturbinenstufe inner- halb eines die Düsen- und Beschaufelungsanordiiungen der Vcrpuffungsturbiiienstufe aufnehmenden (iehäuses angeordnet. Die vorzugsweise eingehäusigt· Ausbildung schließt aber naturgemäß nicht lnehrgehäusige Ausbildungen aus. Ebenso ist es nicht erforderlich, eine sich an die Verpuffungsturbinenstufe im Treibgasstrom anschließendeVerbraucherturbiiienstufe eingehäusig auszubilden oder ihr Gehäuse von dem oder denen der Verpuffungsturbinenstufe zu trennen, da bei allen diesen Möglichkeiten die vollen Vorteile der Verwirklichung der Erfindung entstehen würden. Der Begriff der »Stufe« hat dabei nicht die übliche Bedeutung derTurbinendruckstufe, sondern den der Aufteilung der Wärmekraftanlage in eine Treibgase erzeugende Verpuffungsturbinenstufe und in eine mit Treibgasen gespeiste Verbraucherstufe, die auch als Turbine, etwa als vielstufige Parsonsturbine, ausgebildet sein kann und dann die Eeuergasenergie in mechanische bzw. über einen angetriebenen elektrischen Generator in elektrische, äußere Arbeit umsetzt.

Die gegenseitige Versetzung von Arbeitsspielabsclinitten ist an sich bekannt, beispielsweise um zu erreichen, daß bei Zuordnung von nur zwei Verpuffungskammern zu einem Turbinenläufcr, dessen Schaufeln auf einem verhältnismäßig kurzen, durch die Mündung der Ausströmdüse bestimmten Bogen dauernd mit Arbeitsgas beaufschlagt wird. Bei sämtlichen dieser bekannten \^orschläge, zu denen es beispielsweise auch gehört, die Restfeuergase in einen vom Radkastendruck unabhängigen Raum zu führen, die Entspannung in den Vcrpuffungskammern auf vor der zweiten Laufradstufe herrschenden Drücke zu treiben oder Regelungen so durchzuführen, daß keine Selbstzündungen in den Kammern auftreten, wurde jedoch mit stets gleichbleibendem Gegendruck gearbeitet, so daß starke Enthalpieänderungen und demgemäß unbefriedigende Radwirkungsgrade auftraten, zu deren grundsätzlicher Erhöhung die erfindungsgemäß vorgeschlagenen Maßnahmen dienen, die somit durch die Vorschläge der angegebenen Art, die in rein baulicher Beziehung teilweise übereinstimmende Bauelemente benutzten, nicht bekanntgeworden sind.

Die Zeichnung zeigt eine Ausführung des Erfindungsgedankens am Beispiel eines als Verpuffungsbrennkraftturbine mit mehreren Kammern und zwei Turbinenstufen ausgebildeten Treibgaserzeugers zur Versorgung einer äußere Arbeit liefernden Kraftwerksturbine.

Eig. 4 veranschaulicht in schematischer Darstellung den erfmdungsgemäß getroffenen Aufbau eines öltreibgaserzeugers;

Eig. 5 zeigt das zugehörige Druck-Zeit-Diagramm, während

Eig. 6 das Q-F-Diagramm der gleichen Anlage wiedergibt;

Eig. 7 zeigt das Q-F-Diagramm in einem größeren Maßstab unter Veranschaulichung eines abweichenden Arbeitsverfahrens;

Fig. 8 stellt in teilweiser Ansicht in teilweisem Schnitt einen Treibgaserzeuger mit abgeänderten Ausführungen von Lade-, Düsen- und Auslaßventilen dar:

Fig. 9 stellt einen Querschnitt durch den Treibgaserzeuger nach Fig. 8 dar;

Fig. 10 stellt in schematischer Darstellung einen Treibgaserzeuger mit Abarbeitung der Restfeuergase in einer besonderen Beschaufelung,

Fig. 11 eine gegenüber Fig. 10 etwas abgeänderte Ausführungsform dar.

In Fig. 4 bezeichnet 24 die Läuferwclle, auf der die beiden einkränzigen Turbinenlaufräder 25 und 26 sitzen, die die beiden Turbinenstufen des Aggregats bilden. Der Beschaufelungsanordnung ²5« vorgeordnet ist die Düsenanordnung I, die mit jeder der dem Aggregat zugeordneten Verpuflungskammern 27, 28 usw. in feuergasleitender Verbindung steht. Diese Verbindungen sind mit 29 und 30 bezeichnet. Zur Verpuffungskammer abgcschlossen oder an sie angeschlossen werden die Stutzen 29, 30 über gesteuerte Düsenventile, die bei 31 und 32 angedeutet sind. Aus Vereinfachungsgründen ist die Steuerung dieser \^entile nicht gezeigt. Anordnung und Steuerung der Düsenventile 31 und 32 können jedoch grundsätzlich so ausgeführt sein, wie

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dies Fig. ι beim Ventil 6 in an sich bekannter Art und Weise veranschaulicht. Die Zündungseinrichtungen sind mit 5 bezeichnet, die Ladeluftventile mit 2. Entsprechend der Ausbildung als ölturbine sind bei 33 Brennstoffzuführungsleitungen vorgesehen, deren Einspritzenden unmittelbar in die Ladeluftventile 2 eingebaut sind. Eine Ringleitung 34 versorgt die Verpuffungskammern mit Ladeluft. Besondere Nachladeventile sind nicht vorgesehen, da die Verpuffungsbrennkraftturbinenanlage, die vorwiegend zur Erzeugung von Treibgasen ausgebildet ist, nach dem sogenannten offenen Aufladeverfahren arbeiten soll, d. h. das noch zu besprechende Auslaßventil wird nicht nur während der gesamten Zeitdauer der Ladeluftventileröffnung in einer Kammer zwecks Ausschiebung des Feuergasrestes, sondern auch noch während des Beginns der Brennstoffeinspritzung (bzw. eines eventuellen Brenngaseinlasses) offen gehalten. Bei dieser offenen Aufladung erreicht man besonders günstige Durchmischungsverhältnisse von Luft einerseits, Brennstoff oder Brenngas andererseits. Insoweit entspricht der Aufbau der Verpuffungsbrennkraftturbine mit der geschilderten Abänderung des Lade-Verfahrens grundsätzlich der bekannten Turbinenausbildung nach Fig. 1.

Erfindungsgemäß sind nun folgende weiteren Maßnahmen getroffen: Es sei zunächst verwiesen auf das Druck-Zeit-Diagramm der Fig. 5, dem die bisher beschriebene Turbinenanlage wieder in an sich bekannter Weise gehorcht. In diesem Diagramm bezeichnet A den Zeitpunkt, in dem sich der höchste Verpuffungsdruck nach der vorhergehenden Zündung ausgebildet hat. Durch Öffnung eines der Düsenventile 31, 32 tritt, ausgehend vom Punkte, die Expansion ein, die ohne die erfindungsgemäß getroffenen Maßnahmen unter Vermittlung der Düsen I bis Punkt C verlaufen würde. Dort schließt sich das betrachtete Ventil, und es öffnet sich eines der Ladelufteinlaßventile, gleichzeitig das dem Auslaßventil 10 der Fig. 1 entsprechende Auslaßventil, und es findet unter Einwirkung der nachdrängenden Ladeluft die Ausschiebung der Restfeuergase längs der Linie C-E statt. Im Zeitpunkt E schließen sich Ladelufteinlaß- und Auslaßventile. Vorher hat bei D die Einspritzung des Brennstoffes über die Leitung 33 stattgefunden, so daß also so die bereits erwähnte offene Aufladung bei offenen Ladelufteinlaß- und Auslaßventilen verwirklicht wird. Im Punkt E ist in den Kammern ein homogenes, gut durchgemischtes, zündfähiges Gemisch vorhanden, so daß es nur der Zündung im Zeitpunkt 15 bedarf, um den steilen Druckanstieg zu bewirken, der wieder zum Auftreten des höchsten Verpuffungsdruckes im Punkt A des nächsten Arbeitsspieles führen würde.

In bezug auf die Verarbeitung des Feuergasgefälles würde sich also die bisher geschilderte Ausbildung des Treibgaserzeugers nach Fig. 4 nicht wesentlich von der Ausbildung der Verpuffungsbrennkraftturbine nach Fig. 1 unterscheiden. Es war jedoch oben ausgeführt worden, daß.das Arbeitsverfahren der Anlage nach Fig. 1 deshalb nicht voll befriedigt, weil, wie Fig. 3 zeigt, trotz Anordnung des Druckausgleichsbehälters 13 die erstrebte Konstanthaltung der Feuergasgefälle an der Grenze der Bereiche I und Π_α nicht eintritt.

Erstrebt war der zur Abszissenachse möglichst parallele Verlauf der strichpunktiert gezeichneten Gegendrucklinie. Selbst wenn die Äquidistanz dieser Gegendrucklinie zur Abszissenachse hätte verwirklicht werden können, wären im Bereich I, d. h. durch die Radanordnung 7, noch verhältnismäßig stark wechselnde Feuergasgefälle zu verarbeiten gewesen. In Wirklichkeit trat nicht einmal die erwartete Parallelität der Gegendrucklinie zur Abszissenachse ein, sondern die Gegendrucklinie nahm einen ziemlich steilen Verlauf nach oben, so daß die Veränderung der Gefälle im Bereich I zunahm und auch im Bereich II_e nicht befriedigend wurde. Diese Verhältnisse verlangten eine grundsätzliche Änderung. Denn gelänge es, die in Fig. 3 ihrem wirklichen Verlauf gemäß gezeichnete Gegendrucklinie so zu verändern, daß sie äquidistant zur ausgezogen gezeichneten Expansionslinie verlaufen würde, dann würde man annähernd konstante Feuergasgefälle in den Turbinenrädern verwirklichen können.

Eine derartige, ohne die Mittel der Erfindung hypothetisch bleibende Gegendrucklinie ist in Fig. 5 bei 35 eingezeichnet worden. Ihre Lage ist dabei so bestimmt worden, daß einer Reihe weiterer vorteilhafter Bedingungen genügt ist. Denn zunächst darf die mittlere Temperaturbeanspruchung einer mit einem derartigen Gegendruckverlauf arbeitenden Beschaufelung den Wert nicht übersteigen, der mit bekannten Radkonstruktionen, Radraumausbildungen und Kühlungsmöglichkeiten betriebssicher beherrscht werden kann, ohne daß die Werkstoffbeanspruchungen allzu sehr den Grenzwert der Kriechfestigkeiten der Werkstoffe erreichen. Der Abstand der beiden äquidistanten Diagrammlinien soll weiter so gewählt werden, daß Gefälle entstehen, die die Anwendung einkränziger Räder mit Umfangsgeschwindigkeiten ermöglichen, die höher als 250 m/Sek. sind, beispielsweise rund 300 m/Sek. betragen können. Schließlich soll die Gegendrucklinie möglichst unterhalb der Linie des kritischen Gegendruckes verlaufen, der bei Feuergasen zwischen 0,5 und 0,6 des Druckes in der Kammer beträgt. Das hat den Vorteil, daß Lavaldüsen zur Anwendung kommen können, bei denen die Strömungsverhältnisse vor dem engsten Düsenquerschnitt bei gleichen Düsenwirkungsgraden turbulenter sein dürfen als bei nicht erweiterten Düsen. Da diesen vorteilhaften Voraussetzungen die Gegendrucklinie 35 genügen soll, ist damit auch die engere technische Aufgabenstellung vorliegender Erfindung gekennzeichnet worden. Was dabei für die Düsenanordnungl und die Turbinenradanordnung 25 ausgeführt worden ist, gilt sinngemäß auch für die Düsenanordnung II und die Turbinenradanordnung 26, so daß in bezug auf letztere im Diagramm· der Fig. 5 eine Gegendrucklinie zu verwirklichen wäre, die. durch den gestrichelten. Verlauf 36 gekennzeichnet ist.

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I >a es mit den Mitteln der Erfindung gelungen ist, diesen Verlauf der Gegendrücke zu verwirklichen, ist damit die erfmdungsgemäß gefundene Lösung bereits diagrammatiseli veranschaulicht worden.

I >ie lMlinduiig kennzeichnet sich also im Druck-Zi'it Diagramm der Fig. 5 durch bewußt und planmäßig durchgeführte Absenkung der in Strömungslichtung des Feuergases hinter den Beschaufelungsanordnungen 25, 26 erzeugten Gegendruck verlaufe 35· 3° während oder nahezu während der vom I'unkt A in Fig. 5 ausgehenden Dehnung der Feuer gase in den I Hisenanordnungen I, 11, durch die in den Keseliaufeiungsanordiiungen 25, 26 gleiche oder praktisch gleiche Feuergasgefülle, gegeben durch die Ät|uidistan/. der vom I'unkt A ausgehenden Expaiisionslinie und der Gegeiidrucklinien 35, 36, eintreten.

Um diese im Druck-Zeit-Diagramm veranschaulichte Erfindung konstruktiv zu verwirklichen, ist der Treibgaserzeuger nach Fig. 4 gegenüber dem bisher üblichen Aufbau der Yerpiiffuiigsbreiinkraftturbinc nach Fig. 1 in folgender Weise abgeändert worden: Außer den Düscnvcntilen 31, 32 sind weitere I )üsenventile 37, 38 in den Yerpuffuiigskaninieni 27, 28 vorgesehen worden, die mit den I H'isenvorräumen 39, 40 der Düsen Il über Stutzen i\\, .\2 in Verbindung stehen. Weiter sind Auslaßventile .13, .|.| angeordnet worden, die über die Stutzen .15, .|6 direkt auf das Ausslrömgeliäuse 47 des Ttirbinenrades 26 arbeiten. Das Ausströmgehäuse.i" steht über dicTreibgaszufülirungsleitung 48 mit einer Kraftwerksturbine in Verbindung, die etwa als vielstufige I'arsonsturbine ausgebildet sein kann. An die Stelle der Kraftwerksturbine kann jeder andere Treibgasverbraucher treten, der den Druck, die Temperatur und/oder den Würmeinhalt der das Ausströnigehäuse verlassenden Treibgase auszunutzen vermag.

Alle Kühl und Isoliennäntel sind aus Yereinfaehungsgründen nicht gezeigt worden.

Wie man bereits der Fig. 5 zu entnehmen vermag, erreicht die Gegeildrucklinie 35 die Linie des Ladeluftdruekcs />₍, in einem bestimmten Zeitpunkt.

Würde man die (iegeiidrucklinie über diesen Zeitpunkt hinaus weitertreiben, d. h. würde man die Feuergase in den Düsen 1 über den Zeitpunkt hinaus expandieren lassen, der dem Schnittpunkt der (iegeiidrucklinie 35 mit der Linie des Ladeluft-

So druckes entspricht, um auch in diesem vom Schnittpunkt ab beginnenden Zeitraum gleiche oder annähernd gleiche Feuergasgefälle zu erhalten, so würde vor den Düsen II, in Eeuergasrichtung gesehen, ein geringerer Druck herrscheu als im Ausströmgehäuse 47, da dieser entsprechend dem gewählten Ladeverfahren mit Restfeuergasen vom Druck der Ladeluft erfüllt ist. Es würden also küekströmungen und Bremswirkungen auf die Turbiiienräder entstehen, die unerwünscht sind. Aus diesem Grunde muli die Expansion der Feuergase in den Düsen 1 zu einem Zeitpunkt abgebrochen werden, der vor diesem Schnittpunkt der Gegendruckliiiie 35 mit der Linie des Ladeluftdruckes p₀ liegt. Dieser Zeitpunkt wird aus Sicherheitsgründen etwas vor den genannten Schnittzeitpunkt vorvcrlegt. Er ist in Fig. 5 mit B bezeichnet worden. Im Punkt B schließen sich also die Düsenventile 31, 32, und die Düsenventile 37 und 38 öffnen sich. Dieselben Düsenventile schließen sich im Punkt C, und es öffnen sich die Auslaßventile 43, 44, um im Punkt E zu schließen. Dabei sind die Stcuerzeiten der Ventile 31 und 32 bzw. 37 und 38 bzw. 43 und 44 und damit die Arbeitsspielfolgen der den Düseu- und Beschaufelungsanordnungen I, 25 und II, 26 zugeordneten A^erpuffungskammern 27, 28 usw. zeitlich einander gegenüber so versetzt, daß ■— während der Zeitspanne der Dehnung A-B einer aus der Verpuff ungskammer 28 entnommenen höhergespannten Fcuergasteilmenge in der Düsen- und Beschaufelungsanordnung T, 25 — eine aus clerVerpuff ungskammer 27 entnommene, niedrigergespannte Eeuergasteilmcnge zur Herstellung des abgesenkten Gegendruckes 35 im Düsenvorraum 39, 40 und daß — während der Zeitspanne der Dehnung einer aus der\^Terpuffungskammer27 entnommenen niedrigergespannten Feuergastcilmenge in der Düsen- und Beschaufelungsanordnung II, 26 — eine aus einer weiteren, nicht gezeichneten Verpuffungskammer entnommene, noch niedrigergespannte Feuergasteilmenge zur Herstellung des abgesenkten Gegendruckes 36 im Ausströmraum 47 benutzt werden. Demgemäß sind die Düsenventile 32 und 37 im geöffneten, die Düsenventile 31 und 38 sowie die Auslaßventile 43 und 44 im geschlossenen Zustand gezeichnet worden. Ein weiteres, nicht gezeichnetes, den Auslaßventilen 43, 44 entsprechendes Ventil ist offen zu denken, so daß eine die niedrigstgcspannte Feuergasteilmenge entladende, nicht gezeichnete A^erpuffungskammer mit dem Ausströmgehäuse 47 in Verbindung steht. Während der Dehnung A-B (Ing. 5) der über das offene Düsenventil 32 der Düsenanordnung I und der Beschaufelungsanordnung 25 zugeführten höhergespannten Fcuergasteilmenge der in der Verpuffungskammer 28 bei einer Verpuffung insgesamt erzeugten Feuergasmenge verläuft also der Gegendruck in den Düsenvorräumen 39,40, die zu diesem Zweck in nicht näher dargestellter Weise, beispielsweise durch ringförmige Ausbildung, verbunden sind, nach der Gegendrucklinie 35 entsprechend der Dehnung B-C der über das geöffnete Düsenventil 37 in die Düsen- \'orräume 39, 40 eingeführten, niedrigergespannten Teilmenge der in der Verpuffungskammer 27 insgesamt erzeugten Feuergasmenge. Dabei ist zu beachten, daß die im vorhergehenden Satz in bezug genommene Teildehnung B-C des Diagramms nach Fig. 5 zu einem Diagramm gehört, das den Druckverlauf in einer und derselben Kammer wiedergibt, daß also die die Gegendrucklinie 35 zur Teilcxpansion A-B in der Verpuffungskammer 28 erzeugende Teilexpansion B-C einer aus der Verpuffungskammer 27 entlassenen, niedrigergespannten Feuergasteilmenge nicht dem Diagramm der Fig. 5 angehört, sondern dem Druck-Zeit-Diagramm der Verpuffungskammer 27, das gegenüber dem in Fig. 5 wiedergegebenen Druck-Zeit-Diagramm der

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Verpuffungskammer 28 so vorauseilt, daß während der Zeitspanne der Teilexpansion A-B der über das Düsenventil 32 aus der Verpuffungskammer 28 entlassenen, höhergespannten Feuergasteilmenge die Verpuffungskammer 27 bereits eine niedrigergespannte Feuergasteilmenge entläßt, die nach ihrem eigenen, gegenüber dem Diagramm der Fig. 5 um die Zeitspanne A-B vorauseilenden Druck-Zeit-Diagramm gerade der Teilexpansion B-C unterliegt. Das gilt sinngemäß für die die Gegendrucklinie 36 erzeugende, niedrigstgespannte Feuergasteilmenge, die im Ausführungsbeispiel als aus einer Kammer ausgeschobene Restfeuergasmenge während der Zeitspanne C-E in das Ausströmgehäuse 47 hineinexpandiert. Das Druck-Zeit-Diagramm dieser nicht gezeichneten, die Restfeuergase ausschiebenden Kammer eilt dem Diagramm nach Fig. 5, das der Kammer 28 zugeordnet ist, um das Zeitmaß A-C vor. Mit anderen Worten, der Verlauf der

ao Arbeitsspiele in der Kammer 27 ist gegenüber dem Verlauf der Arbeitsspiele in der Kammer 28 zeitlich so vorverlegt, daß während der Erzeugung des Gegendruckverlaufes 35'im Düsenvorraum 39, 40 mit Hilfe der Dehnung der über das geöffnete Düsenventil 37 in den Vorraum 39, 40 entlassenen, niedrigergespannten Feuergasteilmenge die über das Düsenventil 32 aus der Verpuffungskammer 28 entlassene, höhergespannte Feuergasteilmenge entsprechend der Teilexpansion A-B gedehnt wird.

Dieser zeitlichen Versetzung der Arbeitsspiele entsprechend wird während des Gegendruckverlaufes

35 im Düsenvorraum 39, 40 der im Ausströmgehäuse 47 auftretende Gegendruck nach der Linie

36 abgesenkt. Dadurch wird der Zweck der Erfmdung erfüllt. Die über das geöffnete Düsenventil 32 dem Düsen- und Beschaufelungssystem I, 25 zugeführte Feuergasteilmenge wird mit annähernd gleichem Feuergasgefälle verarbeitet, das durch die Expansionslinie A-B und die annähernd aequidistante Gegendrucklinie'35 gekennzeichnet ist. Die das Düsen- und Beschaufelungssystem II, 26 beaufschlagende, niedrigergespannte Feuergasteilmenge wird gleichzeitig in dieser Düsen- und Beschaufelungsanordnung II, 26 mit gleichem Feuergasgefälle verarbeitet, da die Linie 35, jetzt als Expansionslinie dieser niedrigergespannten Feuergasteilmenge, äquidistant zur Gegendrucklinie 36 des Ausströmgehäuses 47 verläuft. Diese Druck-Zeit-Diagramme lassen jedoch nicht erkennen, welche Feuergasgefälle die aus dem Rad 25 abströmende, teilweise abgearbeitete, zunächst höhergespannt gewesene Feuergasteilmenge bei der weiteren Verarbeitung vorfindet. Zu diesem Zwecke bedarf es einer Darstellung der gleichen Verhältnisse im Q-F-Diagramm, das in Fig. 6 gezeigt ist.

In diesem Diagramm ist wieder der Verlauf des Linienzuges A, B, C und E veranschaulicht. Die Feuergasgefälle sind auf der von A ausgehenden Ordinate abzulesen, die ausgeströmten Feuergasmengen auf der Abszissenachse. Das Druck- und Temperaturliniennetz ist nur angedeutet und gilt wiederum für die von A ausgehende Doppellinie. Diese Doppellinie veranschaulicht die Zustandsbedingungen während der Expansion. Diese Änderungen erscheinen im Q-^-Diagramm als vertikale adiabatische Linien, aber nur in der idealen Maschine, in der während der Expansion keine Entropieänderungen, also keine Wärmeverluste in den Wandungen auftreten und keine Wärmeabgabe durch Reibung am Laufrad und an den Schaufeln stattfindet. Für die ausgeführte Maschine treffen beide Voraussetzungen nicht zu. Doch zeigen sorgfältige Untersuchungen über den Wärmeübergang auf der Gasseite feuergasberührter Wandungen und Berechnungen der Ventilationsverluste an Schaufelrädern und Schaufeln, daß bei sorgfältig ausgeführten Anlagen die in Betracht kommenden Betriebsverfahren praktisch zur Gleichheit von abgegebener und aufgenommener Wärme führen. Es ist daher berechtigt, von adiabatischen Zustandeänderungen und demgemäß von vertikalen Linien im Q-S-Diagramm und damit im Q-F-Diagramm auszugehen. Eingetragen ist weiter die strichpunktiert gezeichnete Gegendrucklinie 35 und die gestrichelt gezeichnete Gegendrucklinie 36. Diese Linien bestimmen in Verbindung mit durch die Punkte B und C gelegten Ordinaten folgende Flächen: I_?, I₆, II und III. Die Fläche I_a unterhalb des der Teilexpansion A-B entsprechenden Kurvenverlaufes A-B entspricht der Arbeitsleistung der aus der Düsenanordnung I ausströmenden Feuergasteilmenge, ausgeübt auf das Rad 25. Die strichpunktiert gezeichnete Trennlinie 35 zwischen den Flächen I„ und I₆ entspricht dem in den Düsenvorräumen 39, 40 auftretenden Gegendruck. Diese Gegendrucklinie ist in der Hauptsache abhängig von der Anzahl der arbeitenden Kammern, der Zahl und Größe der Düsenvorräume und der engsten Düsenquerschnitte. Mit der Gestaltung dieser Gegendrucklinie im Q-F-Diagramm kann der Radwirkungsgrad der Verpuffungsbrennkraftturbine weitgehend beeinflußt werden. Es wird in günstigster Weise beeinflußt, wenn es mit den Mitteln der Erfindung gelingt, ihn aequidistant oder annähernd aequidistant zum Linienzug A-B zu führen. Eine kleine Abweichung von der Aequidistanz anläßlich der Auffüllung der Düsenvorräume 39, 40 muß in Kauf genommen werden, doch ist diese Abweichung zu gering, als daß sie sich auf den Wirkungsgrad ungünstig auswirken könnte.

Es bezeichnet weiter I₆ eine Fläche, die der Arbeitsabgabe der über die Düsen I zugeführten, höhergespannten Feuergasteilmenge in der Düsen- und Beschaufelungsanordnung II, 26 entspricht. Begrenzt wird die Arbeitsfläche I₆ nach unten durch eine punktiert gezeichnete Gegendrucklinie 36, die dem Zustand der Feuergase im Ausströmgehäuse 47 entspricht. Erkennbar ist wieder die annähernde Äquidistanz zwischen, der strichpunktiert gezieichneten Gegendrucklinie 35 und dieser punktiert gezeichneten Linie 36, so daß also auch die Änderungen der Enthalpie annähernd konstant sind, die die über die Düsenanordnung I zugeführte Feuergasteilmenge bei der Verarbeitung in der zweiten Türbinenstufe vorfindet.

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Krkcnnbar ist außerdem die Arbeitsfläche II, welche der disponiblen Arbeit entspricht, die die Ul)IT eines der Düsenventil 37, 38 entlassene, niedrigergespaimte Feuergasteilmenge in der Türbineiianordnuiig IT, 26 entfaltet. Auch diese niedrigergespaunte Fciiergasteilmenge findet infolge der annähernden Aquidistanz zwischen dem Kurvenasl />'-('und der ]umktiert gezeichneten Gegendrucklinie 36 auf dem größten Teil des Verlaufes der (jegendnicklinie annähernd gleiche Feuergasgefällc voi', so dal>! also beide Turbinenstufen annähernd gleichbleibende Kinzelgefälle zu verarbeiten haben. Ks besteht daher die Möglichkeit, daß diesen gleichartigen (iefälleverhältnissen weitestgehend ent-Si)It¹ChCIi(Ie Kad bzw. eine entsprechende Kadgruppe ni'it optimalem Wirkungsgrad anzuwenden und damit die Vcrpurfungsbreniikraftturbinc in den Rang der Turbinen mit gleichem Gefälle zu erheben. Das gill auch für die Arbeitsfläche III der Kraftwerksturbine.

!•'ig. 7 zeigt ein in einem anderen Maßstab gehaltenes (J-I'-Diagramm eines Betriebsverfahrens, bei dein eine der Gleichdruckverbrennung mehr oder weniger angenäherte Verbrennung mit einer Gleichlaumverbrennung vereinigt worden ist. Bei dem Bctriebsverfahren.das die Grundlage des Diagramms nach Fig. 7 bildet, wird die Zündung in verhältnismäßig großer Nähe der Düsenventile 31 oder 32 bewirkt, über die die höchstgespannte Feuerteilgasmenge in die erste der Düsenanordnungen entladen wird. Diese Düsenventile werden vor völlig beendeter Verbrennung bzw. Verpuffung eröffnet, also vor dem Zeitpunkt, in dem es ohne diese VorcröllHung zur Ausbildung der I löehstdruckspitze A kommen würde, die dem Punkt .·/ der Fig. Ci entspricht. Ks entweichen also Gase, deren Verbrennung bzw. Verpuffung mehr oder weniger beendet ist, vor dem KmIe der Zeitspanne, die zur Durchführung der Verbrennung bzw. Verpuftung vorgesehen ist, abgesehen davon, daß diese naturgemäß unabhängig von dieser Voreröffming der Düsenventile zu Knde geht.

Dieses modifizierte Verfahren ersetzt also die reine (ileichraumverbrennung durch eine solche, bei der die Verbrennung bzw. Verpuffung zu einem wesentlichen Teil als Gleichdruckverbrennung bzw. -verpufiung auftritt. ICs werden also die durch GKiichraumverbreunung entstandenen Gase nach Kntstehen eines bestimmten Druckes unter einer mehr oder weniger konstanten Spannung entladen, die dadurch aufrechterhalten bleibt, dal.! das Gemisch in Kannnerteilen zur Verbrennung bzw. Verpuffung kommt, die weiter entfernt von den Düsenventilen sind. Während dieses Andauerns der Vorgänge tritt zunächst eine leichte Druckerhöhung ein, worauf eine Periode völligen Glcichdruckes folgt, während sich beim Eintritt der Kndvorgänge der Verbrennung die Spannung wieder zu senken beginnt. Zu diesem Zeitpunkt schneidet

Co die Druck-Zeit-Kurve die Fxpansionslinie von Gasen, die durch eine reine Gleichraumverbrennung entstanden zu (lenken sind. Die Kurve .r in Fig. 7 veranschaulicht die Kxpansionslinie einer höchstgespannten Feuergasteilmengc, wenn das Düsenventil zu einem Zeitpunkt eröffnet wird, in welchem die Gleichraumverbrennung zur Erzeugung eines Druckes von 50 ata gegenüber 64 ata geführt hat, die bei Durchführung der Verbrennung bzw. Verpuffung als reine Gleichraumverbrennung erreichbar wären. Man erkennt, daß die Kurve χ annähernd horizontal in bezug auf einen sehr großen Teil des Feuergasvolumens verläuft, der während der ersten Teilexpansion entladen wird. Dabei ist festzustellen, daß sich die Kurve χ noch stärker dem allgemeinen Verlauf und der Charakteristik der strichpunktierten und gestrichelten Gegendnicklinien anschmiegt als die Urne A-B, so daß selbst in bezug auf die anfänglichen Ze>itelemente der ersten Teilexpansion Expansions- und Gegcndrucklinien fast völlig äquidistant, praktisch äquidistant, verlaufen. Genauere Untersuchungen haben dabei ergeben, daß trotz des Verlustes an Arbeitsfläche im Diagramm oberhalb der Linie A" die verfügbare Leistung beim kombinierten Glcichraum-Glciichdruck-Prozeß annähernd dieselbe ist wie beim Gleichraumprozeß. Andererseits aber können die Turbinenschaufeln infolge des gleichmäßigeren Gefälles beim kombinierten Prozeß für konstantere Bedingungen ausgelegt werden, so daß in Verbindung mit den höheren Radumfangsgeschwindigkeiten der Radwirkungsgrad wesentlich verbessert, z. B. auf Werte von 70 bis 76% gebracht werden kann. Ähnliche Ergebnisse, sind auch dadurch zu erhalten, daß man die Voreröffnung der Düsenventile mit einer Einführung von Zusatzbrennstoff, etwa mit einer Nacheinspritzung von flüssigem Brennstoff in die Kammer, verbindet. Dieses Verfahren ist in Fig. 7 durch den Linienzug y Veranschaulicht worden, bei dem das Düsenventil zu einem Zeitpunkt eröffnet wird, bei dem die reiine Gleichraumverbrennung zu einem Druck in der geschlossenen Kammer von 42 ata geführt hat. Durch die Nacheinspritzung von Brennstoff steigt der Druck momentan an, wobei auf den Druckanstieg eine Periode annähernd horizontalen Druckvcrlaufes folgt. Die Linie y schneidet die Expansionslinie A-B und trifft sie wie die Linie χ im Punkt B. Das zweite Verfahren vergrößert das Ausmaß an Verbrennung, die bei annähernd konstantem Druck auftritt. Während die Druckspitze noch weiter als beim ersten Verfahren herabgezogen werden kann, sind weitere Erhöhungen des mechanischen Wirkungsgrades möglich.

Was soeben an Hand des Ausführungsbeispiels der Fig. 4 für die Entlassung einer hochgespannten Feuergasteilmenge über das geöffnete Düsenventil 32, für die gleichzeitige Entlassung einer niedrigergespannten Feuergasmenge über das geöffnete Düsenventil 37 einer anderen Verpuffungskammcr und für die ebenfalls gleichzeitige Entlassung des Feuergasrestes aus einer weiteren Verpuffungskammer durch ein Auslaßventil ausgeführt worden war, gilt in zyklischer Vertauschung für die gesamten Feuergasteilmengen. So war beispielsweise während der Eröffnung des Düsenventils 31 der Verpuffungskammer 27 in bezug auf eine höhcr-

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gespannte Feuergasteilmenge das Düsenventil 32 der Verpuffungskammer 28 geschlossen, aber das Düsenventil 38 der gleichen Kammer geöffnet, so daß in den Düsenvorraum 39,40 die Absenkung des Gegendruckes stattfand, die. dafür sorgte, daß die über das geöffnete Düsenventil 31 auf das Düsen- und Beschaufelungssystem I, 25 zur Wirkung gebrachte höhergespannte Feuergasteilmenge infolge äquidistanten Verlaufes von Expansions- und Gegendrucklinien in den genannten Düsenvorräumen gleiche Feuergasgefälle erführ. Diese zyklische Vertauschung gilt sinngemäß für die niedrigergespannte Feuergasteilmengen entlassenden Düsenventile und für die die .Restfeuergase entlassenden Auslaßventile.

Die Erfindung ist in keiner Weise auf die im Ausführungsbeispiel veranschaulichte zweistufige Turbinenanordnung beschränkt. Die Absenkung der Gegendrücke kann bereits bei einer einstufigen

ao Turbinenanordnung Anwendung finden, um in dieser gleiche Feuergasgefälle zu erzeugen. Das gilt entsprechend für Aggregate mit mehr als zwei Turbinenstufen, wobei jedoch zu beachten bleibt, daß der Vergrößerung der Turbinenstufenzahl eine Erhöhung der mittleren Beanspruchungstemperaturen entspricht, so daß es von der Werkstoffentwicklung abhängt, welche Turbinenstufenzahl praktisch verwirklicht werden kann. Auch die Einhaltung der übrigen für den. praktischen Verpuffungsbrenn-

kraftturbinenbau in Betracht kommenden Betriebsbedingungen setzt der beliebigen Erhöhung der Turbinenstufenzahl bestimmte Grenzen, als deren Bestmaß zur Zeit die zweistufige Ausbildung angesehen, werden kann, ohne daß der Erfindungsgedanke sich lin ihr erschöpft, weil insoweit andere, den Gültigkeitsbereich der neuen Regel für technisches Handeln nicht berührende Faktoren maßgebend sind.

Wie bereits der Vergleich der gestrichelten Linie 22 der Fig. 2 mit der strichpunktiert gezeichneten Trennlinie der Fig. 3 ergeben hat, kann der Verlauf der Gefällebegrenzungslinie, die in Fig. 3 strichpunktiert wiedergegeben ist, nicht hinreichend durch den Verlauf der Druckkurve 22 charakterisiert werden. Denn außer dem Druck sind für den Feuergaszustand, der in bezug auf einen anderen Zustand ein bestimmtes Gefälle ergibt, auch Temperatur und Wärmeinhalt der Feuergase maßgebend. Es wäre also theoretisch möglich, die Ab-Senkung der Gefällebegrenzungslinien 35 und 36 in Fig. 6 zu bewirken, ohne den Druck der Feuergase, also den Gegendruck in bezug auf ein vorgeordnetes Düsen- und Beschaufelungssystem, zu ändern. Da dadurch das Wesen der Erfindung nicht verlassen würde, ist also der Ausdruck Gegendruck in diesem weiteren. Sinne der diesem Gegendruck korrespondierenden Linie im Q-F-Diagramm zu verstehen.

Das Diagramm zeigt zunächst eine Druckspitze, die im Punkt A auftritt und die dem Verpuffungshöchst- oder Explosionsdruck P₁ entspricht. In diesem Diagrammpunkt öffnet sich das erste der beiden Düsenventile 31 oder 32, so daß die über dieses Düsenventil entlassene Feuergasteilmenge einer Dehnung unterworfen wird, die bis zum Punkt B andauert, da sich in diesem Zeitpunkt das erwähnte Düsenventil schließt. Die Zeitspanne von O)⁰SPS Sekunden, die zwischen den Punkten A und B verläuft, ist dabei so· bemessen, daß nur eine Teilmenge im Verhältnis zur Gesamtmenge entlassen wird, die sich nach Fig. 6 zu 48,5% der Gesamtmenge ergibt.

Im Punkt B der Fig. 5 öffnet sich das zweite Düsenventil 37 oder 38 der Verpuffungskammer und entläßt in einem Arbeitsspielabschnitt, der sich bis zum Punkt C erstreckt, eine weitere Feuergasteilmenge, deren prozentueller Anteil an der insgesamt in der gleichen Kammer je Verpuffung erzeugten Feuergasgesamtmenge durch das Maß 25 % in Fig. 6 zu erkennen ist. Im Punkt C, in dem sich das zweite Düsenventil schließt, erreicht die Expansionslinie A-B-C die Linie des Ladeluftdruckes P₀, unter dem die Restfeuergas menge in der Verpuffungskammer steht. Das Ausmaß dieser Restfeuergasmenge ist an Fig. 6 mit 26,5% im Verhältnis zur Gesamtmenge zu erkennen. Im Zeitpunkt C eröffnen sich gleichzeitig Ladelufteinlaß- und ein Auslaßorgan, für die Restfeuergase. Beide Ventile schließen sich nach Ablauf einer der zeitlichen Länge eines Arbeitsspielabschnittes entsprechenden Zeitdauer im Punkt E. Bei noch geöffneten Organen hatte aber der Stempel der zugeordneten Brennstoffpumpe dm Zeitpunkt D seinen Förderhub begonnen, so daß eine Einspritzung von Brennstoff in die noch in Bewegung befindliche Ladeluft unter Bildung eines zündfähigen Gemisches eintrat. Die Brennstoffeinspritzung ist vor E beendet, so daß bei Schluß der Ladelufteinlaß- und Restfeuergasauslaßorgane im Zeitpunkt E die Kammer von einem völlig homogenen, hochzündfähigen Gemisch erfüllt ist. Wenn daher im too Zeitpunkt 15 eine Zündung dieses Gemisches erfolgt, so sind die Verhältnisse so· gewählt, daß im Zeitpunkt A der volle Verpuffungshöchstdruck gerade dann erreicht wird, wenn zwischen, Zeitpunkt E und diesem zweiten Zeitpunkt A eine Zeitspanne vom Ausmaß der Dauer eines Arbeitsspielabschnittes abgelaufen ist. In diesem zweiten Punkt A ist also ein volles Arbeitsspiel mit schließend, d. h. pausen- und Überdeckungslos aneinandergereihten Arbeitsspielabschnitten A-B, B-C, C-E und E-A abgewickelt, womit die Verwirklichung des Erfindungsgedankens diagrammatisch dargestellt ist.

Das Arbeitsverfahren in den, übrigen drei Verpuff ungskammern wickelt sich genau in derselben Art und Weise ab, wie· es in Fig. 5 für die betrachtete Kammer dargestellt wurde. Jedoch sind, zeitpunktartig gesehen, diese Arbeitsspiele um die Dauer je eines Arbeitsspielabschnittes gegenüber dem Arbeitsspiel der betrachteten Kammer versetzt. Im Diagramm gesehen bedeutet das also, daß, wenn in der betrachteten Kammer gerade der höchste Verpuff'ungsdruck P₁ auftritt, eine zweite Kammer das gleiche Arbeitsspiel bereits um ein Zeitmaß ι · 0,059s Sekunden früher begonnen hatte, d. h., das Arbeitsspiel dieser zweiten Kammer eilt

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dem der betrachteten Kammer um die Zeit 0,0595 Sekunden voraus. Im Zeitpunkt O hatte also diese zweite Kammer bereits einen Zustand erreicht, der dein l'unkt B des Diagrammzuges der Fig. 5 sogar um die Zeitspanne 2 · 0,0595 vorauseilt, (1. h., diese Kammer hatte im Zeitpunkt 0 bereits den l'unkt C des Diagramms der Fig. 5 verwirklicht. Fine vierte Kammer endlich eilt dem I Magnimm der I^1-Ig. 1 um das Zeitmaß 3 · 0,0595 Sekunden voraus, d. li., im Zeitpunkt O ist l>ereits der Diagrammzeitpunkt /; erreicht worden.

Die Fig. X und 9 zeigen einen vierkammerigen Oltreibgaserzeuger, der zur Durchführung dieses Verfahrens geeignet ausgebildet ist. Seine Steuerwelle soll 252 vollständige Umläufe je Minute ausführen. Fs werden also 252 Arbeitsspiele je Minute durchgeführt. Damit dauert ein Arbeitsspiel 0,23s Sekunden, und jeder seiner vier Arbeitsspielabschnitte nimmt eine Zeitspanne von 0,0595 Sekunden .in Anspruch.

In Fig. 9 erkennt man zunächst die vier VerpuHungskanimern 62, 63, 64 und 65, die den gemeinsamen Düsen- und Beschaufelungen zugeordnet sind. Nimmt man an, in Fig. 8 sei die Veras pui'iungskammerr>5 im Längsschnitt gezeigt, so daß die Kammer 64 in Ansicht zu sehen ist, so weist jede Kammer zunächst das Ladelufteinlaßventil 66 auf, in das das Brennstoffeinspritzventil 67 mit der Zuführungsleitung 68 eingebaut ist, während die Ladeluftzufiihruiig selbst bei 69 erfolgt. Die Steuerung des Ladeluflventils ist bei 70 angedeutet. Die Breniisloffleituiigen 68 führen zu einer nicht gezeichneten vierstempeligen Brennstoffpumpe üblicher Ausbildung. Die Verpuffungskammer selbst besitzt ein venturidüsenartiges Einlaßende bei 71, wobei der Diffusor 72 mit sehr schlanker Neigung ausgeführt ist, so daß sich die eintretende Ladeluft kolbenartig ausbreitet und ohne Bildung nennenswerter Wirbel die Restfeuergase auszuschieben vermag. Zur Entlassung dieser Restfeuergase vom Zustand C der Fig. 5 ist das Auslaßventil 73 vorgesehen. Außer dem Auslaßventil 73 ist ein Düsenventil 74 angeordnet, das zur Entlassung der Feuergase vom Zustand A der I^1-Ig. 5 bestimmt ist. Fig. 9 zeigt auf der rechten Seite die Düsenventile 74, die den Verpuffungskammern 64 und 65 zugeordnet sind. Die als nahezu entlastete Kolbenventile ausgebildeten Ventile 74 gehen anschließend an den Ventilsitz "^ in den Düsenvorraum 76 über, an den sich die Düsen 77 anschließen. Die Düsen 77 sind der Beschaufelung 78 des Rades 79 der ersten Turbinenstufe vorgeordnet, so daß also die Düsen- und Heschaufelungsanordnung yy, 78, 79 der ersten Turbinenstufe Feuergasteilniengen vom Anfangszustand .·/ der Fig. 5 verarbeitet.

Außer dem Düsenventil 74 weist jede Verpuffungskammer ein zweites Düsenventil80 auf, dessen Ausbildung grundsätzlich mit der des Düsenventils 74. übereinstimmt. Den Düsenventilen 80 können besondere Düsen zugeordnet sein, wie dies Fig. 9 für die Düsenventile 74 veranschaulicht. Das Ausfülirungsbeispiel zeigt eine abweichende Ausführung, indem sich an die Ventilsitze der Düsenventile 80 Leitungsteile 81 anschließen, die zu einer Auffüllkammer 82 führen, die zwischen den beiden Turbinenstufen der Anlage nach dem Ausführungsbeispiel angeordnet ist. Diese Auffüllkammer erhält nicht nur Feuergase über die Düsenventile 80 und die Leitungsteile 81, sondern sie besitzt außerdem eine Auffangdüsenanordnung 83 für die Feuergasteilmenge, die in der ersten Turbinenstufe 77, 78, 79 bereits Arbeit geleistet hatte. Die Auffüllkammer 82 besitzt an ihrem zur Auffangdüsenanordnung 83 entgegengesetzt liegenden Ende eine Auslaßdüsenanordnung 84, die der Beschaufelung 85 des Rades 86 der zweiten Turbinenstufe als beaufschlagende Düse vorgeordnet ist. An die Beschaufelung 85 schließt sich eine zweite Auffangdüsenanordnung 87 an, die über einen Leitungsteil 88 mit dem Mündungsquerschnitt der Trcibgasentnahmeleitung 89 in offener Verbindung steht. In der Zeichnung nicht erkennbare Leitungsteile münden an der gleichen Stelle aus und führen der Treibgasentnahmeleitung 89 die Restfeuergase zu, die über das Auslaßventil 73 zur Entlassung kornmen. Ihre mechanische Leistung übertragen diie Turbinenstufen yj, 78, 79 und 84, 85, 86 über die Wellego des Turbinenläufers 79,80 auf eine arbcitsaufnehmende Maschine 91, die als Verdichter für Ladeluft, gegebenenfalls auch für Brenngase, ausgebildet sein kann.

Das O-F-Diagramm der Anlage nach den Fig. 8 und 9 unterscheidet sich nicht von dem Q-F-Diagramm nach Fig. 6.

Bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 10 und 11 sind die in den Fig. 4 bis 9 im einzelnen veranschaulichten, vorteilhaften Anwendungsmöglichkeiten des Grundgedankens der Erfindung im wesentlichen beibehalten worden. Gleichbezciclinete Teile entsprechen dabei denen der Fig. 8 und 9. Es besteht jedoch der Unterschied, daß dem Auslaßventil 73 des Ausführungsbeispieles nach den Fig. 8 und 9 eine besondere Düsen- und Beschaufelungsanordnung 96, 97 nachgeordnet worden ist, wobei durch Anordnung eines dritten Hades 98 eine dritte Turbinenstufe entsteht. Die Turbinenstufen 84, 85, 86 und 96, 97, 98 haben dabei einen gemeinsamen Ausströmgehäuseanteil 99, so daß die an Hand der Fig. 6 dargelegten Vorteile der durch die Linienzüge 36 usw. gekennzeichneten Gegen- no druckverläufe in bezug auf die zugehörigen Teilexpansionen 35 und B-C erhalten bleiben. Das ist auch beim Ausführungsbeispiel der Fig. 11 der Fall, da hier an die Stelle des gemeinsamen Ausströmgehäuseteiles 99 eine Auffüllkammer 100 tritt, die durch Einmündung des sich an das Auslaßventil 73 anschließenden Leitungsteiles in sie dem Gegendruckverlauf unterworfen bleibt, der durch die obere Begrenzungslinie 36 der Fläche III in Fig. 6 veranschaulicht ist. Dadurch bleibt die zweite Türbinenstufe 84, 85, 86 einem Gegendruckverlauf unterworfen, der sich von dem des Ausführungsbeispieles nach den Fig. 8 und 9 nicht wesentlich unterscheidet, so daß die aus Fig. 6 abgeleiteten Fortschritte auch bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 11 erhalten bleiben.

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Auch die Läufer der Turbinen nach den Fig. 8, io und Ii können entsprechend dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 einkränzig ausgebildet sein, begünstigt durch den Umstand, daß die Feuergase aus den Verpuffungskammern in einer Vielzahl aufeinanderfolgender Teilmengen abströmen, so daß die Nutzbarmachung derselben lediglich einem kleinen Abfall der Gesamtenthalpie entspricht.
Die schraffierten Flächen der Fig. 6 und 7 geben, wie bereits erwähnt, ein Maß für die disponible Arbeit, die die einzelnen Feuergasteilmengen in den Stufen der Anlage abzugeben vermögen. Erkennbar ist zunächst die Fläche I₀ als Maß für die Leistung, welche die über die Düsenventile 74 (Fig. 8 und 9) entlassene Feuergasteilmenge vom Anfangszustand A in der ersten Düsen- und Beschaufelungsanordnung TJ, 78, 79 der Anlage zu entwickeln vermag. Dieselbe Feuergasteilmenge kann in der Düsen- und Beschaufelungsanordnung 84, 85, 86 eine disponible Arbeit abgeben, deren Äquivalent durch die Fläche I_b dargestellt ist. Andererseits entspricht die Fläche II dem disponiblen Arbeitsvermögen der über Düsenventile 80 zur Wirkung gebrachten Feuergasteilmenge vom Anfangszustand B wiederum in der Düsen- und Beschaufelungsanordnung 84, 85, 86.

Während den Flächen I₀, I₀ und II entsprechende Arbeitsleistungen in den beiden Stufen 7y, 78, 79 und 84, 85, 86 der eigentlichen Verpuffungsturbine zu entwickeln sind, stellt die Fläche III das disponible Arbeitsvermögen der Feuergase dar, die als Treibgase in die Treibgasentnahmeleitung 89 eintreten. Sie gelangen über diese Leitung zur eigentlichen Verbraucherstufe, die in beliebiger Weise ausgebildet sein kann, etwa als vielstufige Parsonsturbine, um auf diese Weise einen elektrischen Generator, eine Pumpe oder sonstige Arbeitsmaschinen anzutreiben. Die Treibgase können auch rein thermisch, rein chemisch, rein pneumatisch oder in beliebigen Verbindungen dieser Möglichkeiten ausgenutzt und verbraucht werden.

An dem Verhältnis der Fläche III zur Summe der Flächen l_a, I₆ und II ist bereits erkennbar, daß die Anlage mit überraschend hohem wirtschaftlichem Wirkungsgrad arbeitet, wenn man die Feststellung berücksichtigt, daß die gemäß der erwähnten Flächensumme zur Verfugung stehende Leistung der Verpuffungsturbine ausreicht, alle Hilfsmaschinen, insbesondere den Ladeluftverdichter, anzutreiben, ohne darauf angewiesen zu sein, die Abwärme der Anlage nutzbringend verwerten zu müssen, um auf diese Weise den erforderlichen Verdichtungsaufwand wenigstens zum Teil bestreiten zu können. Das ergibt die erfindungsgemäß erkannte Möglichkeit, den Zustand der Feuergase außerhalb der Verpuffungskammern und der Düsen- und Beschaufelungsanordnungen völlig unverändert zu lassen. Ebenso werden die Kühlmittel der Anlage, die zur Kühlung der Kammern, Düsen, Beschaufelungen, Räder, Welle und Ventile Anwendung finden, nach Aufnahme der Kühlwärme abgeführt, ohne daß die Kühlwärme entzogen wird. Da in den meisten Fällen jedoch besondere Kühlmittel mit hochliegendem Siedepunkt verwandt werden, wäre es unwirtschaftlich, diese Kühlmittel aus der Anlage zu entfernen; in diesem Falle wird die Rückkühlanlage beibehalten, aber das Rückkühlmittel nach Aufnahme der Rückkühlwärme entlassen, wobei dieses Rückkühlmittel durchweg aus Wasser oder Luft besteht. Ebenso wird darauf verzichtet, die fühlbare Wärme der Ausströmgase der letzten Beschaufelung auszunutzen. Die Ausströmgase werden vielmehr mit der fühlbaren Wärme aus der Anlage entlassen, ohne daß die Wärme für die Zwecke der Verpuffungsturbinenstufe der Anlage bzw. des Hilfsmaschinenantriebes ausgenutzt würde. Dem entspricht es, daß die Feuergasüberführungsleitungen innerhalb und nach der Verpuffungsturbinenstufe mit vollem lichtem Querschnitt ausgeführt sind. Sie sind zur Einhaltung gleicher Gasgeschwindigkeiten trotz Einbaues von Wärmetauschern weder zu vergrößern, noch wird ihr lichter Querschnitt durch Einbau von Wärmetauschern verringert. Die zwischen den · einzelnen Druckstufen der Verpuffungsturbine liegenden Feuergasüberführungsleitungen sind sämtlich innerhalb des Turbinengehäuses 41 angeordnet, an das sich lediglich die Treibgasentnahmeleitung 48 (Fig. 4) bzw. 89 (Fig. 8 und 11) anschließt, um die erzeugten Treibgase einem Verbraucher zuführen zu können.

Obwohl die Unterteilung der in den Verpuff ungskammern erzeugten, hochgespannten und hocherhitzten Feuergase (Frischgase), in Teilgasmengen ein besonders bemerkenswertes Merkmal vorliegender Erfindung darstellt, ist ohne weiteres einzusehen, daß die Möglichkeit, die Dauer der einzelnen Arbeitsspielabschnitte, die Anzahl der Verpuffungskammern bzw. der parallel arbeitenden Verpuffungskammern je einer Gruppe und die Versetzung der Arbeitsspielabschnitte in den einzelnen Kammern gegeneinander dahin zu bestimmen, daß die Düsen- und Beschaufelungsanordnungen einen kontinuierlichen Frischgasstrom mit dem Ergebnis aufnehmen, daß auf die Turbinenwelle ständig ein gleichbleibendes Drehmoment ausgeübt wird, auch ohne diese Unterteilung der insgesamt erzeugten Feuergasmenge erreicht werden kann. Denn dieser Zustand ist unabhängig von der Art und Weise, in der die Frischgase während jedes Arbeitsspieles entladen werden, da es nur darauf ankommt, daß die Entladung der Frischgase aus einer bestimmten Kammer sich unmittelbar an das Ende der Frischgasentladung aus einer anderen Kammer anschließt. Es ist auch nicht von wesentlicher Bedeutung, daß die Ausspülung einer Verpuffungskammer von Restverbrennungsgasen zeitlich mit der Ladung der gleichen Kammer mit Luft und Brennstoff zusammenfällt. Es ist ohne weiteres möglich, diese Spülung während eines besonderen, nur hierfür bestimmten Arbeitsspielabschnittes durchzuführen oder die Spülung in einem Arbeitsspielabschnitt durchzuführen, der der Ladung einer Kammer unmittelbar voraufgeht.

Aus den obigen Ausführungen ergibt sich weiter, daß die Gase, welche in Fig. 4 die erste Düsen- und Beschaufelungsanordnung 30, 25_a, 25 verlassen

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Claims (20)

Sch 11204 I a/46 f haben, und diejenigen (iase, die durch die Düsenventile 37 oder 3S in die Sanimelkammern 39, 40 entlassen werden, in diese Kammern gleichzeitig eintreten, dort :'.ur Vermischung unter Druckausgleich kommen und in diesem Zustand zur Düsenanordnung 11 gelangen. Die thermodynamische Behandlung des gleichen Vorganges in den Fig.6 und 7 erforderte dagegen eine getrennte Behandlung beider Teilgasnirngen, um in die Lage zu kommen, in den beiden Diagrammen die Arbeitsflächen zu veranschaulichen, die den Leistungen entsprechen, die in der Bcscliaufelungsanordnung 26 von jeder der beiden Teilgasinengcn entwickelt werden. Die Diagramme dürfen daher nicht dahin aufgefaßt werden, dal.l die beiden Gasteilmengen in der zweiten Beschau fei 111 igsaiiord im ng unabhängig voneinander zur Wirkung kommen, so daß den Diagrammen in bezug auf diese gesonderte Behandlung nur theoretische Bedeutung zukommt. ao ICs liegt weiter im Wesen der Erfindung, daß es nur bevorzugten Ausfiiliruiigsfornien entspricht, wenn alle Arbeitsspielabschnitte die gleiche Dauer besitzen. Wesentlich ist nur, daß die Zeitspannen gleich sind, in denen sich die Teilexpansionen der a5 Teilgasmengen vollziehen, und daß die Dauer eines Arbeitsspielabschnittes im wesentlichen dem Quotienten aus der Dauer eines Arbeitsspieles und der Zahl der Verpultiingskammern entspricht, die in ihren Arbeitsspielen gegeneinander versetzt sind, um eine kontinuierliche Beaufschlagung zu erreichen. Hs liegt auch im Wesen der Erfindung, daß die angegebenen Zahlenwerte für Temperaturen, Drücke, Arbcitsspielzahlen je Zeiteinheit, Radumfangsgeschwindigkeiten usw. nur Beispielsangaben darstellen, ohne daß sie wesentliche Kennzeichen der Ausführungsbeispiele oder gar der Erfindung selbst sind. Die Steuerung der beschriebenen Ein- und Auslaßorgane, die in Form von Ventilen veranschaulicht worden sind, an deren Stelle aber auch ohne weiteres Schieber, meinbrangesteuerte Aus- und F.inlässe od. dgl. treten können, kann auf die verschiedenste Weise vorgenommen werden, etwa mechanisch, pneumatisch, hydraulisch, elektrisch, magnetisch, elektromagnetisch, hydromechanisch, hydroelektrisch, pneumomechailisch, pneumoelektrisch oder in sonstwie geeigneter Weise. Derartige Steuerungen und Vorrichtungen zur Regelung der gesteuerten Vorgänge sind bekannt und sind nicht Gegenstand der Erfindung. Path ν ta ν s ph Cc. 11 f.:

1. Verfahren zum Betriebe Feuergase durch Ver 1 >u düngen herstellender Treibgaserzeuger mit Abarbeitung von Feuergasgefälle in Düsen- und Beschaufelungsaliordnungen und mit Absenkung des in Strömungsrichtung des Feuergases hinter einer Beschaufelungsanordnung bewirkten (iegendruckes während oder nahezu während der Dehnung der Feuergase in der Düsen- bzw. Besehaufelungsanordnung, gekennzeichnet durch eine Bestimmung des Gcgcndruckverlaufes, bei dem in der Düsen- bzw. Beschaufeluugsanordnung gleiche oder praktisch gleiche Enthalpieänderungen auftreten und bei dem insbesondere die Linie des Gegendruckes in einem Q-F-Diagramm, dessen Ordinaten dem Wärmeinhalt Q der Feuergase in kcal/Nuv¹ und dessen Abszissen den prozentuellen Anteilen V ausgeströmter Feuergasvolumina an der je Verpuffungskammer erzeugten Feuergasgesamtmenge entsprechen, als Äquidistante zur Expansionslinie oder annähernd als solche auftritt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Herstellung der Gegendruckabsenkung hinter einer Besehaufelungsanordnung mittels zur Dehnung der Feuergase in der Düsen- bzw. Besehaufelungsanordnung synchroner Dehnung der den Gegendruck erzeugenden Gase, wobei Feuergase maximaler Spannung mindestens einer Düsen- und Besehaufelungsanordnung zugeführt werden und bei der Feuergase zu der Dehnung verwendet werden, die der in der Düsenanordnung erzeugten Dehnung synchron verläuft.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder/und 2. dadurch gekennzeichnet, daß Feuergase mit Erzeugungshöchstspannung nur einer Düsen- und Besehaufelungsanordnung zugeführt werden, während der zur Dehnung der Feuergase in der Düsenanordnung synchronen Dehnung Feuergase unterworfen werden, die aus einer von mehreren Verpuffungskammern entnommen werden, die derselben Düsen- und Besehaufelungsanordnung zugeordnet sind, wobei die Feuergase einer der den Düsen- und Beschaufelungsanordnungen zugeordneten Verpuffungskammern in einem Zeitpunkt entnommen werden, in dem in dieser Kammer eine Fcucrgasspannung auftritt, die mit dem Feuergasdruck übereinstimmt, den die Feuergase am Ende der Dehnung in der Düsenanordnung aufweisen, und wobei in der Entnahmekammer mit einer Spannung oberhalb der Entnahmespannung erzeugte Feuergase bis zum Zeitpunkt des Beginns der Entnahme die Düsen- und Besehaufelungsanordnung beaufschlagen, hinter der die Feuer- no gase derselben Entnahmekammer mit kleineren, unterhalb der Entnahmespannung liegenden Drücken zur Erzeugung eines mit der Dehnung in der Düsen- und Besehaufelungsanordnung abgesenkten Gegendruckes benutzt werden.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Versetzung der Arbeitsspielfolge mehrerer den gleichen Düsen- und Beschaufelungsanordnungen zugeordneten Verpuffungskammern, bei der während der Zeitspanne der Dehnung der aus einer Verpuffungskammer entnommenen Feuergase in der Düsen- und Besehaufelungsanordnung aus einer anderen Verpuffungskammer entnommene Feuergasc zur Herstellung des abgesenkten Gegendruckes benutzt werden,

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wobei durch Zuführung der zur Erzeugung des Gegendruckes herangezogenen Feuergase zu weiteren ihnen zugeordneten Düsen- und Beschaufelungsanordnungen, hinter denen wiederum während der Dehnung der vorerwähnten Feuergase in diesen Düsen- und Beschaufelungsanordnungen abgesenkte Feuergasgegendrücke gleichartigen Verlaufes erzeugt werden, sowie durch Wiederholung dieses Verfahrens für ίο etwaige zusätzliche Turbinenstufen gleiche Enthalpieänderungen in diesen weiteren und zusätzlichen Turbinenstufen erzeugt werden können.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß während der Dehnung einer anfänglich höchstgespannten Feuergasteilmenge in einer Düsen- und Beschaufelungsanordnung eine niedrigergespannte Feuergasteilmenge im Gegendruckraum dieser Düsen- und Beschaufelungsanordnung entspannt wird, nachdem sie in einer anderen Verpuffungskammer mit höherer Anfangsspannung als der im Gegendruckraum herrschenden Spannung erzeugt worden war, so daß die Enthalpieänderungen der ersterwähnten Feuergasteilmenge in der Düsen- und Beschaufelungsanordnung annähernd konstant gehalten werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine niedrigergespannte Feuergasteilmenge von mittlerem Druck in einer zweiten Düsen- und Beschaufelungsanordnung entspannt wird, während gleichzeitig im Gegendruckraum der zweiten Beschaufelungsanordnung eine einer dritten Verpuffungskammer mit noch niedrigerem Druck entnommene Feuergasteilmenge unter Erzeugung eines Gegendruckverlaufes entspannt wird, bei dem die Enthalpieänderungen der der zweiten Verpuffungskammer anfänglich mit dem mittleren Druck entnommenen Feuergasteilmenge im wesentlichen konstant sind, wobei die Erzeugungsspannung der der dritten Verpuffungskammer mit dem niedrigsten Druck entnommenen Feuergasteilmenge größer ist als die höchste im Gegendruckraum der zweiten Düsen- und Beschaufelungsanordnung erzeugte Spannung und wobei als niedrigstgespannte Feuergasteilmenge Feuergase verwandt werden, die aus einer Verpuffungskammer während deren Ladung mittels der Ladeluft als Restverbrennungsgase verdrängt werden.

7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch Unterteilung des Arbeitsspieles jeder Verpuffungskammer in eine mit der Zahl der Verpuffungskammern übereinstimmende Anzahl von Arbeitsspielabschnitten, wobei die Arbeitsspielabschnitte vorzugsweise ohne zeitliche Pausen zwischen ihnen und ohne gegenseitige zeitliche Überdeckungen aneinandergereiht werden, so daß die Arbeitsspielabschnitte mit jeweils gleicher zeitlicher Dauer abgewickelt werden können.

8. Verfahren nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Versetzung der Arbeitsspiel- . folgen in den Kammern des Treibgaserzeugers unter- und gegeneinander um die Zeitdauer je eines Arbeitsspielabschnittes.

9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei Beginn des Arbeitsspielabschnittes der Ladung einschließlich der Restfeuergas Verdrängung Ladelufteinlaß- und Restfeuergasauslaßorgane eröffnet und daß am Ende des gleichen Arbeitsspielabschnittes beide Organe geschlossen werden, wobei die Zuführung des Brennstoffes zweckmäßig während einer sich auf einen Teil der Zeitdauer des Arbeitsspielabschnittes der Ladung bzw. Restfeuergasverdrängung erstreckenden Zeitspanne erfolgt.

10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Feuergase der Expansion während einer Zeitspanne unterworfen werden, die das w-fache der Dauer eines Arbeitsspielabschnittes beträgt, wobei η eine ganze Zahl gleich 1 oder größer als ι ist, bei einer vorzugsweisen Unterteilung des Arbeitsspieles jeder Verpuffungskammer in mindestens η -\-'2 Arbeitsspielabschnitte, wobei außer zu den η Dehnungsarfeeitsspielabschnitten mindestens ein Arbeitsspielabschnitt für Ladung einschließlich Restfeuergasverdrängung und mindestens ein weiterer Arbeitsspielabschnitt für Zündung und Verpuffung treten.

11. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Feuergaszustände außerhalb der Verpuffungskammern und der Düsen- und Beschaufelungsanordnungen sowie der Verbraucherstufe bis auf unvermeidliche Verluste unverändert aufrechterhalten werden, etwa durch Abführung von Kühlmittel mit der aufgenommenen Kühlwärme bzw. durch Abführung des der Aufnahme der Rückkühlwärme dienenden Wärmeträgers mit der aufgenommenen Rückkühlwärme oder auch durch Entlassung der Ausströmgase aus der Verpuffungsturbinenstufe der Anlage mit der fühlbaren Wärme, die sie beim Verlassen der letzten Beschaufelungsanordnung, in Feuergasrichtung gesehen, auf- uo weisen.

12. Vorrichtung zur Durchführung von Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche ι bis 11, gekennzeichnet durch Düsen- und Beschaufelungsanordnungen zugeordnete Verpuffungskammern mit mehreren gesteuerten Auslassen zur Entnahme von Feuergasen zwecks Erzeugung während der Feuergasdehnung in den Düsen- bzw. Beschaufelungsanordnungen im Druck abgesenkter Gegen- drücke hinter diesen Beschaufelungsanordnungen, in Strömungsrichtung der Feuergase gesehen, in Verbindung mit einer Ausbildung der Steuerung, bei der während der Eröffnung des höhergespannte Feuergase entlassenden Düsenventils einer Verpuffungskammer das

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entsprechende Düsenventil einer weiteren Verpiiffungskainmer geschlossen, aber mindestens eines ihrer weiteren, niedrigergespannte Feuergase entlassenden Düsenventile eröffnet ist, wobei das eröffnete Düsenventil mit einer Gegendniekkammer der Düsen- und Beschaufeliingsanordnung verbunden ist, die über das eröffnete Düsenventil mit höhergespannten Feuergasen beaufschlagt ist.

ίο

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch eine Ausbildung der Steuerung, bei der während der Eröffnung eines Düsenventils einer Verpuffungskammer das entsprechende Düsenventil einer weiteren Verpuffungskammer geschlossen, aber mindestens ein Auslaßventil derselben für den Feuergasrest eröffnet und mit der Gegendruckkammer der Düsen- und Beschaufelungsanordnung verbunden ist, die über das eröffnete Düsenventil

ao mit Fcuergasen beaufschlagt ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12 und/oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Liiuferscheibe mit höchstens einer Schaufelreihe besetzt ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß alle Läuferscheiben, die vorzugsweise einen gemeinsamen Turbinenläufer bilden, mit höchstens einer Schaufelreihe besetzt sind, wobei der Läufer vorzugsweise zwei oder drei Scheiben aufweist.

[6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl der Verpuffungskammern gleich ist einem ganzzahligen Vielfachen der Anzahl der Arbeitsspielabschnitte des Arbeitsspieles einer Verpuffungskammer, wobei jede Verpuffungskammer mindestens η + ι gesteuerte Feuergasauslässe aufweisen kann.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß eine Treibgaseiitiiahmek'itung an die Auslaßventilanordnungen jeder Verpuffungskammer für von Ladeluft verdrängte Restfeuergase angeschlossen ist, wobei die gleiche Treibgasentnahmeleitung mit der Beschaufelung der letzten Turbinenstufe in feuergasleitender Verbindung steht.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß im Wege der über Auslaßventilanordnungen der Verpuffungskammern entlassenen Restfeuergase eine dem Gefällezustand derselben angepaßte Düsen- und Beschaufelungsanordnung liegt, ' wobei die Feuergasaufnahmeräume der Restverbrennungsgase verarbeitenden Düsen- und Beschaufelungsanordnung und der von der nächsthöhergespannteu Feuergasteilmenge beaufschlagten Düsen- und Beschaufelungsanordnung miteinander zu einem gemeinsamen Ausströmgehäuseraum vereinigt sind.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Rcstfeuergase zu Düsen- und Beschaufelungsanordnungen führende Leitungsstück an eine Auffüllkammeranordnung angeschlossen ist, die Feuergase aus der Düsen- und Beschaufclungsanordnung aufnimmt, die von einer nächsthöhergespannten Feuergasteilmengc beaufschlagt ist.

20. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 13 bis 19, gekennzeichnet durch Zuordnung von vier Verpuffungskammern zu zwei Düsen- und Beschaufelungsanordnungen, wobei jede Verpuffungskammer außer zwei Düsenventilen mindestens ein Auslaßventil für Restverbrennungsgase und mindestens ein Betriebsmitteleinlaßorgan, insbesondere ein Ladeluftventil, aufweist, wobei den Auslaßventilen eine dritte Düsen- und Beschaufelungsanordnung zugeordnet sein kann.

Angezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 614 561, 606883, 537, 558785, 555560.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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