DESC011205MA - - Google Patents
Info
- Publication number
- DESC011205MA DESC011205MA DESC011205MA DE SC011205M A DESC011205M A DE SC011205MA DE SC011205M A DESC011205M A DE SC011205MA
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- arrangement
- nozzle
- fire
- blading
- gases
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 210
- 238000004200 deflagration Methods 0.000 claims description 77
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 25
- 238000010586 diagram Methods 0.000 claims description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 23
- 210000000056 organs Anatomy 0.000 claims description 23
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 claims description 19
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 claims description 13
- 239000003380 propellant Substances 0.000 claims description 13
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 claims description 9
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 6
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims 1
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 5
- 230000002349 favourable Effects 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 5
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 3
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 3
- 238000011017 operating method Methods 0.000 description 2
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 240000006538 Ficus sycomorus Species 0.000 description 1
- 240000007313 Tilia cordata Species 0.000 description 1
- 235000015450 Tilia cordata Nutrition 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 239000010763 heavy fuel oil Substances 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory Effects 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained Effects 0.000 description 1
Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY
Tag der Anmeldung: 6. Dezember 1952 Bekanffitgemacht am 2. August 1956Registration date: December 6, 1952 Confirmed on August 2, 1956
DEUTSCHES PATENTAMTGERMAN PATENT OFFICE
In der Erkenntnis, daß der Radwirkungsgrad von Verpuffungsbrennkraftturbinenanlagen, wie sie insbesondere als Feuergase durch Verpuffungen herstellende Treibgaserzeuger mit Abarbeitung von Feuergasgefälle in Düsen- und Beschaufelungsanordnungen Verwendung finden, gegenüber früheren Vorschlägen und Ausführungen wesentlich erhöht werden kann, sind bereits Vorschläge gemacht worden, mit deren Hilfe es gelingt, den Beschaufelungsanordnungen dieser Treibgaserzeuger gleiche oder praktisch gleiche Feuergasgefälle zuzuordnen. Das ist dadurch erreicht worden, daß die hinter den Beschaufelungen auftretenden Gegendrücke, in Feuergasrichtung gesehen, während oder nahezu während der Dehnung der Feuergase in der vorgeordneten Beschaufelungsanordnung mit gleichartiger und synchron erzeugter Charakteristik abgesenkt werden. Zur Erzeugung" dieser Absenkung der Gegendrücke standen dabei verschiedene Maßnahmen zur Verfügung. Vor allem konnte man die 2p gewünschten Gegendrücke erzeugenden Gase während der Dehnung der Feuergase in der vorgeordneten Beschaufelungsanordnung hinter der letzteren ebenfalls zur Expansion bringen, wobei den genannten Bedingungen zu genügen war. Auch durch weitere Maßnahmen dieser Art waren derartigeRecognizing that the wheel efficiency of deflagration turbines like them in particular as propellant gas generators producing fire gases through deflagrations with processing of Find fire gas gradients in nozzle and blading arrangements use, compared to earlier Proposals and designs can be increased significantly, proposals have already been made with the help of which it is possible to resemble the blading arrangements of these propellant gas generators or to assign practically the same fire gas gradient. This has been achieved by the fact that those behind the Blading occurring counter pressures, seen in the direction of the fire gas, during or almost during the expansion of the fire gases in the upstream blading arrangement with similar and synchronously generated characteristics can be lowered. To generate "this lowering Various measures were available for the counter pressures. Above all, you could use the 2p desired back pressures generating gases during the expansion of the fire gases in the upstream Bring the blading arrangement behind the latter also to expand, with the aforementioned Conditions was to be satisfied. These were also the result of further measures of this kind
609 577/2Φ9609 577 / 2Φ9
Sch 112051al46 fSch 112051al46 f
Absenkungen der Gegendrücke zu verwirklichen. Allerdings beeinflußte man in diesen Fällen die Gegendrücke nicht unmittelbar, sondern man benutzte beispielsweise die Möglichkeit, den Abflußquerschnitt der die Beschaufelung verlassendenRealize lowering of the counter pressures. In these cases, however, they were influenced Counter-pressures were not used directly, but instead, for example, the possibility of using the drainage cross-section was used the one leaving the blading
' Feuergase im Verhältnis zu dem Querschnitt der die Beschaufelung beaufschlagenden Düsenanordnung während der Zeitspanne der Feuergäsdehnung so zu verändern, daß der sich einstellende Gegendruck synchron zur Dehnung der Feuergase in der Düsen- bzw. Beschaufelungsanordnung verlief und dabei annähernd eine gleichartige Charakteristik wie die Expansion selbst annahm, womit gleiche oder praktisch gleiche Feuergasgefälle in der Düsen- bzw. Beschaufelungsanordnung gesichert werden konnten.Fire gases in relation to the cross section of the nozzle arrangement acting on the blading to change during the period of fire gas expansion so that the counterpressure that is established ran synchronously with the expansion of the fire gases in the nozzle or blading arrangement and at the same time assumed a characteristic similar to that of the expansion itself, whereby the same or practically the same fire gas gradient in the nozzle or blading arrangement is ensured could become.
Vorliegende Erfindung beruht auf der weitergehenden Erkenntnis, daß es derartiger, verhältnismäßig verwickelter und betrieblich zu Schwierig-The present invention is based on the further knowledge that there is such a, relatively more involved and operationally difficult
ao keiten führender Steuerungseinrichtungen nicht bedarf. Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren geht von dem bekannten Vorschlag aus, hinter den Beschaufelungen, in Strömungsrichtung des Feuergases gesehen, Auffüllräume im Betriebe unveränderlichen Rauminhaltes zu verwirklichen. Während man jedoch diese Auffüllräume früher nur zu Zwecken des Druck- und Temperaturausgleiches ausnutzte, um höhere Radwirkungsgrade wenigstens in der zweiten Turbinenstufe zu erzielen, die der als Hochdruckturbinenstufe ausgebildeten Verpuftungsbrennkraftturbineneinheit nachgeschaltet und entweder als Curtis- oder Parsonsturbine ausgebildet war, ist nunmehr die Aufgabe zu erfüllen, bereits in derjenigen Besehauf elung oder in denjenigen Beschaufelungen der Verpuffungsbrennkraftturbine selbst für annähernd konstante Enthalpiegefälle zu sorgen, die mit den Verpuffungskammern unmittelbar entnommenen Feuergasen' beaufschlagt sind. Durch die zur Verarbeitung kommenden gleichen oder annähernd gleichen Enthalpiegefälle tritt nämlich eine wesentliche Verbesserung des Radwirkungsgrades bereits in der Hochdruckstufe des Tredbgaserzeugers auf, so daß in Verbindung mit dem dem Wirkungsgrad des Gleichdruckverfahrens thermodynamisch überlegenen Wirkungsgrad des Verpuffungsverfahrens ein befriedigender Gesamtwirkungsgrad auftritt.no leading control equipment is required. The method proposed according to the invention is based on the well-known proposal, behind the blades, in the direction of flow of the Fire gas seen to realize filling spaces in the plant with constant volume. However, in the past these filling spaces were only used for the purpose of pressure and temperature equalization exploited to achieve higher wheel efficiencies at least in the second turbine stage, that of the exhaust gas turbine unit designed as a high-pressure turbine stage downstream and designed either as a Curtis or Parson turbine is now the task to meet, already in those Besehauf elung or in those blading of the deflagration turbine to ensure even approximately constant enthalpy gradients, which with the Deflagration chambers directly removed fire gases' are acted upon. Through the processing the same or approximately the same enthalpy gradient occurs because an essential one occurs Improvement of the wheel efficiency already in the high pressure stage of the pedal gas generator, so that in connection with the thermodynamically superior to the efficiency of the constant pressure method Efficiency of the deflagration process a satisfactory overall efficiency occurs.
Demgemäß kennzeichnet sich das vorgeschlagene Arbeitsverfahren zum Betriebe Feuergase durch Verpuffungen herstellender Treibgaserzeuger mit Abarbeitung von Feuergasgefälle in Düsen und Beschaufelungsanordnungen und mit Zuführung eine Beschaufelungsanordnung veranlassender Feuergase zu einer Auffüllraumanordnung im Betriebe unveränderlichen Rauminhaltes erfindungsgemäß dadurch, daß der als Gegendruck zur jeweilig vorgeschalteten Beschaufelungsanordnung zur Wirkung gebrachte Innendruck der Auffüllraumanordnung während oder nahezu während der Dehnung der Feuergase in der vorgeschalteten Beschaufelungsanordnung in zunehmendem Ausmaß abgesenkt wird, so daß der Gegendruck den Charakter einer Expansion annimmt. Tritt diese synchron zur Dehnung der höheren Druck besitzenden, beaufschlagenden Gase ein, so erhält man die gewünschten, zu hohen Radwirkungsgraden führenden, annähernd gleichen Enthalpiegefälle nicht nur in der Hochdruckbeschaufelung, sondern in allen Beschaufelungen, hinter denen man derartige' Auffüllräume vorsieht und in denen man die Innendrücke in der angegebenen Weise beeinflußt.Accordingly, the proposed working method for operating fire gases is characterized by Propellant gas generator producing deflagrations with processing of fire gas gradients in nozzles and Blading arrangements and with feed a blading arrangement initiating Fire gases to a filling space arrangement in the factories of unchangeable volume according to the invention in that the as counterpressure to the respective upstream blading arrangement brought into effect internal pressure of the filling space arrangement during or almost during the Expansion of the fire gases in the upstream blading arrangement is lowered to an increasing extent, so that the back pressure changes the character an expansion assumes. If this occurs synchronously with the stretching of the higher pressure, impinging gases, one obtains the desired, high wheel efficiency, approximately the same enthalpy gradient not only in the high-pressure blading, but in all of them Blading behind which one provides such 'filling spaces and in which one the internal pressures influenced in the manner indicated.
Der absoluten Höhe nach abgesenkte Gegendrücke, insbesondere unterhalb des Druckes der Ladeluft gehaltene Gegendrücke, sind bereits benutzt worden, um bei Verbundturbinen die Ent- 75, fernung des Feuergasrestes aus den Verpuff ungskamern erleichtern und eine günstigere Leistungsverteilung auf die Einzelturbinen erreichen zu, können ; auch das sogenannte Nachladeverfahren bringt im Gegensatz "zu der jetzt durchweg angewandten offenen Aufladung eine zeitweilige Absenkung des Gegendruckes mit sich. Die Gegendrücke selbst blieben jedoch in allen Fällen konstant, so daß die erfindungsgemäß verwirklichten Fortschritte noch nicht auftreten konnten.Counter pressures that are lower in absolute terms, in particular below the pressure of the The counter pressures held by charge air have already been used in composite turbines to facilitate removal of the flue gas residue from the deflagration chambers and a more favorable power distribution on the individual turbines to be able to; also brings the so-called reloading process in contrast "to the open charging that is now consistently used, a temporary lowering of the Back pressure with itself. However, the back pressures themselves remained constant in all cases, so that the advances realized according to the invention could not yet occur.
In weiterer Durchführung der Erfindung besteht' insbesondere die Möglichkeit zu einer Absenkung des in der Auffüllraumanordnung zu erzeugenden Innendruckes, bei der die Linde des erzeugten Gegendruckes in einem Q-F-Diagramtn, dessen Ordinaten der Enthalpie (dem Wärmednhalt) Q derIn a further implementation of the invention, there is, in particular, the possibility of a lowering of the internal pressure to be generated in the filling chamber arrangement at which the linden tree is generated Back pressure in a Q-F diagram, its ordinates the enthalpy (the heat content) Q der
Feuergase in —3 und dessen Abszissen den prozentualen Anteilen V ausgeströmter Feuergasvolu·- mina an der je Verpuffungskammer erzeugten Feuergasgesamtmeage entsprechen, alsiÄquidiistante zur Expansionslinie oder annähernd als solche verläuft. Rechnungen und Versuche zeigen dabei, daß man mit der Bemessung des Rauminhaltes dieser Auffüllraumanordnung in günstigster Weise vor allem die Auffüllphase dieser Auffüllraumanordnung beeinflussen kann, innerhalb deren gewisse Abweichungen zwischen Expansions- und Gegendrucklinien im Q-F-Diagramm zu beobachten sind. A.ber das Arbeitsverfahren kann auch so gestaltet werden, daß es zu einer Verkleinerung der Abweichungen zwischen Expansions- und Gegendruckldnien und zu einer Herabziehung der Auf-füllverluste führt. Auf die Einzelheiten dieser Bemessung wird im Zusammenhang mit der Kennzeichnung der Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens eingegangen werden. Hier ist zunächst darauf einzugehen, wie die aus der Beschaufelungsanordnung austretenden Feuergase möglichst verlustlos in die den oben näher bestimmten Gegendruckverlauf erzeugende Auffüllraumanordnung überzuleiten sind, weil nennenswerte Uberströmrverluste die durch Gestaltung des Gegendruckverlaufes eintretenden Vorteile zu beeinträchtigen vermögen, und wie dieser Auffüllraum durch möglichst unmittelbar in ihn 120. einzuführende, beträchtlichere Feuergasteilmengen aufzufüllen ist.Fire gases in -3 and its abscissa correspond to the percentages V of the emitted fire gas volume in the total fire gas gas generated per deflagration chamber, as the equidistant to the expansion line or approximately as such. Calculations and tests show that by dimensioning the volume of this filling space arrangement one can most favorably influence the filling phase of this filling space arrangement, within which certain deviations between expansion and counter pressure lines can be observed in the QF diagram. The working process can also be designed in such a way that it leads to a reduction in the deviations between the expansion and counterpressure lines and to a reduction in the filling losses. The details of this dimensioning will be discussed in connection with the marking of the devices for carrying out the method. First of all, it has to be dealt with how the fire gases emerging from the blading arrangement are to be transferred with as little loss as possible into the filling chamber arrangement that generates the counterpressure curve defined in more detail above, because significant overflow losses can impair the advantages resulting from the design of the counterpressure curve, and how this filling chamber by as directly as possible into it 120. Substantial partial quantities of fuel gas to be introduced must be replenished.
Um Überströmverluste möglichst zu verringern, werden die Feuergase der Auffüllraumanordnung über Auffangdüsen zugeführt, die nach Anordnung und Ausbildung dem Zustand der aus der Beschau-In order to reduce overflow losses as much as possible, the fire gases are used in the filling chamber arrangement supplied via collecting nozzles, which, according to their arrangement and design, correspond to the state of the
577/249577/249
Sch 11205 IaI'46 fSch 11205 IaI'46 f
feiung austretenden Feuergase angepaßt sind. Dabei besteht eine Reihe von Möglichkeiten. Zumachst können die aus den Beschaufelungsanordnungen austretenden Feuergase in je beaufschlagendem Düsenquerschnitt vorgesehenen Auffangdüsen gesammelt werden. Es besteht aber auch die Möglichkeit zum Auffangen der aus den Beschaufelungsanordnungen austretenden Feuergase in einer einzigen allen beaufschlagenden Düsenquerschnittenfeiung escaping fire gases are adapted. There are a number of possibilities. Close can the exiting from the blading arrangements fire gases in each acting Nozzle cross-section provided collecting nozzles are collected. But there is also the possibility for collecting the fire gases emerging from the blading arrangements in a single all applied nozzle cross-sections
ίο zugeordneten Auffangdüse. Fängt man die aus den Beschaufelungsanordnungen austretenden Feuergase in einzelnen, jedoch jeweils Gruppen beaufschlagender Düsenquerschnitte zugeordneten Auffangdüsen auf, so vermindert sich die Zahl der Auffangdüsen gegenüber der Zahl, die zur Durchführung des ersterwähnten Verfahrens erforderlich sind. Den so zu verwirklichenden Verhältnissen entspricht die weitere Möglichkeit, die aus den Beschaufelungsanordnungen austretenden Feuergase in Einzel- oder Gruppendüsen aufzufangen und die Teilströme wieder zu einem Gesamtstrom zu vereinigen. Bestimmend für die Wahl des Auffangverfahrens ist im wesentlichen das gewählte Auffüllverfahren, d. h. die Beantwortung der Frage, ob man die Feuergase mehreren Auffüllräumen oder einem einzigen Auffüllraum zuführt. Mitbestimmend sind jedoch auch Lage und Anordnung der den Düsen- und Beschaufelungsanordnungen zugeordneten Verpuffungskammern, so daß sich die Zweck mäßigkeit des einen oder andereiT Verfahrens nach den gegebenen Umständen richtet.ίο assigned collecting nozzle. Do you catch them from the Blading arrangements exiting fire gases in individual, but each acting in groups On collecting nozzles assigned to nozzle cross-sections, the number of collecting nozzles is reduced compared to the number required to carry out the first-mentioned procedure are. The conditions to be realized in this way correspond to the further possibility that arises from the blading arrangements to collect escaping fire gases in single or group nozzles and the To combine partial flows back into a total flow. Determining for the choice of the fall arrest procedure is essentially the chosen padding method, i. H. answering the question of whether the fire gases are fed to several filling rooms or a single filling room. Co-determining however, the position and arrangement of the nozzle and blading arrangements are also assigned Deflagration chambers, so that the expediency of one or the other IT procedure depends on the circumstances.
Führt man die in der Auffangdüsenanordnung aufgefangenen Feuergase einem einzigen Auffüllraum zu, so entsteht vor allem die Möglichkeit, daß eine beträchtliche Teilmenge der Feuergase durch den Zwischenraum zwischen Gehäuse und Läufer entweicht und nicht den Auffüllraum erreicht, der der betrachteten Feuergasteilmenge zugeordnet ist. Die Feuergase können dadurch eine Auffüllraumanordnung erreichen, die während der betrachteten Zeitspanne nicht von Feuergasen der betrachteten Anfangsspannung versorgt werden soll. Dadurch fällt der zu erzeugende Gegendruck auf einen Wert ab, der dem durchzuführenden Betriebsverfahren nicht entspricht. Ein entsprechender Verlust an R ad wirkungsgrad ist die Folge.If the fire gases collected in the collecting nozzle arrangement are fed into a single filling space too, so there is above all the possibility that a considerable subset of the fire gases through the space between the housing and the rotor escapes and does not reach the filling space that is assigned to the partial amount of fuel gas under consideration. The fire gases can thereby create a filling chamber arrangement Reach, which during the observed period of time not from the fire gases of the considered Initial voltage is to be supplied. As a result, the back pressure to be generated falls to a value that does not correspond to the operating procedure to be carried out. A corresponding loss to R ad efficiency is the result.
Die Gefahr kann durch Verringerung des axialen Abstandes zwischen der Läuferbeschaufelung und angrenzender Wandung behoben werden. Außerdem können zur weiteren Verminderung des unerwünschten, radialen Abflusses von Feuergasen prallplattenartig wirksame Widerstände in den Läuferbegrenzungsebenen vorgesehen werden. Es gibt die weitere Möglichkeit, die Schaufelkränze der Beschaufelungsanordnung bis auf die Ein- bzw. Auslaßquerschnitte der Auffüllraumanordnung völlig abzuschirmen. Von dem Auemaße dieser Abschirmung hängt in hohem. Maße der Ventilationswiderstand des Rades ab, der bei hohen Rad- kammerdrücken und bei großen Drehzahlen sehr erheblich werden kann. Das Verfahren der Zuführung der Feuergase zu einer einzigen Auffüllraumanordnung führt also zu den so erwünschten, weitgehenden Abschirmungen und damit zu hohen Radwirkungsgraden durch weitestgehende Herabziehung des Ventilationswiderstandes gegenüber der weiteren Möglichkeit der Zuführung der Feuergase zu einer je beaufschlagendem Düsenquerschnitt oder je Gruppe von Düsenquerschnitten vorgesehenen Auffüllraummehrheit.The risk can be reduced by reducing the axial distance between the rotor blades and adjacent wall to be fixed. In addition, to further reduce the undesirable, radial outflow of fire gases flapper-like effective resistances are provided in the rotor boundary planes. It gives the further possibility of changing the blade rings of the blading arrangement down to the single or Completely shield the outlet cross-sections of the filling chamber arrangement. From the dimensions of this shield depends in high. Measure the ventilation resistance of the wheel, which at high wheel chamber pressures and can be very significant at high speeds. The method of feeding of the fire gases to a single filling chamber arrangement leads to the so desired, extensive shielding and thus too high wheel efficiencies due to the greatest possible pull-down the ventilation resistance compared to the further possibility of supplying the fire gases provided for each acting nozzle cross-section or per group of nozzle cross-sections Pad majority.
Ebenso frei wie in dem Zuführungsverfahren der Feuergase zur Auffüllraumanordnung ist man in bezug auf die Abführung der Feuergase aus derselben. Man kann die Feuergase zunächst über einen einzigen düsenartigen Auslaß je Auffüllraumeinheit oder -mehrheit, d. h. je Auffülkaumanordnung, abführen. Man kann die aus der Auffüllraumeinheit oder -mehrheit im Gesamt- oder im Gruppenstrom abgeführten Feuergase in Einzelströme aufteilen und die Einzelströme über düsenartige Auslässe oder Gruppen derselben entlassen. Man kann Einzelströme zunächst zu Gesamt- oder Gruppenströmen zusammenfassen und diese dann wieder über einzelne oder Gruppen düsenartiger Auslässe entlassen, und man kann schließlich einen einzigen düsenartigen Auslaß zunächst aufteilen und die Gase über Einzel- oder Gruppendüsen entlassen. Die Düse oder die Düsen sind dabei den folgenden Turbinenstufen zweckmäßig als beaufschlagende Düsenanordnung vorgeordnet.One is just as free as in the method of supplying the fire gases to the filling chamber arrangement with regard to the discharge of the fire gases from the same. You can first use a single nozzle-like outlet per filling space unit or majority, d. H. per inflation bar arrangement, dissipate. You can choose from the filling space unit or majority in total or in Divide group stream discharged fire gases into individual streams and the individual streams via nozzle-like Discharge outlets or groups thereof. You can initially convert individual streams to total or Group flows together and then again via individual or groups of nozzle-like Discharge outlets, and you can finally split a single nozzle-like outlet first and release the gases through single or group nozzles. The nozzle or nozzles are the The following turbine stages are expediently arranged upstream as an impinging nozzle arrangement.
Damit die erstrebte Äquidistanz von Expansionsund Gegendrucklinien auch in diesem Falle eintritt, kann das vorgeschlagene Verfahren durch unmittelbare Erzeugung der Innendruckabsenkung in der Auffüllraumanordnung mittels in ihr zur Dehnung gebrachter gespannter Gase durchgeführt werden, die einer oder mehreren Verpuffungskammern in einem Zeitpunkt entnommen werden, in dem in der Kammer oder in den Kammern eine Feuergasspannung in Übereinstimmung mit dem Feuergasdruck auftritt, den die Feuergase am Ende der Dehnung in der vorgeordneten Beschaufelungsanordnuing aufweisen. Das Verfahren kann mittels Erzeugung der Innendruckabsenkung entweder im Auffüllraum selbst oder im Radraum verwirklicht werden, so daß mittelbar in der dem Radraum vorgeschalteten Auffüllraumanordnung der gewünschte Gegendruckverlauf auftritt, wobei die gegendruckerzeugenden Gase einer oder mehreren Verpuffungskammern zu einem Zeitpunkt entnommen werden, in dem in der Kammer oder den Kammern eine Feuergasspannunig auftritt, die mit dem Feuergasdruck übereinstimmt, den die Feuergase am Ende der Dehnung in der vorgeordneten Beschaufelungsanordnung aufweisen. Naturgemäß kann man auch beide Verfahren gleichzeitig durchführen, da ohne weiteres die Möglichkeit besteht, Feuergasteiknengen niedrigeren Druckes sowohl in den Auffüll- als auch folgenden Radräumen zur Expansion zu bringen,So that the desired equidistance of expansion and counterpressure lines also occurs in this case, the proposed method can be achieved by directly generating the internal pressure reduction in the The filling chamber arrangement can be carried out by means of tensioned gases which are made to expand in it, the one or more deflagration chambers are taken at a time in which in the Chamber or in the chambers a fire gas voltage in accordance with the fire gas pressure occurs that the fire gases at the end of the expansion in the upstream blading exhibit. The method can be carried out either in the filling space by generating the internal pressure reduction be realized itself or in the wheel space, so that indirectly in the upstream of the wheel space Filling space arrangement, the desired counterpressure curve occurs, with the counterpressure generating Gases are withdrawn from one or more deflagration chambers at a time, in which a fire gas voltage occurs in the chamber or chambers, which corresponds to the fire gas pressure agrees that the fire gases have at the end of the expansion in the upstream blading. Of course you can too Carry out both procedures at the same time, as there is no problem with fire gas detection lower pressure in both the filling and following wheel spaces for expansion bring,
Nach der geschilderten Ausführung des Auffüllverfahrens richtet sich das Zuführungsverfahren dieser niedrigergespannten Feuergasteilmengen. Man kann zunächst die zur Gegendruckerzeugung bzw. seiner Absenkung dienenden Feuergaise in je Entlassungsorgan an den VerpuffungskammernThe feeding process is based on the described execution of the filling process of these lower-tensioned partial quantities of fire gas. One can first use the counter pressure generation or its lowering serving Feuergaise in each discharge organ at the deflagration chambers
609 577/249609 577/249
Sch 112051 a/46 fSch 112051 a / 46 f
vorgesehenen Einzelzuführungsleitungen erfassen und ihrer Verwendung zuführen, Man kann diese Zuführung aber auch über Sammelleitungen bewirken und man kann ebensogut die über bestimmte Gruppen von Entlassungsorganen ausströmenden Feuergasteihnengen in G ruppenleittungen zusammenfassen und diese einzeln oder in Zusammenfassung zu einer gemeinsamen Sammelleitung an die Verbrauchsstelle heranbringen. Die dargestellten Zusammenfassungs- und Aufteilungsmöglichkeiten gelten überhaupt für alle Einzel-, Gruppen- und Sammelleitungen.Detect provided individual feed lines and feed them into use, you can these But also bring about supply via collecting lines and you can just as well use certain Combine groups of discharge organs into group lines and these individually or in combination to form a common collecting line to the point of consumption bring up. The summarizing and dividing options shown apply to all individual, group and Manifolds.
Die zur Durchführung dieser Verfahren dienenden Vorrichtungen können ebenfalls in der mannigfaltigsten Art und Weise ausgestaltet werden. Sie kennzeichnen sich grundsätzlich durch Anordnung von Auffüllkammeranordnungen im Betriebe unveränderlichen Rauminhaltes in Verbindung mit Mitteln zur Herstellung eines während oder nahezuThe devices used to carry out these methods can also be of the most varied Way to be designed. They are generally characterized by their arrangement of filling chamber arrangements in the company of unchangeable volume in connection with Means of making a during or near
ao während der Dehnung der Feuergase in der jeweils vorgeordneten Düsen- und Beschaufelungsanordnung zunehmend abgesenkten Innendruckes in dieser Auffüllkammeranordnung. Dabei hat es sich gezeigt, daß das Verhältnis des Rauminhaltes der ■ 25 Auffüllkammern bzw. der Auffüllkammer zum Rauminhalt der auf diese Auffüllkammeranordnung wirkenden Verpuffungskarnmern von wesentlichstem Einfluß auf die günstige Gestaltnug der Auffüllphase ist. Wie zahlreiche Rechnungen und Versuche gezeigt haben, muß man beispielsweise bei Anordnung zweier Düsen- und Beschaufelungssätze, also zweier Turbinenstufen, der zwischen diesen Sätzen bzw. Stufen liegenden Auffüllkammeranordnung einen Rauminhalt geben, der zwischen einem bis fünf Hundertsteln der Rauminhalte aller Verpuff ungskammern liegt. Unter Rauminhalt einer A.uffüllkammer wird dabei das Volumen, der Kammer selbst zuzüglich der Räume zwischen den engsten Querschnitten der Kammer selbst' verstanden, während das Volumen der Düsen jenseits der engsten Düsenquerschnkte nicht miteinbezogen werden darf.ao during the expansion of the fire gases in each upstream nozzle and blading arrangement increasingly lowered internal pressure in this Refill chamber assembly. It has been shown that the ratio of the volume of the ■ 25 filling chambers or the filling chamber for The volume of the deflagration chambers acting on this filling chamber arrangement is of the greatest importance Influence on the favorable shape of the filling phase is. How numerous calculations and trials have shown, one must, for example, when arranging two nozzle and blading sets, thus two turbine stages, the filling chamber arrangement lying between these sets or stages give a volume that is between one to five hundredths of the volume of everyone Deflagration chambers is located. The volume of a filling chamber is the volume of the chamber even plus the spaces between the narrowest cross-sections of the chamber itself 'understood, while the volume of the nozzles beyond the narrowest nozzle cross-sections are not included may.
Auf weitere Einzelheiten der Vorrichtungen zur Durchführung des neuen Betriebsverfahrens kann in Verbindung mit der Erklärung des Ausführungsbeispieles eingegangen werden. Further details of the devices for carrying out the new operating method can be found in connection with the explanation of the embodiment.
Die Zeichnung zeigt eine Ausführung des Erfindungsgedankens am Beispiel eines Öltreibgaserzeugers, der eine zweistufige Verpuffungsbrenn-The drawing shows an embodiment of the inventive concept using the example of an oil propellant gas generator that uses a two-stage deflagration combustion
äo kraftturbinenanlage mit vier Verpuffungskammern enthält.contains a power turbine system with four deflagration chambers.
Fig. ι zeigt eine Seitenansicht auf den Treibgaserzeuger mit einem teilweisen, nach Linie I-I der Fig. 2 bei ausgebaut gedachter Ventilsteuerung verlaufenden Längsschnitt durch eine Verpuffungskammer in schematischer Darstellung;Fig. Ι shows a side view of the propellant gas generator with a partial, according to line I-I of Fig. 2 with an imaginary valve control expanded running longitudinal section through a deflagration chamber in a schematic representation;
Fig. 2 gibt in derselben Darstellung einen senkrechten Querschnitt durch den Öltreibgaserzeuger wieder, der nach Linie 2-2 der Fig. 1 verläuft; Fig. 3 stellt in vergrößerter Darstellung einen peripheral, nach Linie III-III der Fig. 1 verlaufenden und in der Zeichnungsebene abgewickelten Schnitt dar, währendFig. 2 is a vertical one in the same representation Cross section through the oil propellant gas generator again, which runs along line 2-2 of FIG. 1; FIG. 3 shows, in an enlarged illustration, a peripheral, running along line III-III in FIG. 1 and the section developed in the plane of the drawing, while
Fig. 4 eine abweichende Ausführungsmöglichkeit in der Schnittdarstellung der Fig. 4 wiedergibt;FIG. 4 shows a different possible embodiment in the sectional view of FIG. 4;
Fig. 5 zeigt in derselben Darstellung eine andere Ausführungsmöglichkeit;FIG. 5 shows another possible embodiment in the same representation; FIG.
Fig. 6 gibt das Druck-Zeit-Diagramm einer der Verpuffungskammern des öltreibgaiserzeugers nach Fig. 2 wieder, währendFig. 6 gives the pressure-time diagram of one of the deflagration chambers of the oil propellant gas generator Fig. 2 again while
Fig. 7 schließlich ein Ö-F-Diagramm der Anlage nach den Fig. 1 bis 3 darstellt, in welchem die Ordinaten dem Wärmeinhalt Q .der Feuergase in7 finally shows an Ö-F diagram of the system according to FIGS. 1 to 3, in which the ordinates represent the heat content Q. Of the fire gases in
3- entsprechen; die Abszissen geben die ausgeströmten Feuergasvolumina in Hundertteilen Δ V je Verpuffungskammer erzeugter Feuergaisgesamtmenge an, so daß also letztere die Bezifferung ioo°/o trägt.3- correspond; the abscissas indicate the fire emanated volumes of gas at a percentage of Δ V per Verpuffungskammer Feuergaisgesamtmenge generated, so that the latter so the numbering ioo ° / o wears.
In den Fig. 1 und 2 bezeichnen 1, 2, 3, 4 die Verpuffungskammern, wobei die Verpuffungskammer 4 in Fig. ι im Längsschnitt, Kammer 3 in Ansicht gezeichnet ist. Jede Verpuffiungskammer ist mit einem Ladelufteinlaßventil 5 versehen, dessen ischematisch angedeutete Ausbildung am linken Ende der Verpuffungskammer 4 zu erkennen ist. In das Ladeluftventil eingebaut ist ein Brennstoffeinspritzventil, zu dem eine Brennstoffleitung 6 führt, die ihrerseits an eine nicht gezeichnete Brennstoffpumpe üblicher Ausbildung angeschlossen ist. Außerdem ist die Verpuffungskammer mit nicht gezeichneten Zündeinrichtungen bekannter Art versehen.In Figs. 1 and 2, 1, 2, 3, 4 denote the deflagration chambers, the deflagration chamber 4 in Fig. ι in longitudinal section, chamber 3 in view is drawn. Each deflagration chamber is provided with a charge air inlet valve 5, the ischemical of which indicated training at the left end of the deflagration chamber 4 can be seen. In the A fuel injector is installed in the charge air valve, to which a fuel line 6 leads in turn to a fuel pump (not shown) usual training is connected. In addition, the deflagration chamber is not shown Ignition devices of a known type are provided.
Wie die Fig. ί und 2 erkennen lassen, besitzt jede Verpuffungskammer eine Reihe von Entlassungsorganen, die auf ihrer Längserstreckung verteilt angeordnet sind. Vorhanden ist zunächst je ein Düsenventil 7 für höchstgespannte Feuergasteilmengen, die bei Eröffnung der Düsenventile über die Düsenvorräume 8 zu den Düsen I entlassen werden. Die über die Düsen I zugeführten, höchstgespannten FeuergasteiLmengen dienen zur Beaufschlagung der Beschaufelung I a, die auf dem ersten Rad 9 des Turbinenläufers 10 angeordnet ist. Auffangdüsen 11 vermögen die in der ersten Turbinenstufe I, 9 teilweise entspannten, ursprünglich höchstgespannt gewesenen Feuergasteilmengen aufzunehmen und sind dabei dem Zustand dieser Feuergasteilmengen angepaßt. An die Auffangdüsenanordnung 11 schließt sich die Auffüllkammeranordnung 12 an, die an ihrem zu der Aufiangdüsenanordnung 11 entgegengesetzt liegenden Ende in eine weitere Düsenanordnung 13 übergeht, die der Beschaufelung Πα des zweiten Rades 14 des Läufers 10 .zugeordnet ist. Der Läufer 10 läuft in dem Turbinengehäuse. 15 um. Die mechanische Energie des Läufers 10 wird über eine Kupplung 16 auf eine Ie istungs aufnehmende Maschine 17 übertragen, die beispielsweise ate Verdichter zur Erzeugung von Betriebsmitteln, insbesondere der Ladeluft, ausgebildet sein kann.As can be seen in FIGS. Ί and 2, each deflagration chamber has a number of discharge organs which are arranged distributed along its length. There is initially one nozzle valve 7 each for highly stressed partial quantities of fire gas, which are released to nozzles I via the nozzle vestibules 8 when the nozzle valves are opened. The highly stressed amounts of fuel gas supplied via the nozzles I serve to act on the blading I a, which is arranged on the first wheel 9 of the turbine rotor 10. Receiving nozzles 11 are able to absorb the partial amounts of fuel gas that were originally highly stressed and were partially relaxed in the first turbine stage I, 9, and are adapted to the state of these partial amounts of fuel gas. The collecting nozzle arrangement 11 is followed by the filling chamber arrangement 12, which at its end opposite the Aufiangdüseneinrichtung 11 merges into a further nozzle arrangement 13, which is assigned to the blading Πα of the second wheel 14 of the rotor 10. The rotor 10 runs in the turbine housing. 15 um. The mechanical energy of the rotor 10 is transmitted via a clutch 16 to an energy-receiving machine 17 which, for example, can be designed as a compressor for generating operating resources, in particular the charge air.
Außer den Düsenventilen 7, die zur Beauf schlagring der Düsen I dienen, sind weitere Düsenventile 18 - zur Entlassung niedrigergespannter Feuergasteilmengen aus den Verpuffungskammern ι bis 4 vorgesehen. Im Ausführungsbeispiel stehen die Räume 19, 20, die in Feuergasrichtung hinterIn addition to the nozzle valves 7, which serve to Beauf impact ring of the nozzles I, there are further nozzle valves 18 - for the discharge of lower tension partial amounts of fire gas from the deflagration chambers ι to 4 provided. In the exemplary embodiment, the spaces 19, 20 are behind in the direction of the fire gas
577/249577/249
Sch U205 la)'46 fSch U205 la) '46 f
den Ventilsitzen der Entlassungsorgane 18 liegen, mit der Auffüllkammeranordnung 12 in unmittelbarer Verbindung. Mit 19 sind dabei Leitungen bezeichnet, die die niedrigergespannten Feuergasteilmengen aus einer Gruppe je zweier nebeneinanderliegender Entlassungsorgane 18 aufnehmen. Eine solche Gruppenleitung 19 ist in Fig. 2, linke Hälfte, für die Entlassumgsorgane 18 der beiden Verpuffungskammern 1 und 2 zu sehen. Die Gruppenleitung 19 führt diese Feuergasteilmengen geringerer Spannung über den Sammelkrümmer 20 der Auffüllkammeranordnung 12 zu. Entsprechende Gruppenleitungen 19 sind für die Verpuffungskammergruppe 3, 4 vorhanden, aber aus der Zeichnung nicht ersichtlich, da die Fig. 2, rechte Hälfte, den Schnitt durch die Düsenventile 7 und die ihr zugeordneten Teile der ersten Turbinenstufe wiedergibt- the valve seats of the discharge organs 18 lie, with the filling chamber assembly 12 in direct communication. With 19 lines are designated, the lower-tension partial amounts of fire gas from a group of two adjacent ones Adopt discharge organs 18. Such a group line 19 is shown in Fig. 2, left half, for the discharge organs 18 of the two deflagration chambers 1 and 2 can be seen. The group management 19 leads these partial amounts of fuel gas to a lesser extent Voltage across the manifold 20 of the fill chamber assembly 12 increases. Appropriate Group lines 19 are for the deflagration chamber group 3, 4 available, but not apparent from the drawing, since Fig. 2, right half, the Section through the nozzle valves 7 and their associated Reproduces parts of the first turbine stage -
Zur Entlassung der niedirigstgespannten Feuer-To release the lowest-tension fire
ao gasteilmengen sind gesteuerte Entlassungsorgane in Form der Auslaßventile 21 vorgesehen, dieao gas partial quantities controlled discharge organs are provided in the form of the outlet valves 21, the
;■■■■ gleichartig mit den Düsenventilen 7 und 18 ausgebildet sind und lediglich größere Querschnitte besitzen. Diese niedrigstgespannten Feuergasteilmengen bestehen aus Restfeuergasen, die entsprechend dem gewählten Ladeverfahren durch Lade-; ■■■■ designed in the same way as the nozzle valves 7 and 18 and only have larger cross-sections. These lowest-stressed partial quantities of fire gas consist of residual combustion gases, which, according to the chosen charging method, are
■■■"■ luft aus den Verpuffungskammern verdrängt werden,1 sobald die Ladeluftventile 5 eröffnet werden. Die über die Auslaßventile 21 aus den Verpuffungskammern verdrängten Feuergase strömen dem Ausströmgehäuse 22 des Tuirbinengehäuses 15 zu, ohne daß die Einzelheiten dieser Einrichtung näher veranschaulicht sind, da sie das Wesen der Erfindung nicht berühren. Die Ausströmgase, die somit etwa unter einer dem Ladeluftdruck entsprechenden Spannung stehen, werden als Treibgase über die Treibgasleitung 23 abgezogen und der weiteren Verwendung zugeführt.■■■ "■ air are displaced from the deflagration chambers 1 as soon as the charge air valves 5 are opened. The fire gases displaced from the deflagration chambers via the exhaust valves 21 flow to the discharge housing 22 of the turbine housing 15, without the details of this device being illustrated in more detail, since they do not affect the essence of the invention. The outflow gases, which are thus approximately under a voltage corresponding to the charge air pressure, are drawn off as propellant gases via the propellant gas line 23 and passed on for further use.
Die Düsenanordnung 13, die somit dem Rad TLa der zweiten Turbinenstufe zugeordnet ist, führt der zweiten Turbinenstufe II α, 14 Feuergase aus zwei verschiedenen Quellen zu. Denn sie verarbeitet zunächst die Feuergase, die als höchstgespannte Feuergasteilmengen aus den Verpuffungskammern über die Düsenventile 7 entlassen und in der ersten Turbinenstufe la, 9 teilweise abgearbeitet wordenThe nozzle arrangement 13, which is thus assigned to the wheel TLa of the second turbine stage, supplies the second turbine stage II α, 14 with fire gases from two different sources. This is because it first processes the fire gases, which are released from the deflagration chambers via the nozzle valves 7 as highly stressed partial amounts of fire gas and are partially processed in the first turbine stage 1 a, 9
' ■ waren. Sie verarbeitet aber auch Feuergase, die über die Düsenventile 18 aus den Verpuffungskammern'als niedrigergespannte Feuergasteilmengen unmittelbar über die Leitung 19, 20 in die Auffüllkammeranordnung 12 entlassen, worden waren. Die Düsenanordnung 13 kann daher auch als Düsenanordnung II bezeichnet werden, da sie als einzige Düsenanordnung dem Rad1 II α, 14 zugeordnet ist.'■ were. However, it also processes fire gases which had been released from the deflagration chambers via the nozzle valves 18 as lower-tension partial amounts of fire gas directly via the line 19, 20 into the filling chamber arrangement 12. The nozzle arrangement 13 can therefore also be referred to as the nozzle arrangement II, since it is assigned to the wheel 1 II α, 14 as the only nozzle arrangement.
' Fig. 3 läßt diese Verhältnisse genauer erkennen. In ihr sind zunächst die Düsenventile 7 zu erkennen,'Fig. 3 shows these relationships more precisely. In it the nozzle valves 7 can be seen first,
'■'■■ wobei die Bezeichnungen der Verpuffungskammern, zu denen sie gehören, als in Klammer gesetzte Indizes angegeben sind. Man erkennt die entsprechenden püsenvörräume 8 der Düsen I. Man erkennt also,- daß jeder Verpuffungskammer eine besondere'■' ■■ where the names of the deflagration chambers, to which they belong are indicated as indices in brackets. You can see the corresponding püsenvöräume 8 of the nozzles I. It can be seen - that each deflagration chamber has a special one
■' ' Einzeldüsenanordnuing I zugeordnet worden 'ist. Das Ausführungsbeispiel, der Fig. 5 wird zeigen, daß das kein wesentliches Ernndungsmerkmal ist; die Düsenvorräume 8 und entsprechend die Düsen I könnten auch zu Gruppen- oder sogar Gesamtdüsen vereinigt sein. Mitbestimmend, für die Wahl der einen oder anderen Anordnung ist das jeweils gewählte Arbeitsverfahren, dessen Einflüsse vor allem auf die Düsenanordnung II noch im einzelnen zu η0 erörtern sein werden.■ '' Individual nozzle arrangement I has been assigned '. The embodiment of FIG. 5 will show that this is not an essential design feature; the nozzle vestibules 8 and correspondingly the nozzles I could also be combined to form group or even total nozzles. One of the factors determining the choice of one or the other arrangement is the selected working method, the effects of which, above all, on the nozzle arrangement II will be discussed in detail on η 0.
Zu erkennen in Fig. 3 ist weiter der Radkammerraum 24 der ersten Turbinenstufe, in welchem d'as ' Turbinenrad 9 läuft.The wheel chamber space 24 of the first turbine stage can also be seen in FIG. 3, in which d'as' Turbine wheel 9 is running.
Im Gegensatz zu der Einizeldüsenanordniung I zeigt die Verwirklichung der nächsten Maßnahme, nämlich die zur Durchführung des Auffangver-. fahrens dienenden Einrichtung, daß hier bereits mit einer gruppenweisen Zusammenfassung gearbeitet worden ist. Es sind nämlich zwei Auffangdüsengruppen ii(1,2) und ii(3;4) vorgesehen worden, wobei Auffangdüsenanordnung ii(lj2) den Düsen I(1) und I(2) und Auffangdüsenanordnung ii(3i4) den Düsen I(3) und I{4) zugeordnet worden sind. Beide Auffangdüsenanordnungen arbeiten aber auf eine einzige Auffüllkamimer 12, die an ihrem zu der Auffangdüsenanordnung ii entgegengesetzt liegenden Ende als Düse II ausgebildet worden ist.1 Die damit verwirklichte, einzige Adffüllkammer steht über Anschluß 20 mit den Raumen i9(lj2) und i9(3,4) in Verbindung, wobei Raum 19(1,2) a^s Gruppenleitung für niedrigergespannte Feuergasteilmengen ausgebildet ist, die über die Düsenventile ΐ8(1ί und i8(2) entlassen werden, während der Raum i9(S,4) als Gruppenleitung für niedrigergespannte Feuergasteilmengen, ausgebildet ist, die über die Düsen ventile i8(3) und i8(4) entlassen werden. Die Gruppenlaitungen I9(li2) und I9(3,4) schließen sich bei 20 als Einmündung..in die Auffüllkammer 12 zusammen. Da sich an deren engsten Querschnitt 25 die Düsenanordnung II ansetzt bzw. die Auffüllkammer 12 in diese durch engsten Querschnitt und nachfolgende Erweiterung sowie Länge, gekennzeichnete Düsenanordnung II übergeht, verarbeitet die Düsenanordnung II somit sowohl die Feuergasteihnengen, die in der Turbinenstufe I, 9 (Fig. 1), genauer im der Düsenanordnung Ιω, I(2), I{3), I(4), 9, 24 (Fig. 3) teilweise entspannt worden waren, als auch die von vornherein niedrigergespannten Feuergasteilmengen, die über die Düsenventile ΐ8ω, i8(2), i8(3), i8(4), 19(L2), !9(3,4). 20 der Auffüllkammer 12 zugeleitet worden waren.In contrast to the Einizeldüsenanordniung I shows the implementation of the next measure, namely the implementation of the collecting. Fahrens serving facility that has already been worked with a group summary. Namely, two collecting nozzle groups ii (1 , 2 ) and ii ( 3; 4 ) have been provided, whereby collecting nozzle arrangement ii ( lj2 ) corresponds to nozzles I (1) and I (2) and collecting nozzle arrangement ii ( 3i4 ) corresponds to nozzles I (3) and I {4) have been assigned. Both collecting nozzle arrangements, however, work on a single filling chamber 12, which has been designed as nozzle II at its end opposite to the collecting nozzle arrangement ii. 1 The only adfilling chamber realized in this way is connected to rooms i9 ( lj2 ) and i9 ( 3 , 4 ) via connection 20, with room 1 9 (1,2) a ^ s group line being designed for lower-tensioned partial amounts of fuel gas that flow through the Nozzle valves ΐ8 (1ί and i8 (2)) are released, while room i9 ( S , 4 ) is designed as a group line for lower-pressure partial amounts of fuel gas, which are released via nozzle valves i8 (3 ) and i8 (4 ) ( li2 ) and I9 (3, 4 ) merge at 20 as a junction into the filling chamber 12. Since the nozzle arrangement II is attached to its narrowest cross section 25 and the filling chamber 12 into this through the narrowest cross section and subsequent expansion as well Length, marked nozzle arrangement II passes over, the nozzle arrangement II thus processes both the fuel gas tiers, which in the turbine stage I, 9 (Fig. 1), more precisely in the nozzle arrangement Ι ω , I (2) , I {3) , I (4) , 9, 24 (Fig. 3) partially correspond as well as the partial amounts of fire gas, which were lower in tension from the start, which were sent via the nozzle valves ΐ8 ω , i8 (2 ), i8 (3) , i8 (4 ), 19 (L 2 ),! 9 (3, 4). 20 of the filling chamber 12 had been fed.
An die Düsenanordnung II schließt sieb, in Feuergasrichtung gesehen, der Radkammerraum 26 der zweiten Turbinenstufe Πα, 14 an. Nachdem die über die Düsenanordnung II zur Beaufschlagung gebrachten Feuergase weitere Arbeit in dieser Turbinenstufe Πα, 14, 26 geleistet haben, strömen sie über eine Fangdüse 27 dem Ausstrikngehause 22 zu, in das die Auslaßventile 21 einmünden und bei.ihrer Eröffnung den Feuergasrest in dieses Auisströmgehäuse entlassen.The nozzle arrangement II includes sieve, in Seen in the direction of the fire gas, the wheel chamber space 26 of the second turbine stage Πα, 14. after the Fire gases brought to the action via the nozzle arrangement II are further work in this turbine stage Πα, 14, 26 have done, they flow via a collecting nozzle 27 to the Ausstrikngehause 22, into which the outlet valves 21 open and, when they open, the residual flue gas into this Auisström housing dismiss.
Bevor auf das Arbeitsverfabren eingegangen werde, das die Anordnung nach den Fig. 1 bis 3 zweckmäßig erscheinen läßt, sei zunächst noch aufBefore going into the Arbeitsverfabren that the arrangement according to FIGS seems appropriate, should be open for the time being
609 577/249609 577/249
Sch 11205 IaI 46 fSch 11205 IaI 46 f
weitere Ausführungsmöglichkeiten eingegangen, die in den Fig. 4 und .5 dargestellt, sind, ohne daß sich die denkbaren und möglichen Alternativlösungen irgendwie in diesen Ausführungsbeispielen erschöpfen. Vielmehr zeigen die allgemeinen Ausführungen der Beschreibung, daß infolge derfurther possible embodiments have been entered, which are shown in FIGS. 4 and 5, without this somehow exhaust the conceivable and possible alternative solutions in these exemplary embodiments. Rather, the general statements of the description show that as a result of
■ , Variationsmöglichkeit der Elemente eine Reihe von Kombinationen gebildet werden können, deren Vor- und Nachteile an Hand derjenigen der dargestellten Ausführungsbeispiele zu ermitteln sind, auf die demgemäß zusammenfassend einzugehen sein wird.■, the possibility of varying the elements, a number of combinations can be formed, the advantages of which and disadvantages are to be determined on the basis of those of the illustrated embodiments to which accordingly will have to be dealt with in summary.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ist dieIn the embodiment of FIG. 4 is the
Düsenanordnung I in derselben Weise ausgebildet wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fdg. 3. Auch
die Auf f angdüsenanordnung 11 (1)2) und111 (3;4) unterscheidet
sich nicht von derjenigen der Fig. 3. Das gilt schließlich auch für die Auffüllkamimeranordnung
12. Dagegen gilt es nicht mehr für die Zuführung der über die Düsenventile i8(i:), i8(2), i8(3)
und i8(4) entlassenen niedrigergespannten Feuergästeilmengen,
die abweichend von dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 über Einzeldüsen, und zwar über Düsen 2%^, 28^, 28(3) und 28^, unmittelbar
dem Radkammerraum 26 der zweiten Turbinenstufe Πα, 14 (Fig. ι) zugeführt werden.
Dadurch erfolgt die, bewußt herbeigeführte Absenkung des Druckes dieser niedrigergespannten
Feuergasteiknengen nicht mehr wie nach Fig. 3 unmittelbar in der Auffüilkammef 12 zur Erzeugung
eines Innendruckverlaufes dort, der sich, diagrammatisch gesehen, in eine Äquidistanz der Gegendrucklinie
zur Expansionslinie in der Düsenanordnung I, 9, 24 auswirkt, sondern diese Absenkung
wird nunmehr unmittelbar in dem Radkammerraum 26 vorgenommen, kommt aber über die ständig
offene Verbindung der Düsenanordnung II zwischen den Räumen 12 und 26 in der Auffüllkammer
12 in gleicher Weise zur Geltung; mit anderen Worten, die Fig. 4 verwirklicht ein Ausführungsbeispiel,
das dem zweiten der im vorhergehenden geschilderten Alternativverfahren entspricht. Man
kann auch leicht die dritte Möglichkeit, nämlich die gemeinsame Durchführung beider Alternativverfahren,
verwirklichen, indem man einen Teil der Feuergaszuführungen 2q(1), 2O(2), 29,(3), 29(4) zu ^en
Düsen 28(1), 28(2), 2l8(3), 28(4) in der für Fig. 3 geschilderten
Art und Weise in die Auffüllkammer 12, einen anderen Teil in die Radkammer 26 einmünden
läßt. In diesem Falle übernimmt dieDüsenanordnung II nur noch die Funktion des Teiles der
Düsen ·28(]ϋ, 28(2), 28(3) und 28(4), denen die. Feuergaszuführungen
29ω, 29(2), 29(3) und 29(4) mit unmittelbarer
Einmündung in die Radkammer 26 zugeordnet sind. Es hängt wiederum von dem gewählten
Arbeitsverfahren ab, ob man das zweite Alternativverfahren
der Fig. 4 oder die nicht gezeichnete Abwandlungsmöglichkeit der Kombination beider
Verfahren benutzt.
, Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 ist bereits in der Düsenanordnung I eine gruppenweise Zusammenfassung
der sich an die Düsenventile 7(1>2)
und 7(3>4) anschließenden .Überführungsleitungen
vorgenommen worden; es wird mit zwei Gruppendüsen I(lj2) und I(3,4) i gearbeitet. Eine weitere
gruppenweise Zusammen.fassung ist im Anschluß an die Entlassungsorgane oder Düsenventile 18
vorgenommen worden; demgeäß sind zwei Gruppen von Zuführungsleitungen 29(12) und 29(34) sowie
von Düsen 28(12) und 28(3i4) vorhanden. Dagegen
ist die gemeinsame Auffüllkammer 12 mit zwei Auffangdüsengruppen ii(1;2) und ii(3)4) aus den
Fig. 3 und 4 beibehalten worden. Eine Änderung ist nur insofern eingetreten, als man durch Einbau
einer Leitwand oder eines Leitbleches 30 die Hauptdüse II in Düsen II' und II" aufgeteilt hat. In der
gleichen Weise hätte die Düsenanordnung II nach den Fig. 3 und 4 aufgeteilt oder die Düsenanordnung
Π', Π" der Fig. 5 durch die Hauptdüse II nach den Fig. 3 und 4 ersetzt sein können.Nozzle assembly I formed in the same manner as in the embodiment of Fdg 3. Also appearing on f angdüsenanordnung 11 (1) 2) and 1 11 (3;. 4) does not differ from that of Figure 3. Finally This also applies to the. Refill chamber arrangement 12. On the other hand, it no longer applies to the supply of the lower-tension partial fire gas quantities released via the nozzle valves i8 (i :) , i8 ( 2 ), i8 ( 3 ) and i8 ( 4 ), which, in contrast to the exemplary embodiment according to FIG. 3, are via individual nozzles , namely via nozzles 2% ^, 28 ^, 28 (3 ) and 28 ^, are fed directly to the wheel chamber space 26 of the second turbine stage Πα, 14 (Fig. ι). As a result, the deliberately brought about lowering of the pressure of these lower-tension fire gas jets no longer takes place directly in the filling chamber 12, as shown in FIG. 24 has an effect, but this lowering is now carried out directly in the wheel chamber space 26, but comes into effect in the same way via the constantly open connection of the nozzle arrangement II between the spaces 12 and 26 in the filling chamber 12; in other words, FIG. 4 realizes an exemplary embodiment which corresponds to the second of the alternative methods described above. One can also easily the third possibility, namely the joint execution of both alternative method, realized by a part of the fire gas feeds 2q (1) 2O (2), 29, (3) 2 9 (4) ^ en nozzles 28 one ( 1) , 28 (2) , 2 l 8 (3) , 28 (4 ) in the manner described for FIG. In this case, II accepts dieDüsenanordnung only the function of the part of the nozzle ϋ · 28 (], 28 (2), 28 (3) and 28 (4), where ω the. Fire gas inlets 29, 29 (2), 29 (3 ) and 2 9 (4) with a direct confluence with the wheel chamber 26. It again depends on the selected working method whether one uses the second alternative method of FIG.
In the embodiment according to FIG. 5, a group-wise combination of the transfer lines adjoining the nozzle valves 7 ( 1> 2) and 7 ( 3> 4 ) has already been made in the nozzle arrangement I; two group nozzles I (lj2) and I (3, 4 ) i are used. Another group-wise summary has been made following the discharge organs or nozzle valves 18; accordingly there are two groups of supply lines 29 ( 12) and 29 ( 34 ) and nozzles 28 (12) and 28 (3i4) . In contrast, the common filling chamber 12 with two collecting nozzle groups ii (1; 2) and ii (3) 4 ) from FIGS. 3 and 4 has been retained. A change has only occurred insofar as the main nozzle II has been divided into nozzles II 'and II "by installing a baffle or a baffle 30. In the same way, the nozzle arrangement II according to FIGS ', Π "of FIG. 5 can be replaced by the main nozzle II according to FIGS.
Wenn oben gesagt worden ist, daß derartige Abweichungen nicht im völlig freien Belieben liegen, sondern wenigstens zum Teil durch das Arbeitsverfahren bedingt sind, so ist nunmehr hierauf im einzelnen einzugehen.If it has been said above that such deviations are not entirely at will, but are at least partly due to the working process, it is now in the individual to enter.
Fig. 6 zeigt das Druck-Zeit-Diagramm einer der Verpuffungskammern 1 bis 4, die in Fig. 2 des Ausführungsbeispieles dargestellt sind. Man erkennt zunächst im Diagramm den auftretenden höchsten Verpuffungsdruck pv der auf einer im o-Punkt des Koordinatensystems errichteten Ordinate als Punkt A erscheint. Ordnet man das Diagramm der Fig. 6 beispielsweise der in Fig. 1 im Schnitt gezeichneten Verpuffungskamimer 4 zu, so würde sich das Düsenventil 7(4) im Punkt A öffnen, und zwar unter dem Einfluß einer Steuerung, die in Fig. 2 schematisch angedeuetet worden ist. Es wird also höchstgespanntes Feuergas entlassen, aber nur als Feuergasteilmenge, weil sich das Düsenventil 7(4) bereits im Punkt B der Expansionslinie der Feuergasgesamtmenge dieser Verpuffungskammer 4 wieder schließt. In diesem Punkt öffnet sich dagegen das Düsenventil i8(4) und entläßt aus derselben Verpuffungskairnmer 4 Feuergase, die bereits niedrigergespannt sind, nämlich einen Druck ^2 besitzen, der erheblich geringer ist als der Druck px ; auch die über das Düsenventil i8(4) entlassenen Feuergase werden nur als Teilmenge der in der Verpuffungskammer 4 insgesamt erzeugten Feuergase entlassen, weil das Düsenventil i8(4) im Zeitpunkt C schließt. Die Expansion no der noch in der Verpuffungekamnier 4 befindlichen' Feuergase ist inzwischen so weit vorgeschritten, daß die Feuergasein ihr nur noch die Spannung p0, d. h. die Ladeluftspannung besitzen. Im, Punkt C schließt sich das Düsenventil i8(4y, und es öffnet sich das Ladelufteinlaßventil 5(4). Es öffnet sich gleichzeitig das Auslaßventil 2i(4). Dadurch schiebt die unter der Ladeluftspannung stehende Ladeluft die Feuergasteilmenge aus, die sich in diesem Zeitpunkt C noch in der Kammer 4 befand. Diese so- iao genannte Restfeuergasteilmenge wird dabei während der Zeitspanne C-B von der Ladeluft verdrängt, weil sich im Zeitpunkt E die Ventile 5(4) und 2i(4j schließen; bereits während der Zeitspanne D hatte aber die Brenstoffpumpe über die Brennsitoffzuführungsleitung 6(4) Brennstoff in dieFig. 6 shows the pressure-time diagram of one of the deflagration chambers 1 to 4, which are shown in Fig. 2 of the embodiment. First of all, the diagram shows the highest deflagration pressure p v, which appears as point A on an ordinate established in the o-point of the coordinate system. If the diagram of FIG. 6 is assigned, for example, to the deflagration chamber 4 drawn in section in FIG. 1, the nozzle valve 7 (4) would open at point A , under the influence of a control system, which is indicated schematically in FIG has been. Highest tensioned fire gas is released, but only as a partial amount of fire gas, because the nozzle valve 7 (4) closes again at point B of the expansion line of the total amount of fire gas in this deflagration chamber 4. At this point, however, the nozzle valve i8 (4 ) opens and releases from the same deflagration chamber 4 fire gases which are already lower tension, namely have a pressure ^ 2 , which is considerably lower than the pressure p x ; the fire gases released via the nozzle valve i8 ( 4 ) are only released as a subset of the total amount of fire gases generated in the deflagration chamber 4 because the nozzle valve i8 (4) closes at time C. The expansion no of the fire gases still in the deflagration chamber 4 has meanwhile progressed so far that the fire gases in it only have the voltage p 0 , ie the charge air voltage. At point C the nozzle valve i8 closes ( 4 y, and the charge air inlet valve 5 (4) opens. The outlet valve 2i (4) opens at the same time this time C was still in the chamber 4. this so-iao called residual fire gas partial quantity is during the period CB of the charge air displaced because j close in time e valves 5 (4) and 2i (4;. already during the period D but had the fuel pump via the fuel supply line 6 (4) fuel into the
577/249577/249
Sch 112051 a/46 fSch 112051 a / 46 f
noch in Bewegung befindliche, kolbenartig vordringende und hierbei die Restfeuergasteilmenge ausschiebende Ladeluftsäule eingespritzt. Man nennt diese Art der Aufladung wegen des während der Brennstoffeinführung offenen Zustandes der beteiligten Ventile 5(4) und 2>i(4) »offene Aufladung«. Diese Art der Aufladung hat den Vorteil, zu besonders gut durchmischten Brennstoffluftteilchen und damit zu einer homogenen, hochzündfahigenCharging air column that is still in motion, advancing like a piston and thereby pushing out the residual amount of fuel gas, is injected. This type of charging is called "open charging" because of the open state of the participating valves 5 (4) and 2> i (4) when the fuel is introduced. This type of charging has the advantage that fuel air particles are particularly well mixed and thus homogeneous, highly ignitable
ίο Ladung sowie zu einer brisanten Explosion mit steilem Verlauf der Verpuffungslinie 36 zu führen; die Zündung erfolgt dabei kurz nach dem Zeitpunkt E. ίο lead to a charge as well as to a controversial explosion with the steep slope of the deflagration line 36; the ignition takes place shortly after time E.
Während die aus der Verpuffungskammer 4 im Zeitpunkt ο bzw. A entlassene höchstgespannte Feuergasteilmenge im Düsen- und Beschaufelungssystem I, Ia, 9 einer durch den Linienzug A-B gekennzeichneten Teilexpansiion unterworfen wurde, hatte eine andere der vier Verpuffungskammern 1 bis 4, beispielsweise die Kammer 3, ein Arbeitsspiel abgewickelt, das gegenüber dem der Fig. 6 für die Kammer 4 zeitlich so versetzt ist, daß der Punkt B des dieser Verpuffiungskammer 3 zugeordneten, nicht gezeichneten Diagrammzuges bereits erreicht war, als das Diagramm der Fig. 6 den Punkt ο der Zeitlinie der Abszissenachse erreichte; mit anderen Worten, das der Verpuffungskammer 3 unterstellte Arbeitsspiel eilt dem der Fig. 6 um den Zeitabstand der Punkte A-B voraus. Demgemäß hatte sich das Düsenventil i8(3) (s. Fig. 3) in dem Zeitpunkt ο des Diagramms der Fig. 6 geöffnet und eine niedrigergespannte Feuergasteilmenge, nämlich eine Feuergasteilmenge vom Drucke p2, in die Auffüllkammer 12 entlassen. Da das Düsenventil i'8(3) dabei während einer Zeitspanne offen ist, die dem Zeitabstand B-C des Diagramms der Fig. 6 entspricht, wird diese niedrigergespannte Feuergasteilmenge einer Expansion unterworfen, die nach dem Diagramm der Fig. 6 im Punkte 31 gemäß der punktiert gezeichneten Linie beginnt und bei 32 endet, entsprechend dem Zeitpunkt C der Fig. 6, dem der Zeitpunkt 32, wieder um das Zeitmaß A-B versetzt, vorauseilt.While the highly stressed partial amount of fire gas released from the deflagration chamber 4 at time ο or A in the nozzle and blading system I, Ia, 9 was subjected to a partial expansion marked by the line AB , another of the four deflagration chambers 1 to 4, for example chamber 3, handled a working cycle that is offset in time compared to that of FIG. 6 for the chamber 4 that the point B of the diagram train associated with this deflagration chamber 3, not shown, was already reached when the diagram of FIG Abscissa axis reached; in other words, the working cycle assumed by the deflagration chamber 3 precedes that of FIG. 6 by the time interval between the points AB. Accordingly, the nozzle valve had i8 (3) (s. Fig. 3) at the time of the diagram ο of Fig. 6 is opened and a low-loaded fire gas subset, namely a flue gas subset from the pressure p 2, released into the filling chamber 12th Since the nozzle valve i'8 (3) is open during a period of time which corresponds to the time interval BC of the diagram in FIG The drawn line begins and ends at 32, corresponding to the point in time C of FIG. 6, which is preceded by the point in time 32, again offset by the time measure AB.
Mit dem Linienzug 31, 32 stimmt die strichpunktiert gezeichnete Linie 42 des Innendruckverlaufes in der Auffüllkammer 121 bis auf geringe Abweichungen im Bereiche der Auffüllpbase 33 der Aufiüllkammer 12 überein. Weil diese Linie 42 des in der Auff üllkammer 12 auftretenden Innendruckes nichts anderes darstellt wie den Verlauf des hinter der Beschaufelung Ia, 9, 24 auftretenden Gegendruckes, von unbeachtlichen Strömungswiderßtänden abgesehen, so tritt im Bereiche 34 bis 32 eine fast vollständige Äquidistanz des Linienzuges 42 zur Expansionslinie A-B auf. Das bedeutet, daß in der Düsen- und Beschaufelungsanordnung 1,9 praktisch gleiche Enthalpiegefälle auftreten. Die im Bereiche 33 auftretenden Abweichungen liegen innerhalb der zulässigen Toleranz von 45 °/& des optimalen Gefälles für einkränzige Räder, wobei die größten Schwankungen nach oben 30% und nach unten 15% bekanntlich nicht überschreiten sollen. Erreicht worden ist dieses günstige Ergebnis durch die Vereinigung zweier Maßnahmen, nämlich zunächst durch die verhältnismäßig kleine Ausbildung der Auffüllkammer 12, die im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 3 gut zu erkennen ist. Zu dieser Kleinheit der Auffüllkammer konnte man kommen, weil man wiederum zwei günstige Maßnahmen verwirklichte. Zunächst faßt man die Auffangdüsen iI(d und ιι(2) zu einer gemeinsamen Gruppendüse 11 (12) und ebenso die beiden folgenden Auffangdüsen zu einer Gruppenauf fangdüse 11(3,4) zusammen. Weiter sah man eine einzige Düsenanordnung II für die Erfassung aller Feuergase vor, die eiinen Querschnitt der Turbine in der Lage der Düsen II senkrecht zur Turbinenachse durchströmen. Dadurch gelingt es, die Auffüllkammer 12 ohne Störungen des Turbinenaufbaues zwischen den Rädern 9 und 14 innerhalb des Turbinengehäuses 15 völlig unterzubringen und ihren Rauminhalt so zu bestimmen, daß letzterer weniger als ein Zehntel des Rauminhaltes der Verpuffungskammern ι bis 4 beträgt, die auf diese Auffüllkammer 12 in zyklischer Versetzung der Arbeitsspiele arbeiten, und damit zwischen einem und fünf Hundertstel des Verpuffungskarnmergesamtvolumens liegt. Dieser geringe Rauminhalt hat außer dem Vorteil der günstigen Beeinflussung der Äuffüllphase die Auswirkung kleiner Kammeraußenflächen, so daß die Wärmeübergänge an derselben entsprechend gering ausfallen.The dash-dotted line 42 of the internal pressure profile in the filling chamber 12 1 coincides with the lines 31, 32 except for slight deviations in the area of the filling base 33 of the filling chamber 12. Because this line 42 of the internal pressure occurring in the filling chamber 12 does not represent anything else than the course of the counterpressure occurring behind the blading Ia, 9, 24, apart from insignificant flow resistances, an almost complete equidistance of the line 42 occurs in the areas 34 to 32 Expansion line AB . This means that practically the same enthalpy gradients occur in the nozzle and blading arrangement 1.9. The deviations occurring in area 33 are within the permissible tolerance of 45 ° / & of the optimum gradient for single-rim wheels, with the largest fluctuations upwards of 30% and downwards of 15%, as is well known, should not exceed. This favorable result has been achieved through the combination of two measures, namely first through the relatively small design of the filling chamber 12, which can be clearly seen in the exemplary embodiment in FIGS. It was possible to arrive at this small size of the filling chamber because two favorable measures were again implemented. First, the collecting nozzles iI (d and ιι (2) are combined to form a common group nozzle 11 (12) and the two following collecting nozzles are combined to form a group collecting nozzle 11 (3, 4) Fire gases flow through a cross section of the turbine in the position of the nozzles II perpendicular to the turbine axis. This makes it possible to completely accommodate the filling chamber 12 within the turbine housing 15 without disturbing the turbine structure between the wheels 9 and 14 and to determine its volume in such a way that the latter is less than a tenth of the volume of the deflagration chambers ι to 4, which work on this filling chamber 12 in a cyclical offset of the work cycles, and is thus between one and five hundredths of the total deflagration chamber. This small volume has the advantage of positively influencing the filling phase Effect of small outer chamber surfaces, so that the heat transfer e on the same turn out to be correspondingly low.
Dazu tritt als zweite wesentliche Maßnahme, daß, wie das Q-F-Diagramm der Fig. 7 noch besonders deutlich zu erkennen geben wird, die über das Düsenventil i8(3) entlassenen Feuergasteilmengen einen sehr erheblichen Anteil an der insgesamt bei einer Verpuffung in der Verpuffungskammer erzeugten Feuergasgesamtmenge darstellen, so daß sich die Auffüllkammer 12 äußerist umfassend und schnell auffüllt. Denn sie wird von zwei Selten aus mit Feuergasen gespeist; sie nimmt über die Auffangdüsenquerschnitte 11 (lj2) und ii(3,4) die in der vorgeordneten Düsen- und Bescbauf elungsanordnung I, 9, 24 teilweise abgearbeitete, zunächst höchstgespannt gewesene Feuergasteilmenge auf, und sie erhält weiter über den Zuführungsquerschnitt 20 niedrigergespannte Feuergasteilmengen über die Düsenventile 18 bzw. über das gerade betrachtete Düsenventil i8(3). Auf diese beiden Umstände ist der äquidistante Verlauf der strichpunktiert dargestellten Gegendrucklinie 42 zur Expansionslinie A-B zurückzuführen.In addition, the second essential measure is that, as the QF diagram in FIG. 7 will show particularly clearly, the partial quantities of fuel gas released via the nozzle valve i8 (3) make up a very considerable proportion of the total generated in the deflagration chamber during a deflagration Represent the total amount of fire gas so that the refill chamber 12 fills extensively and rapidly on the outside. Because it is fed with fire gases from two rare locations; Via the collecting nozzle cross-sections 11 ( lj2 ) and ii (3, 4) it receives the partial amount of fire gas that has been partially processed in the upstream nozzle and mounting arrangement I, 9, 24 and which was initially highly tensioned, and it continues to receive partial amounts of lower-tensioned fire gas via the supply cross-section 20 the nozzle valves 18 or via the nozzle valve i8 just considered (3) . The equidistant course of the counterpressure line 42, shown in dash-dotted lines, to the expansion line AB can be attributed to these two circumstances.
Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, daß hinter der Düsen- und Beschaufelungsanordnung II, 14, also im Ausströmgehäuse 22, ein Gegendruckverkuf 35 auftritt, der durch die gestrichelte Linie in Fig. 6 gekennzeichnet ist. Erreicht wird er durch die Ausschiebung der Feuergasteilimengen längs des Zeitabstandes C bis E der Fig. 6 für die betrachtete Kammer 4, soweit die Entlassung dieses Feuergasrestes über das geöffnete Auslaßventil 2i(4) erfolgt. Was für die Kammer 4 dargelegt worden ist, gilt naturgemäß für alle Kammern, d. h. auch für die Kammern 1, 2 und 3. Das bedeutet, daß unabhängig von der Verpuffungskammer, die gerade höher-,For the sake of completeness, it should be mentioned that behind the nozzle and blading arrangement II, 14, that is to say in the outflow housing 22, a counterpressure sales 35 occurs, which is indicated by the dashed line in FIG. It is achieved by pushing out the partial quantities of fuel gas along the time interval C to E of FIG. 6 for the chamber 4 under consideration, provided that this residual fuel gas is released through the open outlet valve 2i (4) . What has been set out for chamber 4 naturally applies to all chambers, ie also to chambers 1, 2 and 3. This means that regardless of the deflagration chamber, the higher,
609 577/2«609 577/2 «
Sdi 11205 IaI 46 fSdi 11205 IaI 46 f
niedriger,- .·',. oder ! ;niedrigstgespannte Feuergasteifclower, -. · ',. or ! ; Lowest-tension fire gasifc
■;-;. mengen entläßt, die Düsen- und Beschaufelungsanordnungen I, Ια, 9) 24 und II, Πα, 14, 20 praktisch gleiche Feuergasgefälle zu verarbeiten haben, da auch Expansioneliinienabschnitt B-C und zugehörige Gegendrucklinie 35 im wesentlichen äqui- ■; - ;. quantities released, the nozzle and blading arrangements I, Ια, 9) 24 and II, Πα, 14, 20 have to process practically the same fire gas gradients, since expansion line section BC and associated counterpressure line 35 are essentially equal
>■.■■;■ distant verlaufen. Zugehörig zum Expansionslinienabschnitt oder kürzer Teilexpansion B-C des Diagramms der Fig. 6.ist dabei derjenige Gegendruckverlauf im Ausströmgehäuse 22, der von der niedrigstgespännten Feuergasteilmenge einer der> ■. ■■; ■ run distant. Associated with the expansion line section or shorter partial expansion BC of the diagram in FIG
;■■■: Verpuffungskammern 1 oder 2 erzeugt wird, deren Arbeitsspielbeginn gegenüber dem Zeitpunkt ο der Fig. 6 um das Zeitmaß A bis C voreilen muß, um im Zeitpunkt B des Diagrammzuges der Fig. 6 mit der Entlassung ihrer Restfeuergasmenge in das Aus- ; ■■■: Verpuffungskammern generated 1 or 2, whose work start of the game from the time point ο of Figure 6 must advancing to the time scale A to C to the time point B of the diagram of the train of Figure 6 with the release of its remaining fire amount of gas in the training..
<'■". strömgehäuse 22 beginnen zu können. Durch diese somit in allen Turbinenstufen auftretenden bzw. durch gleichartige Maßnahmen auch bei mehr als zwei Turbinenstufen .'erreichbaren, praktisch gleichen Enthalpiegefälle werden die erstrebten, hohen <'■". Strömgehäuse to begin the 22nd This therefore occur in all turbine stages or by similar measures also in more than two turbine stages .'erreichbaren, virtually the same enthalpy are the aspired, high
; Radwirkungsgrade verwirklicht. ; Realized wheel efficiency.
Das Q-F4}iagramm der Fig. 7 läßt diese Verhältnisse noch deutlicher erscheinen. In dem Q-F-The Q-F4} diagram of FIG. 7 leaves these relationships appear even clearer. In the Q-F-
»5 Diagramm der Fig. 7, welches das übliche Q-S-Entropiediagramm, z.B.·-nach Pflaum, mit den »5 Diagram of FIG. 7, which shows the usual QA entropy diagram, for example after plum, with the
■■■■?. prozentual'ausgeströmten Feuergasmengen, unter Berechnung der Feuergasgesamtmenge je Verpuffungskammer mit 100%, als Abszissen vereinigt, wobei die Ordinaten dem Wärmeinhalt Q der ■■■■ ?. percentage of the amount of fire gas that has flowed out, calculating the total amount of fire gas per deflagration chamber with 100%, combined as the abscissa, the ordinates being the heat content Q of
Feüergase inFire gases in
•kcal
run3 • kcal
run 3
entsprechen, erkennt man zunächst wieder die den Punkten des Linienzuges A, B, C, B der Fig..6 entsprechenden Punkte A, B, C, E der Fig. 7. Das Druck- und Temperaturliniennetz ist nur angedeutet und gilt nur für die von A aus-correspond, one recognizes first again the points A, B, C, E of FIG. 7 corresponding to the points of the line A, B, C, B of FIG from A
■■■■ · gehende Doppellinie, welche die adia-batischen Feuergasgefälle angibt. Die Doppellinie gibt die während der Expansion auftretenden Zustandsänderungen wieder, aber nur für die ideale Maschine, bei der während der Expansion keine Entro-■■■■ · walking double line, which the adia-batic Indicates fire gas gradient. The double line shows the changes in state occurring during expansion again, but only for the ideal machine, where no entro-
·:··■■ pieäriderungen auftreten, d. h. bei der keine Wärmeübergänge an die feuergasberührten Wandungsflächen' stattfinden und keine Wärmeentwicklung durch Reibung an Läufer und Schaufeln eintritt. Bei der praktisch anisgeführten Maschine ist natürlich beides nicht der Fall. Sorgfältige Untersuchungen über den Wärmeübergang an den Wandungen auf der Gasseite und Berechnungen der Ventilationsverluste am Läufer und an den Schaufeln haben jedoch ergeben, daß bei gut, ausgeführten·: ·· ■■ discomfort occurs, d. H. with no heat transfer on the wall surfaces in contact with the flue gas and no heat generation occurs through friction on the rotor and blades. With the practically anis-led machine is natural neither is the case. Careful investigations into the heat transfer on the walls on the gas side and calculations of ventilation losses on the rotor and on the blades, however, have shown that with good, executed
. Anlagen und bei Anwendung der üblichen Arbeitsprozesse annähernd Übereinstimmung zwischen durch Reibung und Ventilation entwickelten und an das Kühlmittel übergehenden Wärmemengen besteht. Es ist daher berechtigt, von adiabatischen Zustandsänderurigen während der Expansion auszugehen und diese Änderungen erscheinen in Q-S-o:der Q-FrDiagramm' als Vertikallinien. Eingetragen sind weiter die strichpunktiert gezeichnete, dem Linienzug 42 der Fig. 6 entsprechende Gegen-. Systems and when the usual work processes are used, there is an approximate correspondence between the amounts of heat developed by friction and ventilation and transferred to the coolant. It is therefore justified to assume adiabatic state changes during the expansion and these changes appear in the QS- o: the Q-Fr diagram 'as vertical lines. Also entered are the dash-dotted counterparts corresponding to the line 42 of FIG.
■< drucklinie 37 und die dem Lmienzug. 35 der Fig. 6 entsprechende Linie 38. Diese. Linien bestimmen in \ferbindung mit durch die Punkte A, B, C und £ gelegten Ordinaten die Flächen L0, I6, H0 und III.■ <print line 37 and that of the line train. 35 of FIG. 6 corresponding line 38. This. Lines determine the areas L 0 , I 6 , H 0 and III in connection with the ordinates laid through the points A, B, C and £.
Die Fläche la unterhalb des der ersten Teilexpansion A-B entsprechenden Kuvenverlaufes A-B gibt der Arbeitsleistung der aus der Düsenanordnung I ausströmenden Feuergasteilmenge, ausgeübt auf das Rad 9, an! Die strichpunktiert gezeichnete Trennlinie 37: entspricht dem in der Auffüllkammer 12 auftretenden Innendruck, entspricht also dem Gegendruck in bezug auf die vorgeordnete Düsen- bzw. Beschaufekingsanordnung I, 9. Der Verlauf dieser Linie 37 ist abhängig außer von einer Reihe von Einflüssen rechnerisch und verr suichstechnisch schwieriger Erfaßbarkeit in der Hauptsache von der Anzahl der arbeitenden Kammern, der Zahl und Größe der Düsenvorräume und der engsten Düsenquerschnitte. Letztere wurden neben der bereits erwähnten Raumbemessiung der Auffüllkammer planmäßig variiert, um günstige Verhältnisse zu erzielen. Dabei zeigte es sich, daß man bei alleiniger Verarbeitung der zunächst höchstgespannt gewesenen Feuergasteilmenge in der Düsenanordnung II deren engsten Gesamtquerschnitt /n im Verhältnis zum engsten Gesamtquerschnitt Z1 der Düsenanordnung I in den Grenzen 1,5 .··■-bis 2,5 : ι halten muß, um zu optimalen Werten kommen zu können. Das Verhältnis fn: fl ist auf .2,5 bis. 3,5:1 zu vergrößern, wenn die Düsenanordnung II gemäß dem Ausführungsbeispiel nicht nur über die Düsenanordnung;I, zugeführte, Ursprung- *>* lieh höchstgespannt gewesene ■ Feuergasteilmenge, sondern auch die aus den Verpuff kammern über die Organe 18,12,20 unmittelbar entnommene, niedrigergespannte Feuergasteilmenge zu verarbeiten hat. Durch die so zu erreichende, günstige Gestaltung . f der Linien 37 und naturgemäß auch 38 im Q-V-Diagramm wird der Radwirkungsgrad der Türbine in optimaler Weise gesteigert, weil die im wesentlichen erreichte Aequidistanz der Linien A-B, 37 und 38 zeigt, daß es gelungen ist, in den Turbinenstufen I, la, 9 und II,Ha, 14 gleiche Enthalpiegefälle zu verwirklichen.The area l a below the curve AB corresponding to the first partial expansion AB indicates the work performance of the partial amount of fuel gas flowing out of the nozzle arrangement I, exerted on the wheel 9! The dash-dotted dividing line 37: corresponds to the internal pressure occurring in the filling chamber 12, i.e. corresponds to the counterpressure in relation to the upstream nozzle or loading arrangement I, 9. The course of this line 37 is dependent on a number of mathematical and technical influences Difficult to determine mainly from the number of working chambers, the number and size of the nozzle vestibules and the narrowest nozzle cross-sections. In addition to the space dimensioning of the filling chamber already mentioned, the latter were varied according to plan in order to achieve favorable conditions. It was found that if only the partial amount of fuel gas that was initially highly stressed was processed in the nozzle arrangement II, its narrowest total cross-section ( s) in relation to the narrowest total cross-section Z 1 of the nozzle arrangement I within the limits of 1.5. ·· ■ -to 2.5: ι must hold in order to be able to achieve optimal values. The ratio fn: f l is from .2.5 to. 3.5: 1 to increase if the nozzle arrangement II according to the exemplary embodiment not only via the nozzle arrangement; 20 has to process directly withdrawn, lower-tension partial amount of fuel gas. Due to the inexpensive design that can be achieved in this way. f of lines 37 and, of course, also 38 in the QV diagram, the wheel efficiency of the door bracket is optimally increased because the essentially achieved equidistance of lines AB, 37 and 38 shows that it has been possible to succeed in turbine stages I, la, 9 and II, Ha, 14 to achieve equal enthalpy gradients.
Mit Ib ist eine Fläche bezeichnet worden, die der Arbeitsabgabe der über die Düsen I zugeführten Feuergasteilmenge in der Düsen- und Beschaufelungsano;rdnu.ng II, IIa, 20 entspricht. Es handelt sich also ,um die Arbeitsleistung desjenigen Teiles der Feuergasgesamtmenge, der bereits in der ersten Turbinenstufe I, Ia, 9 Arbeit geleistet hatte und weitere Arbeit in der zweiten Turbinenstufe leistet. An area has been designated by I b which corresponds to the work output of the partial amount of fuel gas supplied via the nozzles I in the nozzle and blading system II, II a, 20. It is therefore the work of that part of the total amount of fuel gas that had already done work in the first turbine stage I, Ia, 9 and is doing further work in the second turbine stage.
Die Arbeitsfläche II α entspricht der disponiblen Arbeit, welche die über die Düsenventile 18 aus den Verpuffungskammern entlassenen, niedrigergespannten Feuergas'teilmengen .an ' die . zweite' Turbinenstufe abgeben.The work surface II α corresponds to the disposable work which .an the discharged through the nozzle valves 18 from the Verpuffungskammern, lower tensioned Feuergas'teilmengen 'the. second turbine stage.
Mit III ist schließlich das Arbeitsvermögen bezeichnet, das die über Treibgasleitung 23 abströmenden Feuergase besitzen.Finally, III denotes the work capacity, which have the fire gases flowing off via propellant gas line 23.
Fig. 7 läßt in Verbindung mit der in den Fig. 1 und .2 ..schematisch.!verdeutlichten,; konstruktiven Gestaltung erkennen, welche erfinderischen Maßnahmen zu dem so erreichten, erheblichen Fortschritt .geführt haben, der dadurch.gegeberiist,-: daßFIG. 7, in conjunction with that in FIGS. 1 and 2 ... schematically ... clarifies; constructive Design recognize which inventive measures lead to the considerable progress achieved in this way .have led, which is.given thereby, -: that
6OT· 577/2«6OT · 577/2 «
Sch 112051 al46 fSch 112051 al46 f
gemäß der praktisch gleichen Gefälle in den Turbinenstufen . diesen . Verhältnissen weitestgehend entsprechende Räder bzw. Radgnuppen mit optimalem Wirkungsgrad anwendbar- geworden sind, so daß dadurch eine in bezug auf die Beauf schlagungsverhältnisse Dampf- oder Gleichdruckturbinen gleichzustellende Explosionsturbine geschaffen werden konnte, denen gegenüber sie den grundsätzlichen Vorteil der thermodynamisch«! Überlegenheit des Verpuffungsverfahrens über das Gleichdruckverfahren hat. Hierzu wird verwiesen auf die grundsätzlichen Darstellungen bei Stodola, »Dampf- und Gasturbinen«, 5. Auflage, S. 994, und Kruschik, »Die Gasturbine«, Springerverlag Wien, 1952, S. 5. Das Q-F-Diagramm läßt zunächst erkennen, welche erheblichen Feuergasmeiiigen zur Auffüllung der Auffüillkammer zur Verfügung stehen. Wie bereits oben ausgeführt, wird die Auffüllkammer 12 bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 3, zu dem das Diagramm der Fig. 7 gehört, von :z-wei Quellen aus gleichzeitig mit Feuergasen aufgefüllt, zunächst von der Feuergasteilmenge im Ausmaß 39 im Verhältnis zur Feuergasgesamtmenge 40 über die vorgeordnete Düsen- und Besehaufelungsanordnung I, 9 und weiter von der Feuer gasteiknenge vom Ausmaß 41 im Verhältnis zur Feuergasgesamtmenge 40 über die Zuführungen 18, 19, 20. Dadurch kommt es zu einer Einflu tang großer Feuergasmengen in die Kammer 12 und damit zu einer außerordentlich rapiden Auffüllung derselben, so daß der Zwickel 33, in dem noch Abweichungen zwischen der Äquidistanz der Linien A-B und 37 auftreten, fast verschwindet; die Gegendrucklinie 37 wird dadurch schon bei kleineren Feuergasausströmvolumina in die gewünschte Relativlage zum Expansionslinienabschnitt A-B gebracht. Gleiches gilt für Gegendrucklinien 38 und Zwickel 43 entsprechend. Im Beispielsfalle betragen die Anteile 39 und 41 zusammen etwa 75°/o der Feuergasgesamtmenge, wobei allein 25 % auf den Anteil 41 entfallen. Dabei durchströmen diese 75% Feuergase diesen engsten Querschnitt.der Düsenanordnung II mit geringsten . 45 Düsenverlusten.according to the practically same gradient in the turbine stages. this. Wheels or wheel groups with optimum efficiency have become applicable to the greatest possible extent, so that an explosion turbine that is equivalent to steam or constant pressure turbines with regard to the loading conditions could be created, compared to which they have the fundamental advantage of thermodynamically «! Has superiority of the deflagration process over the equal pressure process. Reference is made to the basic descriptions in Stodola, "Steam and Gas Turbines", 5th Edition, p. 994, and Kruschik, "Die Gasturbine", Springerverlag Vienna, 1952, p. 5. The QF diagram initially shows which considerable amounts of fire gas are available to fill the filling chamber. As already stated above, the filling chamber 12 in the exemplary embodiment according to FIGS. 1 to 3, to which the diagram in FIG Relation to the total amount of fire gas 40 via the upstream nozzle and blading arrangement I, 9 and further from the amount of fire gas amounting to 41 in relation to the total amount of fire gas 40 via the inlets 18, 19, 20 and thus to an extraordinarily rapid filling up of the same, so that the gusset 33, in which there are still deviations between the equidistance of the lines AB and 37, almost disappears; the counterpressure line 37 is thereby brought into the desired position relative to the expansion line section AB even with smaller flue gas outflow volumes. The same applies to counter-pressure lines 38 and gusset 43 accordingly. In the example case, the proportions 39 and 41 together amount to about 75% of the total amount of fire gas, with the proportion 41 alone accounting for 25%. This 75% fire gases flow through this narrowest cross-section of the nozzle arrangement II with the smallest. 45 nozzle losses.
Mit diesem Hinweis ist bereits der obenerwähnte Einfluß des Arbeitsverfahrens auf die Ausführungsmöglichkeiten nach den Fig. 3 bis 5 gestreift worden. Um diese Einflüsse im einzelnen erkennen zu können, geht man zweckmäßig von der Fig. 4 aus, da das hier gezeigte Ausführungsbeispiel auch dann zu verwirklichen wäre, wenn die in Fig. 6 dargestellten Druckverhältnisse nicht verwirklicht hätten werden können. Es ist nämlich zu berückschtigen, daß die in den Düsen 28 nach Fig. 4 verarbeiteten Feuergase nach ihrem Druckzustand durchaus von den Feuergasen verschieden sein könnten, die durch die Düse II strömen. Stellt man sich nun vor, es würden die Düsen 28 nach Fig. 4 in den Raum innerhalb der Düse II hineinverlegt, selbstverständlich ohne ihre maßgebenden Querschnitte zu verändern, so könnten ohne Zweifel die Düsenwandungen um so dünner gehalten werden, je stärker es gelingt, Übereinstimmung zwischen den Zuständen der die Düsen 28 und die Düse II durchströmenden Feuergase herzustellen. Wenn es gelingen könnte, diese periodisch auf- und abschwankenden Feuergaszustände zur Übereinstimmung zu bringen, könnte man sogar die Düsen 28 mit der Düse II vereinigen.With this reference, the above-mentioned influence of the working method on the possible embodiments according to FIGS. 3 to 5 has already been touched upon. In order to be able to recognize these influences in detail, one expediently starts from FIG. 4, since the embodiment shown here could also be implemented if the one shown in FIG Pressure conditions could not have been achieved. For it is to be taken into account that the fire gases processed in the nozzles 28 according to FIG. 4 according to their pressure state of could be different from the fire gases flowing through nozzle II. Now imagine it the nozzles 28 according to FIG. 4 would of course be relocated into the space within the nozzle II without changing their relevant cross-sections, the nozzle walls could undoubtedly the more closely it succeeds in keeping the correspondence between the states, the thinner it is of the fire gases flowing through the nozzles 28 and the nozzle II. If it could succeed to bring these periodically up and down flue gas states into agreement, one could even combine the nozzles 28 with the nozzle II.
Entsprechend der gefundenen und in den Fig. 6 und 7 dargestellten Möglichkeit, den Expansionslinienabschnitt B-C in den Verpuffungskammern' mit der zugehörigen Dehnungslinie 31-32 zur Dekkung zu bringen, also Übereinstimmung zwischen den Zuständen der durch die Düsenanordniungen 28 · und II nach Fig. 4 strömenden Feuergase zu schaffen, ist es möglich geworden, dieses Ziel zu erreichen, also zu der Ausbildung nach den Fig. 1 bis 3 zu kommen, d. h. eine Gesamtdüse II in der zweiten und entsprechende Gesamtdüsen selbstverständlich auch erforderlichenfalls in den weiteren Turbinenstufen zu verwirklichen. Diese Düsenausbildung hat dabei eine Reihe erheblicher Vorteile. Die Düsen 28 nach Fig. 4 arbeiten nämlich periodisch, d. h. sie erhalten nur während der Zeitspanne B bis C der Fig. 6 Feuergase. Düsen mit unterbrochener Beaufschlagung arbeiten aber ungünstiger als pausenlos beaufschlagte Düsen. Eine solche pausenlos arbeitende Düse ist die Düse II; denn ihr ist eine einzige Auffüllkammer 12 vorgeordnet, die deshalb uniunterbrochen Feuergase erhält, weil die Arbeitsspiele der Kammern 1 bis 4 zweckmäßig so versetzt sein können, daß stets eine der Düsen I(1) bis I(4) Feuergase erhält. Eine An-Ordnung nach Fig. 3 arbeitet also mit höherem Düsenwirkungsgrad als eine Anordnung nach Fig. 4 mit den Einzeldüsen 28 oder eine Anordnung nach Fig. 5 mit Gruppendüsen 28(li2) oder 28(3>4). Durch die pausenlos aufeinanderfolgende Beaufschlagung mit Treibmittel erhalten die Turbinenräder 9 und 14 außerdem ein sehr gleichmäßiges Drehmoment und der Ungleichförmigkeitsgrad des Turbinenläufers comax —ωη,ίη:ω konnte gegenüber der Ungleichförmigkeit von Explosionsturbinen mit Druckausgleich zwischen den Turbinenstufen mit Hilfe sogenannter Druickausgleichshehälter wesentlich verbessert werden. Während die bekannten Turbinen einen solchen von ι :35ο aufwiesen, beträgt er bei erfindungsgemäß ausgebildeten Türbinen 1 :700 ohne Berücksichtigung eines etwa angetriebenen Verdichters.Corresponding to the possibility found and shown in FIGS. 6 and 7 of bringing the expansion line section BC in the deflagration chambers to coincide with the associated expansion line 31-32, i.e. correspondence between the states of the nozzle arrangements 28 and II according to FIG. 4 To create flowing fire gases, it has become possible to achieve this goal, ie to come to the training according to FIGS. 1 to 3, ie to realize a total nozzle II in the second and corresponding total nozzles, of course, if necessary in the further turbine stages. This nozzle design has a number of significant advantages. The nozzles 28 according to FIG. 4 work periodically, that is to say they only receive fire gases during the time span B to C of FIG. 6. Nozzles with interrupted application work less well than non-stop nozzles. Such a continuously working nozzle is nozzle II; because it is preceded by a single filling chamber 12, which receives uninterrupted fire gases because the working cycles of chambers 1 to 4 can be appropriately offset so that one of the nozzles I (1) to I (4 ) always receives fire gases. An arrangement according to FIG. 3 thus works with a higher nozzle efficiency than an arrangement according to FIG. 4 with the individual nozzles 28 or an arrangement according to FIG. 5 with group nozzles 28 (li2) or 28 (3> 4) . Due to the non-stop successive application of propellant, the turbine wheels 9 and 14 also receive a very even torque and the degree of irregularity of the turbine rotor co max - ω η , ί η : ω has been significantly improved compared to the irregularity of explosion turbines with pressure equalization between the turbine stages with the help of so-called pressure equalization containers will. While the known turbines had such a value of ι: 35ο, it is 1: 700 with door bins designed according to the invention without taking into account a possibly driven compressor.
Dazu kommt, daß die Düse II nach Fig. 3 zu einer einzigen Durchbrechung der Wandungen der Radkammer 26, von derjenigen durch die Fangdüse .115 27 abgesehen, führt, während die Zahl der Durchbrechungen nach Fig. 4 größer wäre; das Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 nimmt eine Mittelstellung ein. Es kann also eine Anordnung nach Fig. 3 mit einer weit besseren Laufradabschirmung versehen werden als die Anordnung nach den Fig. 4 und 5. Von dem Ausmaß dieser Abschirmung hängt aber der Ventilationswiderstand des Rades ab, so daß das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 zu dem erreichbaren Bestmaß führt. Die Einführung der zusätzlichen Feuergasmenge vom Ausmaß 41 in dieIn addition, the nozzle II according to FIG. 3 leads to a single opening in the walls of the Wheel chamber 26, apart from the one through the catch nozzle .115 27, leads, while the number of openings 4 would be larger according to FIG. the embodiment according to Fig. 5 assumes a central position. An arrangement according to FIG. 3 can therefore be used a far better impeller shield can be provided than the arrangement according to FIGS. 4 and 5. However, the ventilation resistance of the wheel depends on the extent of this shielding, so that the embodiment according to FIG. 3 leads to the best possible measure. Introducing the additional Fire gas amount of 41 in the
609 577/2«609 577/2 «
Sch 11205 IaI 46 fSch 11205 IaI 46 f
Auffüllkammer 12 erfolgt dabei bereits zwischen den Rädern I α und Ha, also, in Strömungsrichtung gesehen, wesentlich vor dem engsten Querschnitt 25 der Düse II (vgl. Fig. 3). Durch diesen engsten Querschnitt strömen also etwa 75 % der Feuergase laminar, somit mit dem bereits erwähnten kleinsten Düsenverliust.Filling chamber 12 already takes place between the wheels I α and Ha, that is, in the direction of flow seen, substantially before the narrowest cross section 25 of the nozzle II (see. Fig. 3). By this closest Cross-section about 75% of the fire gases flow laminar, thus with the already mentioned smallest Nozzle loss.
Naturgemäß ist es auch möglich, gewisse Abweichungen in den durch die Fig. 6 und 7 dargestellten Verhältnissen zuzulassen. In diesen Fällen muß man naturgemäß auf die dargestellten Möglichkeiten der Ausführungsbeispiele 4 und 5 und/ oder auf andere, erwähnte Kombinationsmöglichkeiten der dargestellten Auffang-, Auffüll- und Zuführungsverfahren und -anordnungen zurückzugreifen, ohne daß das Wesen der Erfindung verlassen wird, welche diese Auffang-, Auffüll- und Zuführungsverfahren und -anordnungen in die Verpuffungskammertechnik als neu- und eigenartige Maßnahmen und Bauelemente eingeführt hat.Of course, it is also possible to have certain deviations in those represented by FIGS. 6 and 7 Allow conditions. In these cases one naturally has to use the options presented of the embodiments 4 and 5 and / or on other, mentioned combination possibilities the illustrated collection, replenishment and delivery processes and arrangements to resort to without departing from the essence of the invention which these collection, replenishment and delivery methods and arrangements in the deflagration chamber technology introduced new and peculiar measures and components.
Wie der Vergleich des Verlaufes der Gefällebegrenzungslinien 37 und 38 in Fig. 7 mit dem Verlauf der entsprechenden Gegendrucklinien 42 bzw. 35 im Diagramm der Fig. 6 zeigt, wird die Gestaltung einer Enthalpiebegrenzungslinie wohl notwendig, aber nicht hinreichend durch die Gestaltung der entsprechenden Druckkurve charakterisiert. Denn außer dem Druck sind für den Feuergaszustand, der in bezug auf einen anderen Zustand zu einem bestimmten Gefälle führt, auch Temperatur und Wärmeinhalt der Feuergase maßgebend. Es wäre also theoretisch möglich, die Absenkung der Gefällebegrenzungslinien 37 und 38 in Fig. 7 zu bewirken, ohne den Druck der Feuergase, also den Gegendruck in bezug auf ein vorgeordnetes Düsen- und Beschaufelungssystem, zu ändern. Da dadurch offensichtlich das Wesen der Erfindung nicht verlassen würde, ist also der Ausdruck Gegendruck stets in diesem weiteren Sinne einer dem Gegendruck zugeordneten Linie im Q-F-Diagramm zu verstehen.Like the comparison of the course of the gradient boundary lines 37 and 38 in FIG. 7 with the course the corresponding counter-pressure lines 42 and 35 in the diagram of FIG. 6 shows the design an enthalpy boundary line is necessary, but not sufficient due to the design characterized by the corresponding pressure curve. Because besides the pressure are for the fire gas state, which leads to a certain gradient in relation to another state, also temperature and heat content of the fire gases are decisive. So it would theoretically be possible to lower of the gradient boundary lines 37 and 38 in Fig. 7 without the pressure of the fire gases, so to change the back pressure in relation to an upstream nozzle and blading system. There this would obviously not depart from the essence of the invention, so is the expression counter pressure always in this broader sense of a line assigned to the counterpressure in the Q-F diagram to understand.
Die Steuerung der beschriebenen Ein- und Auslaßorgane, die in Form von Ventilen veranschaulicht worden sind, an deren Stelle aber auch ohne weiteres Schieber, membrangesteuerte Aus- und Einlasse od. dgl. treten können, kann auf die verschiedenste Weise vorgenommen werden, etwa mechanisch, pneumatisch, hydraulisch, elektrisch, magnetisch, elektromagnetisch, hydromechanisch,The control of the described inlet and outlet organs, which have been illustrated in the form of valves, but also without in their place Another slide, membrane-controlled outlets and inlets or the like. Can occur on the most varied Be carried out in a manner such as mechanically, pneumatically, hydraulically, electrically, magnetic, electromagnetic, hydromechanical,
So hydroelektrisch, pneumoniechanisch, pneumoelektrisch oder in sonstwie geeigneter Weise. Derartige Steuerungen und Vorrichtungen zur Regelung der gesteuerten Vorgänge sind bekannt und sind nicht Gegenstand vorliegender Erfindung.So hydro-electric, pneumonia-mechanical, pneumo-electric or in any other suitable manner. Such controls and devices for regulating the Controlled processes are known and are not the subject of the present invention.
, Abschließend sei noch darauf hingewiesen, daß es bereits bekannt ist, zwischen den Stufen einer mehrstufigen Verpuffungsbrennkraftturbine Räume anzuordnen, deren Aufgabe es ist, den Druck der Feuergase auszugleichen und die in ihnen auftretenden Wirbel zu beruhigen. Nach diesem Vorschlag kommt es . also zur Ausbildung eines annähernd gleichbleibenden Gegendruckes, so daß sich an den stark wechselnden Druckgefällen in der ersten Stufe einer derartigen Verpuffiungsbrennkraf tturbine nichts ändert, womit die Radwirkungsgrade nach wie vor 'unbefriedigend bleiben. Das ist auch der Fall bei weiter bekanntgewordenen Verpuffungsbrennkraftmaschinen, bei denen man bereits den Gegendruck der der eigentlichen Verpuffungsbrennkraftturbine nachgeschalteten Dauer-Stromturbine erniedrigt hat, um beim Ausschieben der Feuergase aus den Verpuffungskammern eine Art Gleichdruckbetrieb zu erzielen. Diese Maßnahme ändert aber nichts an den stark wechselnden Feuergasdruckgefällen während der Expansion der Feuergase aus den Verpuffungskammern. Da es weiterhin nicht möglich ist, die Radbeschaufelung auf die Verarbeitung des Druckgefälles auszulegen, das während der Gleichdruckperiode auftritt, mußten die Radwirkungsgrade nach diesen Vorschlagen hergestellter Verpuffungsbrennkraftturbinen nach wie vor unbefriedigend bleiben.Finally, it should be noted that it is already known between the stages of a to arrange multi-stage Verpuffungsbrennkraftturbine rooms, the task of which is to reduce the pressure of the Balance fire gases and calm the eddies that arise in them. According to this suggestion it comes thus to the formation of an approximately constant back pressure, so that to the strongly changing pressure gradient in the first stage of such a deflagration combustion power The turbine does not change anything, which means that the wheel efficiencies remain unsatisfactory. That is also the case with more widely known deflagration internal combustion engines, at which one already has the back pressure of the actual deflagration combustion turbine downstream continuous power turbine has decreased to a To achieve kind of equal pressure operation. This measure does not change anything in the strongly changing Fire gas pressure gradient during the expansion of the fire gases from the deflagration chambers. Because it it is still not possible to design the wheel blading to handle the pressure gradient, that occurs during the constant pressure period, the wheel efficiencies had to be according to these proposals produced deflagration combustion turbines still remain unsatisfactory.
Claims (1)
. 7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 und 6, gekennzeichnet durch Auffangen aus den Beschaufelungsanordnungen (I, I a, 9) austretender Feuergase in einzelnen Auffangdüsen (H(D, H(2)> H(3)> 11U)) oder Auffangdüsengruppen (ii(1>2)> H(3,4)) sowie durch folgende Wiedervereinigung der aufgefangenen Feuergasteilströme zu einem Gesamtstrom.6. The method according to one or more of claims ι to 4, characterized by collecting from the blading arrangements (I, I a, 9) emerging fire gases in individual, but in each case groups acting nozzle cross-sections (I ( 1> 2 )) 1 (3.4 )) assigned collecting nozzles (11 {1> 2) , II ( 3 , 4)).
. 7. The method according to one or more of claims 4 and 6, characterized by collecting from the blading arrangements (I, I a, 9) emerging fire gases in individual collecting nozzles (H (D, H ( 2 )> H (3)> 11 U)) ) or collecting nozzle groups (ii ( 1> 2 )> H (3,4)) as well as through the subsequent reunification of the collected fuel gas partial flows into a total flow.
Family
ID=
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102012011294B4 (en) | Method for cooling a gas turbine plant and gas turbine plant for carrying out the method | |
DE2524723C2 (en) | Combined gas-steam power plant with compressed gas generator | |
DE1061132B (en) | Turbocharger for multi-cylinder internal combustion engines | |
DE10254825A1 (en) | Water spray device for gas turbines | |
DE102011118735A1 (en) | DIFFUSER, ESPECIALLY FOR AN AXIAL FLOW MACHINE | |
EP0640745A1 (en) | Component cooling method | |
EP0597325B1 (en) | Method of compressor intercooling | |
DESC011205MA (en) | ||
DE102010037863A1 (en) | System and method for distributing fuel in a turbomachine | |
DE956821C (en) | Process for operating fire gases through deflagration producing propellant gas generators and device for carrying out the process | |
DE1576853C2 (en) | Device for separating water from wet steam and for subsequent superheating of the steam | |
DE715734C (en) | Device for slot-controlled two-stroke internal combustion engines to link the flushing flow to the wall | |
CH693682A5 (en) | Apparatus for obtaining electrical energy by means of a turbo machine. | |
DE915217C (en) | Steam or gas turbine with a running ring acted upon several times by the same steam or gas flow | |
DE963826C (en) | Method and device for the operation of detonation internal combustion turbines | |
WO2013143877A1 (en) | Turbine system with three turbines coupled to a central gearbox and method for operating a work machine | |
DESC011306MA (en) | ||
DE19882242B4 (en) | Gas and steam turbine power plant | |
DE942235C (en) | Process and device for operating fuel gas generators producing propellants by deflagration | |
DE640927C (en) | Gas turbine system with constant pressure combustion of the propellant | |
DE930000C (en) | Combustion chamber with fuel evaporation for gas turbines | |
DE950099C (en) | Process for the operation of multi-stage deflagration combustion power turbine systems and deflagration combustion power turbine systems for carrying out the process | |
DE4234248A1 (en) | Gas turbine group | |
DESC011204MA (en) | ||
DE968371C (en) | Method for operating gas turbine systems with open circuit |