DE1476913A1 - Mehrstufige Tangentialturbine - Google Patents

Mehrstufige Tangentialturbine

Info

Publication number
DE1476913A1
DE1476913A1 DE19661476913 DE1476913A DE1476913A1 DE 1476913 A1 DE1476913 A1 DE 1476913A1 DE 19661476913 DE19661476913 DE 19661476913 DE 1476913 A DE1476913 A DE 1476913A DE 1476913 A1 DE1476913 A1 DE 1476913A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
cavity
turbine
opening
gas
rotor
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.)
Granted
Application number
DE19661476913
Other languages
English (en)
Other versions
DE1476913C3 (de
DE1476913B2 (de
Inventor
Toth Dr Ferenc
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TOTH DR FERENC
Original Assignee
TOTH DR FERENC
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TOTH DR FERENC filed Critical TOTH DR FERENC
Publication of DE1476913A1 publication Critical patent/DE1476913A1/de
Publication of DE1476913B2 publication Critical patent/DE1476913B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE1476913C3 publication Critical patent/DE1476913C3/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C3/00Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
    • F02C3/04Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid having a turbine driving a compressor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D1/00Non-positive-displacement machines or engines, e.g. steam turbines
    • F01D1/34Non-positive-displacement machines or engines, e.g. steam turbines characterised by non-bladed rotor, e.g. with drilled holes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Description

  • Mehrstufige Tangentialturbine Die Erfindung betrifft eine mehrstufige Tangentialturbine, mit einem Rotor und einem Stator.
  • In der Kraftfahrzeugtechnik werden bis heute ausschließlich Expansionamaschinen, also Kolbenmaschinen, verwendt, die in einem größeren Drehzahlbereich mit verhältnismäßig gutem Wirkungsgrad betrieben werden können. Kolbenmaschinen sind jedoch wegen der vielen erforderlichen, sich hin- und herbewegenden Einzelteile nachteilig und störanfällig.
  • Es ist ein alter Wunsch, eine Maschine zu konstruieren, die einfacher als eine Kolbenmaschine ist, weniger Teile hat und deren Teile sich nur kreieförmig bewegen.
  • Wie aus vielen Veröffentlichungen hervorgeht, versucht man aus diesem Grund, sogenannte Kreinkolbenmotoren zu eutwickelug die im wesentlichen nach dem gleichen Prinzip wie die Kolbenmaschinen arbeiten, jedoch in der Regel weniger und vor allem sich kreisförmig bewegende Teile aufweisen. Aber auch Kreiakolbenmotoren haben sich bisher noch nicht durchsetzen können, vor allem wegen der Schwierigkeiten bei der Abdichtung der Verbrennungeräume.
  • Besonders in der letzten Zeit wurden viele Versuche unternommen" für Kraftfahrzeuge kleine Gasturbinen zu konstruieren. Größere Gasturbinen haben sich in den letzten Jahrzehnten für Schiffs-, lokomotiv- und Flugzeugantriebe als wettbewerbsfähig mit den Dieselmotoren durchsetzen können Um bei den Turbinen einen guten Wirkungegrad zu erreichen, muß man eine umso größere Umfangsgeschwindigkeit verwenden, je größer die Strömungsgeschwindigkeit des Gases ist. Weil bei den Gasturbinen die Strömungsgeschwindigkeit des Gases im allgemeinen groß ist, um die zu dem guten WirkungBgrad erforderliche Umfangsgeschwindigkeit zu erreichen, ist auch bei den größeren Gasturbinen eine große Drehzahl erforderlich.
  • Da eine kleine Gasturbine mit demselben Druckverhältnis,wie eine große Maschine arbeiten muß, um einen guten Wirkungsgrad zu haben, ist es notwendig, bei kleinen Gaaturbinen mit der gleichen Umfangegeschwindigkeit wie bei großen Gasturbinen zu arbeiten. Die zu diesem guten Wirkungegrad notwendige Umfangsgeschwindigkeit erreicht man bei kleinen Turbinen mit z. B. 25 - 30 cm Durchmesser nur mit einer sehr großen Drehzahl von z. B. 50000 U/min. Diese große Drehzahl ist aber aus verschiedenen Gründen sehr nachteilig. Dies dürfte der wesentliche Grund dafür sein, daß sich kleine Gasturbinen heute noch nicht als wettbewerbefähig mit den Kolbenmotoren durchsetzen konnten.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Schwierigkeit zu beheben, und zwar durch eine spezielle Form der Tangentialturbine. Bei dieser neuen Form strömt das verbrannte Gas aus verschiedenen, später erklärten Ursachen viel langsamer als bei den herkömmlichen Gasturbinen. Außerdem erfolgt hier die beste Ausnutzung der kinetischen Energie des Gases bei günstigerem Verhältnis von Ausströmungs- zu Umfangsgeschwindigkeit. Aus Berechnungen ergibt sich aufgrund der Erfindung bei einer kleinen Tangentialturbine von ungefähr 30 cm Durchmesser die ideale Dr ehzahl mit etwa 10000 U/min.
  • Eine bekannte Form von Tangentialturbinen, also Strömu,agemaschineng sind Wasserräder, die mit Schaufeln versehen sind, gegen die im wesentlichen in tangentialer Richtung Wasser strömt. Es wird also die kinetioche Energie des Wassers ausgenutzt.
  • Es ist auch bekannt, derartige Turbinen mit einem gasförmigen Antriebomittel zu betreiben. Beispielsweise bei den pneumatisch angetriebenen Kreiseln zu Steuerungszwecken befinden sich am Umfang schaufelartige Vertiefungen, gegen die im wesentlichen in tangentialer Richtung ein aus einer Düne austretender Luftstrom gerichtet ist. Solche Tangentialturbinen arbeiten mit einem äußerst schlechten Wirkungegrad.
  • Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird bei einer Tangentialturbine dadurch gelöst, daß sich in jeder Stufe Stator und Rotor auf einer Ringfläche dichtend gegenüberliegen, daß sich in jeder Stufe in dem Rotor wenigstens eine Kammer befindet, die in eine Öffnung mündet, die im Bereich der dichtenden Ringfläche liegt und im wesentlichen tangential in bezug auf die Drehbewegung des Rotors nach hinten gerichtet ist, daß sich in der Statorwandung in der Bahn der Öffnung hintereinanderliegende Durchlässe befinden, von denen der erste als Einlaß zur Ladung des Hohlraumes in dem Rotor dient, wenn sich dessen zugehörige Öffnung an ihm vorbeibewegt, während die nächstfolgenden Auslässe darstellen, die das Gas stufenweise aus dem Hohlraum entweichen lassen, wenn sich die Öffnung des Hohlraumes an diesen Auslässen vorbeibewegt, daß mehrere derartige Turbinenstufen scheibenartig nebeneinander auf einer Achse angeordnet sind, und daß wenigstens einige der Auslässe der ersten Turbine mit Einlässen nachfolgender-Turbinen verbunden sind.
  • Bei der erfindungegemäßen Tangentialturbine wird ein erster Teilvortrieb durch das im wesentlichen in tangentialer Richtung in die Kammer strömende Gas erzielt. Bei sich drehendem Rotor wird nach dem laden oder Füllen der Kammer die Öffnung geschlossen, wenn sie sich an dem Einlaß vorbeibewegt hat. Kommt danach die Öffnung mit Auslässen zur Deckung, so strömt das Gas wieder heraus, jedoch aus den nachfolgend näher erläuterten Gründen nur zum Teil.
  • Es sind mehrere Tangentialturbinenotufen auf einer Achse scheibenförmig nebeneinander angeordnet. Die Auslässe der ersten Turbinenstufe sind mit Einlässen nachfolgender Turbinenstufen verbunden. Kommt jetzt die Öffnung eines Hohlraumes der ersten Turbinenatufe mit einem Auslaß zur Deckung, so strömt das Gas in diesen Auslaß und weiter durch einen Einlaß der nächstfolgenden Turbinenstufe in deren Hohlraum, und zwar in tangentialer Richtung. Der Druckabfall in dem Hohlraum der ersten Turbinenstufe ist im wesentlichen bestimmt durch den Rauminhalt den Auslaß und Einlaß verbindenden Kanals und der beiden Hohlräume in den Scheiben. Es erfolgt somit während dieser Deckungszeit eine ziemlich genau definierte Expansion des Ganeag derart, daß ein Rückstoß in der ersten Turbinenstufe und ein Vorstoß in der zweiten Turbinenstufe durch die Bewegung des Gases erzielt wird.
  • In gleicher Weise wie soeben geschildert können auch die übrigen Auslässe der ersten Turbine mLt den Einlässen nachfolgender Turbinenstufen verbunden werden, es ist lediglich immer darauf zu achten, daß beim Zurdeckungkommen der verschiedenen Öffnungen ein Druckabfall vorhanden istg der ein Atieströmen des Gases aus dem ersten Hohlraum und ein Einst-viiinen in den zweiten Hohlraum zur Folge hat. Nach Berechnungen, die für diese von der Drehzahl praktisch unabhängige Energiestufung durchgeführt wurden, ergibt sich, daß z. B. Gas, welches ohne Energiestufung aus dem in Ruhe befindlichen Hohlraum mit einer Geschwindigkeit von 1700 m/see ausströmen würde, wegen der oben angegebenen EnergieBtufung aus dem ebenfalls in Ruhe befindlichen Hohlraum nur mit einer Geschwindigkeit von 750 - 1000 m/see strömt. Diese Geschwindigkeitsverminderung ergibt sich auch dadurch, daß dann, wenn das Gas in einen Hohlraum einströmt, ein Teil des In diesem Hohlraum zurückgebliebenen Gases mitetrömt, also praktisch die Masse des strömenden Gases vergrößert wird. Die Verhältnisse sind in der Praxis noch günstiger. Das Gas strömt nämlich nicht aus einem in Ruhe befiadlichen Hohlraum, sondern aus einem Hohlraum, der sich mit einer Umfangsgeschwindigkeit von el m/see bewegt. Wenn also c die Strömungegeschwindigkeit bei in Ruhe befindlichem flohlraum ist, dann ist nur c - ei die Ausetrömungsgeschwindigkeit des Gases aus einem Hohlraum, der sich mit der Geschwindigkeit ei bewegt, nur C - ei, Dies ist die Ursache dafür, daß das Gas, wie schon erwähnt, durch Rückstoß einen bestimmten Teil seiner Energie an den Rotor abgibt.
  • Bei der herkömmlichen Strömungsmaschine ißt der Wirk-tingf3grad am besten, wenn das Gas seine ganze kinetische Energie an den Rotor abgibt. Bei der erfindungegemäßen Tangentialturbine komprimiert das bei der 1. bis 3. Auadehnungestufe in einen Hohlraum einatrömende Gas das dort zurückgebliebene Gas, und für diesen Vorgang verbraucht das jeweils einetrömende Gas einen bestimmten Teil seiner kinetischen Energie, während der jeweils verbleibende Rest an den Rotor abgegeben wird, und zwar mit einer viel kleineren Umfangegeschwindigkeit, als das der Fall wäre, wenn gleich die ganze kinetische Energie abgegeben werden könnte.
  • Die Ladung des Hohlraumes mit Gas kann ganz einfach durch Anschließen an eine Preßgasleitung erfolgen. Das Preßgas kann z. B. durch Verbrennen eines Lufttreibstoffgemisches erzeugt werden. Es ist aber auch möglich, den Hohlraum mit einem Lufttreibstoffgemisch zu laden und die nötigen Drücke dadurch zu erzeugen, daß das Freßgas in dem Hohlraum zur Entzündung gebracht wird.
  • Der Weg vom Einlaß zum ersten Auslaß kann zweckmäßigerweise so bemessen werden, daß die Verbrennung gerade beendet wird, wenn das Gas aus dem ersten Auslaß auszuströmen beginnt.
  • Besonders zweckmäßig ist es aber, wenn der erste Auolaß schon öffnet, wenn nur die Hälfte (oder andere Bruchteile) der Mischung verbrannt ist, denn dann strömt die =verbrannte Mischung in den Verbindungskanal und verbrennt dort. Der erste Auslaß ist dazu verhältnismäßig lang ausgebildet und öffnet so lange, bis die Mischung in dem Verbindungskanal verbrannt ist. Dadurch kann der während des Verbrennungsvorganges erzielte Druckanstieg bereits während des Anstiege ausgenutzt werden. Bei dieser Lösung leistet das brennende Gas schon Arbeit, nachdem seine erste Hälfte in dem ersten Hohlraum verbrannt ist.
  • Der Wirkungegrad der erfindungegemäßen Tangentialturbine läßt sich wie folgt angeben.
  • Für die durchgeführten Berechnungen wurde eine luftkompression von 1 : 4 und Vollbelastung angenommen. Die Volumen der Hohlräume in der ersten und zweiten Stufe und der Verbindungskanäle wurden mit 17 cm3, der Hohlräume in der dritten und vierten Stufe mit 51 em3 angenommeng und es wurde angenommen, daß alle vier Stufen drei Hohlräume haben.
  • Die Ergebnisse der Berechnungen sind in Fig. 1 und 2 der Zeichnung in Diagrammen aufgetragen. Fig. 1 betrifft den Fall, bei dem die ganze Mischung in dem ersten Hohlraum verbrennt, Fig. 2 den Fall, bei dem in dem ersten Hohlraum nur die erste Hälfte der Mischung, die zweite Hälfte jedoch in dem ersten Verbindungskanal verbrennt. Bei den Berechnungen wurden die Rdbungs- und Wirbelungsverlunte vernachlässigt, es wurde aber auch mit sehr geringem Wärmeaustausch gerechnet. Es sind jeweils der Wirkungegradjund die ausgenutzte Wärme AB in Abhängigkeit von derUmfangsgeachwindigkeit Uaufgetragen.
  • Anhand der Zeichnung soll die Erfindung nachfolgend näher erläutert werden.
  • Fig. 3 verdeutlicht das Prinzip der Erfindung an einem Querschnittsbild einer ersten Ausführungsform, Fig. 4 zeigt eine gegenüber der Aueführungsform gemäß Fig. 1 abgewandelte Ausführungsform, Fig. 5 zeigt eine Gesamtanlage mit einer Turbine gemäß einer Ausführungsform der Erfindung und Fig. 6 zeigt schematisch eine Abwicklung der Draufsieht auf die erfindungegemäße Tangentialturbine gemäß Fig. 5.
  • In Fig. 3 ist ein Rotor 1 auf einer Achse 2 drehbar gelagert. Pfeile 3 geben die Drehrichtung des Rotors 1 an. Der Rotor 1 weist eine zylindrische Außenfläche 4 auf, die äußerst dicht einer entsprechenden zylindrischen Innenfläche 5 eines Stators 6 gegenüberliegt. In dem Rotor 1 befinden sich Hohlräume 7 mit einer Öffnung 8, die im wesentlichen tangential in Drehrichtung nach hinten gerichtet ist.
  • In der dargestellten Drehlage den Rotors 1 liegen die Öffnungen 8 Einlässea9 gegenüber, die im wesentlichen die gleiche Richtung haben wie die Öffnungen 8. Das einströmende Gas ist durch einen Pfeil 10 symbolisiert. Außerdem befinden sich in Drehricbtung hinter den Einlässen 9 Auslässe 11, 12,13 und 14.
  • Wird Preßgas in die Auslässe 9 eingeleitet, so stößt dieses Gas im wesentlichen in tangentialer Richtung gegen die Wandung der Hohlräume 'j" so daß dadurch ein Drebiapule in Drehrichtung ausgeübt wird. Nach einem bestimmten Drehwinkel kommt die Öffnung 8 mit dem Auslaß 11 zur Deckung, so daß das Gas aus dem Hohlraum 7 ausströmt. Dadurch erzeugt es einen Rückstoß, der den Rotor 1 in Drehrichtung antreibt. Bei weiterer Drehung erfolgt der gleiche Ausetrömvorgang auch bei den anderen AuBlässen, so daß sich der Druck in dem Hohlraum stufenweise erniedrigt und das Gas nur schrittweise ausströmt.
  • Die Ladung des Hohlraumes 7 kann auch mit einem lufttreibstoffgemisch erfolgen, das erst in dem Hohlraum entzündet wird. Die Entzündung kann durch einen in dem Hohlraum von der vorherigen Verbrennung her verbliebenen Rest heißen Gases erfolgen oder auch durch Glühkerzen, Glühköpfe oder Zündkerzen. Während der Druck durch die Verbrennung in dem Hohlraum 7 ansteigt, hat die Öffnung 8 bereits den Einlaß 9 verlassen, so daß jetzt die Öffnung 8 durch die zylinderförmige Wandung des Stators 6 geschlossen ist. Der Weg von dem Einlaß 9 zu dem Auslaß 11 ist dabei so bemessen, daß der Verbrennungsvorgang ungefähr dann beendet wird, wenn die Öffnung 8 mit dem Auslaß 11 zur Deckung kommt. In diesem Augenblick strömt das verbrannte Gas hohen Druckes in den Auslaß 11 und erzeugt somit au der Wandung des Hohlraumes 7 e-'Liien Rückstoß, der den Rotor in Drehricht#ai.-
    vortreiot. #lür den Ausetrömvorgatig gilt wie-der d#is Zuvorgesagte.
    In Fig. 4 ist ein Quersc;hn.i,tt durch ein Ausführuai;,-i-
    beispiel dargestellt, das Lut weaeiltli",lien dem gemäß Kg.
    entspricht, jedoch mit dem Unterschied, daß der Auelaß 11 über eine Ausnehmung 15 vorverlegt ist, so daß die Öffnung 8 bereits verhältnismäßig früh mit dem Auslaß 11 zur Deckung kommt und über die Auenehmung 15 für einen längeren Drehwinkel mit dem Auslaß 11 in Verbindung steht. Diese Ausführungsform dient dem Zweck, die bei dem Verbrennungsvorgang entstehende Stoßeuergie auszunutzen.
  • Die in den Fig. 3 und 4 gezeigten Auelässe 11, 129 13 und 14 sind mit Einlässen anderer Turbinen verbunden, die im wesentlichen in gleicher Weise wie die gemäß den Fig. 3 und 4 ausgebildet und mit diesen zusammen auf einer Achse gelagert sind. Eine solche Ausführungsform und die Art der Verbindung der Auslässe mit Einlässen ergibt sich aus Fig. 59 in der eine Gesamtanlage unter Verwendung einer erfindungegemäßen Tangentialturbine schematisch dargestellt ist. Aus Fig. 6 geht noch deutlicher die Art der Verbindung der Aueläsoe und Einlässe hervor.
  • Eine Welle 16 ist auf lagern 17 gelagert. Auf ihr sind ein Anlaßmotor 18, ein Kompressor 19, ein aus vier Tangentialturbinen 20, 219 22 und 23 gebildeter Turbinenoatz und eine Turbine 24 gelagert, die hier nur eine Nebenrolle spielt. Die Energieumwandlung erfolgt zum größten Teil in der erfindungegemäßeu Tangentialturbine. Wenn die Turbine 24 ganz wegfällt, ist der Geaamtwirkungograd bei z. B. 200 m/see Umfaugegeschwindigkeit nur 7 - 8 % geringer. Die Turbine kann also recht einfach sein, sie kann z. B. eine Radialturbine sein, die mit dem Kompressor zusammengefaßt sein und sich mit diesem zusammen auf einer Achse drehen kann. Die Welle 16 treibt über ein Getriebe 25 eine Belatung 26 an. Ausaugluft für die Anlage gelangt durch eine Anaaugleitung 27 in Richtung eines Pfeiles 28 in den Kompressor 19 und von dort über eine Leitung 29 in einen WUrmeaustauscher 30, dem heiße Abgase über eine Leitung 31 zugefUhrt werden, die so die Anaaugluft erhitzen. Die erhitzte Ansaugluft gelangt über eine Leitung 32 in einen Vergaser 33, dem über eine Leitung 34 Benzin zugeführt wird, und der ein luft-Benzin-Gemisch bildet, das über Einlaßleitungen 35, 36 und 37 der ersten Turbine 20 zugeführt wird. Die Einlaßleitungen 35, 36 und 37 entsprechen den drei Einlässen 9 in den Fig. 3 und 4.
  • Die Einlaßleitungen 35, 36 und 37 sind an einem ringförmigen Stator 38 der Turbine 20 befestigt. Die Turbine 21 weist einen ringförmigen Stator 39, die Turbine 22 einen ringförmigen Stator 40 und die Turbine 23 einen ringförmigen Stator 41 auf. In der Praxis bestehen alle Statoren zweckmäßigerweise aus einem Stück. Innerhalb der Statorringe 38 bis 41 läuft ein Rotor 42, der allen Turbinen gemeinsam ist und in dem sich die Hohlräume der entsprechenden Turbinen befinden. Der Stator dreht sich von unten gesehen im Uhrzeigersinn.
  • Mit gestrichelten Linien sind Öffnungen 43, 449 45 und 46 angedeutet, die den Öffnungen 8 in den Fig. 3 und 4 entsprechen. Kommen die Öffnungen 43 und 44 mit einer Auolaßöffnung 47 und einer Einlaßöffnung 48 zur Deckung, so strömt,Gan aus dem Hohlraum der Turbine 20 in den Hohlraum der Turbine 21, und zwar über eine Verbindungeleitung 49. Bei Weiterdrebung des Rotors kommen in gleicher Weise Verbindungsleitungen 50 und 51 zur Wirkung, die dadurch die übrigen Turbinen 22 und 23 speisen. Eine Verbindungsleitung 52 verbindet zwei AuBlässe miteinander und führt das Abgas in die Turbine 24. Die Öffnungen in dem Stator auf der rechten Seite der Darstellung und die zugehörigen Verbindungeleitungen haben die gleiche Funktion wie die zuvorbeschriebenen Öffnungen und Verbindungaleitungen. Schließlich sind die Auslässe, in denen der Druck zu gering ist, als daß sich eine weitere Ausnutzung der nachfolgenden Turbinen lohnen würde, über Leitungen 53 mit der Turbine 24 verbunden, in der eine letzte Ausnutzung der Strömungseuergie erfolgt.
  • Zum Anlassen der Maschine wird der Anlaßmotor 18 eingeschaltet und dadurch die Welle 16 in Umdrehungen versetzt. Dadurch tritt der Kompressor 19 in Tätigkeit und drückt Luft in den Vergaser 33, wo sie mit Benzin versetzt wird, so daß ein brennbaren Luft-Benzin-Genisch entsteht. Sobald z. B. die Öffnung 43 mit dem an die Einlaßleitung 37 angeschlossenen Einlaß zur Deckung kommt, füllt sich der im Inneren des Rotors 42 liegende, an die Öffnung 43 angeschlossene Hohlraum mit dem Luft-Benzin-Gemisch. Hat die Öffnung 43 den Einlaß verlasen, so erfolgt über eine nicht dargestellte Zündkerze eine Zündung des Luft-Benzin-Gemisches, so daß eine Verbrennung des Gemisches erfolgt und schließlich bei Erreichen der Auslaßöffnung 47 verbranntes heißes Gas hohen Drucken in dem Hohlraum vorhanden ist. Bei Deckung der Öffnung 43 mit dem Äuslaß 47 strömt das heiße Gas zum Teil und solange über die Verbindungsleitung 49 in die Einlaßöffnung 48 und den zugeordneten Hohlraum, bis im wesentlichen eine Druckgleichheit in dem verbundenen Hohlraumaystem vorhanden ist. Durch das aus der Öffnung 43 in die Verbindungsleitung 49 ausströmende Gas wird in dem der Öffnung 43 zugeordneten Hohlraum ein Rückstoß erzeugt, der dem Rotor einen Vortrieb verleiht. Gleichzeitig stößt das Gas durch die Verbindungsleitung 49, die Einlaßöffnung 48 und die Öffnung 44 in den dieser Öffnung zugeordneten Hohlraum, wo es einen Vorstoß in Umdrehungsrichtung erzeugt.
  • Rückstoß und Vorstoß sind im wesentlichen begrenztg weil auch die Expansion des Gases durch das dem Gas zur Verfügung stehende Hohlraumeystem begrenzt ist. Die Energie des Gases wird also in diesem Augenblick nur zu einem Teil ausgenutzt, Eine weitere teilweise Ausnutzung der Energie des Gases erfolgt in einer nächsten Stufe, wenn die Öffnung 43 mit einem Auslaß 54 zur Deckung kommt. Das Gas strömt jetzt über die Verbindungsleitung 50 und einen Einlaß 55 in die Öffnung 4.5 der Turbine 22-. Zur Erläuterung sei bemerkt, daß wegen der Drehung des Rotoro die Öffnung 45 mit dem Einlaß 55 zur Deckung gelangt ist. Bei dieser zweiten Expansionestufe ist der Aufangsdruck in dem der Öffnung 43 zugeordneten Hohlraum der Druck, wie er sich zum Schluß der ersten Expansionestufe eingestellt hat. Durch Ausströmen des Gases aus der der Öffnung 43 zugeordneten Kammer wird wieder ein Rückstoß, und durch Einströmen des Gases in die der Öffnung 45 zugeordneten Kammer ein Vorstoß erzeugt. Die Expansion ist wegen des genau bestimmten Rauminhalte des Hohlraumaysteme wiederum begrenzt, so daß auch hier nur ein Expausionesehritt erfolgt.
  • Ein entsprechender Vorgangg allerdings mit entsprechend niedrigeren Drücken, erfolgt, wenn die Öffnungen 43 und 46 mit Auslaß 56 und Einlaß 57 zur Deckung kommen. In der letzten Stufe kommen die genannten Öffnungen mit Auslaß 58 und Auslaß 59 zur Deckung. In dieser letzten Expansionestufe ist der Druck bereits verhältnismäßig niedrig, so daß sich keine weitere Ausnutzung in einer weiteren erfindungegemäßen Taugenthlturbine lohnt. Das Abgas wird daher über die Verbindungeleitung 52 und die Leitung 53 in die Turbine 24 geleitet, in der eine letzte Energieausnutzung erfolgt. Befinden sich die Öffnungen 43 und 46 mit den Auslässen 58 und 59 in Deckung, so sind noch die den Öff- nungen 44 und 45 zugeordneten Hohlräume geschlossen und mit Druckgas gefüllt, das weiter ausgenutzt werden kann. Diese weitere Ausnutzung erfolgt für die Öffnung 45 beim Zurdeckungkommen mit einen Einlaß 60. Das Gas strömt dann über eine Verbindungsleitung 61 in einen Einlaß 62 und dann durch die Öffnung 4.6 in den zugeordneten Hohlraum. Bei diesem Vorgang erfolgt in gleicher Weise wie zuvor ein Rück- und Vorstoß. Beim Weiterdrehen kommen die Öff- nungen 45 und 46 mit Auslässen 63 und 64 in Verbindung, aus denen das expandierte Gas über eine Verbindungeleitung 65 und eine entsprechende Leitung 53 in die Turbine 24 strömt.
  • Die Ausnutzung den Gases in dem der Öffnung 44 zugeordneten Hohlraum erfolgt durch Auslaß 66, Verbindungsleitung 67 und Einlaß 68 in Verbindung mit dem der Öffnung 45 zugeordneten Hohlraum, der inzwischen sich entsprechend weiterbewegt hat und zuvqr durch den Auslaß 63 entleert worden ist. Weitere Expansionen erfolgen über Auslaß 69, Verbindungsleitung 70, Auslaß 71 und schließlich über Einlaß 72, Verbindungeleitung 73 und Auslaß 74.
  • Daa durch den Einlaß 68 in den der Öffnung 45 zugeordneten Hohlraum eingeströmte Gas wird durch Auslaß 759 Verbindungeleitung 76 und Einlaß 77 in Verbindung mit dem der Öffnung 46 zugeordneten Hohlraum nochmals ausgenutzt, Der Auolaß in der letzten Stufe erfolgt durch Auslässe 78 und 79 sowie durch eine Verbindungaleitung 80. Fig. 6 zeigt besondere deutlich die Art der Verbindung der Ausläsee und Einlässe. Es sind die gleichen Bezugezeichen wie in Pig. 5 verwendet. Der Arbeitszyklus erstreckt sich von einer Linie 81 bis zu einer Linie 82.

Claims (1)

  1. P a t e n t a n a p r ü c h e l# Mehrstufige Tangentialturbine, mit einem Rotor und einem Stator, dadurch gekennzeichnet, daß sich in jeder Stufe (z. B. 20) Stator (6) und Rotor (1) auf einer Ringfläche (49 5) dichtend gegenüberliegen, daß sich in jeder Stufe in dem Rotor (1) wenigstens eine Kammer (7) befindet, die in eine Öffnung (8) mündet, die im Bereich der dichtenden Ringfläche (4, 5) liegt und im wesentlichen tangential in bezug auf die Drehbewegung (3) des Rotors (1) nach hinten gerichtet ist, daß sich in der Statorwandung (5) in der Bahn der Öffnung (8) hintereinanderliegende Durchlässe (11 - 14) befinden, von denen der erste als Einlaß (11) zur Ladung des Hohlraumes (7) in dem Rotor (1) dient, wenn sich dessen zugehörige Öffnung (8) an ihm vorbeibewegt, während die nächstfolgenden Auslässe (12 - 14) darstellen, die das Gas stufenweise aus dem Hohlraum (7) entweichen lassen, wenn sich die Öffnung (8) den Hohlraumes (7) an diesen Auslässen (11 - 14) vorbeibewegt, daß mehrere derartige Turbinenstufen (z. B. 20 und 21) scheibenartig nebeneinander auf einer Achse (16) angeordnet sind, und daß wenigstens einige der Auslässe (z. B. 479 54) der ersten Turbine (20) mit Einlässen (z. B. 489 55) nachfolgender Turbinen (21) verbunden sind (Fig. 1 und 3). 2. Turbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladung den Hohlraumen (7) mit einem brennbaren Gas erfolgt, derart, daß bei Schließung des Hohlraumes (7), nachdem sich dessen Öffnung (8) von dem Einlaß (9) entfernt hat, eine Druckerhöhung stattfindet, und daß die Entfernung zu dem nächstfolgenden Auslaß (11) so bemessen ist, daß bei Erreichen diesen Auslasoes (11) der Verbrennungsvorgang im wesentlichen beendet wird. 3. Turbine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl und Lage der Auslässe (11 - 14) so bemessen ist, daß ein Teil des heißen verbrannten Gases in dem Hohlraum (7) verbleibt und so neu in den Hohlraum (7) einströmenden brennbares Gas entzündet. 4. Turbine nach Ansprach 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Zündung des brennbaren Gases in dem Hohlraum (7) wenigstens während den Anlaoseno eine Zünd- oder Glühkerze vorgesehen ist. 5. Turbine nach Anspruch ll dadurch gekennzeichnet, daß auf der gleichen Achse (16) mit den Taugentialturbinen (20 - 23) eine Turbine (24) angeordnet istg die mit den Auslässen der Tangentialturbine (z. B. 209 21) verbunden (53) ist. 6. Turbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Auslaß (11) bereits dort beginnt, wo der Bremotoff erst teilweise verbrannt intg und sich über einen längeren Umfangsweg (15) erstreckt als die übrigen Ausläone (129 13t 14).
DE19661476913 1966-06-02 1966-06-02 Gasturbinenanlage mit einer tangential beaufschlagten mehrstufigen Turbine mit intermittierender Energieumsetzung Expired DE1476913C3 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DET0031283 1966-06-02

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE1476913A1 true DE1476913A1 (de) 1969-10-16
DE1476913B2 DE1476913B2 (de) 1974-06-27
DE1476913C3 DE1476913C3 (de) 1975-02-13

Family

ID=7556202

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19661476913 Expired DE1476913C3 (de) 1966-06-02 1966-06-02 Gasturbinenanlage mit einer tangential beaufschlagten mehrstufigen Turbine mit intermittierender Energieumsetzung

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE1476913C3 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4368827A1 (de) * 2022-11-14 2024-05-15 FNF Innovation SH.P.K. Tangential-fluidturbine

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES489965A0 (es) * 1979-09-05 1980-12-16 Paraskevas Dim Nikiforakis Perfeccionamientos en un turbomotor de volumen constante y de llama transmitida.

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4368827A1 (de) * 2022-11-14 2024-05-15 FNF Innovation SH.P.K. Tangential-fluidturbine
WO2024104949A1 (de) * 2022-11-14 2024-05-23 FNF Innovation SH.P.K. Tangential-fluidturbine

Also Published As

Publication number Publication date
DE1476913C3 (de) 1975-02-13
DE1476913B2 (de) 1974-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0109957A1 (de) Impulsgesteuerte Gasturbine
EP0154205B1 (de) Explosions-Turbinen-Motor
DE1143362B (de) Rueckdruck-Brennkraftturbine mit einem Brennkammern tragenden und mechanische Leistung abgebenden Brennkammerrad
DE19546474C1 (de) Brennkraftmaschine
DE3441509A1 (de) Verfahren und einrichtung zum anlassen einer gasturbine
DE1476913A1 (de) Mehrstufige Tangentialturbine
DE4119622A1 (de) Kreiskolbenmotor
EP0166244A2 (de) Rotationskolbenmaschine
WO1990015225A1 (de) Brennkraftmaschine
DE102015116063A1 (de) Verbrennungskraftmaschine
DE818277C (de) Brennkraftturbine fuer Strahlantrieb
DE2429553A1 (de) Kreiskolbenmotor
DE1218218B (de) Verpuffungs-Gasturbine
DE102020125319B3 (de) Rotationskolbenmotor
AT510057B1 (de) Staustrahlturbine
DE2232593A1 (de) Vom abgas angetriebener lader fuer brennkraftmaschinen
DE727376C (de) Gasturbine fuer fluessige Brennstoffe
DE3326985C2 (de) Gasturbinentriebwerk mit intermittierender Verbrennung
DE945967C (de) Zweikreis-Turbinenstrahltriebwerk
DE2229582A1 (de) Verbrennungsturbine
DE889239C (de) Rueckdruckbrennkraftturbine
DE2129059A1 (de) Antnebsmotorsystem, insbesondere mit Drehkolbenmotor
DE1007118B (de) Gasturbinenanlage
DE1949042A1 (de) Rueckdruck-Brennkraftturbine
CH95548A (de) Verbrennungsturbine.

Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
E77 Valid patent as to the heymanns-index 1977