DE155606C - - Google Patents

Description

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KAISERLICHES

PATENTAMT

Der Gegenstand der Erfindung betrifft eine Gasturbine mit Verbrennungskammern, bei welcher das zur Entzündung gelangende brennbare Gas bezw. Öl sowie die zur Verbrennung erforderliche Luft in gepreßtem Zustand den Entzündungskammern zugeführt werden.

. In der Zeichnung stellt dar:
Fig. ι einen Längsschnitt durch die schematisch gezeichnete Turbine,

Fig. 2 einen Querschnitt durch die ebenfalls schematisch gezeichneten Verbrennungs-. kammern,

Fig. 3 bis 6 Diagramme, nach welchen der Arbeitsprozeß vor sich geht,

Fig. 7 und 8 eine Verbrennungskammer nebst dem Turbinenkopf.

In der achsial beaufschlagten mehrstufigen Gasturbine mit den Laufrädern d und den Leiträdern e expandieren die in den Verbrennungskammern s bei der Entzündung eines Gemisches von Luft und Brennstoff sich bildenden Gase und geben dabei ihre Energie an die bei w und χ gelagerte Turbinenwelle h ab. Der Zwischenleitapparat f teilt die Turbine in eine Hoch- und Niederdruckturbine. Der Turbinenkopf k, der die Turbine auf der Hochdruckseite abschließt, dient als erstes Leitrad, indem er die von den Verbrennungskammern s zum ersten Laufrad d^l führenden Kanäle q enthält. Der Ausgußkrümmer g bildet die Verbindung vom letzten Laufrad zur Auspuffleitung.

Den als einfach wirkende Gasmaschinen mit Zylindern c und Kolben α ausgebildeten vier Verbrennungskammern s wird durch das Ventil η (Fig. 7) gepreßte Luft, durch das Ventil m Brennstoff unter Druck zugeführt. Dieses Vorkomprimieren der Luft und des Brennstoffs erfolgt getrennt in einem auf der Turbinenwelle sitzenden doppelten Zentrifugalkompressor oder in Kolbenkompressoren, welche von der Steuerwelle i aus oder durch einen besonderen Motor angetrieben werden.

Neben den Ventilen m und η besitzt jeder Zylinder noch ein Wassereinspritzventil / (Fig. 8) und ein Auslaßventil 0, welche insgesamt von der Steuerwelle i bewegt werden. Die Steuerwelle i und der Regulator p, welch letzterer den Zufluß des Brennstoffs regelt, werden von der Turbinenwelle aus mittels Rädergetriebes direkt angetrieben.

Die Kolben α der Zylinder c sind durch Verbindungsstangen, welche an die auf dem Turbinenhals drehbar gelagerte Scheibe b angreifen, miteinander zwangläufig verbunden, derart, daß bei den im Viertakt arbeitenden Zylindern z. B. einer-Verbrennung und Expansion in c³ eine Kompression in c² oder c⁴ entspricht, während gleichzeitig in c¹ das Ansaugen und in c⁴ oder c'² das Auspuffen vor sich geht. Auf jeden Schwingungshub der Scheibe b kommt daher eine Zündung und eine Kompression, so daß der Expansionsstoß auf den einen Kolben federnd vom zweiten Kolben, der gerade komprimiert, aufgefangen wird.

Um die Zylinder c, das Turbinengehäuse und die Leiträder e zu kühlen, sind diese feststehenden Teile mit Kühlwassermänteln t ausgestattet. Durch die hohl gebohrte Welle h wird ebenfalls Kühlwasser geleitet. Die

Kühlung der Verbrennungskammern s und der Laufräder d geschieht durch Einspritzen von Wasser und durch Einblasen von Luft durch die Ventile / und η in die Verbrennungskammern und, soweit noch nötig, durch Einspritzen von Wasser in den Zwischenleitapparat f.

Der Arbeitsvorgang vollzieht sich nach den Diagrammen Fig. 3 und 4. Der Fig. 3 entspricht das Diagramm eines Verpuffungsmotors nach Fig. 5, der Fig. 4 das Diagramm eines Gleichdruckmotors nach Fig. 6.

Dem Zylinder c wird während des ersteren Hubes die Luft durch Ventil η vom Kompressor unter einem dem Punkt / im Diagramm entsprechenden Drucke zugeführt. Der Teil der Kompression — Linie 9 bis 1 (Fig. 5 und 6) —, mit welchem große Volumenverminderung mit geringer Drucksteigerung verbunden ist, findet also in einem besonderen Kompressor statt. Am Ende des ersten Hubes tritt, sobald der Kolben α den Kanal q freigegeben hat, gepreßte Luft in diesen und in die Turbine ein, wodurch diese gekühlt wird. Während des zweiten Hubes erfolgt, nachdem der Kolben den Kanal wieder geschlossen hat, die Einführung des entsprechend vorgepreßten Brennstoffes, durch das Ventil m und die Kompression des Gemisches bis zum Punkte 2, also derjenige Teil der Kompression, bei welchem große Drucksteigerung mit kleiner Volumverminderung verbunden ist. In der inneren Totlage des Kolbens erfolgt die Zündung und beginnt die Verbrennung, welche während des dritten Hubes entweder ganz bis Punkt 6 (Fig. 4) oder nur teilweise bis Punkt 5 (Fig. 3) andauert. Gegen Ende dieses Hubes und zu Beginn des nächsten Hubes wird durch das Ventil / Kühlwasser eingespritzt. In der äußeren Totlage des Kolbens a hat dieser den Kanal q wieder freigegeben, so daß die Gase durch den Kanal q in die Turbine treten und dort entsprechend dem Druckabfall 6 bis 7 expandieren. Während des vierten Hubes schließt der Kolben den Kanal q wieder ab, und die in der Verbrennungskammer s noch vorhandenen Gase entweichen durch das Ventil 0 in den Zwischenleitapparat f, von wo sie in die Niederdruckturbine gelangen, um dort weiter zu expandieren.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch :

   Gasturbine mit Entzündungskammern, dadurch gekennzeichnet, daß in den einzelnen als Zylinder (c) mit durch eine Scheibe (b) zwangläufig verbundenen Kolben (a) ausgebildeten Verbrennungskammern fs) ein Gemisch aus verdichteter Luft und verdichtetem, brennbarem Gas bezw. öl entzündet wird, wobei die Luft und der Brennstoff vor dem Eintritte in die Zylinder so weit gepreßt werden, daß einerseits zur Erzielung der gewünschten Endkompression nur noch ein geringer Hub der Kolben (a) erforderlich ist, welchem Hube andererseits eine geringe Gesamtexpansion des entzündeten Gemisches beim Rückgange der Kolben (a) entspricht, wodurch die Expansion der Gase und damit die Kraftabgabe nach außen hauptsächlich in der an die Verbrennungskammern fs) sich anschließenden ein- oder mehrstufigen Gasturbine stattfindet.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.