DE230771C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 230771 KLASSE 46 d. GRUPPElO.

WILLIAM FENNELL in WEDNESBURY, Engl.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 22. März 1908 ab.

Gegenstand der Erfindung bildet eine Verbesserung des an sich bekannten Verfahrens zum Antriebe von Turbinen, bei dem wechselweise Kolben von flüssigen Arbeitsmitteln und expandierenden gasförmigen Treibmitteln auf das Laufrad treffen und es hierdurch in Umdrehung versetzen. Bei einem derartigen Arbeitsverfahren ist es wichtig, daß die Ge-

. schwindigkeit, mit der das Arbeitsmittel auf

ίο das Laufrad auftrifft'; stets gleichbleibend erhalten wird. Hierzu ist es erforderlich, daß das Verhältnis der Masse des Arbeitsmittels zur Energie des Treibmittels für jedes Arbeitsspiel gleich bleibt.

Vorrichtungen, die das beschriebene Arbeitsverfahren ausführten, sind bereits bekannt; sie weisen jedoch den Mangel auf, daß bei ihnen die Masse des Flüssigkeitskolbens nicht in jedem Arbeitsspiel dieselbe Größe besitzt.

Dieser Mangel wird durch vorliegende Erfindung dadurch beseitigt, daß das Arbeitsmittel einer in einem Kolben sitzenden Kammer von bestimmter Größe im Überfluß zugeführt wird, derart, daß die Kammer des Kolbens sich vollständig mit der Arbeitsflüssigkeit füllt. Hierauf wird der Kolben in seinem Zylinder verschoben und auf diese Weise die in der Kammer enthaltene Arbeitsflüssigkeit durch die Zylinderwand vollständig abgeschnitten, und zwar so lange, bis die Arbeitsflüssigkeit des Kolbens der Einwirkung des Treibmittels ausgesetzt ist. Auf diese Weise wird' erreicht, daß bei jedem Arbeitsspiel stets die gleiche Masse von Arbeitsflüssigkeit mitwirkt.

Eine nach vorliegender Erfindung arbeitende Vorrichtung ist auf der Zeichnung schematisch in einem Ausführungsbeispiel teilweise im Schnitt veranschaulicht.

Das zweckmäßig als Peltonrad ausgebildete Turbinenlaufrad 1 sitzt auf einer Welle 2 und '40 ist in einem Turbinengehäuse 3 untergebracht. In einer entsprechenden Entfernung von diesem Gehäuse ist ein Kompressor 4 gelagert, dessen Antrieb dadurch erfolgt, daß eine auf der Laufradwelle 2 sitzende Scheibe 7 ihre Drehbewegung mittels Riementriebes 8 auf eine zweite, von der Kompressorwelle 6 getragene Scheibe 9 überträgt; die Kraftübertragung von der Turbinenwelle auf den Kompressor kann auch in beliebig anderer Weise erfolgen. Des weiteren sitzt auf der Kompressorwelle 6, entsprechend dem dargestellten Ausführungsbeispiel, eine Kurbelscheibe 9, welche mittels Kurbelstange ii den Kompressorkolben 10 betätigt; bei seinem Hochgang bewirkt letzterer die Kompression des Explosionsgemisches, welch letzteres durch das Ventil 15 zugeführt wird. Nach erfolgter Kompression wird das Gemisch durch das Ventil 12 in den Explosionsraum 13 übergeführt, wo es durch eine Zündkerze 14 oder infolge der eigenen hohen Kompression usw. zur Entzündung gebracht .wird.

Neben dem Explosionsraum befindet sich die entweder zylindrisch oder in anderer Weise ausgebildete Vorrichtung 17 zum Zuführen des Flüssigkeitskolbens. Diese Vorrichtung besteht aus einer Flüssigkeitskammer 18, welche

in der Verlängerung des Explosionszylinders 13 zu liegen kommt, sobald sich die Vorrichtung in ihrer untersten Stellung befindet. Die Betätigung dieser Vorrichtung 17 erfolgt mittels einer Kurbelscheibe 19 und einer an derselben angelenkten Kurbelstange 20; der Antrieb der Kurbelscheibe 19 erfolgt von der Kompressorkurbelscheibe 9 aus mittels einer Lenkerstange 21. Auf diese Weise arbeiten der Kompressor und die Flüssigkeitszuführungsvorrichtung derart zusammen, daß, wenn der Kompressor sich in seiner oberen Stellung befindet, also der höchste Grad der Kompression erreicht ist, die Zuführungsvorrichtung für den Flüssigkeitskolben in ihrer unteren Endstellung angekommen ist, also die Flüssigkeitskammer 18 genau in der Verlängerung des Explosionszylinders 13 liegt.

Gleichachsig zum Explosionsraum 13 und zur Flüssigkeitskammer 18, wenn letztere entsprechend der Darstellung in der unteren Endlage sich befindet, verläuft eine Expansionsleitung 23, von welcher aus unmittelbar eine Beaufschlagung des Peltonrades erfolgen kann.

Entsprechende Größen Verhältnisse und Drücke für die Wirkungsweise der Maschine ergeben sich am besten dadurch, daß Explosionszylinder und Wasserkammer von gleichem Volumen ausgebildet werden, während das Volumen der Explosionsleitung zwölfmal so groß ist als der Explosionszylinder bzw. die Wasserkammer.

^! Befindet sich die Maschine in der aus der Zeichnung ersichtlichen Stellung, bei welcher die Wasserkammer 18 gefüllt ist und sich in unmittelbarer Verlängerung der Explosionskammer 13 befindet, so wird bei Entzündung des Kompressionsgemisches in der Explosionskammer der im Zylinder 18 befindliche Wasser- kolben durch die Expansionsleitung auf die Schaufeln des Peltonrades geschleudert.

Die Zuführung der Flüssigkeit erfolgt durch eine Leitung 26, welche mit der Flüssigkeitskammer 18 in Verbindung tritt, sobald der Doppelkolben 17 in seiner obersten Stellung sich befindet (s. gestrichelte Lage der Wasserkammer. 18). Die Förderung des Wassers bzw. der sonst verwendeten Flüssigkeit in die Leitung 26 erfolgt durch eine Kreiselpumpe 27, -welche mit Riemen- oder Seiltrieb 28 von der Turbinen welle 2 aus ihren Antrieb erhält; die Speisung der Kreiselpumpe 27 erfolgt wiederum ganz oder teilweise aus dem unteren ■ Teil des Turbinengehäuses 3 mittels der Leitung 29. Überfließendes Wasser und überströmendes Gas kann durch eine Leitung 30 in das Turbinengehäuse zurückgeführt werden. Für die Ableitung von Gas aus der Turbinenkammer. 3 dient eine Auspuffleitung 31.

An Stelle eines Wasserkolbens kann irgendeine andere geeignete Flüssigkeit Verwendung finden, z. B. Quecksilber oder ein anderer flüssiger oder halbflüssiger Stoff, eventuell auch in Pulverform, da die dem Kolben zufallende Aufgabe rein mechanischer Natur ist. Die Erfindung ist nicht nur anwendbar auf Gasturbinen, sondern auch für Dampfbetrieb.

Claims (1)

1. Patent-AnSpruch :

   Antrieb von Turbinen durch wechselweise auf das Laufrad treffende Kolben von expandierenden gasförmigen und flüssigen Arbeitsmitteln, welch letztere in die Kammer eines Kolbens gefüllt werden, durch dessen Verschiebung die in der Kammer enthaltene Arbeitsflüssigkeit mittels der Zylinder wände so lange völlig abgeschnitten bleibt, bis die Arbeitsflüssigkeit im Kolben der Einwirkung des gasförmigen Treibmittels ausgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zwecke der Erzielung einer für jedes Arbeitsspiel gleichbleibenden Flüssigkeitsmasse die die Flüssigkeit aufnehmende Kammer bei jedem Arbeitsspiel in . den Umlauf der unter Druck gesetzten Flüssigkeit eingeschaltet wird.

   Hierzu

   Blatt Zeichnungen.