DE356649C - Gasturbine mit Hilfstreibfluessigkeit - Google Patents
Gasturbine mit HilfstreibfluessigkeitInfo
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- DE356649C DE356649C DER51197D DER0051197D DE356649C DE 356649 C DE356649 C DE 356649C DE R51197 D DER51197 D DE R51197D DE R0051197 D DER0051197 D DE R0051197D DE 356649 C DE356649 C DE 356649C
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Classifications
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
- F01C7/00—Rotary-piston machines or engines with fluid ring or the like
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C1/00—Gas-turbine plants characterised by the use of hot gases or unheated pressurised gases, as the working fluid
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Description
DEUTSCHES REICH
AUSGEGEBEN
AM 27. ÄJLI 1922
REICHSPATENTAMT
PATENTSCHRIFT
- J& 356649 - .,
KLASSE 46 f GRUPPE 6 "
KLASSE 46 f GRUPPE 6 "
(R5Ii97 I\4ßf)
Oskar Richter in Kiel.
Gasturbine mit Hilfstreibflüssigkeit.
Die Erfindung bezieht sich auf solche Gas- i In Abb. ι der Zeichnung ist eine Gasturbine
turbinen, bei denen die Kraftübertragung von | dieser Art in Schnittdarstellung veranschaulicht,
den Explosionsgasen auf das Turbinenlaufrad \ und es sei zunächst der Arbeitsvorgang einer
durch einen von den Treibgasen beschleunigten, j solchen b kannten Turbine an der Hand dieser
S in geschlossenem Kreislauf in der Turbine um- ! Erläuterungsskizze beschrieben. L ist das in
laufenden Flüssigkeitsring erfolgt, der auch die j der Richtung des Pfeiles χ im Gehäuse G der
Kompression des Ladegemisches bewirkt. Turbine sich drehende Laufrad, dessen Schau-
fein zwischen sich Zellen ι bis 18 einschließen.
K, K1 sind zwei Umführungskanäle, E, E1 die
Einströmöffnungen für das Ladegemisch, A, A1 die Auspufföffnungen für die verbrannten Gase
und Z, Z1 zwei Zünder. Der Arbeitsvorgang in einer Zelle (z. B. der Zelle i) spielt sich nun folgendermaßen
ab. Bei der in Abb. ι veranschaulichten Stellung des Laufrades L befindet
sich in der Nähe von dessen Nabe in der Zelle ι to eine bestimmte Menge komprimierten Ladegemisches
(auf der Zeichnung weiß gelassen) und dieses Gemisch wird durch den Zünder Z
in dem Augenblick gezündet, in dem die Zelle die Kante U des Gehäuses überlaufen hat.
Infolge der Ausdehnung des verbrennenden Gasluftgemisches wird die in der Zelle 1 befindliche
Flüssigkeit (schraffiert dargestellt) aus der Zelle hinaus und in den Umführungskanal K
hineingedrängt, der in der Pfeilrichtung durchströmt wird und mit den Zellen 6, 7 und 8 in
Verbindung steht. Wenn die Zelle 1 die Kante V des Gehäuses erreicht hat, ist die Entleerung
ihres Flüssigkeitsinhaltes bis auf einen in der Zelle verbleibenden Restbetrag vollzogen.
Die Zelle 1 läuft nun an der Auspufföffnung A vorbei, wobei Auspuff der verbrannten Gase
und Druckausgleich erfolgt. Sodann kommt die Zelle in den Bereich der Einströmöffnung E,
und es tritt neues Ladegemisch in die Zelle ein, das zugleich die Abgasreste durch die Öffnung A
W- des-
Gehäuses G vorübergelaufen, so beginnt die Verdichtung des in ihr befindlichen Ladegemisches
durch die aus dem Umführungskanal K ausströmende und sich unter Druck in die Zelle ergießende Flüssigkeit. Die Verdichtung
erreicht ihren Höhepunkt, wenn die hintere Begrenzungsschaufel der Zelle die Kante V
des Gehäuses erreicht hat. Mit dem Durchlaufen der zweiten Hälfte des Gehäuses beginnt
nun ein zweites Arbeitsspiel, nämlich Zündung des Ladegemisches durch den Zünder Z1, Überströmen
der Flüssigkeit durch den Umführungskanal K1. Der für die Zelle 1 beschriebene
Arbeitsvorgang gilt mit entsprechender Zeitverschiebung auch für jede andere Zelle. Die
Veränderungen des Volumens des Lacegemisches während des Arbeitsvorganges sind aus
der strichpunktierten Kurve erkennbar.
Der sich unter der Wirkung der expandierenden Gase vollziehende Austritt der Flüssigkeit |
aus den einzelnen Zellen in die Überströmkanäle K, K1 und der Wiedereintritt der
Flüssigkeit in das Laufrad geht nun je nach der \
mehr oder weniger fortgeschrittenen Stellung | der Zellen zu diesen Kanälen mit ganz ver- |
schiedenen Geschwindigkeiten vor sich, so daß | in den Kanälen K, K1 sehr verwickelte Strömungserscheinungen
auftreten, die Energie-Verluste zur Folge haben. Um den Strömungsverlauf in den Überströmkanälen zu verbessern,
ist bereits vorgeschlagen worden, die Querschnittsöffnungen der Kanäle K, K1 in der
aus Abb. 2 ersichtlichen Weise durch Zwischenwände C, D zu unterteilen. Eine solche Unterteilung
wird aber den Strömungserfordernissen nicht gerecht, denn es bleibt der Nachteil bestehen,
daß die äußeren Wasserteilchen viel längere Wege zurücklegen müssen als die inneren. Dazu kommt, daß immer eine volle
Ausströmzelle mit einer vollen Einströmzelle verbunden ist und ebenso eine halbvolle Zelle
mit einer halbvollen und eine fast leere mit einer fast leeren. Diese Art der Umführung
ist also nicht zweckmäßig, denn zwischen den vollen Einströmzellen wird im Überströmkanal
notwendig eine Flüssigkeitsstauung und zwischen den leeren Zellen Flüssigkeitsmangel eintreten.
Die Erfindung bezweckt nun, eine Gasturbine zu schaffen, welche die Nachteile der oben be- ^
schriebenen bekannten Turbinen nicht aufweist, und dieser Zweck wird dadurch erreicht, daß
für die Umführung des Wassers aus den Ausströmzellen des Schaufelrades in die Einströmzellen
mehrere in der Achsenrichtung nebeneinander und in der Strömungsrichtung fortschreitend
versetzt zueinander liegende Kanäle vorgesehen sind.
Auf der Zeichnung ist die Erfindung in den Abb. 3 bis 5 beispielsweise veranschaulicht.
Abb. 3 -«nd-3a~zeigen, ,die, jieue, ; Gasturbine __
teilweise in senkrecht zur Laufradachse verlaufenden Schnitten, und zwar ist in Abb. 3
der Schnitt durch den Umführungsteilkanal k1
gelegt und verläuft nach der Linie 3r3 (Abb.4),
während in Abb. 3a der Schnitt durch den Umführungsteilkanal kl gelegt ist und nach der
Linie 3a-3a (Abb. 4) verläuft.
Abb. 4 ist eine Ansicht des Turbinengehäuses von innen gegen die Mündungsstellen der Umführungskanäle
gesehen (das Laufrad ist fortgelassen) und
Abb. 5 ein Schnitt nach der Linie 5-5 der Abb. 4 von rechts gesehen (das Laufrad ist mit
dargestellt). ■ ..-_-.-.-
Die Einrichtung der neuen Turbine stimmt zunächst im wesentlichen mit derjenigen der
oben beschriebenen Turbine nach Abb. 1 überein, d. h. es ist ein Schaufelrad D vorhanden,
das im Sinne des Pfeiles χ im Gehäuse G umläuft
und desgleichen Auspufföffnungen A, A1 Einlaßöffnungen E, E1 für das Ladegemisch
und Zünder Z, Z1. Neu ist die Anordnung der Umführungskanäle. Diese sind nicht in
radialer Richtung, wie bei der Turbine nach Abb. 2, sondern, wie Abb. 5 erkennen läßt, in
achsialer Richtung durch Wände unterteilt. Es ergeben sich dabei vier nebeneinanderliegende,
voneinander getrennte Urnführungsteilkanäle k1, k2, k3, A4 (Abb. 5), welche wie die
Abb.13, 3a und 4 erkennen lassen, in der Rieh-
tang des Umfanges fortschreitend versetzt zueinander
liegen.
Durch diese Anordnung der Überströmkanäle wird erreicht, daß während der ganzen Expansionsperiode
immer eine nahezu volle Ausströmzelle, z. B. die Zelle 2, mit einer fast leeren Einströmzelle io verbunden ist (Abb. 3)
und ebenso eine fast leere Ausströmzelle, z. B. die Zelle 5, mit einer vollen Einströmzelle 13
(Abb. 3a). Die Teilkanäle k1 bis k* besitzen,
wie Abb. 4 und 5 zeigen, zunehmende Breite entsprechend der fortschreitenden Expansion
des Ladegemisches. Um einen wirbelfreien Übertritt der Flüssigkeit aus dem Laufrad in
die Überströmkanäle Mbis kl zu gewährleisten,
ist die gleiche Unterteilung durch drei Wände auch im Laufrad L vorgesehen (siehe Abb. 5).
Die Entleerung und das Wiederfüllen der Zellen vollzieht sich mit dem Fortschreiten der
•Zellen stufenweise, und zwar zunächst durch den Umführungsteilkanal k1, dann durch A2,
durch k3 und endlich durch kl. Da nun, wie
erwähnt, immer eine volle Zelle mit einer leeren und umgekehrt verbunden ist, so wird durch
die beschriebene Anordnung in den Überströmkanälen ein wirbelfreier, stetig verlaufender
Übertritt der Flüssigkeit und somit auch ein besserer Wirkungsgrad der Turbine erzielt.
Die Kanäle k1 bis &* der Abb. 4 können
naturgemäß symmetrisch zur Mittelebene des. Laufrades bzw. der Turbine angeordnet werden,
z. B. derart, daß der mittlere Kanal den kleinsten Querschnitt besitzt und die Querschnitte
der sich links und rechts anschließenden Kanäle nach der Seite hin größer werden oder umgekehrt.
Um den Wasserübertritt aus einem Kanal in den Nachbarkanal gleichmäßig zu gestalten, ist es zweckmäßig, die Kanalöffnungen
A1Ms &*schräg zu legen, derart, daß sie sich
teilweise übergreifen und gewissermaßen einen durchgehenden Schlitz bilden, der lediglich
durch die Trennungswände unterteilt ist. Dieser Schlitz kann auch, wie dies in der Abb. 4 mit
gestrichelten Linien zum Ausdruck gebracht ist, gekrümmt ausgebildet werden.
Da für die erste Entleerung der Zellen nur die Öffnung k1 im Gehäuse zur Verfügung steht,
die in den Zellen des Schaufelrades befindliche Flüssigkeit auf der übrigen von dieser Öffnung
nicht eingenommenen Breite des Schaufelrades dagegen auf die geschlossene Gehäusewand trifft,
so wird unter Umständen an dieser Stelle eine Stauung der Flüssigkeit eintreten. Um diese
zu vermeiden, kann (in Abb. 3 in strichpunk- J
tierten Linien dargestellt) ein luftdichtes Aus- |
gleichgefäß B vorgesehen werden, das Wasser und Luft enthält und dessen mit Wasser gefüllter
Tcdl einerseits durch eine Rohrleitung F mit einer zusätzlichen Öffnung f1 (Abb. 4) in
der Gehäusewand in Verbindung steht und von dem aus eine zweite Rohrleitung H nach einer
zweiten Öffnung h1 (Abb. 4) der Gehäusewand
führt. Das Gefäß ist also einerseits (durch P) mit einer Stelle im Laufrad verbunden, an der "
ein Drucküberschuß vorhanden ist, und anderscits steht es mit einer Stelle geringen Druckes
in Verbindung. Es kann also die Rolle des Ausgleichs übernehmen etwa in derselben Weise
wie das Schwungrad einer Kolbendampfmaschine. Aus dem Gefäß B kann nebenbei auch
Druckwasser für andere Zwecke (z. B. zur Kühlung von Teilen der Turbine) entnommen
werden. Die entnommene Flüssigkeit muß dann nur an einer Stelle geringen Druckes dem
Kreislauf der Flüssigkeit wieder zugeführt werden.
Wenn man das Laufrad der Turbine durch irgendeine Kraftmaschine antreibt, so kann die
beschriebene Einrichtung sinngemäß auch bei-Luftkompressoren
angewendet werden.
Claims (4)
1. Gasturbine mit arbeitsvermittelnder Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß
für die Umführung des Wassers aus den Ausströmzellen des Schaufelrades in die _..
Einströmzellen mehrere in der Achsenrichtung nebeneinander und in der Strömungsrichtung fortschreitend versetzt zueinander
liegende Kanäle (A1, k2, ks, £4) vor- go
gesehen sind.
2. Gasturbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Teilkanäle
entsprechend der fortschreitenden Expansion des Ladegemisches verschieden große,
und zwar in der Umdrehungsrichtung zunehmende Querschnitte besitzen.
3. Gasturbine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Flüssigkeit und Luft
enthaltendes Ausgleichdruckgefäß (B), dessen ioo
mit Flüssigkeit angefüllter Teil einerseits mit einer Öffnung (Z"1) in der Gehäusewand
in Verbindung steht, an der hoher Druck herrscht und anderseits mit einer Stelle
(h1) niederen Druckes verbunden ist.
4. Gasturbine nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die im Ausgleichgefäß
aufgespeicherte Druckflüssigkeit zu anderen, z. B. zu Kühlzwecken, Verwendung findet.
Hierzu ι Blatt Zeichnungen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DER51197D DE356649C (de) | 1920-09-28 | 1920-09-28 | Gasturbine mit Hilfstreibfluessigkeit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DER51197D DE356649C (de) | 1920-09-28 | 1920-09-28 | Gasturbine mit Hilfstreibfluessigkeit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE356649C true DE356649C (de) | 1922-07-27 |
Family
ID=7408987
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DER51197D Expired DE356649C (de) | 1920-09-28 | 1920-09-28 | Gasturbine mit Hilfstreibfluessigkeit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE356649C (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006004459A2 (fr) * | 2004-06-28 | 2006-01-12 | Kostioukov Vladimir Nikolaevic | Moteur hydraulique a gaz |
WO2008054254A2 (fr) * | 2006-10-30 | 2008-05-08 | Vladimir Nikolaevich Kostyukov | Machine volumétrique dynamique centrifuge |
-
1920
- 1920-09-28 DE DER51197D patent/DE356649C/de not_active Expired
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006004459A2 (fr) * | 2004-06-28 | 2006-01-12 | Kostioukov Vladimir Nikolaevic | Moteur hydraulique a gaz |
WO2006004459A3 (fr) * | 2004-06-28 | 2006-03-09 | Vladimir Nikolaevic Kostioukov | Moteur hydraulique a gaz |
WO2008054254A2 (fr) * | 2006-10-30 | 2008-05-08 | Vladimir Nikolaevich Kostyukov | Machine volumétrique dynamique centrifuge |
WO2008054254A3 (fr) * | 2006-10-30 | 2008-07-10 | Vladimir Nikolaevich Kostyukov | Machine volumétrique dynamique centrifuge |
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