DE544940C - Internal combustion turbine with slide control - Google Patents

Description

Brennkraftturbine mit Schiebersteuerung Die Erfindung.beziehtsich auf Brennkraftturbinen, die mit einer Schiebersteuerung versehen sind.Internal combustion turbine with slide control. The invention relates on internal combustion turbines, which are provided with a slide control.

Die bekannten Brennkraftturbinensteuerungen mittels Ventilen haben den Nachteil, daß die Gasströmung durch die Ventilteller geführt wird. Selbst bei günstiger Führung des Gasstromes lassen sich Umlenkungen, durch die zumal bei den üblichen hohen Gasgeschwindigkeiten hohe Strömungsverluste bedingt werden, nicht vermeiden. Man ging deshalb zur Steuerung mittels Düsenklappen über; aber durch diese wird der vorhin erwähnte Nachteil auch noch nicht ganz beseitigt. Es wurde ferner bereits vorgeschlagen, die Turbinen mit Schiebersteuerung zu versehen.The known internal combustion turbine controls have valves the disadvantage that the gas flow is guided through the valve disk. Even at More favorable guidance of the gas flow can be deflections, especially with the usual high gas velocities high flow losses are not caused avoid. One therefore went over to control by means of nozzle flaps; but through this also does not completely eliminate the previously mentioned disadvantage. It was also already proposed to provide the turbines with slide control.

Den Gegenstand der Erfindung bildet eine Brennkraftturbine mit Schiebersteuerung, bei der der Schieber aus einem das Turbinengehäuse eng umgebenden, federnden, geschlitzten Ring besteht, der auf demTurbinengehäuse in Richtung der Turbinenachse verschiebbar angeordnet ist. Der Schieber enthält gleich die Brennkammer, und die Anordnung ist derart getroffen, daß die Brennkammer in der einen Stellung des Schiebers mit der Gaszuleitung, in der anderen Stellung mit den Schaufeln des Laufrades und in der dritten Stellung mit der Spülluftleitung in Verbindung steht.- Die Kammer und dä-_ mit auch der Schieber können auf diese Weise leicht mit Wasser gekühlt werden. .Eine ausreichende Kühlung der Steuerorgane, die bei Gasturbinen ständig hohen Temperaturen ausgesetzt sind, ist durchaus erforderlich und läßt sich bei der erfindungsgemäßen Anordnung in besonders günstiger Weise durchführen.The subject of the invention is an internal combustion turbine with slide control, in which the slide consists of a resilient, slotted one that closely surrounds the turbine housing Ring is made, which is slidable on the turbine housing in the direction of the turbine axis is arranged. The slide also contains the combustion chamber, and the arrangement is taken so that the combustion chamber in one position of the slide with the Gas supply line, in the other position with the blades of the impeller and in the third position is in connection with the purge air line - the chamber and dä-_ The slide can also be easily cooled with water in this way. .One adequate cooling of the control organs, the constantly high temperatures in gas turbines are exposed is absolutely necessary and can be used in the invention Carry out arrangement in a particularly favorable manner.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung ist eine Schiebersteuerung geschaffen, die die Gasströmung ohne Strömungsverluste ermöglicht, vollkommen dicht ist und sehr wenig Raum beansprucht. Die Abdichtung erfolgt durch die Kraft, mit der der federnd geschlitzte Ring gegen das Turbinengehäuse gepreßt wird. Diese Kraft reicht jedoch nicht dazu aus, den Verbrennungsdruck aufzunehmen, da zu diesem Zweck der Ring sehr stark ausgeführt werden müßte und sich infolgedessen so fest gegen die Gleitbahn des Turbinengehäuses pressen würde, daß eine Verschiebung des Ringes zwecks Steuerung der Turbine unmöglich wäre. Zur Aufnahme des Verbrennungsdruckes müssen deshalb besondere Vorkehrungen getroffen werden, und diese bestehen in einem in den Ring eingebauten, durch Schrauben oder Keile einstellbaren Schloß, das die Enden des Ringes miteinander verbindet. Normalerweise ist dieses Schloß, abgesehen von einer geringen Vorspannung, unbelastet;- es nimmt jedoch im Augenblick der Verbrennung, wenn der Verbrennungsdruck den Ring auseinanderzuspreitzensucht, den_Veübrennungsdruck auf und verhindert dadurch die Spreizung des Ringes.The arrangement according to the invention creates a slide control, which enables the gas flow without flow losses, is completely tight and takes up very little space. The seal is made by the force with which the resiliently slotted ring is pressed against the turbine housing. This strength is enough but not to absorb the combustion pressure, since for this purpose the Ring would have to be made very strong and consequently so tightly against the Slideway of the turbine housing would press that a displacement of the ring in order to Controlling the turbine would be impossible. To take up the combustion pressure therefore special precautions are taken, and these consist of an in the ring built-in, adjustable by screws or wedges lock that the ends of the ring connects. Usually this castle is apart from a low preload, unloaded; - however, at the moment of combustion, when the combustion pressure seeks to spread the ring apart den_Veübrenntdruck and thus prevents the ring from spreading.

In den Abbildungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.Exemplary embodiments of the invention are shown in the figures.

Abb. i bis 3 zeigen eine Brennkraftturbine finit dem Gehäuse i und dem Laufrad 2, das im Gehäuse mittels einer Welle 3 und Kugellager 4 gelagert ist. Das Gehäuse ist mit einer Gaszuleitung 5, Spülluftzuleitung 6 und Abgasleitungen 7 versehen. Zwischen diesen Leitungen sind im Gehäusekörper Kühlzeasserkanäle S angeordnet. Am Umfang des Gehäuses ist ein Schieber in Gestalt eines aufgeschlitzten, nach innen oder nach außen federnden Ringes 9 angeordnet, der die wassergekühlten Brennkammern io enthält und dessen Enden durch das Schloß i9 (Abb. 3) zusammengehalten werden. Der Ring, 9 ist entgegen einer Federkraft 15 auf dem Gehäuse in Richtung der Turbinenachse verschiebbar und wird mittels eines Getriebes i i, i2 und Hebeln 13, 14 durch die Welle 3 gesteuert.Figs. I to 3 show an internal combustion turbine finitely with the housing i and the impeller 2, which is mounted in the housing by means of a shaft 3 and ball bearing 4. The housing is provided with a gas supply line 5, purge air supply line 6 and exhaust gas lines 7. Cooling water ducts S are arranged between these lines in the housing body. On the circumference of the housing there is a slide in the form of a slit, inwardly or outwardly resilient ring 9, which contains the water-cooled combustion chambers and the ends of which are held together by the lock 9 (Fig. 3). The ring 9 can be displaced against a spring force 1 5 on the housing in the direction of the turbine axis and is controlled by the shaft 3 by means of a gear ii, i2 and levers 1 3, 14.

Die Arbeitsweise der Steuerung ist folgende: In der in Abb.2 ausgezogen dargestellten einen Endstellung des Schieberringes steht die Brennkammer io mit der Gaszuleitung 5 in Verbindung und wird mit Gas gefüllt. In dieser Stellung des Ringes liegt das Ende des -Hebels 13 ganz auf einem Nocken 16 des Zahnrades 12 auf. Bei Weiterdrehung des Zahnrades gleitet das Ende. des Hebels von dem Nocken ab, und die Feder 15 drückt den Schieberring zunächst so weit nach rechts, bis die Brennkammer mit den Schaufeln 17 des Laufrades in Verbindung kommt. In diesem Augenblick erfolgt die Zündung des Gases in der Brennkammer durch die Zündkerze 18, und die Schaufeln werden durch das aus der Bremskammer ausströmende Gas beaufschlagt. Nun wandert der Schieber noch weiter nach rechts und stellt unter Abschließung der eigentlichen Turbine die Verbindung zwischen der Brennkammer und der Spülluftzuleitung 6 her. Die Brennkammer wird mit verdichteter Luft gefüllt und kommt nun, nachdem der Ringschieber durch die Nocken 16 wieder nach links gedrückt wird, erneut mit dem Schaufelrad in Verbindung, wobei die Abgase durch die aus der Brennkammer ausströmende Spülluft durch die Abgasleitungen 7 ausgespült werden und das Spiel von neuem beginnt. Der Schieberring kann mit Hilfe des einstellbaren Schlosses i9 so eingestellt werden, daß er auch in dem Falle, daß seine eigene Spannkraft nicht ausreicht, also auch während des erhöhten Drukkes der Verbrennung, die nicht mit der Brennkammer in Verbindung stehenden Leitungen und das Innere der Turbine einwandfrei abdichtet.The operation of the control is as follows: In the one in Fig.2 shown an end position of the slide ring is the combustion chamber io the gas supply line 5 in connection and is filled with gas. In this position of the Ring, the end of the lever 13 rests entirely on a cam 16 of the gear 12. As the gear continues to rotate, the end slides. the lever off the cam, and the spring 15 initially pushes the slide ring to the right until the combustion chamber comes into contact with the blades 17 of the impeller. Done at that moment the ignition of the gas in the combustion chamber by the spark plug 18, and the blades are acted upon by the gas flowing out of the brake chamber. Well wander the slide even further to the right and completes the actual Turbine establishes the connection between the combustion chamber and the purge air supply line 6. The combustion chamber is filled with compressed air and now comes after the ring slide is pushed to the left again by the cam 16, again with the paddle wheel in connection, with the exhaust gases flowing through the scavenging air flowing out of the combustion chamber be flushed through the exhaust pipes 7 and the game begins again. Of the The slide ring can be adjusted with the adjustable lock i9 so that that even in the event that his own resilience is insufficient, so too during the increased pressure of the combustion, which is not in contact with the combustion chamber standing lines and the interior of the turbine seals properly.

Abb. 4 zeigt eine andere Ausführungsform der Turbine gemäß der Erfindung, bei der das Beaufschlagen der Schaufeln 2o von innen erfolgt und zur Steuerung zwei Schieber 2i und 22 -vorgesehen sind, die unter der Einwirkung der von den Nockenrädern 23 und 24 bewegten Hebel 25 und 26 sowie der Federn 27 und 28 die in ihnen vorgesehenen Brennkammern 29 und 3o abwechselnd mit den Gaszuleitungen 31, 32 und mit dem Schaufelrad 2o in Verbindung bringen. Das Laufrad ist wassergekühlt, wobei das Kühlwasser durch die Welle 33 und in den Radkörper 34 geleitet ist. Bei dieser Ausführung fällt der Schieber, ,der hier nach außen federnd ausgebildet ist, ensprechend kleiner aus, so daß die Federkraft entsprechend geringer wird. -Fig. 4 shows another embodiment of the turbine according to the invention, in which the loading of the blades 2o takes place from the inside and two slides 2i and 22 are provided for control, which under the action of the levers 25 and 24 moved by the cam wheels 23 and 24 26 and the springs 27 and 28 bring the combustion chambers 29 and 3o provided in them alternately into connection with the gas supply lines 31, 32 and with the paddle wheel 2o. The impeller is water-cooled, the cooling water being passed through the shaft 33 and into the wheel body 34. In this embodiment, the slide, which is designed to be resilient towards the outside, is correspondingly smaller, so that the spring force is correspondingly lower. -

Claims (1)

PATENTANSPRÜCHE: i. Brennkraftturbine mit Schiebersteuerung, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber aus einem das Turbinengehäuse eng umgebenden federnden, geschlitzten Ring besteht. z. Brennkraftturbine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber auf dem Turbinengehäuse in. Richtung der Turbinenachse verschiebbar ist. 3. Brennkraftturbine nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung des Ringes so bemessen ist, daß sie zur Abdichtung gegen den Druck des vorverdichteten Luft oder Gasgemisches ausreicht, während der Verbrennungsdruck durch ein am Ring vorgesehenes, den Schlitz überbrückendes einstellbares Verbindungsschloß aufgenommen wird. 4. Brennkraftturbine nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber ein oder mehrere wassergekühlte Brennkammern enthält. 5. Brennkraftturbine nach Anspruch z bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkammern bei der Bewegung des Schiebers in Richtung der Turbinenachse nacheinander mit der Gaszuleitung, mit den Laufradschaufeln und mit der Spülluftleitung in Verbindung kommen und die nicht mit den Brennkammern in Verbindung stehenden Leitungen durch den Schieberring dicht abgeschlossen werden. 6. Brennkraftturbine nach Anspruch z bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gas- und Spülluftleitungen durch das Turbinengehäuse geführt sind. 7. Brennkraftturbine nach. Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung des Schieberxinges regelbar ist. B. Brennkraftturbine nach Anspruch i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Beaufschlagung der Laufradschaufeln von der Laufradachse her aus Brennkammern erfolgt, die an der Innenseite des Gehäuses in zwei beiderseits des Laufrades angeordneten Schiebern angeordnet sind, während die Abgase mittels zweier ringförmiger, im Gehäuse befindlicher Abgaskanäle in radialer Richtung nach außen geleitet werden.PATENT CLAIMS: i. Internal combustion turbine with slide control, thereby characterized in that the slide consists of a resilient, slotted ring. z. Internal combustion turbine according to claim i, characterized in that that the slide can be moved on the turbine housing in the direction of the turbine axis is. 3. Internal combustion turbine according to claim i and 2, characterized in that the Tension of the ring is dimensioned so that it seals against the pressure of the pre-compressed air or gas mixture is sufficient, while the combustion pressure by means of an adjustable connecting lock which is provided on the ring and bridges the slot is recorded. 4. Internal combustion turbine according to claim i to 3, characterized in that that the slide contains one or more water-cooled combustion chambers. 5. Internal combustion turbine according to claims z to 4, characterized in that the combustion chambers during the movement of the slide in the direction of the turbine axis one after the other with the gas supply line, with the impeller blades and the purge air line come into contact and they do not lines connected to the combustion chambers tightly through the slide ring be completed. 6. internal combustion turbine according to claim z to 5, characterized in that that the gas and purge air lines are passed through the turbine housing. 7. Internal combustion turbine after. Claim i, characterized in that the tension of the slide xing can be regulated is. B. internal combustion turbine according to claim i up to 7, characterized that the application of the impeller blades from the impeller axis from combustion chambers takes place, which are arranged on the inside of the housing in two on both sides of the impeller Sliders are arranged, while the exhaust gases by means of two annular, in the housing located exhaust ducts are passed in the radial direction to the outside.