DE614561C - Verfahren zur Aufrechterhaltung des Zuendzustandes von Verpuffungskammern, insbesondere fuer Brennkraftturbinen - Google Patents

Verfahren zur Aufrechterhaltung des Zuendzustandes von Verpuffungskammern, insbesondere fuer Brennkraftturbinen

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DE614561C DEH136489D DEH0136489D DE614561C DE 614561 C DE614561 C DE 614561C DE H136489 D DEH136489 D DE H136489D DE H0136489 D DEH0136489 D DE H0136489D DE 614561 C DE614561 C DE 614561C
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    • 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
    • F02C5/00Gas-turbine plants characterised by the working fluid being generated by intermittent combustion
    • F02C5/12Gas-turbine plants characterised by the working fluid being generated by intermittent combustion the combustion chambers having inlet or outlet valves, e.g. Holzwarth gas-turbine plants
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Description

Zündverfahren für Verpuffungskammern, insbesondere von Brennkraftturbinen, bei welchen Zündungen sowohl unter dem Einfluß gesteuerter Fremdzünder wie unter dem Einfluß in der Kammer eingeschlossener heißer Gase bewirkt werden, sind bereits vorgeschlagen worden. Ein derartiges Verfahren wird durchgeführt, indem der Einwirkung der gesteuerten Fremdzünder nur Gemische unterworfen werden, welche die Selbstzündungsgrenze erreicht oder gerade überschritten haben. Ist bereits die Selbstzündungsgrenze erreicht worden, so fällt der Fremdzündzeitpunkt in den Verlauf der durch die Selbstzündung eingeleiteten Verpuffung; hat dagegen das Gemisch die Selbstzündungsgrenze nur nahezu erreicht, so erfolgt zwar die eigentliche Zündung noch durch die Fremdzünder, aber bereits bei Beginn der durch diese Zün-
ao dung hervorgerufenen Verpuffung und der dadurch bewirkten Drucksteigerung treten in den vom Fremdzünder entfernter liegenden Teilen der Verpuffungskammer die Verhältnisse ein, unter denen das Gemisch durch Selbstzündungen entflammt. Hier fällt also wiederum der Selbstzündzeitpunkt in den Verlauf der durch die Fremdzünder eingeleiteten Verpuffung. Man hat ein derartiges Zündverfahren, bei dem sich beide Zündaiten gegenseitig unterstützen, in Erkenntnis der mannigfachen Vorteile verwirklicht, die sich einem Verfahren mit reiner Fremdzündung oder mit reiner Selbstzündung des Gemisches gegenüber ergeben.
Die Erhaltung eines derartigen Betriebes macht jedoch gewisse Schwierigkeiten. Unter dem Einfluß der aufeinanderfolgenden Verpuffungen erhitzt sich die Verpuffungskammer mehr und mehr, und es steigert sich insbesondere die Temperatur» der Kammerwandüngen und des Kühlmittels. Durch Wärmerückstrahlung vergrößert sich also auch die Temperatur des in die Kammer eingeladenen Gemisches, so daß bei Gemischzuständen, die an sich zu reinen Fremdzündungen Veranlassung geben würden, eine Neigung der Verpuffungskammer zur Durchführung mit Selbstzündungen untermischter Fremdzündungen und schließlich zur Durchführung von Mischzündungen selbst, also des eingangs erwähnten, an sich erstrebten ZündverfahrenSj auftritt; ist der Gemischzustand aber so bestimmt, daß an sich die erstrebten Mischzündungen auftreten, so entsteht eine Neigung der Verpuffungskammer zur Durchführung reiner Selbstzündungen, d. h. zur Durchführung eines Zündverfahrens, das wegen gewisser Nachteile nach Möglichkeit zu vermeiden ist.
Diese Vorgänge sind nicht ausschließlich auf Änderungen des Temperaturzustandes der Verpuffungskammer zurückzuführen; Änderungen der Wärmetönung des in die Verßuffungskammern eingeführten Gemisches,
wie sie in Durchführung der Leistungsregelung unvermeidlich sind, wirken sich beispielsweise in ähnlicher Weise aus.
Diese Erscheinungen sind bei den bereits erwähnten Vorschlägen zur bewußten Durchführung eines Mischzündbetriebes nicht unbeachtet geblieben. Man hat es sogar verstanden, Maßnahmen aufzuzeigen, durch deren Anwendung es gelingt, die Gefahren einer ίο selbsttätigen Veränderung des Zündverfahrens zu beseitigen. So ist es insbesondere vorgeschlagen worden, in die Betriebsemrichtungen der Verpuffungskammern einzugreifen oder die Betriebsmittelzustände zu verändern. Kennzeichnend für die erste Möglichkeit ist der Eingriff in die Betriebseinrichtungen, welche den Verdrängungsvorgang für die Restverbrennungsgase aus einer vorhergehenden Verpuffung steuern, während als bezüglieh ihres Zustandes zu ändernde Betriebsmittel die Spül-, die Nachladeluft und die Kühlmittel der Verpuffungskammer vorzugsweise in Betracht kommen.
Vorliegende Erfindung geht nun von der neu- und eigenartigen Erkenntnis aus, daß die bisher vorgeschlagenen Maßnahmen nicht genügen, um einen volkommenen Betrieb der Verpuffungskammern zu sichern. Denn die bisher vorgeschlagenen Maßnahmen erstreckten sich auf einzelne Eingriffe in die Betriebseinrichtungen oder die die Betriebsmittelzustände beeinflussenden Vorrichtungen. Diese einzelnen Eingriffe haben zur Voraussetzung, daß zunächst die Änderung des Zündzustandes beobachtet und festgestellt werden muß. Es bedarf also einer fortwährenden Beaufsichtigung des Zündzustandes, wobei durch ungenügende und unrichtig angewandte Maßnahmen Bedienungsfehler entstehen können. Das zur Vermeidung dieser Möglichkeiten und Nachteile gemäß vorliegender Erfindung vorgeschlagene Verfahren zur Aufrechterhaltung des Zündzustandes von Verpuffungskammern, insbesondere für Brennkraftturbinen, in denen Zündungen unter dem Einfluß gesteuerter Fremdzünder, in der Kammer eingeschlossener heißer Gase oder unter dem "Einfluß beider bewirkt werden, kennzeichnet sich durch selbsttätige Regelung die Zündart bestimmender Zustandsgrößen, vorzugsweise des Temperaturzustandes der Verpuffungskammer, in Abhängigkeit von Änderungen in den Betriebsvorgängen, etwa Änderungen im Ablauf von Verpuffungen, die durch Abweichungen vom Zündzustand hervorgerufen werden. Verfahren zur "Aufrechterhaltung bestimmter Zustände unter Ausgleich von Erscheinungen, die auf eine selbsttätige Änderung des betreffenden Zustandes hinwirken, sind in der Technik der Verpuffungskammern nichts Neues. So ist es beispielsweise bekanntgeworden, die Neigung von Verpuffungskammern zur Durchführung von Vor- und Frühzündungen dadurch zu bekämpfen, daß man bestimmte Verhältnisse zwischen Rauminhalt der Verpuffungskammer, engstem Düsenquerschnitt und Verdrängungszeit für die Restfeuergase einhielt.
Welche Zustandsgrößen dabei die Zündart bestimmen, ist bereits erwähnt worden. In Betracht kommt vorzugsweise der Verdrängungsvorgang für die Restverbrennungsgase aus einer vorhergehenden Verpuffung, wobei entweder der Einfluß des engsten Auslaßquerschnittes oder der Einfluß der Steuerzeit des diesen engsten Auslaßquerschnitt abschließenden und eröffnenden «Ventils zu berücksichtigen ist; in Betracht kommen weiter die verschiedensten Zustände der Betriebsmittel, sei es, daß es sich um die Spül- oder Ladeluft oder um das Kühlmittel für die Verpuffungskammer handelt.
Wenn im vorhergehenden erwähnt worden war, daß sich das neue Verfahren hauptsächlich zur selbsttätigen Einstellung und Erhaltung des Mischzündbetriebes eignet, so ist das natürlich nur eine der Möglichkeiten zur Verwirklichung des Erfindungsgedankens. Treten beim Betriebe einer Verpuffungskammer überhaupt Zündungen unter dem Einfluß gesteuerter Fremdzünder, in der Kammer eingeschlossener heißer Gase oder beider auf, so kann man das Verfahren natürlich zur Aufrechterhaltung jeder einzelnen dieser Zündungsmöglichkeiten anwenden.
Die durch Änderungen der Zündart bedingten Änderungen im Charakter der Verpuffungen erstrecken sich nun nach den verschiedensten Richtungen, so daß die zur selbsttätigen Regelung der Zustandsgrößen zu verwirklichenden Abhängigkeiten in den gleichen, verschiedenen Richtungen hergestellt werden können. In Betracht kommt zunächst die selbsttätige Regelung die Zündart bestimmender Zustandsgrößen in zeitlicher Abhängigkeit von im Verhältnis zum Fremdzündzeitpunkt eintretenden Änderungen des Zeitpunktes des Auftretens bestimmter Verpuffungsdrücke. Dieser in weiterer Durchführung des Erfindungsgedankens gemachte Vorschlag geht auf die Erkenntnis zurück, daß der für Mischzündungen charakteristische Druckanstieg der durch die Verpuffung erzeugten Verbrennungsgase im Diagramm in der. Nähe des Ansteuerungszeitpunktes des Fre'mdzünders liegt. Je mehr die Zündart in das Gebiet reiner Selbstzündungen übergeht, desto mehr erscheint im Druckzeitdiagramm der Druckanstieg vor dem Fremdzündzeitpunkt und umgekehrt, je mehr die Zündart in das Gebiet lao reiner Fremdzündungen übergeht, desto mehr erscheint der Druckanstieg nach dem Fremd-
zündzeitpunkt. Im Verhältnis zum Fremdzündzeitpunkt eintretende Änderungen im Auftreten bestimmter Verpuffungsdrücke sind daher ein Maß für die Änderung der Zündart und daher erfindungsgemäß ein Mittel, um die Zündart in der gewünschten Weise zu beeinflussen und in bestimmter Weise aufrechtzuerhalten.
Änderungen der Verpuffungen können sich
ίο jedoch auf andere Weise auswirken. So kann beispielsweise die selbsttätige Regelung die Zündart bestimmender Zustandsgrößen in räumlicher Abhängigkeit von Wandungen der Zündfläche zwischen Gemisch und in der Kammer eingeschlossenen heißen Gasen bewirkt werden. Es hat sich nämlich gezeigt, daß in dem Maße, in dem sich der in der Kammer eingeschlossene Gasrest vergrößert, mit anderen Worten, die Zündfläche zwischen
ao Gemisch und eingeschlossener Gasmasse zu den Betriebsmitteleinlaßventilen hin wandert, die Aufheizung des Gemisches vergrößert und dadurch die Neigung zur Durchführung von Mischzündungen oder gar reiner Selbst-Zündungen wächst; umgekehrt ist das Wandern der Zündfläche zu den Auslaßventilen der Verpuffungskammer hin charakteristisch für die Änderung der Zündart nach der Seite der Mischzündungen oder schließlich der reinen Fremdzündungen hin. Zweckmäßig erfolgt jedoch die selbsttätige Regelung die Zündart bestimmender Zustandsgrößen nicht in unmittelbarer räumlicher Abhängigkeit von den Wanderungen der Zündfläche, sondern auf dem Umwege über Temperaturänderungen. Denn mit den Wanderungen der Zündfläche verändern sich die an einer bestimmten Stelle der Kammer auftretenden Temperaturen. Liegt ein bestimmter Teil der Kammer zu den Betriebsmitteleinlaßventilen der Verpuffungskammer zu vor der Zündfläche, also im Bereiche des Gemisches, so ist natürlich seine Temperatur geringer, als wenn dieser Teil vor der Zündfläche zu den Auslaßventilen der Verpuffungskammer zu, also im Bereiche der heißen Gasmasse, liegt. Damit ergibt sich unmittelbar die Möglichkeit einer selbsttätigen Regelung die Zündart bestimmender Zustandsgrößen in thermischer Abhängigkeit von Änderungen der an bestimmten Kammerteilen auftretenden Verpuffungstemperaturen. Die Aufzählung ist jedoch in keiner Weise erschöpfend. So verändert sich beispielsweise mit der Art der Verpuffung auch die Ionisation der Gase an bestimmten · Teilen der Verpuffungskammer. Derartige Ionisationsänderungen können ebenso wie alle anderen in mittelbarer oder unmittelbarer Abhängigkeit von Verpuffungsänderungen auftretenden Änderungen physikalischer oder chemischer Zustände zur selbsttätigen Regelung die Zündart bestimmender Zustandsgrößen benutzt werden.
Gleichgültig nun, welche Änderungen der durch die Zündungen hervorgerufenen Verpuffungen zur selbsttätigen Regelung die Zündart bestimmender Zustandsgrößen benutzt werden, werden also in Abhängigkeit von derartigen Änderungen selbsttätig Regelungskräfte zur Wirkung gebracht, welche die Zündart bestimmende Zustandsgrößen unter Aufrechterhaltung des Zündzustandes beeinflussen. Diese Regelungskräfte werden zweckmäßig auf Steuerungsmittel unter Ein- oder Ausschaltung derselben zur Wirkung gebracht, so daß diese in oder außer Tätigkeit treten und hierdurch die Zündart bestimmende Zustandsgrößen unter Aufrechterhaltung des Zündzustandes ändern. Die Regelungskräfte können dabei zunächst auf rhythmisch bewegte Steuerungsmittel der Verpuffungskammer selbst zur Wirkung gebracht werden. Als derartige Steuerungsmittel stehen insbesondere das Düsen- und Ausblaseventil zur Verfügung, d. h. die beiden Auslaßventile der Verpuffungskammer, welche die unter dem Einfluß des eigenen Druckes sich entspannenden expandierenden oder unter dem Einfluß von Spülluft ausgetriebenen Verbrennungsgase aus der Verpuffungskammer entlassen, weil diese beiden Steuerungsmittel durch die Größe des von ihnen eröffneten engsten Auslaßquerschnittes für die Verbrennungsgase oder durch ihre Öffnungszeit bzw. ihren Eröffnungs- und Schlußzeitpunkt den Verdrängungsvorgang und damit eine für die Zündart maßgebliche Zustandsgröße beeinflussen. Es können aber auch die Regelungskräfte auf besondere Regelungsmittel der Verpuffungskammer zur Wirkung gebracht werden, die bei ihrem In- oder Außertätigkeittreten lediglich die Zündart bestimmende Zustandsgrößen ändern. So ist beispielsweise die Anordnung eines besonderen Zusatzdüsenoder Zusatzausblaseventils möglich, welches gleichzeitig oder phasenverschoben zu dem Hauptdüsen- oder Hauptausblaseventil arbeitet und durch Veränderung des Ausströmbzw. Ausblasequerschnittes den Verdrängungsvorgang beeinflußt. Schließlich können no die Regelungskräfte auf Steuerungsmittel der Verpuffungskammer zur Wirkung gebracht werden, die zur Durchführung des Betriebsverfahrens derselben erforderlich sind, aber durch ihr In- oder Außer tätigkeittreten die Zündart bestimmende Zustandsgrößen ändern. Als derartiges, nicht rhythmisch betätigtes Steuerungsmittel käme beispielsweise ein im Zwischenbehälter bei Verbundturbinen vorgesehenes Abblaseventil in Betracht, das durch Veränderung des Gegendruckes der aus der Verpuffungskammer ausströmenden Gase die
Ausschiebegschwindigkeit und damit den Verdrängungsvorgang beeinflußt. ·
Es ist natürlich nicht erforderlich, daß die Regelungskräfte nur auf Steuerungsmittel der Verpuffungskammer selbst oder andere mit ihr verbundene Betriebseinrichtungen, wie beispielsweise des erwähnten Zwischenbehälters bei Verbundturbinen, zur Wirkung gebracht werden. Es können die Regelungskräfte auch auf die Betriebsmittelzustände beeinflussende Steuerungsmittel unter Ein- oder Ausschaltung derselben zur Wirkung gebracht werden, so daß diese in oder außer Tätigkeit treten und hierdurch die Zündart bestimmende Zustandsgrößen unter Aufrechterhaltung des Zündzustandes ändern. Welche Zustandsgrößen hauptsächlich in Betracht kommen, ist bereits mehrfach erörtert worden, so daß sich eine Nennung derselben an dieser Stelle erübrigt. Wenn jedoch die Regelkräfte auf Teile der Betriebseinriehtungen einwirken, welche im Takt des Arbeitsganges rhythmisch gesteuert werden> so tritt meistens der Fall ein, daß der Augenblick der Auslösung des Regelstoßes zeitlich nicht mit der Betätigung zu beeinflussender Steuermittel zusammenfällt. Diese zeitliche Verschiebung innerhalb eines Arbeitsspieles muß dann künstlich überbrückt werden, meist in der Weise, daß der Regelstoß nach eingetretener Auslösung künstlich aufrechterhalten wird, um auf zu beeinflussende Steuermittel noch während ihrer Bewegung im Verlaufe nachfolgender Arbeitsspiele einzuwirken. Diese künstliche Aufrechterhaltung des Regelstoßes kann entweder, dem Takt des Arbeitsganges entsprechend, durch ein besonderes, im gleichen Takt betätigtes Relais erfolgen oder aber durch eine bewußt eingestellte, vom Arbeitstakte unabhängige Zeitverzögerung in der Rückführung von durch den Regelstoß eingeleiteten Bewegungen. Auf beiden Wegen ist es möglich, die zu beeinflussenden Steuerungsmittel zum richtigen Zeitpunkt während des Arbeitstaktes der Verpuffungskammer zum Ansprechen zu. bringen.
Es war bereits erwähnt worden, daß sich das erfindungsgemäße Verfahren vorzugsweise zur Aufrechterhaltung eines Zündbetriebes mit Einwirkung gesteuerter Fremdzünder auf Gemische eignet, welche die Selbstzündungsgrenze erreicht oder gerade überschritten haben. In diesem Falle würden die Regelungskräfte, welche die das Eintreten von Mischzündungen bestimmenden Zustandsgrößen unter Aufrechterhaltung des Mischzündbetriebes beeinflussen, in Abhängigkeit von" Änderungen im Verlaufe der Verpuffungen selbsttätig zur Wirkung gebracht, je 6q nachdem, ob die Verpuffungen unter reiner Selbst-, reiner Fremd- oder Mischzündung stattfinden. Bei diesem Betriebsverfahren stellt man vorteilhaft die Betriebsweise derart ein, daß die Bedingungen zur Durchführung eines reinen Selbstzündungsbetriebes vorliegen, solange nicht der erfindungsgemäße Regelstoß eingreift. Arbeitet also eine derart betriebene Verpuffungskammer nach Inbetriebnahme zunächst noch im reinen Fremdzündbetrieb, so stellt sich selbsttätig bald der Zündbetrieb mit Mischzündungen ein, da die Bedingungen zum Auftreten von Selbstzündungen gegeben sind. Dann muß in Abhängigkeit von den durch derartige Mischzündungen hervorgerufenen Änderungen im Verlaufe der Verpuffungen gegenüber den Verpuffungen, die bei reinem Fremdzündbetrieb eingeleitet werden, selbsttätig dafür gesorgt werden, daß sich der Zündbetrieb nicht in das Gebiet, reiner Selbstzündungen verschiebt. Liegt der Zündbetrieb von vornherein im Gebiete reiner Selbstzündungen, so muß in Abhängigkeit von den Änderungen im Ablauf der Verpuffungen, die durch den reinen Selbstzündbetrieb gegenüber den im Mischzündgebiet oder im Gebiet reiner Fremdzündungen erhaltenen Verpuffungen entstehen, eine selbsttätige Verlegung des Zündbetriebes in das Gebiet der Mischzündungen zurückbewirkt werden. Daraus ergibt· sich unmittelbar, daß bei entsprechender Einstellung der Betriebsbedingungen in Ab- * hängigkeit von Änderungen von durch reine Fremdzündungen eingeleiteten Verpuffungen Regelungskräfte nicht zur Wirkung gebracht bzw. erzeugt oder ausgelöst werden brauchen. Die Regelungskräfte dagegen, die in Abhängigkeit von durch reine Selbstzündungen eingeleiteten Verpuffungen selbsttätig ausgeübt werden, haben die das Eintreten der Mischzündungen bestimmenden Zustandsgrößen anders, und zwar vorzugsweise stärker zu beeinflussen als die Regelungskräfte, die in Abhängigkeit von durch Mischzündungen eingeleiteten Verpuffungen selbsttätig ausgeübt werden. Denn um den Zündbetrieb im Gebiete reiner Mischzündungen zu erhalten, sind die den Zündbetrieb beeinflussenden Zustandsgrößen naturgemäß weniger zu beeinflussen, als wenn die Verpuffungskammer sich bereits im Gebiete reiner Selbstzündungen befindet und eine grundsätzliche Änderung des Zündbetriebes erforderlich wird. Diese verschiedenartige Beeinflussung kann dabei dadurch erfolgen, daß die Regelungskräfte auf verschiedene Steuerungmittel zur Wirkung gebracht werden, deren Einfluß auf die Zustandsgrößen verschieden ist. Es können aber auch die Regelungskräfte auf gleichartig ausgebildete Steuerungsmittel zur Wirkung ge- lzo bracht werden, wobei je nach dem Grade der herbeizuführenden Beeinflussung die Zahl der
jeweils betätigten Steuerungsmittel wächst. Weiterhin können die Regelungskräfte auch auf ein Steuerungsmittel mit verschiedenartiger Beeinflussung .der den Zündbetrieb bestimmenden Zustandsgrößen zur Wirkung gebracht werden. Schließlich kann auch unter Ausnutzung der Trägheit der Beeinflussung der Betriebsbedingungen der Unterschied in der Stärke dieser Beeinflussung durch ίο Änderung der Dauer oder Häufigkeit der Einwirkung des Regelstoßes hervorgerufen werden. "
Die Vorrichtungen zur Durchführung des neuen Verfahrens sind dabei entsprechend den erwähnten mannigfachen Abwandlungen desselben in der verschiedensten Weise auszubilden.
Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens, bei dem die selbsttätige Regelung ao die Zündart bestimmender Zustandsgrößen in zeitlicher Abhängigkeit von im Verhältnis zum Fremdzündzeitpunkt eintretenden Änderungen im Auftreten bestimmter Verpuffungsdrücke erfolgt, wurden sich vorzugsweise durch Vereinigung einer auf bestimmte Verpuffungsdrücke ansprechenden (Einschalt-) . Einrichtung mit einer unter dem Einfluß der Steuerwelle bewegten (Kontroll-) Einrichtung kennzeichnen, wobei letztere entsprechend dem zeitlichen Verhältnis im Auftreten des bestimmten Verpuffungsdruckes zum Fremdzündzeitpunkt Regelungskräfte zur Wirkung bringt oder ihre Wirkung aufhebt. Dabei würden von der Kontrolleinrichtung mit Vergrößerung des zeitlichen Abstandes zwischen Auftreten des bestimmten Verpuffungsdruckes vom Fremdzündzeitpunkt Regelungskräfte größeren oder geringeren Einflusses auf die Zündart bestimmende Zu-Standsgrößen zur Wirkung gebracht werden. Eine derartige Vorrichtung kann dabei in zweifach verschiedener Weise ausgebildet werden. Es kann zunächst die Einschalteinrichtung die Regelungskräfte, etwa in Form zu den Steuerungsmitteln zugelassenen Preßöles, auslösen, wenn der bestimmte Verpuffungsdruck auftritt, während erst die Kontrolleinrichtung das Preßöl auf die Steuerungsmittel zur Wirkung oder nicht zur Wirkung bringt. Hierbei wurden die Kontrolleinrichtungen wieder vorteilhaft entsprechend dem zeitlichen Abstand zwischen Auftreten des bestimmten Verpuffungsdruckes und dem Fremdzündzeitpunkt Regelungskräfte größeren oder geringeren Einflusses auf den Mischzündbetrieb bestimmende Steuerungsmittel zur Wirkung bringen, oder es genügt häufig auch, Dauer und Häufigkeit der Einwirkung entsprechend zu ändern. Es kann aber auch die Kontrolleinrichtung die bei Auftreten eines bestimmten Verpuffungsdruckes eingeleitete Bewegung der Einschalteinrichtung nach verschiedenen Lagen begrenzen oder die Bewegung ganz verhindern, wobei je nach den Lagen der Einschalteinrichtung durch letztere Regelungskräfte verschiedenen Einflusses auf die den Mischzündbetrieb bestimmenden Steuerungsmittel ausgelöst und auf die Steuerungsmittel zur Wirkung gebracht werden, wenn unter dem Einfluß der Kontrolleinrichtung eine Lagenveränderung stattfinden konnte; im anderen Falle, also vorzugsweise in Abhängigkeit von durch reine Fremdzündungen eingeleiteten Verpuffungen, brauchen meistkeineRegelungskräfte ausgeübt werden.
Natürlich liegt es im Wesen der so gekennzeichneten Erfindung, daß alle unmittelbar eingeleiteten Wirkungen durch mittelbar eingeleitete und umgekehrt alle mittelbar eingeleiteten Wirkungen durch unmittelbar herbeizuführende Wirkungen ersetzt werden können. Weiter können alle Vorgänge durch ihre sinngemäßen Umkehrungen ersetzt werden. So können die Regelungskräfte statt in Abhängigkeit von durch reine Selbstzündungen oder durch Mischzündungen ausgelösten Verpuffungsänderungen durch Verpuffungsänderungen zur Wirkung gebracht werden, die durch reine Fremdzündungen oder Mischzündungen eingeleitet werden; in diesem Falle arbeiten die Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens in kinematischer Umkehrung zu den oben beschriebenen Vorrichtungen.
Die Zeichnung zeigt die Grundlagen des neuen Verfahrens in schematischer Darstellung und eine Reihe von Ausführungs- und Anwendungsbeispielen zur Durchführung des Verfahrens geeigneter Vorrichtungen.
Abb. ι zeigt zunächst im Druckzeitdia- i°° gramm den charakteristischen Verlauf von Verpuff ungen, die durch reine Selbstzündungen, Mischzündungen und reine Fremdzündungen eingeleitet worden sind.
Die Abb. 2 bis 4 und 5 bis 9 stellen mit den entsprechenden Schnittbezeichnungen in der Zeichnung zwei Ausführungsbeispiele eines zur Durchführung des Verfahrens dienenden Zündreglers dar.
Die Abb. 10 bis 12 veranschaulichen einen Anwendungsfall für den nach den Abb. 2 bis 4 ausgebildeten Zündregler bei einer Brennkraftturbine, bei der in die den Verdrängungsvorgang bestimmenden Betriebseinrichtungen eingegriffen wird.
Die Abb. 13 bis 10 zeigen eine Ausführungsform des Zündreglers, bei der dieser mit dem von ihm beeinflußten Steuermittel eine bauliche Einheit bildet.
Die Abb. 17 bis 19/ zeigen einen Anwendungsfall für den nach den Abb. 2 bis 4 ausgebildeten Zündregler bei einer Brennkraft-
turbine, bei der wiederum in die den Verdrängungsvorgang bestimmenden Betriebseinrichtungen eingegriffen wird. Während beim Ausführungsbeispiel nach den Abb. io bis 12 jedoch der engste Auslaßquerschnitt für die verdrängten Restverbrennungsgase geändert wird, erfolgt beim Ausführungsbeispiel nach den, Abb. iy bis 19 eine selbsttätige Änderung der Verdrängungszeit. Die Abb. 20 bis 23 zeigen schließlich Anwendungsfälle für den nach den Abb. 2 bis 4 ausgebildeten Zündregler, bei der in die Betriebsmittelzustände bestimmende Steuermittel eingegriffen wird.
Im Diagramm nach Abb. 1 entsprechen die Ordinaten den in der Verpuffungskammer auftretenden Drücken, während die Abszissen Zeiten wiedergeben. Dem Fremdzündzeitpunkt entspricht der Zeitpunkt Null. Im Diagramm erkennt man vier charakteristische Druckzeitlinien. Das Diagramm 2 gibt einen Druckanstieg in der Verpuffungskammer wieder, der 2>5/iooSekunden vor dem Fremdzündzeitpunkt seinen sichtbaren Anfang nimmt. Es handelt sich also um eine Verpuffung, die durch Selbstzündung eingeleitet worden ist. Aber noch in den Druckanstieg fällt die durch Ansteuerung des. Fremdzünders bewirkte Fremdzündung, so daß also der Einwirkung des gesteuerten Fremdzünders ein Gemisch unterworfen worden ist, welches im Fremdzündzeitpunkt die Selbstzündungsgrenze gerade überschritten hatte. Demgegenüber zeigt das Diagramm 3 einen Druckanstieg, der (infolge des Zündverzuges) seinen sichtbaren Anfang erst bei - f'/ioo Sekunden hinter dem Fremdzündzeitpunkt Null Sekunden nimmt. An dem Diagrammverlauf, . insbesondere an dem sehr steilen und gerade ♦o verlaufenden Druckanstieg sowie an der fast waagerechten Sattellinie, erkennt man, daß am Zustandekommen der durch dieses Diagramm wiedergegebenen Verpuffung nicht nur Fremdzündungen, sondern vor allem auch Selbstzündungen beteiligt waren. Es wurde also der Fremdzünder auf ein Gemisch zur Wirkung gebracht, das die Selbstzündungsgrenze gerade erreicht hatte, so daß bereits während der Drucksteigerung Selbstzündungen in den von der Zündfläche des Fremdzünders etwas entfernter liegenden Gemischteilen auftraten.
Man erkennt also aus Abb. 1, daß alle Diagramme, deren Druckanstieg zwischen den Diagrammästen 2 und 3 liegt, stets Verpuffungen entsprechen, die durch Fremd- und Selbst- oder durch Selbst- und Fremdzündungen eingeleitet wurden.
Außer den beiden Diagrammen 2 und 3 sind Diagramme 1 und 4 gezeigt. In den beim Diagramm 1 veranschaulichten Druckanstieg fällt der Fremdzündzeitpunkt nicht mehr in die Zeit des Druckanstieges, so daß also Diagramm ι eine für reine Selbstzündungen charakteristische Verpuffung wiedergibt. Umgekehrt zeigt der schleichende Verlauf des Diagrammzuges 4, daß es sich hier um eine durch reine Fremdzündung des Gemisches zustande gekommene Verpuffung handelt, an der Selbstzündungen in keiner Weise mitgewirkt haben.
Abb. ι läßt also erkennen, daß das Gebiet vollkommenster* Verpuffungen im Diagramm nach· Abb. 1 begrenzt ist durch die Druckanstiegslinien der Diagramme 2 und 3. Samtliehe Verpuffungen, deren Druckanstiegslinien in dieses Gebiet fallen, werden durch Mischzündungen hervorgerufen. Vorliegender Erfindung ist also die Aufgabe gesetzt, die die Zündart, insbesondere also den Mischzündbetrieb, bestimmenden Zustandsgrößen derart selbsttätig zu regeln, daß der Zündbetrieb, insbesondere der Mischzündbetrieb, während der gesamten Betriebsdauer der Verpuffungskammer aufrechterhalten ist, d. h. die Druckanstiegslinien sämtlicher Verpuffungen in das durch die Diagrammäste 2 und 3 begrenzte Diagrammgebiet fallen. Ausgehend von dem grundsätzlichen Lösungsmittel, die selbsttätige Regelung die Zündart bestimmender Zustandsgrößen in Abhängigkeit von Änderungen der durch die Zündungen hervorgerufenen Verpuffungen zu bewirken, werden erfindungsgemäß die wie folgt beschriebenen Einrichtungen zur Lösung der gestellten Aufgäbe vorgeschlagen.
Der selbsttätig wirksame Zündregler nach den Abb. 2 bis 4, in welchen Abb. 2 einem senkrechten Längsschnitt durch den Zündregler nach den Linien H-II der Abb. 3 und 4. Abb. 3 einem waagerechten Querschnitt durch den Zündregler nach Linie IH-III der Abb. 2, Abb. 4 einem waagerechten Schnitt nach Linie IV-IV der Abb. 2 entspricht, besteht aus einem Gehäuse S, in dessen zylindrischer Ausnehmung 7 ein Kolbenschieber 6 längs verschieblich aufgenommen ist. Auf die obere Kolbenfläche 8 des Kolbenschiebers 6 wirkt ständig Preßöl, das durch die Leitung 9 und den Kanal 10 zugelassen wird. Die Unterseite 11 des Kolbenschiebers steht dagegen, wie Abb. 11 genauer erkennen läßt, über Leitung 12 unter dem Einfluß der in der Verpuffungskammer erzeugten Verbrennungsgase. Sobald diese Verbrennungsgase einen vorbestimmten Druck, beispielsweise 12 atü, erreicht haben, wird der auf die Kolbenfläche 8 wirksame Preßöldruck überwunden und der Kolbenschieber in die gezeichnete obere Stellung verlegt. In dieser oberen Stellung verbindet der Kolbenschieber 6 über seinen abgesetzten Mittelkörper die ringför-
migen Gehäuseausnehtnungen 13 und 14, so daß Preßöl durch die Bohrung 15 des Gehäuses in die mittlere Ringausnehmung 16 des von der Steuerwelle aus über Kegelzahnrad 17 betätigten Drehschiebers 18 gelangt. Der Antrieb des Drehschiebers ist dabei im einzelnen aus Abb. 11 zu entnehmen. Die Ringausnehmung 16 des Drehschiebers 18 steht über axiale Bohrungen 19 und 20 in die Ringausnehmung 16 begrenzenden Drehschieberteilen mit Ausnehmungen 21 und 22 des Drehschiebers 18 in Verbindung. Sobald die Ausnehmungen 21 und 22 mit den Bohrungen 23 und 24 bzw. den Leitungen 25 und 26 in Verbindung stehen, tritt also Preßöl in diese Leitungen über. Die Leitungen 25 und 26 sind dabei, wie an Hand der Ausführungsbeispiele im einzelnen zu erläutern sein wird, mit Steuerungsmitteln verbunden, welche den Zündbetrieb bestimmende Zustandsgrößen beeinflussen. Die Abb. 3 und 4 lassen die Anordnung der Ausnehmungen 21 und 22 genau erkennen. Die Abb. 3 und 4 zeigen, daß außer den Ausnehmungen 21 und 22 eine weitere Ausnehmung 27 im Drehschieber 16 vorgesehen ist, die über eine Bohrung 28 mit dem Drehschieberhohlraum 29 und über diesen mit der Abflußleitung 30 für das Regulieröl in Verbindung steht. Jede Steuerstufe des Dreh-Schiebers weist also vier Steuerkanten auf; die in der Abb. 3 gezeigte Steuerstufe besitzt die Steuerkanten 31, 32, 33 und 34, während die in Abb. 4 dargestellte Steuerstufe die Steuerkanten 35, 36, 37 und 38 aufweist. Die Steuerkanten 32 und 36 beider Stufen sind nun so eingestellt, daß bei allen vor dem Grenzdiagramm 2 liegenden Verpuffungen, also bei 'allen durch reine Selbstzündungen eingeleiteten Verpuffungen, die Bohrungen 23 und 24 schon überschliffen worden sind, so daß der Durchgang des Preßöles zu beiden noch näher zu beschreibenden Regelungsmitteln freigegeben worden ist, wobei aus rein konstruktiven Gründen die Steuerkante 32 weiter vorverlegt ist als die Steuerkante 36, ohne daß die Wirkungsweise hierdurch beeinflußt wird. Jede durch reine Selbstzündung eingeleitete Verpuffung führt also dazu, daß der Zündregler sowohl durch die Leitung 25 wie durch die Leitung 26 Preßöl treten läßt, also Regelungskräfte in verstärktem Ausmaße auslöst. Wie diese Regelungskräfte zur Wirkung gebracht werden können, ist noch an Hand der übrigen Abbildungen darzustellen. Die Steuerkante 31 in der in Abb. 3 dargestellten Stufe ist dagegen so eingestellt, daß sie bei allen hinter dem Grenzdiagramm 2 stattfindenden Verpuffungen die Bohrung 23 schon abgeschlossen hat und damit den Zunuß von Preßöl zu dem an die Bohrung 23 über Leitung 25 angeschlossenen Steuerungs- : mittel verhindert. Die Steuerkante 35 schließ-J lieh ist so eingestellt, daß sie bei allen hinter dem Grenzdiagramm 3 stattfindenden Verpuffungen die Bohrung 24 schon abgeschlossen Ö5 hat und damit den Zufluß von Preßöl zu dem an die Bohrung 24 über Leitung 26 angeschlossenen Steuerungsmittel verhindert, so daß auch dieses nicht mehr bewegt wird. Bei allen vor dem Grenzdiagramm 2 stattfindenden Verpuffungen werden also durch Übertritt von Preßöl in beide Leitungen 25 und 26, wie bereits erwähnt, Regelungskräfte in verstärktem Ausmaße erzeugt. Bei allen Verpuffungen dagegen, die in das Gebiet der Mischzündungen zwischen die Diagrammäste .2 und 3 fallen, werden Regelungskräfte verminderten Einflusses ausgeübt, während schließlich bei allen nach bzw. hinter dem Grenzdiagramm 3 stattfindenden Verpuffungen eine Ausübung von Regelungskräften nicht stattfindet. Sobald die Steuerkanten 34 und 38 die Bohrungen 23 und 24 überschleifen, werden die über Bohrungen 28a mit dem Ablaufraum 29 verbundenen Ausnehmungen 27 mit den Bohrungen 23 und 24 in Verbindung gebracht und damit der Ablauf des abgearbeiteten Preßöles aus den Leitungen 25 und 26 ermöglicht, so daß die durch die Regelungskräfte betätigten Steuerungsmittel in die Ausgangsstellung zurückkehren.
Im Zündregler nach den Abb. 2 bis 4 arbeitet also die auf bestimmte Verpuffungsdrücke ansprechende Einschalteinrichtung, gegeben durch den Kolbenschieber 6, mit einer unter dem Einfluß der Steuerwelle bewegten Kontrolleinrichtung 18 zusammen, die entsprechend der zeitlichen Lage des Auftretens des bestimmten Verpuffungsdruckes (beispielsweise von 12 atü) zum 'Fremdzündzeitpunkt Regelungskräfte zur Wirkung kommen läßt bzw. in bestimmten Fällen nicht zur Wirkung kommen läßt. Mit der Vergrößerung des zeitlichen Abstandes zwischen Auftreten des bestimmten Verpufrungsdruckes und Fremdzündzeitpunkt werden dabei von der Kontrolleinrichtung 18 Regelungskräfte größeren oder geringeren Einflusses auf die den Zündbetrieb bestimmenden Zustandsgrößen zur Wirkung gebracht. Denn bei allen Verpuffungen, die no vor dem Grenzdiagramm 2 liegen, tritt der bestimmte Verpuffungsdruck in zeitlich größerem Abstand vom Fremdzündzeitpunkt auf als bei allen Verpuffungen, die im Gebiet zwischen den Grenzdiagrammen 2 und 3 liegen. Um den zu diesen Verpuffungen führenden Zündbetrieb zu erhalten, bedarf es naturgemäß eines geringeren Eingriffes in die maßgeblichen Steuerungsmittel als bei den Verpuffungen, die bereits auf reine Selbstzündungen zurückgehen und daher, im Diagramm nach Abb. 1 betrachtet, vor dem Grenzdia-
gramm 2 liegen, also etwa dem Diagramm 1 entsprechen.
Der in den Abb. 5 bis 9 dargestellte Zündregler, in welchen Abb. 5 einem senkrechten Längsschnitt durch die Vorrichtung nach Linie V-V der Abb. 8 und 9, Abb. 6 dem Schnitt der Abb. 5 mit etwas geänderter Kolbenstellung, Abb. 7 dem gleichen Schnitt mit wieder geänderter Kolbenstellung, Abb. 8 einem waagerechten Querschnitt durch die Vorrichtung nach Linie VIII-VIII und Abb. 9 schließlich einem waagerechten Querschnitt durch die Vorrichtung gemäß Linie IX-IX der Abb. 5 entspricht, weist wieder ein Gehäuse 39 auf, in dessen zylindrischer Ausnehmung 40 ein Kolbenschieber 41 längs verschieblich aufgenommen ist. Auf die untere Fläche 42 des Kolbenschiebers 41 wirken wieder die Verbrennungsgase, die von der Verpuffungskammer her durch Leitung 12 über Bohrung 43 zugelassen werden. Auf die Oberfläche 44 des Kolbens 41 wirkt dagegen wieder der Preßöldruck. Der Kolben 41 weist bei 45 und 46 ringförmige Ausdrehungen auf, über die er beispielsweise die Bohrungen 47 im Gehäuse 39 in der in Abb. 6 veranschaulichten Stellung verbindet, während er in der Stellung nach Abb. 7 nicht nur die Bohrungen 47, sondern auch noch Bohrungen 48 miteinander zur Verbindung bringt. Dagegen sperrt er mit seinem Kolbenkörper in der Stellung nach Abb. 5 beide Bohrungen ab. An die Bohrungen 47 und 48 setzen sich nach der einen Seite zu die Preßölleitungen 9, nach der anderen Seite zu die Leitungen 25 und 26 an.
Die in den Abb. 5 bis 7 gezeichneten verschiedenartigen Kolbenschieberstellungen werden nun unter dem · Einfluß einer Kontrolleinrichtung hervorgerufen, die aus einem über Kegelzahnrad 17 von der Steuerwelle aus angetriebenen Drehschieber 49 besteht. Der Drehschieber 49 weist, wie die Abb. 8 und 9 deutlich erkennen lassen, zwei Ausnehmungen 50 und 51 auf, welche mit ihren Steuerkanten 52 und 53 bzw. 54 und 55 die Bohrungen 56 und 57 je nach der Stellung des Drehschiebers 49 schließen oder öffnen. Bohrungen 58 und 59 verbinden die Ausnehmungen 50 und 51 mit dem Preßölraum 60 des Drehschiebers 49, dem über die Preßölleitung 61 das Preßöl zugeführt wird. Die Arbeits-■ weise eines derartigen Zündreglers ist folgende:
Bei allen Verpuffungen, welche vor dem Grenzdiagramm 2 stattfinden, haben die Steuerkanten 52 und 54 des Drehschiebers 49 die Bohrungen 56 und 57 noch nicht abgeschlossen. Sobald der bestimmte Verpuffungsdruck erreicht ist, der eine Bewegung des-Kolbenschiebers 41 gegen die Wirkung des 1 über die Bohrungen 56, 57 zugelassenen Preßöles ermöglicht, wird Kolbenschieber 41 in die in Abb. 7 veranschaulichte höchste Lage hochgeschoben. Das im Arbeitsraum 62 des Kolbenschiebers 41 befindliche Preßöl wird also ohne Schwierigkeiten durch die Bohrungen 56 und 57, die Ausnehmungen 50 und 51 und die Bohrungen 58 und 59 in den Preßölraum 60 und über diesen in die Preßöl- leitung 61 zurückgeschoben. In der höchsten Stellung· nach Abb. 7 öffnet aber der Kolbenschieber 41 die Bohrungen 47 und 48, so daß also in beide Steuerleitungen 25 und 26 Preßöl eintritt und die angeschlossenen Steuerungsmittel bewegt.
Bei allen Verpuffungen dagegen, welche hinter dem Grenzdiagramm 2, aber noch vor dem Grenzdiagramm 3 erfolgen, also bei allen durch Mischzündungen ausgelösten Verpuff ungen dagegen hat die Steuerkante 52 die Bohrung 56 schon geschlossen. Dagegen hat die Steuerkante 54 die Bohrung 57 noch nicht überdeckt. Wenn also der Kolbenschieber 41 wieder unter dem Einfluß des Druckes der Verbrennungsgase, nachdem diese den vorbestimmten Verpuffungs druck von 12 atü erreicht haben, hocihgeschleudert wird, so kann er das im Arbeitsraum 62 befindliche Preßöl nur durch die Bohrung 57 zurückschieben, und zwar nur bis zu der in Abb. 6 gezeichneten Stellung, in welcher er die Bohrung 57 überschleift. Den Rest des den Arbeitsraum 62 ausfüllenden Preßöles kann er infolge der bereits durch den Drehschieber 49 abgedeckten Bohrung 56 nicht mehr verdrängen, so daß er die in Abb. 6 gezeichnete Stellung einnimmt. In dieser Stellung verbindet er nur die Bohrung 47, so daß also nur der Steuerleitung 26 Preßöl zufließt, während in die Steuerleitung 25 kein Preßöl gelangt.
Bei allen Verpuffungen schließlich, welche nach dem Grenzdiagramm 3 stattfinden, haben beide Steuerkanten 52 und 54 die Bohrungen 56 und 57 schon abgeschlossen; das im Arbeitsraum 62 eingeschlossene Preßöl verhindert also jede Bewegung des Kolbenschiebers 41. Der Kolbenschieber verharrt also, trotzdem der Verpuffungsdruck die zur Überwindung des Preßöldruckes an sich erforderliehe vorbestimmte Höhe erreicht hat, in der in Abb. 5 gezeichneten Stellung, in der die an die Steuerleitungen 25 und 26 angeschlossenen Steuerungsmittel unbetätigt bleiben.
Bei der weiteren Drehung der Kontrolleinrichtung 49 eröffnen die Steuerkanten 53 und 55 die Bohrungen 56 und 57, so daß wieder Preßöl zunächst durch die Bohrung 56, dann durch die Bohrung 57 in den Arbeitsraum 62 eindringt und den Kolbenschieber 41 gegen den inzwischen abgesunkenen Druck der Feuergase bzw. der Spülluft aus
der Verpuffungskammer in seine Ausgangsstellung nach Abb. 5 zurückdrückt, falls er sich überhaupt aus dieser entfernt hatte.
Der Antrieb der Drehschieber 16 und 49 ist natürlich nicht auf den Antrieb durch das gerade gezeichnete Kegelrad bzw. auf den Antrieb nach Abb. 11 beschränkt; jede andere kinematische Kette führt zu demselben Ergebnis.
Die Abb. 10 bis 12 zeigen nun im senkrechten Längsschnitt durch die Gesamtanlage nach Linie X-X der Abb. 11, im senkrechten Querschnitt nach Linie XI-XI der Abb. 10 und im Teilschnitt nach Linie XII-XII der Abb. 11 eine Verpuff ungsbrennkraftturbinenanlage, bei welcher die Zündart, und zwar eine Mischzündung, dadurch aufrechterhalten ist, daß eine selbsttätige Regelung des engsten Auslaßquerschnittes für die Restfeuergase einer vorhergehenden Verpuffung und damit eine selbsttätige Regelung des Verdrängungsvorganges, der zur Einstellung zu Mischzündungen führender Gemischzustände Veranlassung gibt, in zeitlicher Abhängigkeit von im Verhältnis zum Fremdzündzeitpunkt eintretenden Änderungen im Auftreten bestimmter Verpuffungsdrücke vorgenommen wurde. Es bezeichnet in diesen Abbildungen 63 die Verpuffungskammer mit dem Spüllufteinlaßventil 64, dem Nachladelufteinlaßventil 65, dem Brennstoffeinlaßventil 66, dem zu den Düsen führenden Auslaßventilen, kurz Düsenventil 67, dem Ausblaseventil 68 für die durch Spülluft verdrängten Gase und den Fremdzündern 69. Die in der Verpuffungskammer 63 erzeugten Feuergase beaufschlagen nach öffnung des Düsenventils 6y über Krümmer 70 und Düsen 71 das zweikränzige Curtisrad 72 der zweiten Stufe. Die abgearbeiteten Feuergase werden über Ausströmstutzen 75 entlassen. Zwischen den beiden Turbinenstufen ist in an sich bekannter Weise ein Druckausgleichsbehälter 76 angeordnet. Bei geschlossenem Düsenventil 6y wird der Feuergasrest von der über Ventil 64 zugelassenen Spülluft über das geöffnete Ausblaseventil 68, die Ausblaseleitung γγ, den Düsenvorraum 78 und die Düse 79 auf die Sct^felkränze des Curtisrades 74 der zweiten Stufe zur Wirkung gebracht.
Erfindungsgemäß sind nun im Düsenvorraum 78, wie insbesondere Abb. 11 erkennen läßt, zwei Steuerungsmittel angeordnet, um den engsten Auslaßquerschnitt für den Verbrennungsgasrest zu verändern. Diese Steuermittel sind dabei als Regelungsmittel anzusprechen, weil sie lediglich zur selbsttätigen Regelung des engsten Auslaßquerschnittes und damit zur Regelung des Zündbetriebes dienen. Diese Regelungsmittel bestehen aus zwei Ventilen 80 und 81, welche je nach ihrer Stellung die Zusatzdüsen 82 und 83, die ebenfalls vor dem Curtisrad 74 angeordnet sind, eröffnen oder verschließen. Das Zu- oder Abschalten dieser Zusatzdüsen erfolgt über die Ventile 80 und 81 vom Zündregeier 5 aus (vgl. wieder Abb. 11), wobei dieser Zündregler nach den Abb. 2 bis 4 ausgebildet ist; er könnte ebensogut nach den Abb. 5 bis 9 oder in beliebig anderer Weise ausgebildet sein. Vom Zündregler 5 aus in der bereits beschriebenen Art und Weise ausgeübte Regelungskräfte in der Form zu den Leitungen 25 und 26 zugelassenen Preßöles bewirken, wenn man beispielsweise den über Leitung 25 ausgelösten Kraftstoß betrachtet, daß Preßöl unter den das Ventil 81 betätigenden Steuerkolben 84 eintritt. Dadurch wird das Zusatzventil 81 gegen den Druck der Feder 85 geöffnet und damit das Düsensegment 83 zugeschaltet. Es wird also der durch die Düse 79 gebildete engste Durchlaßquerschnitt für den Feuergasrest infolge des vom Zündregler 5 aus gegebenen Kraftstoßes um den Querschnitt der Düse 83 vergrößert. In gleieher Weise wirkt sich ein durch den Zündregler 5 in die Leitung 26 entlassener Preßölstoß auf das Zusatzventil 80 aus, so daß die Düse 82 zum engsten Querschnitt zugeschaltet wird. Es war bereits erwähnt worden, daß beim Auftreten von Selbstentzündungen, die im Diagramm, nach Abb. 1 gesehen, vor dem Grenzdiagramm 2 liegen, beide Leitungen 25 und 26 vom Zündregler 5 aus "mit Preßöl versorgt werden. Wenn also durch reine Selbst-Zündungen eingeleitete Verpuffungen auftreten, öffnen sich beide Zusatzventile 80 und 81, so daß der engste Düsenquerschnitt 79 durch die zugeschalteten Querschnitte 82 und 83 ganz erheblich vergrößert wird. Dadurch gelingt es, die beim nächsten Spiel .in der Verpuffungskammer eingeschlossene heiße Restgasmasse ganz erheblich zu verkleinern, so daß sich entsprechend die Temperatureinwirkungen auf das Gemisch verringern. Das Gemisch neigt also nicht mehr zu reinen Selbstzündungen, sondern es werden auch Zündungen unter dem Einfluß der Fremdzünder erfolgen, so daß sich der erwünschte Mischzündbetrieb einstellt. Sollte die Wirkung in der Vergrößerung des engsten Auslaßqüerschnittes jedoch zu groß gewesen sein, so daß Selbstzündungen überhaupt nicht mehr auftreten und der Zündbetrieb in das Gebiet der reinen Fremdzündungen verlegt worden ist, so sorgt die bei entsprechender Einstellung vorhandene Neigung des Verpuff ungskammerbetriebes zur Seite der reinen Selbstzündungen hin dafür, daß bereits in den nächsten Spielen wieder Selbstzündungen auftreten, womit das Gebiet der Mischzündungen erreicht ist. Um dieses Gebiet zu erhalten,
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eröffnet der Zündregler 5 jedoch schon wieder die Leitung 26, wie dies bei der Beschreibung des Zündreglers nach den Abb. 2 bis 4 im einzelnen erläutert worden ist, so daß der Zusatzquerschnitt 82 zugeschaltet wird. Dadurch wird der Zündbetrieb, der bei eingestellten Mischzündungen schon wieder zum selbsttätigen Übergang in das Gebiet reiner Fremdzündungen neigt, mit Sicherheit im Gebiete der Mischzündung gehalten, so daß der Zündregler eine doppelte Sicherheit bietet. Es wird nicht nur dafür gesorgt, daß der Zündbetrieb stets im Gebiete der Mischzündungen liegt, sondern eine zweite Sicherheit ist dadurch geschaffen, daß, wenn einmal der Zündbetrieb in das Gebiet der reinen Selbstzündungen übergehen sollte oder von vornherein fällt, die selbsttätige Zurückführung des Zündbetriebes in das Gebiet der Mischzündungen bis in das Gebiet der Fremdzündungen hinein veranlaßt wird.
Das Preßöl erhält der Zündregler über Leitung 9 aus von einer die gesamte Öldrucksteuerung 86 in bekannter Weise versorgenden Steuerölpumpe 87. Die Feuergase, welche den Kolbenschieber 6 im Zündregler 5 bewegen, werden über die in die VerpuffungskammerÖ3 bei 88 einmündende Leitung 12 zugelassen. Der Antrieb des Zündreglers erfolgt über das Kegelräderpaar 17 vom Motor 89 aus, der gleichzeitig den Steuerschieber 90 der Steuerung 86 antreibt. Das abgearbeitete Regulieröl strömt über Leitung 30 in den Ölvorrat9i zurück, aus dem die Pumpe 87 die erforderliche Preßölmenge über Stutzen 92 ansaugt.
Es ist natürlich nicht erforderlich, daß der Zündregier völlig von den Steuer- oder Regelungsmitteln, auf die er einwirkt, getrennt ausgebildet ist. Er kann mit ihnen auch eine bauliche Einheit bilden, wie sie in den Abb. 13 bis 16 dargestellt ist, und zwar entspricht Abb. 13 einem senkrechten Querschnitt durch die Vorrichtung nach Linie XIII-XIII der Abb. 15. Abb. 14 entspricht ebenfalls einem senkrechten Ouerschnitt nach Linie XIV-XIV der Abb. 15, während Abb. 15 selbst einen waagerechten Längsschnitt durch die Vorrichtung nach Linie XV-XV der Abb. 14 zeigt. Abb. 16 stellt schließlich einen senkrechten Querschnitt durch die Vorrichtung nach Linie XVI-XVI der Abb. 13 dar. Die in den Abb. 2 und 10 bis 12 gewählten Bezeichnungen gelten sinngemäß für die entsprechenden Teile der Abb. 13, bis 16. Der Drehschieber 18 ist nunmehr horizontal gelagert und läuft bei der beschriebenen Ausführung in zwei während des Betriebes verdrehbaren, mit Steuerschlitzen 93 (Abb. 14) versehenen Büchsen 94 und 95 um. Durch eine Verdrehung dieser Büchsen, also der Steuerschlitze 93, können die Steuerzeitpunkte der steuernden Kanten 31 und 35 verlegt werden. Es ist also möglich, den günstigsten Zündbetrieb genau einstellen zu können. Die Verdrehung der Büchsen 94 und 95 erfolgt dabei über Zahnräder 96 und 97 (Abb. 15), welche in je einen an den Büchsen 94 und 95 angeordneten Zahnkranz 98 und 99 eingreifen. Die Zahnräder 96 und 97 sind über die Vierkante 100 und ioi.zu drehen und in der gewünschten Lage mittels der Schraubenmuttern 102 und 103 feststellbar. Das Preßöl, das über Leitung 9 infolge einer entsprechenden Stellung des Kolbenschiebers 6 über die Bohrung 15 ankommt und in die mittlere Ringausnehmung 16 des Drehschiebers 18 eintritt, strömt von der Ringausnehmung 16 aus über Bohrungen 19 in die Mittelbohrung 20; von hier aus gelangt es über Bohrungen 104 und 105 in die Ausnehmungen 21 und 22 des Drehschiebers 18. Bei geeigneter Stellung des Drehschiebers 18 und der Büchsen 94 und 95 strömt also das Preßöl über die mit den Büchsen verstellbaren Steuerschlitze 93 in die Nischen 23, 24 (letztere nicht gezeichnet). Über die Leitungen 25, 26 (letztere nicht gezeichnet), in welche federbelastete Rückschlagventile 106 eingeschaltet sind, tritt das zugelassene Preßöl unter die Steuerkolben 84 der Zusatzventile 80 und 81. Die Kolben 84 sind jedoch im Gegensatz zur Abb. 11 nicht federbelastet, sondern stehen unter dauerndem Preßölschließdruck auf die Differenzfläche 107. Das für diesen Zweck benötigte Preßöl wird von der Pumpe 87 (s. Abb. 11) über Leitung 108 dauernd zugelassen. Die Rückschlagventile 106 setzen dem Preßöl in Richtung zu den Ventilen 80 und 81 nur den üblichen Durchflußwiderstand entgegen, verhindern jedoch einen selbsttätigen Rückfluß desselben zum Drehschieber 18 bei der Aus- ' laßstellung desselben.. Um aber den Ventilen
80 und 81 die Rückkehr in die Schlußstellung
zu ermöglichen, ist dem abgearbeiteten Preßöl ein Abfluß in Richtung zum Drehschieber 18 hin durch die Bohrungen 109, durch die während des Betriebes verstellbaren Drosselquerschnitte, 110 und durch die Mittelbohrungen 111 der Rückschlagventile 106 geboten. Durch Verkleinerung der Drosselquerschnitte über die einstellbare Nadel 112 kann die Schließgeschwindigkeit der Ventile 80 und auf jeden gewünschten Wert gebracht werden. Ist die Schließbewegung in der verfügbafen Zeit eines Spieles noch nicht vollendet, so geschieht dies im nächsten oder in einem der nächsten Spiele, falls die Ventile nicht zwischenzeitlich erneut bewegt worden sind. Durch eine Mutter 113 kann die Drosselschraube 112 in der gewünschten Lage festgestellt werden. Der Ablauf des abge-
arbeiteten Preßöles aus dem Drehschieber 18 erfolgt durch Ablaufkanäle 27, Ausnehmungen 29 und Leitungen 30. Das gesamte Gehäuse 114, in welchem die Zusatzventile 80 und 81 mit dem Zündregler 5 untergebracht sind, sitzt bei dieser Ausführungsform mit dem Anschluß 115 entweder unmittelbar auf der Ausblaseleitung 77 (vgl. Abb. 10), oder es ist durch eine besondere Leitung mit der Ausblaseleitung yy verbunden. An die Flansche 116 setzen sich die Zusatzdüsen 82 und 83 an. Die Leckölleitungen sind mit 117 bezeichnet.
In den Abb. 17 bis 19 ist die Ausführung einer Verpuffungsbrennkraftturbine gezeigt, bei welcher der Zündregler 5 als die Zündart bestimmende Zustandsgröße die Verdrängungszeit in zeitlicher Abhängigkeit von im Verhältnis zum Fremdzündzeitpunkt eintretenden Änderungen im Auftreten bestimmter Verpuffungsdrücke selbsttätig regelt. Abb. 17 entspricht einem senkrechten Längsschnitt durch die Gesamtanlage, während Abb. 18 einen waagerechten Querschnitt nach Linie XVIII-Xyill der Abb. 17 darstellt; Abb. 19 entspricht einem waagerechten Schnitt nach Linie XIX-XIX der Abb. 17. Der Eröffnungszeitpunkt des Ausblaseventiles 68 wird bei dieser Ausführungsform festgehalten, der Schlußzeitpunkt aber selbsttätig in Abhängigkeit von auftretenden Änderungen der Verpuffungen verlegt. Die Verlegung geschieht durch Verdrehung einer Büchse 118, deren Schlitz 119 den Schluß-Zeitpunkt des Ausblaseventiles 68 bestimmt. Die Verdrehung der Büchse 118 wird über den Arm 120 von einer Kolbenstange 121 aus bewirkt, welche den Arm 120 in ihrer Nut 122 mitnimmt (vgl. Abb. 18). Auf der KoI-benstange 121 ist ein Kolben 123 fest und ein Kolben 124 lose verschiebbar angeordnet; der Kolben 124 nimmt jedoch die Kolbenstange 121 über deren Anschlag 125 mit, wenn er unter dem Einfluß des über Leitung 26 zugelassenen Preßöles allein arbeitet. Der Kolben 123 hat den Hub α, während der Kolben 124 den Hub b, der etwa die Hälfte von α beträgt, besitzt. Beide Kolben werden durch eine Feder 126 in die gezeichnete obere Lage gedrückt, falls in den Leitungen 25 und 26 kein Preßöldruck entsteht. Die beiden Arbeitsräume 127 und 128 sind also, wie bereits erwähnt, über die Leitungen 26 und 25 an die Austrittsbohrungen 22 und 23 für das Preßöl im Zündregler 5 (vgl. Abb. 2 bis 4) angeschlossen. Erhält nun der Kolben 124 von der Preßölaustrittsstelle 24 des Zündregler S aus einen Kraftimpuls in Form über die Leitung 26 zugelassenen Preßöles, so verdreht er die Büchse 118 um den Winkel /?; die Verdrängungszeit wird also, da der Schlußzeitpunkt des Ausblaseventiles 68 um den Winkel β nachverlegt wird, um den Winkel ß, im Bogenmaß gemessen, vergrößert. Erhält auch der Kolben 123 noch einen Kraftimpuls durch über Leitung 25 zugelassenes Preßöl von der Auslaßbohrung 23 des Zündreglers aus, dann vergrößert sich der Verdrehungswinkel der Büchse 118 noch um den •Winkel <x-ß, so daß die Verdrängungszeit um den gleichen Betrag, im Bogenmaß gemessen, nochmals vergrößert wird. Bei allen Verpuffungen also, die vor dem Grenzdiagramm 2 liegen, wird die Verdrängungszeit um ein dem Winkel α, bei allen \rerpuffungen, die in der günstigsten Zone zwischen den Grenzdiagrammen 2 und 3 verlaufen, nur um ein dem Winkel β entsprechendes Bogenmaß vergrößert. Bei allen Verpuffungen, die nach dem Grenzdiagramm 3 liegen, erfolgt dagegen keine Vergrößerung der Verdrängungszeit.
Während die bisher beschriebenen Ausführungsformen Vorrichtungen zeigen, bei denen in die Betriebseinrichtungen der Verpuffungsbrennkraftturbinenanlage unmittelbar eingegriffen wird, wobei der Eingriff entweder in normale Steuerungsmittel, wie beispielsweise das Ausblaseventil 68, oder in eigens zum Zwecke der Regelung des Zündbetriebes vorgesehene Steuermittel erfolgt, die somit, wie beispielsweise die Zusatzdüsenventile 80 und 81, als Zündbetriebsregelungsmittel anzusprechen sind, erfolgt bei den nunmehr zu beschreibenden Ausführungsformen der Eingriff in Steuerungs- oder richtiger Regelungsmittel, die nur zum Zwecke einer Beeinflussung von Betriebsmittelzuständen vorgesehen sind. In Betracht kommt zunächst eine Änderung der Temperatur der Nachladeluft, die beispielsweise mit der in Abb. 20 veranschaulichten Einrichtung erzielt werden soll. In dieser Abbildung, die einem senkrechten Längsschnitt durch die gesamte Anlage entspricht, sind außer den bereits beschriebenen und bezeichneten Maschinenteilen der Spülluftverdichter mit 129, der Nachladeluftverdichter mit 130 und die Antriebsdampfturbine mit 131 bezeichnet; diese Antriebsdampfturbine wird in üblicher Weise mit dem mittels der Abwärme erzeugten Dampf betrieben. In die Leitung 132, welche die Nachladeluft zum Nachladeventil 65 hin führt, ist ein Vorwärmer 133 mit der Heizschlange 134 eingeschaltet. In einer Nebenleitung 135, die mittels des Hosenrohres 136 an ,den Nachladeluftverdichter 130 angeschlossen ist, liegt der Ventilkasten 137 mit den beiden Regelungsventilen 138 und 139. Sind die Regelungsventile 138 und 139 geschlossen, so strömt die vom Nachladeluftverdichter gelieferte Nachladeluft bei Öffnung des Nachladeven-
tiles 65 über die Leitung 136, Vorwärmer 133 und Leitung 132 in die Verpuffungskammer 63. Im Vorwärmer 133 wird die Nachladeluft dabei auf eine bestimmte Temperatur vorgewärmt. Sobald sich aber unter dem Einfluß des Zündreglers 5 das Regelungsventil 139 oder beide Regelungsventile 138 und 139 öffnen, wird ein kalter Parallelluftstrom dem über Leitung 132 in die Verpuffungskammer einströmenden Hauptluftstrom mittels der Leitung 135 beigemischt, so daß die Temperatur der Nachladeluft etwas oder erheblich herabgesetzt wird. Entsprechend den Änderungen der in der Verpuffungskammer 63 stattfindenden Verpuffungen wird dabei entweder Regelungsventil 139 allein betätigt oder beide Regelungsventile zusammen oder beide Regelungsventile überhaupt nicht; demgemäß ändert sich die Temperatur der Nachladeluft erheblich, verhältnismäßig wenig oder überhaupt nicht, so daß demgemäß der Zündbetrieb aus dem Gebiete der reinen Selbstzündungen in das Gebiet der Mischzündungen verlegt oder im Mischzündgebiet *5 erhalten wird. Die Regelungsventile 138 und 139 können natürlich ebensogut die Temperatur des die Heizschlange 134 durchströmenden Heizmittels beeinflussen oder in sonst irgendeiner mittelbaren oder unmittelbaren Weise die Temperatur der Nachladeluft verändern.
Abb. 21 zeigt eine Ausführungsform, bei der nicht die Temperatur der Nachladeluft, sondern der Feuchtigkeitsgehalt der Spülluft geändert wird. Zu diesem Zwecke ist in die zum Spülluftventil führende Leitung 140 ein Feuchtigkeitsregler eingeschaltet. Er besteht aus einem Mischraum 141, zwei· Spritzdüsen 142 und 143, einer Preßwasserzuleitung 144 und einer Öldrucksteuerung 145 und 146 für die beiden Spritzdüsen an sich bekannter Ausbildung. Entsprechend dem Charakter der in der Verpuffungskammer 63 gebildeten Verpuffungen öffnet der Zündregler 5 entweder überhaupt keine Spritzdüse oder tnur die Spritzdüse 143 allein oder beide Spritzdüsen 142 und 143. Es wird also entweder keine oder nur eine kleine oder aber auch eine erhebliche Menge Preßwasser in fein verteiltem Zustand in den Spülluftstrom eingespritzt und damit der Feuchtigkeitsgehalt der durch Leitung 140 zuströmenden Spülluft geändert. Es ist bekannt, daß dabei ein großer Feuchtigkeitsgehalt der Spülluft den Zündbetrieb aus dem Gebiete der reinen Selbstzündungen in das Gebiet der Misch- oder sogar reinen Fremdzündungen zu verschieben vermag; ein geringer Feuchtigkeitsgehalt vermag dagegen der selbsttätigen Neigung «der Verpuffungskammer zur Durchführung reiner Selbstzündungen entgegenzuwirken, so daß das Gebiet der reinen Mischzündungen eingestellt wird und erhalten bleibt. "
In der Abb. 22 ist dagegen veranschaulicht worden, wie der Zündregler 5 die Temperatur des Kühlmittels der Verpuffungskammer 63 beeinflußt. Es bedeutet 147 eine Kühlmittelumwälzpumpe, welche vom Motor 89 aus angetrieben wird. Der Rückkühler des Kühlmittels ist mit 148 bezeichnet, während die Kühlschlange selbst die Bezeichnung 149 bzw. 150 trägt. Dem Kühlraum 151 der Verpuffungskammer wird das Kühlmittel über die Druckleitung 152 zugeführt, während das aufgeheizte Kühlmittel bei 153 aus den Kühlräumen abgesaugt und in die Kühlschlange 149 eingeleitet wird. In die Saugleitung 154 der Pumpe 147 ist wiederum ein Ventilkasten
155 mit den beiden Regelungsventilen 156 und 157 eingeschaltet. Dem Kühler 148 wird das Rückkühlmittel bei 158 zugeführt, während es aufgeheizt bei 159 abgezogen wird. Das Kühlmittel fließt also von der Umwälz-pumpe 147 durch die Druckleitung 152 dem Kühlraum 151 zu, verläßt ihn an der heißesten 8g Stelle und tritt in die Kühlschlange 149 ein. Aus dieser wird es als Kühlmittelhauptstrom über den Stutzen 160 abgesaugt, so daß es der Pumpe 147 über die Saugleitung 154 zufließt. Im Kühlschlangenteil 150 wird aber das Kühlmittel noch tiefer abgekühlt, und zwar kann es in diesem Zustand bei geöffneten Regelungsventilen 156 und 157 über den Stutzen 161 abgesaugt und über den Ventilkasten 155 und die Regelungsventile
156 und 157 bei 162 wieder dem Hauptstrom zugeführt werden. Die Pumpe 147 saugt also in diesem Falle auch durch den Ventilkasten 155 an. Die Regelungsventile 156 und 157 sind vom Zündregler 5 über die Leitungen 26 und 25 abhängig, so daß je nach dem Verlauf der Verpuffungen in der Verpuffungskammer 63 keine Regelungsventile, nur das Regelungsventil 156 oder beide Regelungsventile 156 und 157 eröffnet sind. Es wird daher dem in üblicher Weise gekühlten Kühlmittel keine, eine geringe oder eine erhebliche Menge an kaltem Kühlmittel zugemischt und damit die Kühlmitteltemperatur überhaupt nicht, wenig oder erheblich herabgesetzt. Die Kühlmittelmenge selbst wird also nicht verändert. Starke Herabsetzungen der Kühlmitteltemperatur bewirken eine Verschiebung des Zündgebietes aus dem Gebiete der reinen Selbstzündungen in das Gebiet der Mischzündungen hin; bei geringen Senkungen der Kühlmitteltemperatur wird der Neigung zum selbsttätigen Übergang aus dem Mischzündgebiet in das Gebiet der reinen Selbstzündungen entgegengewirkt.
Die Abb. 23 schließlich zeigt eine Ausführungsform, bei der der Zündregler 5 die iCühlmittelmenge verändert. Die mit dem
Ausführungsbeispiel nach Abb. 22 überein- | stimmenden Teile sind in gleicher Weise be- I zeichnet worden. Die Umwälzpumpe 147 ! wird jedoch bei diesem Ausführungsbeispiel j durch einen besonderen Motor 163 angetrieben. In den Stromkreis 164 dieses Motors ist der Widerstand 165 eingeschaltet, der durch den drehbaren Schalthebel 166 bedient wird. Dieser Schalthebel 166 wird über den Arm 120 von einer Einrichtung aus bedient, die genau so ausgebildet ist, wie die Einrichtung, die bei dem Ausführungsbeispiel nach den Abb. 17 bis 19 den Arm 120 der Büchse 18 betätigt. Die Wirkungsweise
1S dieser Einrichtung ist daher auch dieselbe, so daß sich weitere Erläuterungen an dieser Stelle erübrigen. Je nach den in der Verpuffungskammer 63 stattfindenden Verpuffungen wird mit Hilfe des Schalthebels 166 der Widerstand entweder gar nicht oder teilweise (etwa zur Hälfte) oder vollständig ausgeschaltet. Dadurch ändert sich die Spannung für den Antriebsmotor 163 der Umwälzpumpe 147 entweder nicht, oder sie steigt um einen geringen Betrag, oder sie erhöht sich erheblich. Die Drehzahl des Motors 163 bleibt also entweder erhalten, oder sie steigt um einen geringen Betrag oder um einen großen Betrag. Im gleichen Sinne ändert sich die umgewälzte Kühlmittelmenge. Bei starker Erhöhung der umgewälzten Kühlmittelmenge verschiebt sich das Zündgebiet aus dem Gebiet der reinen Selbstzündungen selbsttätig in das Gebiet der Mischzündungen; bei geringerer Erhöhung der Umwälzmenge wird der stets vorhandenen Neigung zur selbsttätigen Verschiebung des Zündgebietes aus dem Gebiete der Mischzündungen zum Gebiete der reinen Selbstzündungen hin entgegengewirkt.
Es liegt im Sinne vorliegender Erfindung, daß von ein und demselben Zündregler aus mehrere unter sich verschiedenartige Regeloder Steuermittel bewegt werden können.
- Dabei hat man es durch Einrichtungen, wie beispielsweise durch die in Abb. 15 dargestellten Bauteile 97, ι ο ι, 103, in der Hand, die Wirkungen der verschiedenen Regelungsmittel in bestimmter Weise gegeneinander abzustimmen. Der Erfindtmgsgedanke wird natürlich nicht verlassen, wenn Zündregler und von ihm beeinflußte Steuer- oder Regelungsmittel in gegen die beschriebenen Ausführungsformen abweichender Weise ausgebildet sind.

Claims (23)

  1. Patentansprüche:
    ι . Verfahren zur Aufrechterhaltung des Zündzustandes von Verpuffungskammern, insbesondere für Brennkraftturbinen, in denen Zündungen unter dem Einfluß gesteuerter Fremdzünder, in der Kammer eingeschlossener heißer Gase oder unter dem Einfluß beider bewirkt werden, gekennzeichnet durch selbsttätige Regelung die Zündart bestimmender Zustandsgrößen, vorzugsweise des Temperaturzustandes der Verpuffungskammer, in Abhängigkeit von Änderungen in den Betriebsvorgängen, z. B. Änderungen im Ablauf der Verpuffungen, die durch Abweichungen vom Zündzustand hervorgerufen werden.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch selbsttätige Regelung die Zündart bestimmender Zustandsgrößen in zeitlicher Abhängigkeit von im Verhältnis zum Fremdzündzeitpunkt eintretenden Änderungen des Zeitpunktes des Auftretens bestimmter Verpuffungsdrücke.
  3. 3. Verfahren nach einem der An-Sprüche 1 und 2, gekennzeichnet durch •selbsttätige Regelung die Zündart bestimmender Zustandsgrößen in räumlicher Abhängigkeit von Wanderungen der Zündfläche zwischen Gemisch und in der Kammer eingeschlossenen heißen Gasen.
  4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche ι bis 3, gekennzeichnet durch selbsttätige Regelung die Zündart bestimmender Zustandsgrößen in thermischer Abhängigkeit von Änderungen der an bestimmten Kammerteilen auftretenden Verpuffungstemperaturen.
  5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche ι bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit von Änderungen der Verpuffungen selbsttätig Regelungskräfte zur Wirkung gebracht werden, welche die Zündart bestimmende Zustandsgrößen unter Aufrechterhaltung des Zündzustandes beeinflussen.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelungskräfte auf Steuerungsmittel unter Ein- oder Ausschaltung derselben zur Wirkung gebracht werden, so daß diese in oder außer Tätigkeit treten und hierdurch die Zündart bestimmende Zustandsgrößen unter Aufrechterhaltung des Zündzustandes ändern. no
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelungskräfte auf rhythmisch bewegte Steuerungsmittel der Verpuffungskammer zur Wirkung gebracht werden.
  8. 8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelungskräfte auf besondere 'Regelungsmittel der Verpuffungskammer zur Wirkung gebracht werden, die bei ihrem In- oder Außertätigkeittreten lediglich die Zündart bestimmende Zustandsgrößen ändern.
  9. 9· Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelungskräfte auf Steuerungsmittel der Verpuffungskammer zur Wirkung gebracht werden, die zur Durchführung des Betriebsverfahrens derselben dienen, aber durch ihr In- oder Außertätigkeittreten die Zündart bestimmende Zustandsgrößen ändern.
  10. ι o. Verfahren nach Anspruch 6, dato durch gekennzeichnet, daß die Regelungskräfte auf die Betriebsmittelzustände beeinflussende Regelungsmittel unter Ein- oder Ausschaltung derselben zur Wirkung gebracht werden, so daß diese in oder außer Tätigkeit treten und hierdurch die Zündart bestimmende Zustandsgrößen unter Aufrechterhaltung des Zündzustandes ändern.
  11. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der wirksame Zustand der Steuerungsmittel, die durch ihr In- oder Außertätigkeittreten die Zündart bestimmen, künstlich über den Zeitpunkt hinaus erhalten wird, in dem die Regelungskräfte ausgelöst werden.
  12. 12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durch ihr In- oder Außertätigkeittreten die Zündart bestimmenden Steuerungsmittel über ein dem Arbeitstakt der Verpuffungskammer entsprechend gesteuertes, die Steuerphasen verschiebendes Regelungsmittel beeinflußt werden, das beispielsweise zeitweilig den Rückfluß des gespannten Mittels sperrt, mittels dessen die Regelüngskräfte auf das zu beeinflussende Steuerungsmittel zur Wirkung gebracht werden.
  13. 13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die durch ihr In- oder Außertätigkeittreten die Zündart bestimmenden Steuerungsmittel über ein vom Arbeitstakt der Verpuffungskammer unabhängiges Regelungsmittel beeinflußt werden, das eine Zeitverzögerung in der Rückführung der durch die Regelungskräfte herbeigeführten Steuerbewegungen bewirkt, indem es beispielsweise den Rückfluß des gespannten, die Steuerungsteile beeinflussenden Mittels drosselt.
  14. 14. Verfahren nach einem der Ansprüche ι bis 13 zur Aufrechterhaltung eines Zündzustandes mit Einwirkung gesteuerter Fremdzünder auf Gemische, welche die Selbstzündungsgrenze erreicht oder gerade überschritten haben, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelungskräfte, welche die das Eintreten von Mischzündungen bestimmenden Zustandsgrößen unter Aufrechterhaltung des Mischzündbetriebes beeinflussen, in Abhängigkeit von Änderungen durch reine Selbstzündungen und durch Mischzündungen eingeleiteter Verpuffungen selbsttätig zur Wirkung gebracht werden.
  15. 15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelungskräfte, die in Abhängigkeit von durch reine Selbstzündungen eingeleiteten Verpuffungen selbsttätig ausgeübt werden, die das Eintreten der Mischzündungen bestimmenden Zustandsgrößen anders, vorzugsweise stärker beeinflussen 'als die Regelungskräfte, die in Abhängigkeit von durch Mischzündungen eingeleiteten Verpuffungen selbsttätig ausgeübt werden.
  16. 16. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit von durch reine Fremdzündungen eingeleiteten Verpuffungen Regelungskräfte nicht zur Wirkung gebracht, erzeugt oder ausgelöst werden.
  17. 17. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelungskräfte verschiedener Beeinflussung auf verschiedene Steuerungsmittel, beispielsweise auf normale Steuerungsmittel, wie das Ausblaseventil, und auf nur zum Zwecke' der Regelung des Zündbetriebes vorgesehene Zündbetriebsregelmittel, wie Zusatzdüsenventile, zur Wirkung gebracht werden.
  18. 18. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelungskräfte verschiedener Beeinflussung auf gleichartig ausgebildete Steuerungsmittel, etwa mehrere Zusatzdüsenventile, zur Wirkung gebracht werden, wobei je nach dem Grade der Beeinflussung die Zahl der bewegten Steuerungsmittel, also etwa der Zusatzdüsenventile, wechselt.
  19. 19. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelungskräfte verschiedenartiger Beeinflussung auf ein Steuerungsmittel, beispielsweise auf das Ausblaseventil der Verpuffungskammer, mit verschiedenartiger Einwirkung auf die Zündart bestimmende Zustandsgrößen, im Beispielsfalle die Verdrängungszeit, zur Wirkung gebracht werden.
  20. 20. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 2, S bis 10 und 14 bis 19, gekennzeichnet durch Vereinigung einer auf bestimmte Verpuffungsdrücke ansprechenden, beispielsweise als Steuerschieber (6, 41) ausgebildeten Einschalteinriclitung mit einer unter dem Einfluß der Steuerwelle bewegten Kontrolleinrichtung, die entsprechend dem zeitlichen Verhältnis des Auftretens des bestimmten Verpuffungsdruckes zum
    Fremdzündzeitpunkt Regelungskräfte zur Wirkung bringt oder ihre Wirkung aufhebt und beispielsweise als von der Steuerwelle aus in Umlauf versetzter Drehschieber (i8, 49) ausgebildet ist.
  21. 21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß von der Kontrolleinrichtung mit Vergrößerung des zeitlichen Abstandes zwischen Auftreten des bestimmten Verpuffungsdruckes und dem Fremdzündzeitpunkt Regelungskräfte größeren oder geringeren Einflusses auf die Zündart bestimmende Zustandsgrößen zur Wirkung gebracht werden, etwa durch Anordnung mehrerer Leitungen (25, 26), die je nach der Stellung eines Dreh- oder Steuerschiebers (18, 41) im Zeitpunkt der Verpuffung teilweise oder sämtlich mit dem gespannten Mittel aufgefüllt oder von ihm entlastet werden, das zur Übertragung der Regelungskräfte auf die mit den Leitungen für das gespannte Mittel verbundenen Steuerungsmittel dient.
  22. 22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche2o oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschalteinrichtung die Regelungskräfte, etwa in Form zu den Steuerungsmitteln zugelassenen Preßöles, auslöst, wenn der bestimmte Verpuffungsdruck auftritt, während erst die Kontrolleinrichtung das Preßöl auf die Steuerungsmittel zur Wirkung oder nicht zur Wirkung bringt, indem beispielsweise ein Drehschieber (18) im Weg der Preßölleitung (15) angeordnet ist, die von der Einschalteinrichtung ausgeht und sich zu den Leitungen (25, 26) verzweigt, die zu den zu beeinflussenden Steuerungsmitteln führen.
  23. 23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontrolleinrichtung, etwa durch Einschalten des Arbeitsraumes (62) der Einschalteinrichtung in den Weg des von ihr je nach ihren Stellungen unter Sperrung oder Eröffnung des Abflusses (51, 59, 60, 61) zur Auffüllung des Arbeitsraumes entlassenen Preßöles, die bei Auftreten eines bestimmten Verpuffungsdruckes eingeleiteten Bewegungen der Einschalteinrichtung nach verschiedenen Lagen begrenzt oder sie gänzlich verhindert, wobei je nach den Lagen der Einschalteinrichtung durch letztere Regelungskräfte ausgelöst und auf die den Zündzustand bestimmenden Steuerungsmittel zur Wirkung gebracht werden.
    Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
DEH136489D 1933-06-09 1933-06-09 Verfahren zur Aufrechterhaltung des Zuendzustandes von Verpuffungskammern, insbesondere fuer Brennkraftturbinen Expired DE614561C (de)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE743711C (de) * 1941-05-29 1943-12-31 Holzwarth Gasturbinen G M B H Verpuffungskammer, vorzugsweise fuer Verpuffungsbrennkraftturbinen
DE942235C (de) * 1951-12-24 1956-04-26 Schilling Estate Company Verfahren und Vorrichtung zum Betriebe Feuergase durch Verpuffungen herstellender Treibgaserzeuger

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DE743711C (de) * 1941-05-29 1943-12-31 Holzwarth Gasturbinen G M B H Verpuffungskammer, vorzugsweise fuer Verpuffungsbrennkraftturbinen
DE942235C (de) * 1951-12-24 1956-04-26 Schilling Estate Company Verfahren und Vorrichtung zum Betriebe Feuergase durch Verpuffungen herstellender Treibgaserzeuger

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