DE715545C - Steam or internal combustion turbine - Google Patents

Description

Dampf- oder Brennkraftturbine Bei .den meisten Versuchen, den Verbrennungsvorgang :in einer umlaufenden Maschine auszunutzen, hat man sich allzu eng an den Dampfturbinenbau angelehnt. Beim Betrachten des Weges, den z. B. gespannter Dampf beim Durchlaufen einer Kolbenmaschine oder einer Turbine zurücklegt, fällt der große LTnterschie-d 1n der Strömungsrichtung auf. In der Kolbenmaschine ändert entsprechend der Kolbenbewegung der arbeitende Dampf vom Einströmen bis zum Auspuff, nachdem er die Geschwindigkeit o erreicht hat, seine Richtung vollständig um r8o° um; bei der Turbine wird der Dampfstrahl nur abgelenkt, im allgemeinen nicht über 9o°. Dementsprechend: erreichen die Geschwindigkeiten der Turbine auch ein Vielfaches der Kolbenmaschinengeschwindigkeit. Ein weiterer Unterschied besteht bei Brennkraftturbinen darin, daß in der Turbine das arbeitende Gas in eine große Zahl von Gasströmen unterteilt wird, also eine große Oberfläche erhält, wodurch ein fast plötzlicher Temperaturausgleich mit den Turbinenschaufeln entsteht, während bei der Kolbenmaschine das Gas bei möglichst kleiner Oberfläche zusammengehalten wird, wodurch wenigstens teilweise ein adiabatischer `Wärmeumsatz möglich ist.Steam or internal combustion turbine. Most attempts, the combustion process : to use it in a rotating machine, one has to closely follow the steam turbine construction ajar. When looking at the path z. B. strained steam when passing through a piston engine or a turbine, the big difference falls 1n in the direction of flow. In the piston machine changes according to the piston movement the working steam from inlet to exhaust after having speed o has reached its direction completely by r8o °; at the turbine is the Steam jet only deflected, generally not more than 90 °. Accordingly: achieve the speeds of the turbine are also a multiple of the piston engine speed. Another difference in internal combustion turbines is that in the turbine the working gas is divided into a large number of gas streams, i.e. one large surface area, resulting in an almost sudden temperature equilibrium with the Turbine blades are produced, while in the case of the piston engine the gas is produced at as much as possible small surface is held together, whereby at least partially an adiabatic `Heat turnover is possible.

Die vorliegende Erfindung bezweckt, die Gasbewegung von Kolbenmaschinen auch auf umlaufende Maschinen zu übertragen. Es wird dabei eine Turbine mit einseitig offenen, am Umfang der Laufräder angeordneten Kammern benutzt, und die Erfindung besteht darin, daß je zwei Laufräder paarweise so einander zugeordnet sind, daß der Dampf oder die heißen Verbrennungsgase unmittelbar oder durch Verbindungskanäle wechselseitig zwischen den Kammern zweier Laufräder unter Auffrischung des Arbeitsmittels durch Druck-und Wärmeübertragung hin und her strömen. Turbinenräder; die mit geschlossenen Hohlräumen ausgestattet sind, sind schon beschrieben;-.ihre Anordnung ist aber wesentlich anders. Auch verwendet man gegenläufige Laufräder schon in Dampfturbinen, welche aber mit Schaufeln besetzt und anders angeordnet sind.The present invention aims at the gas movement of reciprocating engines can also be transferred to rotating machines. It will be a turbine with one side used open, arranged on the circumference of the impellers chambers, and the invention consists in the fact that two wheels are assigned to each other in pairs so that the steam or the hot combustion gases directly or through connecting ducts alternately between the chambers of two impellers while refreshing the working medium flow back and forth through pressure and heat transfer. Turbine wheels; those with closed Cavities have already been described; - but their arrangement is essential different. Counter-rotating impellers are also used in steam turbines, but which are filled with shovels and arranged differently.

Wird einem Laufrad nach vorliegender Erfindung durch das Zuleitungsrohr z. B. gespannter Dampf zugeführt, so beginnt dasselbe sich zu drehen; die einzelnen Kammern füllen sich mit gespanntem Dampf und geben denselben unter Entspannung durch die im Leitwerk liegenden Verbindungskanäle an die Kammern des zweiten Laufrades ab, bis kein Überdruck mehr vorhanden ist; der Rest entweicht durch den Auspuff. Während die Kammern des ersten Laufrades ihren Überdruck auf dem Wege von der Frischdampfdüse zuin Auspuff stetig abgeben, «erden die Kammern (!-,es zweiten Laufrades mit diesem abgegebenen Dampf zwischen Auspuff und Frischdampfdüse immer mehr vorgefüllt, bis vor der Frischdampfdüse der 1=Iöclistdrucli erreicht wird; von jetzt ab geben die Kammern ihren Überdruck wieder an die Kammern des ersten Rades ab. Bei jedem Zu- und Abströmen von Dampf wird Kraft auf die Kammerböden und dairiit auf das Laufrad übertragen-, der Dampf verliert dabei seine Geschwindigkeit und strömt nach rückwärts wieder aus, sobald durch das zugehörige Verbindungsrohr ein Durchgang zu den entsprechenden Kammern des zweiten Rades hergestellt ist. Der Dampfweg ist also demjenigen einer Kolbenmaschine mit mehrfacher Entspannung ähnlich- Die Drehzahlen einer solchen Maschine sind niedriger als diej enigen von Turbinen, da hohe Dampfgeschwindi-keiten nicht auftreten können. Der Dampf wird im Gegensatz zu den Turbinen von einer kleinen Zahl von Kammern aufgenommen; die Verluste durch Wärmeleitung; können also klein gehalten werden, um so mehr, als die llöglichlceit einer Isolation gegeben ist.If an impeller according to the present invention through the supply pipe z. B. if tensioned steam is supplied, it begins to rotate; the individual chambers fill with pressurized steam and release the same under pressure through the connecting channels in the tail unit to the chambers of the second impeller until there is no longer any excess pressure; the rest escapes through the exhaust. While the chambers of the first impeller continuously release their overpressure on the way from the live steam nozzle to the exhaust, the chambers (! -, of the second impeller are more and more pre-filled with this released steam between the exhaust and the live steam nozzle, until the 1 = Iöclistdrucli From now on the chambers give their overpressure back to the chambers of the first wheel. With each inflow and outflow of steam, force is transferred to the chamber floors and dairiit to the impeller - the steam loses its speed and flows in backwards again as soon as a passage to the corresponding chambers of the second wheel has been made through the associated connecting pipe. The steam path is therefore similar to that of a piston engine with multiple relaxation. The steam is in contrast to the turbines received by a small number of chambers; the conduction losses; can therefore be kept small, all the more so as insulation is ultimately possible.

Bei der hin und her gehenden Bewegung des Dampfes findet nicht nur ein Druckausgleich statt, sondern es wird gleichzeitig auch Wärme übertragen. Bei den Turbinen findet zwar von der Zuleitung bis zum Auspuff ein "Temperaturabfall statt, in den einzelnen Laufrädern aber bleibt die Temperatur annähernd gleich, während bei vorstehender Maschine die Temperatur ebenso wie der Druck jedes Laufrades von der Zuleitung zum Auspuff abfällt und von da bis zur Zuleitung wieder ansteigt, d. h. das hin und her gehende Antriebsmittel entzieht den Kammern während des Druckabfalles auf dem @'@%ege von Düse zum Auspuff Wärme, während bei der Vorfüllung auf dem Wege von Auspuff zur Düse die Kammern vorgewärmt werden wie bei den bekannten Wärmeaastauscliern. Dieser Wärmeaustausch verhindert, daß hohe Temperaturen auftreten können, was besonders. für die Verbrennungsturbine von Wichtigkeit ist. Die Kammern im Laufrad stellen Röhren dar, die-so gebogen sind, daß sie sich dein j Radumfang anpassen. Die hammerbö#len köniit-n etwas aufgewaitet sein und auf einem grbl3; ren Radius als die Kammerausmündungen liegen; dadurch wird verhindert, daß durch die Fliehkraft Dampf unter Arbeitsverlust aus den Kammern ausgeschleudert werden kann. Die Kammeröffnungen können zu einem Viereck umgestaltet sein, so daß die Ausrnü ndungen der Umleitungsrohre, die ebenfalls viereckige Gestalt besitzen, dazu genau passen. Letztere haben verschiedene Grölen, dein veränderten Entspannungsgrad entsprechend, so daß ein Teil der Umleitungsrohre über mehrere Kammerausmündungen hinweg greift. Um Druckverluste durch den Spalt möglichst zu vermeiden, werden die Kammerausinündungen in Vertiefungen des Laufrades gelegt, in das auch die Ausmündungen der Verbindungsrohre eingreifen. Diese können als einfache Druckrohre ausgebildet sein; sie können aber auch in der Laufrichtung die Form von Entspannungsdüsen besitzen, wodurch die Ge- schwindigkeit beeinflußt wird. Die Herstellung von Kammer und Verbindungskanälen kann so geschehen, .daß dieselben vorher aus Röhren oder Blechen hergestellt und zu einem Gestell verschweißt werden, das dann in eine Gußform eingebettet, völlig umgossen wird, so daß die bestehenden Hohlräume mit dem Guß ein Ganzes bilden und dann entsprechend bearbeitet werden.When the steam moves back and forth, not only is pressure equalized, but heat is also transferred at the same time. In the case of the turbines, there is a "drop in temperature from the supply line to the exhaust, but the temperature in the individual impellers remains approximately the same, while with the above machine the temperature and the pressure of each impeller fall from the supply line to the exhaust and from there to the The supply line rises again, that is, the reciprocating drive means extracts heat from the chambers during the pressure drop on the nozzle to the exhaust pipe, while during the pre-filling on the way from the exhaust pipe to the nozzle, the chambers are preheated as in the case of the known Wärmeaastauscliern This heat exchange prevents high temperatures from occurring, which is of particular importance for the combustion turbine. The chambers in the impeller are tubes that are bent in such a way that they adapt to the circumference of the wheel be somewhat widened and lie on a larger radius than the chamber openings; this prevents the fl iehkraft steam can be ejected from the chambers with loss of work. The chamber openings can be redesigned to form a square so that the Ausrnü ndungen of the diversion pipes, which also have a square shape, fit exactly. The latter have different sizes, depending on the changed degree of relaxation, so that some of the diversion pipes reach across several chamber openings. In order to avoid pressure losses through the gap as far as possible, the chamber openings are placed in recesses in the impeller, in which the openings of the connecting pipes also engage. These can be designed as simple pressure pipes; but they can take the form of release nozzles is influenced speed so that the velocity information even in the running direction. The manufacture of chamber and connecting channels can be done in such a way. That they are previously made from tubes or sheet metal and welded to a frame, which is then embedded in a mold, completely encapsulated so that the existing cavities form a whole with the casting and then edited accordingly.

Die einfachste Turbine wird durch zwei im Gegensinn sich drehende Laufräder erhalten. deren Kammeröffnungen unter einem bestimmten Winkel zueinander liegen und sich überdecken, so daß das Arbeitsmittel unmittelbar ohne Zuhilfenahme von Verbindungskanälen überströmen kann; Zu- und Ableitung des Arbeitsmittels müssen dann aber auf die an;lere Seite der Laufräder verlegt «-erden, wobei die Kammerböden offen bleiben müssen. Werden geschlossene Kammern benutzt, so erzielt man 1 ebenfalls durch zwei sich im Gegensinn drehende Laufräder besonders kurze Verbindungskanäle, was sich auf den Wirkungsgrad günstig auswirkt. Die Laufräder können dabei auch mit mehreren Kammerreihen besetzt sein, oder es können auf jeder Welle zwei oder mehrere Laufräder befestigt sein. Verwendet :nan diese Art Turbinen zur Elektrizitätserzeugung, so können die beiden Wellen in bekannter Weise elektrisch miteinander gekuppelt werden; für maschinellen Antrieb müssen besondere Getriebe vorgesehen werden, welche den entgegengesetzten Drehsinn ausgleichen. Wenn es weniger auf den Wirkungsgrad ankommt, kann man auch die ganze Kraft auf einer Welle abnehmen, indem zwei oder mehrere Laufräder auf einer Welle befestigt werden, wobei das Arbeitsmittel durch besonders gekrümmte Verbindungskanäle in seiner Richtung umgelenkt wird; die Verbindungskanäle bekommen hierbei größere Längen und stärkere Krümmungen, was mit entsprechenden Verlusten verbunden ist.The simplest turbine is made up of two rotating in opposite directions Got wheels. their chamber openings at a certain angle to each other lie and overlap, so that the work equipment can be used directly without assistance can overflow from connecting channels; The supply and discharge of the work equipment must but then laid on the other side of the running wheels, with the chamber bottoms have to stay open. If closed chambers are used, 1 is also achieved particularly short connecting channels due to two impellers rotating in opposite directions, which has a positive effect on the efficiency. The wheels can also be occupied by several rows of chambers, or there can be two or several wheels can be attached. Uses: nan this type of turbine for electricity generation, so the two shafts can be electrically coupled to one another in a known manner will; special gears must be provided for machine drives, which compensate for the opposite direction of rotation. If it is less on the efficiency arrives, you can also remove all the force on a wave by adding two or several impellers attached to one shaft be, with the work equipment is deflected in its direction by specially curved connecting channels; the Connecting channels get here greater lengths and stronger curvatures, what with associated losses.

Gegenüber den üblichen aus Schaufelrädern und Leitwerk aufgebauten Turbinen hat die Erfindung folgende Vortenle: Durch die Wärmeübertragung mit Auffrischungdes Arbeitsmittels werden die Kammern bei jeder Umdrehung ohne Verwendung eines Energie vernichtenden Kühlmittels abgekühlt, d.h. es kann ein höheres Wärmegefälle ausgenutzt werden als bei Schaufelradturbiinen.Compared to the usual ones made up of paddle wheels and tail unit Turbines, the invention has the following advantages: Through the heat transfer with refreshment The chambers become working medium with each revolution without using any energy destructive coolant is cooled down, i.e. a higher heat gradient can be used than with paddle wheel turbines.

Die Druckübertragung mit Auffrischung des Arheits:inittels in Verbindung mit der geschlossenen Kammerbauart gestattet die Anivendung höherer Verbrennungsdrücke. Beide Umstände zusammen .geben eine bessere Brennstoffausnutzung.The transfer of pressure with refreshment of the work: in means in connection the closed chamber design allows higher combustion pressures to be used. Both circumstances together give better fuel economy.

Die höheren Betriebsdrücke und Temperaturen ermöglichen eine höhere Luftvorwärmung, so daß die Verbrennung unter Selbstzündung eingeleitet werden kann. Dies hedeutet nicht nur Wegfall. der elektrischen Zündeinrichtung, sondern auch die Verwendung eines höher siedenden, handhabungssicheren und billigeren Betriebsstoffes.The higher operating pressures and temperatures allow a higher one Air preheating so that the combustion can be initiated with self-ignition. This not only means omission. the electric ignition device, but also the use of a higher-boiling, safe to handle and cheaper operating material.

Durch die gegenläufige Drehung der Läuferpaare werden die Leitkanäle besonders kurz, die Spaltverluste also kleiner; die Drehzahl ist geringer als bei reinen Schaufelradturbinen, die Bauart wird gedrungen, die Turbine ist ,also ,auch bei beschränkten Platzverhältnissen, z. B. in Fahrzeugen, anfendb,ar.The opposite rotation of the pairs of rotors creates the guide channels especially short, so the gap losses are smaller; the speed is lower than at pure paddle wheel turbines, the design is compact, the turbine is, well, too where space is limited, e.g. B. in vehicles, anfendb, ar.

Die Weiterbildung des Verbrennungsraumes oder der ersten Turbinenstufe als Gaserzeuger ermöglicht eine weitere Verbesserung -der Brennstoffausnutzung und die Verwendung hochsiedender oder fester Brennstoffe.The development of the combustion chamber or the first turbine stage as a gas generator enables a further improvement in fuel efficiency and the use of high-boiling or solid fuels.

Die Erfindung eignet sich zur Krafterzeugung aus Dampf; sie bietet den Vorteil der niedrigen Drehzahl, die etwa zwischen Kolbentnaschine und Dampfturbine liegt und durch Veränderung der- Entspannungsstufen verhältnismäßig leicht den verschiedenen Zwecken angepaßt werden kann. Durch die gedrungene Bauart und die weitgehende Entlastung der Stopfbüchsen ;ist die Maschine besonders für Hochdruckdampf brauchbar und kann auch für Zwischendampfentnahme eingerichtet werden.The invention is suitable for generating power from steam; she offers the advantage of the low speed, which is between the piston machine and the steam turbine and by changing the levels of relaxation relatively easily the different Purposes can be customized. Due to the compact design and the extensive relief the stuffing boxes; the machine is particularly useful and can be used for high-pressure steam can also be set up for intermediate steam extraction.

Eine weitere Verwendung findet die Maschine als Abgasturbine; bei Einzylindermotoren wird zu diesem Zweck der Auspuff halbiert und die beiden Hälften je einem Laufrad zugeführt; bei Mehrzylindermotoren ist die Teilung in zwei Hälften von selbst gegeben. Bei größeren Maschinen können jedem Laufrad auch zwei oder drei Zuleitungsröhren angeordnet werden. Der Vorteil der Maschine liegt vor allem in dem thermischen Ausgleich und in der geringen Drehzahl, wodurch gegebenenfalls ein unmittelbares Kuppeln mit der Kurbelwelle des Motors möglich wird. Selbstverständlich kann auch eine solche Maschine zur Erzeugung von Preßluft zum Spülen und zur Leistungserhöhung von Vergaser- und Dieselmotoren Verwendung finden.The machine is also used as an exhaust gas turbine; at For this purpose, single-cylinder engines cut the exhaust in half and the two halves each supplied to an impeller; in the case of multi-cylinder engines, the division is in two halves given by itself. On larger machines, each impeller can have two or three Supply pipes are arranged. The main advantage of the machine is in the thermal compensation and in the low speed, whereby possibly a direct coupling with the crankshaft of the engine is possible. Of course Such a machine can also be used to generate compressed air for flushing and to increase performance found in carburetor and diesel engines.

Es erweist sich als besonderer Vorteil, daß bei der neuen Maschine nur der äußere Umfang der Laufräder der Krafterzeugung dienen, so :daß das Innere der Maschine als Brennkraftturbine zur Verdichtung der Verbrennungsluft ausgenutzt werden kann, ohne daß ein besonderer Raum dafür nötig wird; es kann sogar ein Teil der Turbine im Ver-' dichterteil mitverwendet werden. Besonders aussichtsreich ist hierbei die Maschine mit zwei gegenläufigen Rädern, da die Preßluft dann durch im Gegensinn zueinander laufender Turbinenschaufeln, die unmittelbar auf den beiden Laufrädern befestigt sind; erzeugt werden kann.It turns out to be a particular advantage that with the new machine only the outer circumference of the impellers is used to generate power, so that the inside the machine is used as an internal combustion turbine to compress the combustion air without the need for a special room; it can even be a part the turbine can be used in the compression part. Is particularly promising here the machine with two wheels rotating in opposite directions, as the compressed air then passes through the Opposite direction of rotating turbine blades, which are directly on the two Impellers are attached; can be generated.

Für die Durchführung des Verbrennungsvorganges wird die Preßluft einem temperaturbeständigen Explosions- oder Verbrennungsraum zugeführt, der über das Leitwerk zu den Laufrädern unter einem bestimmten Windel ausmündet; jedes Laufrad erhält mindestens einen Verbrennungsraum. Daß ein solcher Raum überhaupt unter Druck gehalten werden kann, liegt in der besonderen Eigenart der Maschine, da das Verbrennungsgas nur gegen den Druck der vorverdichteten Kammerfüllung ausströmen kann; der Druck im Verbrennungsraum bleibt also so lange bestehen, als Preßluft nachgeliefert wird. Der Explosionsraum kann mit Zündkerze ausgerüstet werden, wenn der Brennstoff mittels Vergaser der vorverdichteten Luft zugeführt wird, aber auch .mit Einspritzpumpe und Zerstä:ubungsdüse für eine Verbrennung nach Art der Dieselmotore; arbeitet man mit Mitteldruck, so kann der Explosionsraum auch durch Glühzündung oder entsprechende Isolation stets knapp oberhalb der Entzündungstemperatur des verwendeten Kraftstoffes gehalten werden.For the implementation of the combustion process, the compressed air is a temperature-resistant explosion or combustion space supplied via the Tail unit opens out to the impellers under a certain diaper; every impeller receives at least one combustion chamber. That such a room is under pressure at all can be kept, lies in the special nature of the machine, as the combustion gas can only flow out against the pressure of the pre-compressed chamber filling; the pressure So it remains in the combustion chamber as long as compressed air is supplied. The explosion chamber can be equipped with a spark plug if the fuel is by means of Carburetor is supplied to the pre-compressed air, but also .with an injection pump and atomization nozzle for a diesel engine type combustion; one works with medium pressure, the explosion chamber can also be ignited by glow or equivalent Insulation always just above the ignition temperature of the fuel used being held.

Gegenüber den normalen Schaufelradturbänen hat die neue Verbrennungsturbine den Vorteil der höherenTemperaturbelastung, d.h. durch Ausnutzung eines höheren Wärmegefälles wird ein höherer Wirkungsgrad erzielt. Das heiße Verbrennungsgas trifft ja nicht unmittelbar auf die Kammerwände auf, ,sondern i zum größten .Teil auf die in den einzelnen Kammern vorverdichteten Gaspolster, dieselben zunächst aufheizend und weiterverdichtend. Infolge der relativ geringen Gasgeschwindigkeit in den Kammern bleibt auch die Wärmeübertragung klein, außerdem -%verden die Kammerwände bei einem Umlauf durch das Verbrennungsgas, das seine kinetische Energie abgegeben hat, jedesmal wieder abgekühlt, so daß unzulässig hohe Temperaturen nicht auftreten können. Durch das Einbutten der Kammern, die aus hochwärmefestem Blech hergestellt werden, in Gußmetall ist eine weitere Sicherheit und höhere Wärmebelastung gegeben.Compared to the normal paddle wheel turbines, the new combustion turbine has the advantage of the higher temperature load, i.e. by using a higher temperature A higher degree of efficiency is achieved through the heat gradient. The hot combustion gas hits yes not directly on the chamber walls, but mostly on the gas cushions precompressed in the individual chambers, the same first heating and further compressing. As a result of the relatively low gas velocity the heat transfer in the chambers also remains small, and the chamber walls become -% when circulating through the combustion gas, which releases its kinetic energy has cooled down again each time, so that impermissibly high temperatures do not occur can. By incorporating the chambers, which are made of highly heat-resistant sheet metal in cast metal there is a further safety and higher thermal load.

Infolge der V orfüllung der einzelnen Kammern mit energieärmerem Verbrennungsgas herrscht vor dem Verbrennungsraum stets ein entsprechender überdruck; deshalb kann der eigentliche Verbrennungsraum auch mit Preßluft so hoher Spannung gefüllt werden, daß eine leichte Zündung des eingeführten Treibmittels, (51 aller Art oder Kohlenstaub, eintritt. Eine mit so hohem Druck arbeitende Turbine bringt Sonderbelastungen des Baustoffes mit sich, denen Schaufelradturbinen niemals gewachsen wären. Man kann die Temperaturspitzen in bekannter NVeise dadurch umgehen, daß man ein Kühlmittel, z. B. Wasser, oder Wasserdampf miteinführt oder den Brennstoff in kleinen Mengen an mehreren Stellen des Laufrades zuführt, so daß nur geringe Temperatursprünge jedesmal ausgenutzt werden. Eine bessere Wärmeumwandlung wird dadurch erreicht, daß man die Verbrennung durch Zuführung .der Luft in Stufen durchführt, indem in der ersten Stufe der Brennstoff zunächst mit Luftunterschuß nur teilweise verbrannt wird, so daß sich also eine Art Kraftgas oder Wassergas bildet, das dann in einer zweiten Stufe zusammen mit der restlichen Luft vollständig verbrannt wird und dann .den Rest der Energie liefert. Ein solcher gestufter Verbrennungsvorgang vermeidet das Auftreten von Temperaturspitzen und gibt dennoch eine gute Wärmeausnutzung, da in der ersten Stufe die Bildung von Kohlenoxyd und Wasserstoff zwar eine geringere Wärmemenge liefert, wofür aber der Verbrennungsvorgang mit einer Volumenzunahme verknüpft ist. Die Verbrennung des gebildeten Gases in der zweiten Stufe ergibt die restliche Energie ebenfalls ohne hohe Temperaturspitzen.As a result of the individual chambers being pre-filled with lower-energy combustion gas there is always a corresponding overpressure in front of the combustion chamber; therefore can the actual combustion chamber can also be filled with compressed air at such a high voltage, that a slight ignition of the propellant introduced, (51 of all kinds or coal dust, entry. A turbine working at such high pressure puts special loads on the Construction material that paddle-wheel turbines would never be able to cope with. One can avoid the temperature peaks in the known way by using a coolant, z. B. water, or steam or the fuel in small amounts at several points on the impeller, so that only small temperature jumps be exploited every time. Better heat conversion is achieved by that the combustion is carried out in stages by supplying the air, in that in In the first stage, the fuel is initially only partially burned with an excess of air is, so that a kind of fuel gas or water gas is formed, which is then in a second stage is completely burned together with the remaining air and then . supplies the rest of the energy. Such a staged combustion process avoids the occurrence of temperature peaks and still gives good heat utilization, since in the first stage the formation of carbon monoxide and hydrogen is less Amount of heat delivers, but for which the combustion process with an increase in volume is linked. The combustion of the formed gas in the second stage results the rest of the energy also without high temperature peaks.

Zur. Durchführung eines solcherart gestuften Verbrennungsvorganges wird die nötige Preßluft mindestens in zwei Teilströme unterteilt oder von zwei verschiedenen Preßlufterzeugern hergestellt und dann den beiden Verbrennungsräumen -zugeführt, wobei der letzte in einen der später liegenden Verbindungskanäle ausmündet, wo sich die Verbrennungsluft mit den unverbrannten Gasen gut mischen und so restlos verbrennen kann: der zweite Verbrennungsvorgang kann auch bei größeren Maschinen in einem Übergangsrohr zu einem zweiten Umlaufrad unter anderen Drücken durchgeführt werden.To the. Carrying out such a graded combustion process the necessary compressed air is divided into at least two partial flows or two various compressed air generators and then the two combustion chambers - supplied, the last opening into one of the later connecting channels, where the combustion air mixes well with the unburned gases and so completely can burn: the second combustion process can also be used on larger machines carried out in a transition tube to a second planetary wheel under different pressures will.

Während beiden seitherigen Verbrennungsturbinen der Zusatz von Wasser in irgendeiner Form zu dem mit Luftüberschuß durchgefiihrten Verbrennungsvorgang starke Zerstörungen an dem Turbinenbaustoff auslöste, hat der Wasserzusatz bei der Verbrennung tnitLuftunterschuß entsprechendvorliegender Erfindung diese schädliche Wirkung nicht, da er gebraucht wird zur Wassergaserzeugung. An sich wäre ein Wasserzusatz zu Kühlungszwecken überhaupt nicht nötig, da Temperaturspitzen sowieso fehlen; es hat sich aber als vorteilhaft erwiesen, bei der Verbrennung mit Luftunterschuß Wasser zuzusetzen, weil dadurch der Vergasungsvorgang gefördert wird und eine Rußbildung unterdrückt wird. Außerdem bringt der Wasserzusatz durch die Wassergasbildung, besonders beim Arbeiten mit Kohlenstaub, eine weitere Volumenvermehrung zustande unter Bildung von Kohlenoxyd und Wasserstoff, das in der nachfolgenden Verbrennungsstufe leichter verbrennt als etwa unverbrannte Kohlenstaubreste, die sich schädlich auch auf den Turbinenbaustoff in mechanischer Hinsicht auswirken können. Durch diese stufenweise Verbrennung hat man also nicht nur die Temperaturführung besser in der Hand, sondern man erzielt auch eine höhere Wärmeausnutzung und hat gleichzeitig die Möglichkeit, die Wärmeenergie des Vergasungsvorganges, die heute bei den mit Frischgaserzeugern ausgerüsteten Verbrennungsmotoren verlorengeht, auch unmittelbar zur Energiegewinnung mit heranzuziehen.The addition of water during both of the since then incineration turbines in any way related to the combustion process carried out with excess air caused severe damage to the turbine building material, the addition of water has Combustion with insufficient air according to the present invention causes these harmful effects No effect because it is used to generate water gas. In itself there would be a water additive not at all necessary for cooling purposes, since temperature peaks are absent anyway; it however, it has proven to be advantageous for incineration with excess air add because this promotes the gasification process and soot formation is suppressed. In addition, the addition of water is particularly beneficial due to the formation of water when working with coal dust, a further increase in volume occurs with formation of carbon oxide and hydrogen, which are easier in the subsequent combustion stage burns as roughly unburned coal dust residues, which are also harmful to the Turbine building material can have a mechanical impact. Through this gradually Combustion is not only more in control of temperature control, but also one also achieves a higher heat utilization and at the same time has the possibility of the thermal energy of the gasification process, which today with fresh gas generators Equipped internal combustion engines is lost, also directly for energy generation to use.

Die Erfindung soll an Hand der Zeichnung näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail with reference to the drawing.

Abb. r zeigt beispielsweise aufgeschnitten und abgewickelt zwei im Gegensinn sich drehende Laufräder I und II rii:it je drei einseitig geschlossenen Kammern k und dazwischenliegenden Verbindungskanälen v.For example, Fig.r shows two im cut open and unwound Impellers I and II rotating in the opposite direction rii: it three closed on one side each Chambers k and intermediate connecting channels v.

In Abb. z wird die dazugehörige Gasführung erläutert. Die beiden im Gegensinn sich drehenden Laufräder sind abgewickelt gedacht und mit je zehn Kammern besetzt; die Pfeile deuten die Lage der Zu- und Überströmkanäle v an, wobei durch die Pfeilstärke die Gasspannung, durch die eingezeichneten Kreise die der Entspannung entsprechenden Durchmesser,der Verbindungskanäle v dargestellt werden sollen.The associated gas routing is explained in Fig. Z. The two in the Impellers rotating in the opposite direction are thought to be unwound and each with ten chambers occupied; the arrows indicate the position of the inflow and overflow channels v, with through the arrow strength the gas tension, through the drawn circles that of the relaxation corresponding diameter of the connecting channels v are to be represented.

Abb. 3 zeigt die Lage der einseitig geschlossenen Kammern k zweier Gegenlaufräder und die Anordnung der Überströmkanäle v im Schnitt längs der Wellen. Abb. q. zeigt einen Schnitt durch eine Verbrennungsturbinenhälfte quer zur Welle. Das Laufrad I ist mit einseitig geschlossenen Kammern k besetzt, deren Böden b auf einem größeren Radius liegen als die Ausflußöffnungen o, die an den Überströmkanälen v sich vorbeidrehen unter Ausgleich der Gasspannung mit Auffrischung des Arbeitsmittels. Das Laufrad I wird zweimal bei jeder Drehung durch frische Verbrennungsgase aus den Verbrennungskanälen na beaufschlagt. Im Innern des Laufrades I liegt der Verdichter r, dessen Gehäuse zum Teil durch Laufrad I gebildet wird.Fig. 3 shows the position of the chambers k, which are closed on one side, of two counter-rotating gears and the arrangement of the overflow channels v in a section along the shafts. Fig.q. shows a section through a combustion turbine half transversely to the shaft. The impeller I is filled with chambers k closed on one side, the bases b of which lie on a larger radius than the outflow openings o, which rotate past the overflow channels v, balancing the gas tension with refreshment of the working medium. The impeller I is acted upon twice with each rotation by fresh combustion gases from the combustion channels na. Inside the impeller I is the compressor r, the housing of which is partly formed by the impeller I.

Die Auffüllung der Verbrennungskanäle nz mit gespannter Verbrennungsluft geschieht mittels Verdichter nahezu ununterbrochen. Das Einspritzen des Brennstoffes und die Zündung wird unmittelbar nach dem Überströmen der Verbrennungsluft in die Verbrennungskammern vorgenommen; bei gegenläufigen Turbinenrädern liegen die Mündungen der dazugehörigen Verbrennungskanäle in unmittelbar nebeneinander. Bei gleichsinnig umlaufenden Rädern werden dieselben entsprechend versetzt. Einspritzbeginn und Zündeinsatz sind für beide Hälften regelbar; die Einstellung ergibt sich aus der Anzahl der Kammern und der Drehzahl oder aus der Zeit, die vergeht, bis jeweils die Kammer mit der höchsten Vorfüllung von der Mündung des zugehörigen Verbrennungskanals angekommen ist.The filling of the combustion channels nz with compressed combustion air happens almost continuously by means of a compressor. Injecting the fuel and the ignition is immediately after the combustion air has passed into the Combustion chambers made; with counter-rotating turbine wheels, the mouths are located the associated combustion channels in close proximity to each other. With the same direction rotating wheels the same are offset accordingly. Start of injection and start of ignition are adjustable for both halves; the setting results from the number of Chambers and the speed or from the time that passes until each chamber arrived with the highest pre-charge from the mouth of the associated combustion channel is.

Abb. 5 und 6 zeigen einen Schnitt in verschiedenen Ebenen längs und quer zur Welle einer Gegenläuferverbrennungsturbine mit eingebauten Luftverdichtern. Die Laufradkammern k liegen mit ihren links und rechts herausspringenden Böden b wieder auf einem größeren Radius als die Kammerausmündungen o; dadurch wird eine labyrinthähnliche Abdichtung der außen herumlaufenden Verbindungskanäle v möglich. Die Laufräder I und II sind außen mit Gebläseschaufeln la, innen mit Turbinenschaufeln s besetzt; da,-durch entsteht innen eine Art Gegenläuferverdichter r, dessen Schaufelanordnung der Schnitt G-H zeigt. Die erzeugte Preßluft wird durch die hohlen Wellen w abgeleitet und durch je einen Läufer L den Verbrennungsrohren t zugedrückt.Fig. 5 and 6 show a section in different planes along and across the shaft of a counter-rotating combustion turbine with built-in air compressors. The impeller chambers k are with their left and right protruding bottoms b again on a larger radius than the chamber openings o; this becomes a Labyrinth-like sealing of the connecting channels v running around the outside possible. The impellers I and II are outside with fan blades la, inside with turbine blades s busy; there, -thereby creates a kind of counter-rotating compressor r, its blade arrangement the section G-H shows. The compressed air generated is discharged through the hollow shafts w and pressed shut by a rotor L each of the combustion tubes t.

Claims (1)

PATENTANSPRÜCHE: r. Dampf- oder Brennkraftturbine mit einseitig offenen, am Umfang der Laufräder angeordneten Kammern, dadurch gekennzeichnet, daß j e zwei Laufräder paarweise so einander zugeordnet sind, daß der Dampf oder die heißen Verbrennungsgase unmittelbar oder durch - Verbindungskanäle wechselseitig zwischen den "Kammern zweier Laufräder unter Auffrischung des Arbeitsmittels durch Druck-und Wärmeübertragung hin und her strömen. Turbine nach Anspruch x, dadurch gekennzeichnet, daß die paarweise angeordneter Laufräder in an sich bekannter Weise im Gegensinn zueinander umlaufen. 3. Turbine nach Anspruch z und 2 als Brennkraftturbine, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Verbrennung nötige Luft durch besondere im Innern der Turbine untergebrachte Verdichter unter teilweiser Verwendung der für Luft und Gase gleichen Maschinenteile erzeugt wird. q.. Turbine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennung des Treibstoffes unter geteilter Luftzufuhr in mindestens zwei Stufen durchgeführt wird, wobei die Verbrennungskammer oder-die erste Turbinenstufe so mit Luftunterschuß arbeitet, daß in der Hauptsache ein zum. Teil noch brennbares Gasgemisch entsteht, das erst in den weiteren Turbinenstufen völlig verbrannt wird. 5. Turbine nach Anspruch 3 und q., dadurch gekennzeichnet, daß der mit Luftunterschuß arbeitenden Verbrennungskammer oder Stufe gleichzeitig noch Wasser oder Dampf zugeführt wird, wobei dieses Arbeitsmittel durch Bildung von Wassergas ganz oder teilweise verbraucht wird.PATENT CLAIMS: r. Steam or internal combustion turbine with one-sided open, on the circumference of the impellers arranged chambers, characterized in that j e two Impellers are assigned to one another in pairs so that the steam or the hot combustion gases directly or through - connecting channels alternately between the "chambers of two Impellers refreshing the working medium through pressure and heat transfer flow back and forth. Turbine according to claim x, characterized in that the arranged impellers rotate in a manner known per se in opposite directions to one another. 3. Turbine according to claim z and 2 as an internal combustion turbine, characterized in that that the air necessary for combustion is accommodated by special inside the turbine Compressor with partial use of the same machine parts for air and gases is produced. q .. turbine according to claim 3, characterized in that the combustion of the fuel carried out with a split air supply in at least two stages the combustion chamber or the first turbine stage so with an air deficit that works in the main one to. Part of the still flammable gas mixture is produced, which is only completely burned in the further turbine stages. 5. Turbine according to claim 3 and q., Characterized in that the combustion chamber working with an excess of air or stage water or steam is supplied at the same time, this working medium is completely or partially consumed by the formation of water gas.