DE955557C - Gas turbine engine with rotary valve and isochoric compression - Google Patents

Description

Gasturbinentriebwerk mit Zellenradschleüse und isochorer Endverdichtung Die Erfindung betrifft ein Gasturbinentriebwerk mit Zellenradschleusemit mechanischer Vorverdichtung und isochorer Endverdichtung. Die Zellenradschleuse besitzt im wesentlichen axiale Ein- und Austrittsöffnungen und Umlenkbrennkammern. Die Schleuse des Triebwerkes schließt stets den Hochdruckraum um den Verdichter von der Turbine und/oder der Vortriebsdüse ab.Gas turbine engine with rotary valve and isochoric final compression The invention relates to a gas turbine engine with rotary valve with mechanical Pre-compression and isochoric final compression. The rotary valve has essentially axial inlet and outlet openings and deflection combustion chambers. The lock of the engine always closes the high pressure space around the compressor from the turbine and / or the Propulsion nozzle off.

Es ist bekannt, einen die Schleuse zu den Brennkammern verlassenden Kaltluftstrom bei Triebwerken mit adiabatischer Endverdichtung aufzuteilen und einen Teilstrom aufzuheizen.It is known to leave the lock to the combustion chambers Split cold air flow in engines with adiabatic final compression and one Heat up partial flow.

Bei schleusengesteuerten Triebwerken mit adiabatischer Verdichtung durch eine -Stoßwelle besteht je nach der Abstimmung der Brennraumgröße zu den Zellenkammern der Schleuse ein unterschiedlicher Mitteldruck ixe den einzelnen. Räumen, da hier mit Druckwellen, die nicht gleichmäßig über den ganzen Raum verteilt sind, gearbeitet wird. Es wird also die jeweilige Ausnutzungsmöglichkeit der Gase bei einer Teilung des Luftstromes nach der Schleuse von vielen Einzelheiten der Gaswegführung abhängig und ist nur an Hand des Versuchsergebnisses einer fertigen Maschine richtig abzuschätzen.For lock-controlled engines with adiabatic compression by a shock wave, depending on how the size of the combustion chamber is matched to the cell chambers the lock a different mean pressure ixe the individual. Rooms, over there worked with pressure waves that are not evenly distributed over the whole room will. So it becomes the respective utilization possibility of the gases in a division the air flow after the lock depends on many details of the gas path and can only be correctly assessed on the basis of the test results of a finished machine.

Es ist bekannt, daß bei einem vorgegebenen Verdichtungsverhältnis der thermische Wirkungsgrad einer Gasturbine nach dem reinere Verpuffungsverfahren (H o 1-z w a r t h) den obersten Wert darstellt, der bei Gasturbinen ohne Wärmerücktausch erhalten werden kann. Ebenso ist bekannt, daß. dieGleichdruckgasturbine unter gleichen Voraussetzungen die untere Grenze des thermischen Wirkungsgrades liefert, während die schleusengesteuerten Triebwerke mit adiabatischer oder isochorer Endverdichtung einen dazwischenliegenden Wert haben.It is known that at a given compression ratio the thermal efficiency of a gas turbine using the purer deflagration process (H o 1-z w a r t h) represents the uppermost value for gas turbines without heat exchange obtain can be. It is also known that. the equal pressure gas turbine under the same conditions supplies the lower limit of thermal efficiency, while the lock-controlled Engines with adiabatic or isochoric final compression an intermediate one Have value.

Hat man auf einer Senkrechten diese drei Werte aufgetragen und trägt auf der Abszisse den Wert ß auf, der den Teil angibt, der durch einen zweiten Weg über eine zweite Brennkammer einer Turbine zugeführt wird so verliert dieser Wert fl zunächst seinen Sinn für die Gleichdruckgasturbine GL bzw. bedeutet nichts anderes, als wenn der Wirkungsgrad der Gleichdruckgasturbine konstant bleibt, d. h. in diesem Schaubild eine Parallele zur Abszisse ist, wie das in Abb.4 und 5 dargestellt ist.Has these three values been plotted on a vertical line and worn? on the abscissa the value ß, which indicates the part by a second path If a turbine is fed via a second combustion chamber, this value is lost fl first of all its meaning for the constant pressure gas turbine GL or does not mean anything else, as if the efficiency of the constant pressure gas turbine remains constant, d. H. in this The graph is parallel to the abscissa, as shown in Figures 4 and 5.

Würde man bei der Holzwarthturbine an der Brennkammer einen Beipaß .anordnen, so sinkt einfach der obere erreichbare Druck, ohne dabei die Möglichkeit zu haben, in einer zweiten Brennkammer Druckschwankungsfreiheit zu erhalten, d. h., der Wirkungsgrad der Holzwarthturbine würde mit Vergrößerung des Beipasses stets fallen.If you would have a bypass on the combustion chamber of the Holzwarthturbine . Arrange, the upper achievable pressure simply drops, without the possibility of doing so to have freedom from pressure fluctuations in a second combustion chamber, d. In other words, the efficiency of the Holzwartt turbine would always increase with an increase in the bypass fall.

Die Schleusentriebwerke verhalten sich hiergegen grundsätzlich anders, da hier die Möglichkeit besteht, den druckschwankungsfreien Anteil der Strömung einer Turbine mit gutem Wirkungsgrad zuzuführen. Der thermische Wirkungsgrad dieser Maschine verbessert sich zunächst mit steigendem Wert von ß um eine Kleinigkeit, fällt dann wie bei der Verpuffungsmaschine stetig bis zum Erreichen des Wertes der Gleichdruckgasturbine, wenn schließlich die gesamte Luftmenge über die zweite Brennkammer zur Turbine strömt..The lock engines behave in a fundamentally different way, since there is the possibility here of the part of the flow which is free of pressure fluctuations to be fed to a turbine with good efficiency. The thermal efficiency of this The machine initially improves by a small amount as the value of ß increases, then falls continuously, as in the case of the deflagration machine, until the value of the is reached Constant pressure gas turbine, when finally the entire amount of air via the second combustion chamber flows to the turbine ..

Geht man von einem Diagramm, das das Verhalten der theoretischen Maschine zeigt, zu einem Diagramm, das den thermodynamischen Wirkungsgrad der mit mechanischen Verlusten behafteten Maschine zeigt, über, so sieht man zunächst, daß alle drei Werte gefallen sind, jedoch der Wirkungsgrad des Holzwarthmaschine am stärksten, da hier die Turbine wegen ihrer schwankenden Beaufschlagung einfach nicht den Wirkungsgrad eines konstant beaufschlagten Rades haben kann.If we start from a diagram showing the behavior of the theoretical machine shows a diagram showing the thermodynamic efficiency of the mechanical Loss-affected machine shows over, so you can see at first that all three Values have fallen, but the efficiency of the wood maintenance machine is the greatest, because here the turbine simply does not have the efficiency because of its fluctuating loading of a constantly acted upon wheel may have.

Diese Erkenntnis gilt aber auch für den Strömungsanteil eines schleusengesteuerten Triebwerkes, der nach dem Verlassen der Brennkammer über eine Schleuse einer Turbine zugeführt wird, da auch hier eine ungleichmäßige Geschwindigkeitsverteilung in dem Zuführungskanal zur Turbine herrscht. Vergrößert man* jetzt bei diesen Schleusentriebwerken den Teil der Gase, der durch einen zweiten Weg über eine zweite Brennkammer einer Turbine zugeführt wird, so wird der Teil, der ohne Druckschwankung einer Turbine mit gutem Wirkungsgrad zugeführt werden kann, von erheblichem Einfluß auf den Gesamtwirkungsgrad der Anlage, und es wird der Gesamtwirkungsgrad bei Erreichung eines gewissen Wertes gleich dem Wirkungsrad der Holzwarthanlage, um von hier aus bis zu einem Maximalwert zu wachsen und dann bis zu einem Wert zu fallen, der gleich dem Wirkungsgrad der Gleichdruckturbinenanlage wird.This knowledge also applies to the flow component of a lock-controlled one Engine, which after leaving the combustion chamber via a sluice of a turbine is supplied, as here too there is an uneven speed distribution in the Feed channel to the turbine prevails. If you enlarge * now these lock engines the part of the gases that is released through a second path via a second combustion chamber Turbine is supplied, so the part that is without pressure fluctuation becomes a turbine can be supplied with good efficiency, of considerable influence on the overall efficiency of the plant, and it becomes the overall efficiency when a certain value is reached equal to the degree of effectiveness of the wood maintenance facility, from here up to a maximum value to grow and then to fall to a value equal to the efficiency of the Impulse turbine system is.

Dieses Verhalten ist aber nur eindeutig für schleusengesteuerte Gasturbinentriebwerke, bei denen bei der Erzeugung -der Verdichtung auf Druckstöße und Impulse verzichtet werden kann, bei denen also die Endverdichtung in dem abgeschlossenen.Raum und in dem Beipaß thermisch, d. h. statisch, erfolgt.This behavior is only unambiguous for sluice-controlled gas turbine engines, in which pressure surges and impulses are dispensed with in the generation of compression can be, in which the final compression in the closed.Raum and in thermal bypass, d. H. static, takes place.

Benutzt man bei den schleusengesteuerten Triebwerken adiabatische Stoßverdichtung, so sind die erreichten Drücke und damit auch die Verhältnisse in den beiden Brennkammern von der geometrischen Ausführung der Kammern abhängig, und es hat sich auch bei Versuchen gezeigt, daß eine wirkliche Druckerhöhung bei solchen Anlagen nur unter ganz gewissen Voraussetzungen und unter ganz bestimmten Verhältnissen verwirklichbar ist. Es unterscheiden sich also diese Verfahren stark hinsichtlich der zu erwartenden optimalen Ausnutzung in Abhängigkeit von der Beipaßgröße und der durch diesen Beipaß über eine zweite Brennkammer abgeführten Menge.One uses adiabatic with the lock-controlled engines Impact compression, the pressures reached and thus also the conditions are in the two combustion chambers depending on the geometric design of the chambers, and It has also been shown in tests that a real pressure increase in such Investments only under very specific conditions and under very specific conditions is realizable. So these methods differ greatly with regard to the expected optimal utilization depending on the bypass size and the amount discharged through this bypass via a second combustion chamber.

Bei einer Gasturbinenanlage mit isochorer Endverdichtung handelt es sich um einen rein statischen Vorgang, wobei ein durch eine Schleusenanordnung stets vom Verdichter abgetrennter Raum einer Wärmeeinwirkung ausgesetzt werden kann. Es erfolgt also keine Rückströmung zum Verdichter hin, wenn in diesem Raum ein höherer Druck herrscht als im Verdichter. Wenn andererseits derselbe Raum nur in der Lage ist, ein gleich großes Volumen, wie über die Schleuse zugeführt ist, in der Zeiteinheit freizugeben, so wird das ihm zugeführte Volumen von Kaltluft einen Druck annehmen, der der Temperaturerhöhung in diesem abgeschlossenen Raum entspricht. Bei tntsprechenden Ein- und Austrittsgeschwindigkeiten in der Schleuse, d. h. wenn die Drucksteigerung ein gewisses Maß gegenüber der eingeschleusten Luft nicht überschreitet, können keine dynamischen Vorgänge, insbesondere keine mit Schallgeschwindigkeit, entstehen, und es lassen sich alle Vorgänge rein statisch betrachten, bei denen die Druckerhöhungen sich lediglich aus Volumen- und Temperaturänderungen errechnen lassen.It is a gas turbine system with isochoric final compression is a purely static process, with a lock arrangement always the space separated from the compressor can be exposed to heat. It there is no return flow to the compressor if there is a higher one in this space Pressure prevails than in the compressor. If on the other hand the same room only able is the same volume as is supplied via the lock, in the time unit release, the volume of cold air supplied to it will assume a pressure which corresponds to the temperature increase in this enclosed space. With appropriate Entry and exit velocities in the lock, d. H. when the pressure increase does not exceed a certain level compared to the air introduced no dynamic processes, especially none at the speed of sound, arise, and all processes in which the pressure increases can be viewed in a purely static manner can only be calculated from changes in volume and temperature.

Die bisherigen Vorschläge für Brennkammern bei einem Gasturbinentriebwerk mit Zellenradschleuse sahen immer eine Umwälzung der. gesamten aufzuheizenden Luftmenge vor. Die gesamte Luftmenge mußte um insgesamt 36o° umgelenkt und dann der Schleuse wieder zugeführt werden, was entsprechende Strömungsverluste zur Folge hatte und Schwierigkeiten bei der Auslegung der S -hleusenquerschnitte an den Anschlußstellen der Brennkammern mit sich bringt. Die Bemessung des Ein- und Austrittsquerschnittes der Schleuse ist dadurch schwierig, weil bei der Durchführung des Verfahrens das von der Brennkammer abströmende Volumen abhängig von den Vorgängen in der Schleuse selbst wird, z. B. bei Veränderung der Schleusenumlaufgeschwindigkeit. Es wird das abströmende Volumen gleich oder größer als das zur Brennkammer strömende Volumen. Ein Teilvolumen mit konstantem Druck gleich dem Brennraumdruck wird zur Turbine geleitet.The previous proposals for combustion chambers in a gas turbine engine with rotary valve always saw an upheaval. total amount of air to be heated before. The entire amount of air had to be deflected by a total of 36o ° and then the lock be fed back, which resulted in corresponding flow losses and Difficulties in designing the cross-sections of the S -hleusen at the connection points of the combustion chambers. The dimensioning of the inlet and outlet cross-section the sluice is difficult because of the Volume flowing out of the combustion chamber depends on the processes in the lock itself will, e.g. B. when changing the lock circulation speed. It will be outflow volume equal to or greater than that for Combustion chamber flowing Volume. A partial volume with constant pressure equal to the combustion chamber pressure becomes Turbine headed.

Nach der Erfindung wird vorgeschlagen, die an sich bekannte Maßnahme, nämlich den Anteil der zur Aufheizung gelangenden Luft, der später mit konstantem Druck zur Turbine abfließt, nicht mehr an der Umwälzung teilnehmen zu lassen, auf Triebwerke mit isochorer Endverdichtung anzuwenden. Der gesamte Luftstrom, der zunächst kalt aus der Schleuse in den Brennkammerabschnitt austritt, wird in an sich bekannter Weise so aufgeteilt, daß nur der Teil, der zur eigentlichen Druckerhöhung durch Aufheizung herangezogen wird, wieder zur Schleuse zurückgeführt wird, während der weitere Teil des Luftstromes der Arbeitsmaschine direkt zugeführt wird. Die umzulenkende Menge ist damit kleiner, so daß auch der Gesamtverlust in der oder den Brennkammern des Triebwerkes kleiner wird.According to the invention it is proposed that the measure known per se, namely the proportion of the air that is heated up, which later becomes constant Pressure to the turbine flows off, no longer to take part in the circulation Use engines with isochoric final compression. All of the airflow that is initially exits cold from the lock into the combustion chamber section is known per se Way so divided that only the part that leads to the actual pressure increase Heating is used, is returned to the lock during the further part of the air flow is fed directly to the machine. The one to be redirected The amount is therefore smaller, so that the total loss in the combustion chamber or chambers is also reduced of the engine becomes smaller.

Durch die erfindungsgemäße Anwendung dieser bei adiabatisch endverdichtenden Triebwerken bekannten Aufteilung auf isochor endverdichtende Triebwerke kann erreicht werden, daß im allgemeinen nur etwa ein Drittel bis drei Viertel der Luftmenge um 36o° umgelenkt wird, während der übrige Teil zur Turbine abströmt. Die Teilung des Volumens ist von den Steuerzeiten unabhängig, und die Heißgasführung wird einfacher.By using this according to the invention in adiabatic final compression Thrusters known distribution to isochoric final compression engines can be achieved that in general only about a third to three quarters of the amount of air around 36o ° is deflected, while the remaining part flows off to the turbine. The division of the Volume is independent of the timing, and the hot gas flow becomes easier.

Die nicht der Schleuse wieder zugeführte Menge wird in einer weiteren axial angeordneten Gleichdruckbrennkammer zur Erhöhung ihrer Arbeitsfähigkeit auf eine beliebige Temperatur, die durch die Art der Turbine gegeben ist, aufgeheizt werden, während der zu erreichende Druck in der Anlage im wesentlichen durch die Temperatur in der Gleichraumumwälzbrennkammer gegeben ist, da für diese nur die Bedingung der Volumengleichheit beim Ein- und Austritt der Brennkammer gegeben ist.The amount not returned to the lock is stored in another axially arranged constant pressure combustion chamber to increase their working capacity any temperature given by the type of turbine is heated while the pressure to be achieved in the system is essentially determined by the Temperature in the constant room circulation combustion chamber is given, since for this only the Condition of the volume equality at the inlet and outlet of the combustion chamber is given.

Es ist im Rahmen der Erfindung vorgesehen, bei Triebwerken, deren Last in weitem Bereich geregelt werden soll, die Aufheizung in der axialen Gleichdruckbrennkammer nur teilweise vorzunehmen bzw. ganz zu unterlassen, während die Aufrechterhaltung des Druckes durch die Rufheizung in der Gleichraumumlenkbrennkammer gesichert bleibt.It is provided within the scope of the invention for engines whose Load should be regulated over a wide range, the heating in the axial constant pressure combustion chamber to be carried out only partially or to be omitted entirely while maintaining the pressure remains secured by the ring heating in the constant space deflection combustion chamber.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in einem schematischen Ausführungsbeispiel dargestellt, und zwar zeigt Abb. i die bisherige Anordnung als Längsschnitt durch eine Zellenradhälfte und eine Umlenkbrennkämmer, Abb. 2 die Anordnung gemäß der Erfindung in entsprechender Darstellung, Abb.3 einen Querschnitt durch eine Zellenschleuse mit dem Gasverlauf, Abb. ¢ ein Diagramm des thermischenWirkungsgrades der theoretischen Maschine und Abb. 5 ein Diagramm des thermodynamischen Wirkungsgrades der mit mechanischen Verlusten behafteten Maschine. Das Schleusenrad i mit den Schleusenzellen a mit im wesentlichen axialen Ein- und Austrittsöffnungen ist bisher so angeordnet, daß die gesamte aufzuheizende Luftmenge aus den-Schleusenzellen 2 in die Umlenkbrennkammer 3 -geführt wird, um dann wieder als Heißgas bei q. in die Schleusenzellen 2 zurückgeführt zu werden.In the drawing, the subject of the invention is in a schematic Embodiment shown, namely Fig. I shows the previous arrangement as Longitudinal section through a cell wheel half and a deflecting combustion chamber, Fig. 2 the arrangement according to the invention in a corresponding representation, Fig.3 a cross section through a cell lock with the gas flow, Fig. ¢ a diagram of the thermal efficiency of the theoretical machine and Fig. 5 a diagram of the thermodynamic efficiency the machine fraught with mechanical losses. The lock wheel i with the lock cells a with essentially axial inlet and outlet openings is so far arranged that the entire amount of air to be heated from the lock cells 2 in the deflection combustion chamber 3 -is led to then again as hot gas at q. returned to the lock cells 2 to become.

Gemäß Abb. 2 ist schematisch erläutert, daß der kalte, aus den Schleusenzellen 2 austretende Luftstrom in einen Teilstrom 5 und in einen weiteren Teilstrom 6 aufgeteilt wird. Die Kaltluftmenge verläßt die Schleusenzellen 2 unter Einwirkung der Heißluftmenge, die über die Anschlußfläche die Schleuse füllt. Das Volumen der Kaltluft, die die Schleusenzelle. verläßt, ist genau gleich dem Volumen der Heißluft, die in die Schleusenzellen eintritt. Nur ein Teil 5 der Kaltluftmenge, die der Schleuse entnommen wurde, kann in der Gleichraumbrennkammer 3 aufgeheizt werden. Dieser Teil wird über den Kanal 27, der in der Abb. 2 außerhalb der Zeichnungsebene liegt, weitergeleitet, z. B. zu einer Niederdruckturbine oder zu einer Rückstoßdüse. Der übrige Teil 6 der Kaltluft geht in axialer Richtung weiter und wird zur Turbine* 7 geführt. Auf diesem Wege ist eine weitere Gleichdruckbrennkammer 8 vorgesehen, in der die Luft auf die höchstzuträgliche Temperatur, # die durch die Baustoffe der Turbine begrenzt wird, ebenfalls aufgeheizt wird. Mit wesentlichen Umlenkverlusten ist daher nur der Teil 5 der Luft behaftet, der über die Gleichraumbrennkammer 3 zu den Schleusenzellen 2 zurückgeführt wird. Die Gleichdruckbrennkämmer 8 dient bei Triebwerken mit einem weiten Regelbereich dazu, um diese Regelung durchzuführen, indem sie, je nach Erfordernis, nur teilweise oder gar nicht zur Aufheizung herangezogen wird. In dem letzten Falle wird der Druck durch die Aufheizung des Teilluftstromes 5 in der Brennkammer aufrechterhalten.According to Fig. 2 it is schematically explained that the cold, from the lock cells 2 exiting air flow divided into a partial flow 5 and a further partial flow 6 will. The amount of cold air leaves the lock cells 2 under the action of the amount of hot air, which fills the lock via the connection surface. The volume of cold air that the Lock cell. leaves is exactly equal to the volume of hot air that enters the lock cells entry. Only part 5 of the amount of cold air that was taken from the lock can be heated in the constant space combustion chamber 3. This part is about the canal 27, which is outside the plane of the drawing in Fig. 2, forwarded, z. B. to a low pressure turbine or to a thrust nozzle. The remaining part 6 of the cold air continues in the axial direction and is led to the turbine * 7. On this way a further constant pressure combustion chamber 8 is provided, in which the air to the most beneficial Temperature, which is limited by the building materials of the turbine, is also heated up will. Only part 5 of the air is therefore afflicted with significant deflection losses, which is returned to the lock cells 2 via the constant-space combustion chamber 3. The constant pressure combustion chamber 8 is used in engines with a wide control range in order to implement this regulation by, depending on the requirement, only partially or is not used for heating at all. In the latter case there will be pressure maintained by the heating of the partial air flow 5 in the combustion chamber.

In der Abb. 3 soll an einem Querschnitt durch eine Zellenschleuse der Gang der Gase im einzelnen erläutert werden. Die von einem Verdichter 9 geförderte Luftmenge tritt über die Leitung io in den Innenraum i i eines Schleusenrades i ein. Die Luft gelangt durch die Öffnung 13 in einzelne Zellen z. Die in Pfeilrichtung 28 sich bewegenden Schleusenzellen bringen die in das Schleusenrad eingetretene, im Verdichter 9 vorverdichtete Luft vor die Öffnung 14.. Diese wird aus dem Zellenrad i durch höhergespannte Heißgase, die durch die Öffnung 15 in das Zellenrad eintreten, aus derb Zellenrad ausgetrieben und tritt durch die Öffnung 14 in die Umlenkbrennkammer 3 ein. Diese Öffnung entspricht dem Kanal 5 in der Abb. 2. Der dem Kanal 6 nach Abb. z entsprechende Kanal liegt außerhalb der Zeichnungsebene der Abb.3. Durch die Düse 17 wird Brennstoff zur Rufheizung zugeführt. Das in der Brennkammer 3 erhitzte Gas verläßt die Kammer wieder durch die Öffnung 18. Es entsteht, gebildet durch die Zellenwände i9, 2o, die Brennkammer 3 und das Innengehäuse der Zellenschleuse, Wände a3, 2q., ein in-sich geschlossener Raum, der bei Rufheizung unter einen der Temperatursteigerung entsprechenden Druck gerät. Es wird also der Druck in dem Brennkammerraum 3 entsprechend der vorgenommenen Temperaturerhöhung größer sein als der Zuführungsdruck in der Leitung io.In Fig. 3, a cross-section through a cell lock should be used the course of the gases will be explained in detail. The promoted by a compressor 9 The amount of air enters the interior i i of a lock wheel i via the line io a. The air passes through the opening 13 in individual cells z. The one in the direction of the arrow 28 moving lock cells bring the entered into the lock wheel, Air pre-compressed in the compressor 9 in front of the opening 14 .. This is taken from the cellular wheel i by high-tension hot gases that enter the cell wheel through opening 15, driven out of the rough cellular wheel and enters through the opening 14 into the deflection combustion chamber 3 a. This opening corresponds to the channel 5 in Fig. 2. The one after the channel 6 Fig. Z corresponding channel lies outside the plane of the drawing of Fig.3. By the nozzle 17 is supplied with fuel for call heating. The heated in the combustion chamber 3 Gas leaves the chamber again through the opening 18. It arises, formed by the cell walls i9, 2o, the combustion chamber 3 and the inner housing of the cell lock, Walls a3, 2q., A self-contained room, which is under a the Temperature increase corresponding pressure device. So it becomes the pressure in the combustion chamber space 3 must be greater than the feed pressure according to the temperature increase made in the line ok.

Die die Brennkammer 3 bei 18 verlassenden heißen Gase treten bei 15 in die Zellenradschleuse ein und verdrängen das bisher in der Zelle sich befindende kalte Gas. Dieses jetzt unter hohem Druck stehende heiße Gas wird von der Eintrittsöffnung i,5 durch die Zellen weitergeführt, während die noch unter hohem Druck stehenden Gase schließlich vor die Öffnung 25-26 gelangen.The hot gases leaving the combustion chamber 3 at 18 enter at 15 into the rotary valve and displace what was previously in the cell cold gas. This hot gas, which is now under high pressure, is released from the inlet opening i, 5 continued through the cells while the cells were still under high pressure Gases finally reach opening 25-26.

In der Abb. q. ist in einem Diagramm das Verhalten der theoretischen Maschine gezeigt. Auf einer Senkrechten sind die Werte für den thermischen Wirkungsgrad 77 einer nach dem reinen Verpuffungsverfahren arbeitenden Gasturbine H, einer Gleichdruckgasturbine Gl und von schleusengesteuerten Triebwerken S mit adiabatischer oder isochorer Endverdichtung aufgetragen. Der Wert ß auf der Abszisse gibt den Gasteil an, der durch einen zweiten Weg über eine zweite Brennkammer einer Turbine zugeführt wird. Für die Gleichdruckgasturbine Gl bedeutet der Wert ß nichts anderes, als daß der Wirkungsgrad konstant bleibt. Bei der Holzwarthturbine H sinkt nach Anordnung eines Beipasses an der Brennkammer der obere erreichbare Druck (Kurve a).In Fig. Q. is in a diagram the behavior of the theoretical Machine shown. The values for the thermal efficiency are on a vertical line 77 of a gas turbine H operating according to the pure deflagration process, a constant pressure gas turbine Gl and lock-controlled engines S with adiabatic or isochoric final compression applied. The value ß on the abscissa indicates the part of the gas that is replaced by a second Path is fed to a turbine via a second combustion chamber. For the constant pressure gas turbine Gl, the value β means nothing other than that the efficiency remains constant. In the case of the Holzwarthturbine H, it sinks after a bypass has been placed on the combustion chamber the upper attainable pressure (curve a).

Die Schleusentriebwerke S verhalten sich hiergegen grundsätzlich anders, da es möglich ist, den druckschwankungsfreien Anteil der Strömung einer Turbine mit gutem Wirkungsgrad zuzuführen (Kurve b). Der thermische Wirkungsgrad dieser Maschinen verbessert sich zunächst nur wenig, um genauso wie der Wirkungsgrad der Verpuffungsmaschine stetig zu fallen und dann bei irgendeinem Wert von ß den Wert des Wirkungsgrades der Gleichdruckgasturbine zu erreichen.The lock engines S behave in a fundamentally different way, since it is possible to use the part of the flow of a turbine that is free of pressure fluctuations to be supplied with good efficiency (curve b). The thermal efficiency of this Machines improve only a little at first, just like the efficiency of the Deflagration machine to fall steadily and then at any value of ß the value to achieve the efficiency of the constant pressure gas turbine.

Das Diagramm (Abb. 5) zeigt den thermodynamischen Wirkungsgrad der mit mechanischen Verlusten behafteten Maschine. Alle Werte sind bei ß - 0 gefallen, jedoch der Wirkungsgrad der Verpuffungsturbine H am stärksten, da die Turbine wegen ihrer schwankenden Beaufschlagung einfach nicht den Wirkungsgrad eines konstant beaufschlagten Rades haben kann. Diese Erkenntnis gilt auch für den Strömungsanteil eines schleusengesteuerten Triebwerkes, da auch hier eine ungleichmäßige Geschwindigkeitsverteilung in dem Zuführungskanal zur Turbine herrscht. Wird beim Schleusentriebwerk der Wert ß vergrößert, so wird der Teil, der ohne Druckschwankung einer Turbine mit gutem Wirkunsgrad zugeführt werden kann, von erheblichem Einfluß auf den Gesamtwirkungsgrad der Anlage, und es wird der Gesamtwirkungsgrad bei Erreichung eines gewissen Wertes von ß1 gleich dem Wirkungsgrad der Holzwarthanlage, um von hier aus bis zu einem Maximalwert bei ß2 zu wachsen, um dann bis zu einem Wert zu fallen, der bei ß3 gleich dem Wirkungsgrad der Gleichdruckturbinenanlage wird. .The diagram (Fig. 5) shows the thermodynamic efficiency of the machine with mechanical losses. All values have fallen at ß - 0, However, the efficiency of the deflagration turbine H is the greatest because the turbine is due to their fluctuating application simply does not affect the efficiency of a constant acted upon wheel may have. This knowledge also applies to the flow component a lock-controlled engine, because here too there is an uneven distribution of speed prevails in the supply duct to the turbine. If the lock engine is the value ß is increased, so the part that is without pressure fluctuation of a turbine with good Efficiency can be supplied, of considerable influence on the overall efficiency of the plant, and it becomes the overall efficiency when a certain value is reached of ß1 equal to the efficiency of the wood maintenance system, to from here up to one Maximum value to grow at ß2 and then fall to a value that is equal to ß3 the efficiency of the impulse turbine system. .

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE: i. Gasturbinentriebwerk mit Zellenradschleuse mit mechanischer Vorverdschtung und isochorer Endverdichtung, bei dem die Schleuse den Hochdruckraum und den Verdichbeir von der Turbine und/oder der Vortriebsdüse stets abschließt, dadurch gekennzeichnet, daß der die Schleuse zu den Gleichraumbrennkammern (3) verlassende Kaltluftstrom in an sich bekannter Weise aufgeteilt wird und zu einem Teil (5) etwa ein Drittel biss drei Viertel der Menge zur Aufheizung der Gleichraumbrennkammer (3) zugeführt und umgelenkt wird, während der übrige Teil mit konstantem Druck nach Rufheizung in der Gleichdruckbrennkammer (8) geradeaus zur Turbine abströmt, so daß das Volumen der Kaltluft für die Gleichraumbrennkammer (3) und für die Gleichdruckbrennkammer (8) gleich ist dem Volumen der aus der Brennkammer (3) austretenden Heißluft bzw. Heißgase. PATENT CLAIMS: i. Gas turbine engine with rotary valve with mechanical pre-compression and isochoric final compression, in which the lock always closes off the high pressure chamber and the compression chamber from the turbine and / or the propulsion nozzle, characterized in that the cold air flow leaving the lock to the constant chamber combustion chambers (3) in a manner known per se is divided and to a part (5) about one third to three quarters of the amount for heating the constant space combustion chamber (3) is fed and deflected, while the remaining part flows straight to the turbine at constant pressure after heating in the constant pressure combustion chamber (8), see above that the volume of cold air for the constant space combustion chamber (3) and for the constant pressure combustion chamber (8) is equal to the volume of the hot air or hot gases emerging from the combustion chamber (3). 2. Gasturbinentriebwerk nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Gleichdruckbrennkammer (8) regelbar ausgebildet ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 596 o25.; schweizerische Patentschrift Nr. 229 28o; britische Patentschrift Nr. 685 988.2. Gas turbine engine according to claim i, characterized in that the axial constant pressure combustion chamber (8) is designed to be adjustable. Considered Publications: German Patent No. 596 o25 .; Swiss patent specification No. 229 28o; British Patent No. 685,988.