DE124000C

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Publication number: DE124000C
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Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

— M 124000 KLASSE 46«.- M 124000 CLASS 46 «.

Gegenstand der Erfindung ist eine Gas- bzw. Druckluftturbine, bei welcher die zur Verbrennung nothwendige Druckluft dadurch erzeugt wird, dafs ein Theil der Expansionswirkung der Verbrennungsgase zum Antrieb einer Luftpumpe verwendet wird, deren Kolben nach jeder Explosion mittelbar einen Arbeitshub vollführt und sodann in die frühere Lage zurückkehrt. Sämmtliche Ventile werden durch den Pumpenkolben gesteuert. Letzterer wird während des ersten Theiles des Arbeitshubes zur Erzeugung von Druckluft verwendet, die —· während des Kolbenrückganges — in der Turbine zur Expansion gelangt.The invention relates to a gas or compressed air turbine, in which the for combustion The necessary compressed air is produced by part of the expansion effect of the combustion gases for propulsion an air pump is used, the piston of which indirectly performs a working stroke after each explosion and then returns to its previous position returns. All valves are controlled by the pump piston. The latter will used during the first part of the working stroke to generate compressed air, which - · During the piston retraction - the turbine expands.

In den Zeichnungen ist eine verticale Anordnung dieser Gas- ,bzw. Druckluftturbine veranschaulicht, und zwar zeigt Fig. 1 einen durch die Turbinenachse geführten Verticalschnitt und Fig. 2 einen achsialen Schnitt durch die Luftpumpe in gröfserem Mafsstabe. νIn the drawings is a vertical arrangement of this gas, or. Air turbine illustrates, namely Fig. 1 shows a vertical section taken through the turbine axis and FIG. 2 shows an axial section through the air pump on a larger scale. ν

Die aus einem feststehenden Leitrade α und einem Laufrade c bestehende Turbine steht einerseits mit der Explosionskammer d, andererseits mit dem ringförmigen Auspuffraum e in Verbindung.The turbine, which consists of a stationary guide vane α and an impeller c , is connected on the one hand to the explosion chamber d and on the other hand to the annular exhaust chamber e .

Die Nabe/ des Laufrades c bildet mit der unteren Fläche des mit einem Kühlmantel versehenen Expansionscylinders h ein Kugelgelenk, wobei die Reibung zwischen den Laufflächen durch Kugellagerung vermindert wird. Ein im Gestell unterhalb des Turbinenrades angeordnetes Zahnradvorgelege dient zur Uebersetzung der Bewegung ins Langsame.The hub / of the impeller c forms a ball joint with the lower surface of the expansion cylinder h , which is provided with a cooling jacket, the friction between the running surfaces being reduced by ball bearings. A gear reduction gear arranged in the frame below the turbine wheel is used to translate the movement into slow motion.

In der Explosionskammer d bewegt sich ein hohler Kolben g, der vortheilhaft als Differentialkolben deshalb ausgeführt ist, damit die für die Explosion nöthige Verbrennungsluft eine geringere Spannung erhält als jene, welche im Explosionsraume entsteht. Die Kammer d steht einerseits mit der Turbine durch im Umfange des Cylinders h vorgesehene Oeffnungen 2, andererseits mit dem Druckluftbehälter s durch die mittels einer Stopfbuchse k gegen den Differentialkolben g abgedichtete Röhre / und durch die Leitung j in Verbindung. Zwischen der Röhre / und der Leitung j ist ein Steuerventil y eingeschaltet. Die Oeffnungen i werden durch den plungerförmigen Kolben g in dessen tiefster Lage überdeckt und dieser durch Spannringe nach der Turbine zu abgedichtet, wobei durch einen centrischen, in das Innere· des Kolbens ragenden Ansatz m eine zusätzliche Abdichtung erzielt werden kann. Der untere Rand der Kolbenführung ist mit den Oeffnungen i entsprechenden Ausnehmungen η versehen, so dafs die Verbindung zwischen Explosionskammer und Turbine hergestellt ist, sobald der Kolben g sich um den Höhenunterschied zwischen den Ausnehmungen η und den Oeffnungen i aufwärts bewegt hat. Der Luftpumpencylinder 0 — welcher ebenso wie der Cylinder h mit Wasserkühlung versehen ist — steht durch einen Kanal ρ mit einem Druckluftbehälter q, ferner durch einen Kanal r mit dem Behälter ί für die gespannte Verbrennungsluft und ,schliefslich durch einen durchA hollow piston g moves in the explosion chamber d , which is advantageously designed as a differential piston so that the combustion air necessary for the explosion receives a lower tension than that which arises in the explosion chamber. The chamber d communicates on the one hand with the turbine through openings 2 provided in the circumference of the cylinder h , on the other hand with the compressed air tank s through the tube sealed against the differential piston g by means of a stuffing box k and through the line j . A control valve y is connected between the tube / and the line j . The openings i are covered by the plunger-shaped piston g in its deepest position and this is sealed by clamping rings towards the turbine, an additional seal being achieved by a centric extension m projecting into the interior of the piston. The lower edge of the piston guide is provided with recesses η corresponding to the openings i , so that the connection between the explosion chamber and the turbine is established as soon as the piston g has moved upward by the height difference between the recesses η and the openings i. The air pump cylinder 0 - which, like the cylinder h , is provided with water cooling - stands through a channel ρ with a compressed air tank q, further through a channel r with the tank ί for the compressed combustion air and, finally, through one

ein Ventil 7 verschliefsbaren Kanal t mit der Aufsenluft in Verbindung. Von den beiden selbsttätigen Ventilen 11 und v, welche die Kanäle ρ und r schliefsen, öffnet sich das erstere ic bei geringerem Druck, als das mit Feder- und regelbarer Gewichtsbelastung versehene Ventil v. a valve 7 closable channel t in connection with the outside air. Of the two automatic valves 11 and v, which close the channels ρ and r, the former ic opens at a lower pressure than the valve v , which is provided with a spring load and a controllable weight load.

Von dem Druckluftbehälter q führt zu der Turbine eine Leitung w, in weiche ein gesteuertes Ventil χ eingeschaltet ist. A line w, in which a controlled valve χ is switched on, leads from the compressed air tank q to the turbine.

Die Zuführung des flüssigen Brennstoffes erfolgt durch ein in dem Rohre / angeordnetes Röhrchen 5, dessen unteres offenes Ende in die Oeffnung, durch welche die verdichtete Verbrennungsluft aus dem Rohre / ausströmt, hineinragt, so dafs an dieser Stelle eine Zerstäubung des Brennstoffes und innige Mischung desselben mit der Luft stattfindet.The liquid fuel is fed in through a tube located in the / Tube 5, the lower open end of which goes into the opening through which the compressed Combustion air from the pipes / flows into it, so that atomization takes place at this point of the fuel and intimate mixing of the same with the air takes place.

Das Gehäuse 8 des die Vertheilung des flüssigen Brennstoffes regelnden Steuerventils ^ steht durch eine Leitung 1 mit' einer Speisepumpe 2 in Verbindung. Das in die Leitung 1 eingebaute Regelungsventil 3 wird von einem Regler 4 derart beeinflufst, dafs bei Ueberschreitung der zulässigen Geschwindigkeit die Zufuhr des flüssigen Brennstoffes verringert wird oder auch ganz unterbrochen werden kann.The housing 8 of the control valve regulating the distribution of the liquid fuel is available through a line 1 with 'a feed pump 2 in connection. The built into the line 1 control valve 3 is of a Regulator 4 influences in such a way that when the permissible speed is exceeded, the Supply of the liquid fuel is reduced or even completely interrupted can.

Zur Steuerung der Ventile xy \ und 7 dienen die an zwei mit dem Kolben g verbundenen, durch Stopfbüchsen nach aufsen geführten Stangen 9 und 10 angebrachten Knaggen 12, 11 und 13, von welchen die Knagge 11 an der Stange 10 und die Knagge 12 an der Stange 9 nach abwärts beweglich angebracht ist, während die Knagge 13, welche in einer anderen Verticalebene liegt als Knagge 12, fest an der Stange 9 angeordnet ist.To control the valves xy \ and 7 are attached to two connected to the piston g , 9 and 10 rods 9 and 10 outwardly guided by stuffing boxes, of which the lugs 11 on the rod 10 and the lugs 12 on the Rod 9 is attached so as to be movable downwards, while the lug 13, which lies in a different vertical plane than lug 12, is fixedly arranged on the rod 9.

Die Wirkungsweise der Turbine ist folgende:The way the turbine works is as follows:

Das aus verdichteter Luft und zerstäubten Kohlenwasserstoffen bestehende Gemisch wird bei einer entsprechenden Stellung des Kolbens entzündet und expandirt während des Aufwärtsganges des Kolbens g zunächst nur in der Explosionskammer d, sodann in der Explosionskammer d und in dem Turbinenrade c. The mixture consisting of compressed air and atomized hydrocarbons is ignited when the piston is in the appropriate position and expands during the upward movement of the piston g, initially only in the explosion chamber d, then in the explosion chamber d and in the turbine wheel c.

Oberhalb des Kolbens g wird die im Cylinder 0 enthaltene Luft zusammengeprefst und nach Ueberwindung des das Ventil u an seinen Sitz haltenden Druckes in den Druckluftbehälter q gedrückt. Hat der Kolben g den Kanal ρ überschritten, so wird bei der weiter gehenden Verdichtung die Luft, nach Oeffnung des Ventils v, in den Sammelbehälter s für die Verbrennungsluft gedrückt.Above the piston g , the air contained in the cylinder 0 is compressed and, after overcoming the pressure holding the valve u on its seat, is pressed into the compressed air tank q. If the piston g has crossed the channel ρ , as the compression continues, after the valve v has opened, the air is pressed into the collecting container s for the combustion air.

Gegen Schlufs der Aufwärtsbewegung wird _v der Raum 0 mit der Aufsenluft in Verbindung gesetzt, indem die an der Kolbenstange 9 angebrachte feste Knagge 13 an den Hebel 14 slöfst und das Ventil 7 öffnet. Die Abwärtsbewegung des Kolbens g erfolgt unter dem Einflüsse des Eigengewichtes desselben und des auf die obere Kolbenfläche wirkenden atmosphärischen Druckes.Against conclusion of the upward movement _v is set to the area 0 with the supervisor in air connection by the attached to the piston rod 9 fixed shear block 13 slöfst to the lever 14 and the valve 7 opens. The downward movement of the piston g takes place under the influence of its own weight and the atmospheric pressure acting on the upper piston surface.

/> Das Lufteinlafsventil 7 wird kurz vor Er- ^ reichung der höchsten Stellung des Kolbens von der Knagge 13 deshalb geöffnet, damit der schädliche Raum des Cylinders mit der Aufsenluft in Verbindung gebracht wird und die im oberen Theile des Cylinders zurückgebliebene Prefsluft ausbläst. Der Kolben kann somit bis in seine höchste Stellung gelangen, was für die Steuerung der Ventile erforderlich ist./> The air inlet valve 7 is shortly before reaching the highest position of the piston therefore opened by the catch 13, so that the harmful space of the cylinder with the outside air and that which remains in the upper part of the cylinder Blows out the air. The piston can thus reach its highest position, what for control of the valves is required.

Beim Abwärtsgang des Kolbens wirkt das Ventil 7 selbstthätig und bleibt geöffnet. Um aber ein Festsetzen des Ventils 7 zu verhindern, drückt zu Anfang des Kolbenniederganges die Knagge 12 auf den Steuerhebel 15 und öffnet das Ventil 7. Aufserdem wird mittels eines Zwischenhebels 16 und einer Verbindungsstange 18 das Drucklufteinlafsventil χ geöffnet, so dafs avis dem Druckluftbehälter q Druckluft in das Turbinenrad gelangt und in demselben als treibendes Mittel wirkt.When the piston moves downwards, the valve 7 acts automatically and remains open. But to prevent binding of the valve 7 pushes the beginning of the piston decline the cleat 12 on the control lever 15 and opens the valve 7. supervisor Erdem is by means of an intermediate lever 16 and a connecting rod 18 open Drucklufteinlafsventil χ; so that avis the compressed air tank q compressed air gets into the turbine wheel and acts in the same as a driving agent.

Die Turbine wird somit sowohl beim Hochgang als auch beim Niedergang des Kolbens g angetrieben. Aufserdem werden durch die Druckluft die Schaufeln fortgesetzt von Rückständen gereinigt.The turbine is thus driven both when the piston g goes up and when it goes down. In addition, the blades are continuously cleaned of residues by the compressed air.

Gegen Ende des Kolbenniederganges wird die Verbindung der Explosionskammer d mit dem Turbinenrad durch den Kolben unterbrochen. Unmittelbar darauf stellt die an den Hebel 19 stofsende Knagge 11 durch Oeffnen des Ventils y für kurze Zeit eine Verbindung zwischen dem Explosionsraume und dem Behälter s her. 1Towards the end of the piston lower passage, the connection between the explosion chamber d and the turbine wheel is interrupted by the piston. Immediately thereafter, by opening the valve y, the lug 11, which rests on the lever 19, establishes a connection between the explosion chamber and the container s for a short time. 1

Ungefähr zu gleicher Zeit wird das Ventil ^ durch den auf Hebel 19 aufruhenden Hebel 20 geöffnet, so dafs in die Explosionskammer d verdichtete Verbrennungsluft und flüssiger Brennstoff gelangen.At about the same time the valve 2 is opened by the lever 20 resting on the lever 19, so that compressed combustion air and liquid fuel get into the explosion chamber d.

Der Hebel 19 wird von der Knagge 11 bei deren weiterem Abwärtsgang freigegeben und die Ventile y und ^ schliefsen sich selbstthätig.The lever 19 is released by the catch 11 during its further downward gear and the valves y and ^ close automatically.

Nachdem der Kolben in die tiefste Stellung gelangt ist, tritt die Zündung ein und der Vorgang erfolgt von Neuem. ^After the piston has reached the lowest position, the ignition occurs and the The process takes place again. ^

Die Zündung des Gemisches kann beispielsweise dadurch hervorgerufen werden, dafs zwei in den Explosionsraum hineinragende, durch den Kolben isolirt durchgeführte Platindrähte 23 mit zwei stromzuleitenden, an der Cylindermantelfläche angeordneten Contacten 24 zur Deckung gelangen und zwischen den Enden der Drähte 23 ein Funke überspringt.The ignition of the mixture can be caused, for example, by the fact that two Platinum wires 23 protruding into the explosion chamber and insulated through the piston with two current-conducting contacts 24 arranged on the cylinder jacket surface for Coincide and jump between the ends of the wires 23 a spark.

Beim Anlassen werden mittels eines Handrades 21 die Ventile y und ^ geöffnet und sodann die Zündvorrichtung eingeschaltet, wobei When starting, the valves y and ^ are opened by means of a handwheel 21 and then the ignition device is switched on, with

vorausgesetzt ist, dafs der Behälter s bereits beim Anlassen der Maschine durch eine Handpumpe mit verdichteter Luft gefüllt wird und im Gehäuse 8 sich Petroleum befindet.It is assumed that the container s is filled with compressed air by a hand pump when the machine is started and that there is petroleum in the housing 8.

Die den flüssigen Brennstoff zuführende Pumpe 2 wird von der mit dem Kolben g verbundenen Stange io mittels eines Balanciers 22 bethätigt.The pump 2 supplying the liquid fuel is actuated by the rod io connected to the piston g by means of a balancer 22.

Claims

Patent Claims:

i. Gas or compressed air turbine, characterized in that the ignited gases of the explosion chamber (d) first drive the pump piston (g) upwards and then flow into the turbine as the pump piston continues to be driven.
A turbine according to claim 1, characterized in that when the pump piston (g) descends, compressed air is fed into the turbine from a container (q) charged by this piston, whereby a continuous drive of the turbine and a cleaning of the turbine blades from combustion residues is achieved.

1 sheet of drawings.