DE257899C - - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

257899 KLASSE 46 d. GRUPPE

MICHAEL ELBERT in DEUTSCH-OTH i. Lothr.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 17. September 1911 ab.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Gasturbine, bei der das Gasluftgemisch durch besondere Pumpvorrichtungen angesaugt, verdichtet und in Explosionskammern gedrückt wird, in denen es zur Zündung gebracht wird und von denen aus die Explosionsgase auf die Schaufeln des Turbinenlaufrades wirken.

Der Zweck der Erfindung ist nun darin zu erblicken, die einzelnen Teile so anzuordnen, ίο daß das Ansaugen, Komprimieren und Drücken in die Expldsionskammern auf dem kürzesten Wege geschieht und die Steuerung der dazu notwendigen Tätigkeiten in sicherer und einfacher Weise vor sich geht; Dies wird der Erfindung gemäß dadurch erreicht, daß zwischen den Zylindern der Pumpen und den Explosionskammern eine umlaufende Steuerscheibe ο. dgl. angeordnet ist, die in zu bestimmender Zeitfolge jeden Zylinder einmal mit den Ansaugekanälen . für das Gasluftgemisch und dann mit seinen Explosionskammern verbindet "in der Art, daß von jedem Zylinder unter Vermeidung irgendwelcher Ventile das Gemisch angesaugt, verdichtet und in die Explosionskammern gedrückt wird.

Auf den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt, und zwar zeigen:

Fig. ι einen senkrechten Längsschnitt durch eine Turbine gemäß der Erfindung,

Fig. 2 den dazugehörigen Grundriß,

Fig. 3 den Schnitt nach III-III der Fig. 1,

Fig. 4 und 4 a die Steuerscheibe in Ansicht und Schnitt,

Fig. 5 und 5 a die vordere Zwischenscheibe mit den Zündkammern und den Leitapparaten, Fig. 6 und 6 a das Turbinenlaufrad,

Fig. 7 und 7 a die hintere Zwischenscheibe mit den Leitapparaten nach dem Auspuff und

Fig. 8 bis 10 schematische Darstellungen der Steuerscheiben und der Kolbenstellungen.

Auf einer Grundplatte 1 ist das Turbinen- " gehäuse 2 angeordnet und durch den Deckel 3 abgeschlossen. Durch die zentrale öffnung 4 in der Rückwand des Gehäuses 2 und die gegenüberliegende öffnung 5 im Deckel 3 geht die Turbinenwelle 6 hindurch, die in drei Lagern 7, 8 und Q gelagert ist. Mittels einer Kupplung, deren eine Hälfte 10 auf der Zeichnung dargestellt ist, kann beispielsweise von der Turbinenwelle weitergetrieben werden. Die Rückwand 11 des Gehäuses 2 nimmt den Auspuffkanal 12 in sich auf, in den eine Einspritzdüse 13 mündet und aus dem eine öffnung 14 ableitet. Die Kühlung des Gehäuses erfolgt durch Kühlwasser, das in dem Räume 15 das Gehäuse umfließen kann. Vor der Rückwand befindet sich eine ringförmige, zur Turbinenwelle konzentrische Zwischenscheibe τ 6 mit den Leitapparaten 17 und 18 nach dem Auspuff hin. Vor dieser Wand 16 läuft das Turbinenrad 19, das fest auf der Welle 6 sitzt und gegen die hintere Zwischenscheibe 16 und die vor ihr befindliche und fest mit dem Gehäuse 2 verschraubte Zwischenscheibe 20 durch kon- 6g zentrisch zur Welle 6 verlaufende ringförmige, in entsprechende Nuten passende Leisten 21 des Turbinenrades 19 abgedichtet ist. Das Tür-

binenrad besitzt über nur einem Teil seines Umfanges eine Reihe Schaufeln 22, die sich in Höhe der Leitapparate 17 und 18 in der rückwärtigen Zwischenwand 16 und der Lcitapparate 23 und 24 in der vorderen Zwischenwand 20 befindet. Die zuletzt genannten Leitapparatc dienen gleichzeitig als Explosionskammern. Ein in diese Wand 20 eingegossenes, konzentrisches Rohr 25 dient zum Durchleiten von Kühlflüssigkeit. Zwischen dieser Wand 20 und dem Gehäusedeckel 3 läuft, ebenfalls abgedichtet durch Ringleisten 21, eine Steuerscheibe 26, die ebenso wie das Turbinenlaufrad 19 fest auf der Welle 6 sitzt. Eine Mutter 27 prei3t dabei die Scheibe 26 mit dem Turbinenrad 19 gegen einen Bund 28 der Welle 6. Aus einem Stück mit dem Deckel 3 sind parallel zur Turbinenwelle und um 180 ° gegeneinander versetzt zwei Zylinder 29 und 30 angeordnet-, die auf beiden Seiten offen sind und auf die nach der Turbine zu gelegenen durch die Zwischenscheibe 26 dicht abgeschlossen werden können. In den Zylindern bewegen sich Plungerkolben 31, die durch Pleuelstangen 32 mit Kurbelwellen 33 zusammen arbeiten. Die Kurbelwellen 33 sind bei 36, 37 gelagert und stehen untereinander und mit der Turbinenwelle 6 durch ein Winkelradgetriebe, bestehend aus den gleich großen Winkelrädern

34. 35. 34. in Verbindung, so daß alle drei Wellen mit der gleichen Drehzahl umlaufen. Die Kurbeln der Wellen 33 sind um 180 ° gegeneinander versetzt. Auf jeder Welle sitzt ein Schwungrad 38.

An das Gehäuse 2 sind zu beiden Seiten desselben in Höhe der Zylinder 29, 30 Stutzen 39, 40 angegossen, die die Durchgänge 41 für Gas und 42 für Luft in sich aufnehmen, und deren in das Gehäuseinnere mündende öffnungen durch die Steuerscheibe 26 abgeschlossen werden. An die Stutzen 39,40 sind Regelungsorgane, die mit einem Zentrifugalregler in Verbindung stehen, angeschlossen, so daß sich der Zufluß von Gas und Luft entsprechend dem jeweiligen Kraftbedarf einstellt.

Die Steuerscheibe 26 (Fig. 4 bis 4 a) besitzt eine ungefähr über ein Viertel ihres Umfanges reichende Ausnehmung 43, die die Durchgänge 41 und 42 mit den Zylindern 29 bzw. 30 in Verbindung bringen kann, während etwa diagonal gegenüber eine Durchströmöffnung 44 'vorgesehen ist, die eine Verbindung der Zylinder 29 und 30 mit den Explosionskammern 23 und 24 herzustellen imstande ist. Diese letzteren sind in der vorderen Zwischenscheibe in der in Fig. 5 und 5 a veranschaulichten Art und Weise vorgesehen. Fig. 6 und 6a zeigt die Ausdehnung der Schaufeln 22 über das Turbinenrad 19, während die Stellung der Leitapparate 17 und 18 in der hinteren Zwischenwand 16 aus Fig. 7 und 7a zu ersehen ist.

In die Explosionskammern 23 und 24 ragen durch die Gehäusewandung und die der Scheibe 20 hindurch Zündkerzen 45, die mit einem Stromverteiler 46 oder aber einem Zündinduktor in bekannter Weise verbunden sind, um im gegebenen Augenblicke die Zündung des verdichteten Gemisches herbeizuführen.

Die Stellung der einzelnen Teile zueinander läßt sich am besten aus der schematisch dargestellten Fig. 8 erkennen.

Die umlaufenden Scheiben, Steuerscheibe 20 und Turbinenrad 19 behalten ihre Lage zueinander stets bei, verändern sie aber beim Umlaufen mit Rücksicht auf die feststehenden Zündkammern 23, 24 und die Auslaßleitapparate 17 und 18.

Die Wirkungsweise der Turbine ist die folgende :

Sobald die Steuerscheibe die in Fig. 8 gezeigte Stellung einnimmt, beginnt der Saughub des Zylinders 29, so daß durch die mittels der Ausnehmung 43 hergestellte Verbindung des Zylinders 29 mit den Öffnungen 41, 42 für Gas und Luft das Gemisch ausgesaugt werden kann. Sobald der Kolben des Zylinders 29 seine äußere Totstellung erreicht hat, ist auch die Steuerscheibe weiter in Richtung des Pfeiles umgelaufen, so daß die Kante 47 der Ausnehmung 43 die Öffnungen 41,42 abschließt (Fig. 9). Bei dem darauffolgenden Verdichtungshub des Kolbens im Zylinder 29, der durch die Steuerscheibe 26 dicht verschlossen ist, wird das Gemisch verdichtet. Nach einer Kurbeldrehung von etwa 90 ° stellt die Durchbrechung 44 die Verbindung zwischen Zylinder 29 und der Explosionskammer 23 her, so daß das verdichtete Gemisch in diese Kammer 23 gepreßt wird (Fig. 10). Sobald der Abschluß dieser Kammer gegen den Zylinder zu wieder hergestellt ist, tritt die Zündung ein. Gleichzeitig befindet sich das Turbinenlaufrad mit seinen Schaufeln gegenüber der Kammer 23, so daß die Explosionsgase durch den Leitapparat auf die Schaufeln zur Wirkung kommen, das Tür- ">5 binenlaufrad vorwärts treiben und durch den rückwärtigen Leitapparat 17 in den Auspuff 12 gelangen. Hier werden die heißen Gase durch vermittels der Düse 13 eingespritztes Wasser abgekühlt. Das Wasser fließt durch die öff- »° nung 14 ab. In der gleichen Weise vollzieht sich auch der Arbeitsgang auf der Seite des Zylinders 30.

Bei entsprechend großen Turbinen können auch mehr als zwei Zylinder angeordnet sein, die in der gleichen Weise arbeiten wie die oben beschriebenen.

Claims (3)

1. Patent-An, Sprüche:

   i. Gasturbine mit einer oder mehreren ^lao Gemischpumpen und einer der Zahl der Pumpen entsprechenden Anzahl Explosions-

   kammern, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Zylindern der Pumpen und den Explosionskammern eine umlaufende Steuerscheibe o. dgl. angeordnet ist, die in zu bestimmender Zeitfolge jeden Zylinder einmal mit den Ansaugkanälen für Gas und Luft und dann mit einer Explosionskammer verbindet, in der Art, daß von jedem Zylinder unter Vermeidung irgendwelcher Ventile das Gemisch angesaugt, verdichtet und in die Explosionskammer gedrückt wird.
2. 2. Gasturbine nach Anspruch r, dadurch ' gekennzeichnet, daß die Zylinder derart im Turbinendeckel, mit dem sie aus einem Stück hergestellt sein können, angeordnet sind, daß der abschließende Boden der Zylinder durch die Steuerscheibe gebildet wird.
3. 3. Gasturbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerscheibe mit dem Turbinenlaufrad, und nur durch den Leitapparat von diesem getrennt, auf der gleichen Welle festsitzend angeordnet ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.