DE544940C - Brennkraftturbine mit Schiebersteuerung - Google Patents

Description

• Brennkraftturbine mit Schiebersteuerung Die Erfindung.beziehtsich auf Brennkraftturbinen, die mit einer Schiebersteuerung versehen sind.
• Die bekannten Brennkraftturbinensteuerungen mittels Ventilen haben den Nachteil, daß die Gasströmung durch die Ventilteller geführt wird. Selbst bei günstiger Führung des Gasstromes lassen sich Umlenkungen, durch die zumal bei den üblichen hohen Gasgeschwindigkeiten hohe Strömungsverluste bedingt werden, nicht vermeiden. Man ging deshalb zur Steuerung mittels Düsenklappen über; aber durch diese wird der vorhin erwähnte Nachteil auch noch nicht ganz beseitigt. Es wurde ferner bereits vorgeschlagen, die Turbinen mit Schiebersteuerung zu versehen.
• Den Gegenstand der Erfindung bildet eine Brennkraftturbine mit Schiebersteuerung, bei der der Schieber aus einem das Turbinengehäuse eng umgebenden, federnden, geschlitzten Ring besteht, der auf demTurbinengehäuse in Richtung der Turbinenachse verschiebbar angeordnet ist. Der Schieber enthält gleich die Brennkammer, und die Anordnung ist derart getroffen, daß die Brennkammer in der einen Stellung des Schiebers mit der Gaszuleitung, in der anderen Stellung mit den Schaufeln des Laufrades und in der dritten Stellung mit der Spülluftleitung in Verbindung steht.- Die Kammer und dä-_ mit auch der Schieber können auf diese Weise leicht mit Wasser gekühlt werden. .Eine ausreichende Kühlung der Steuerorgane, die bei Gasturbinen ständig hohen Temperaturen ausgesetzt sind, ist durchaus erforderlich und läßt sich bei der erfindungsgemäßen Anordnung in besonders günstiger Weise durchführen.
• Durch die erfindungsgemäße Anordnung ist eine Schiebersteuerung geschaffen, die die Gasströmung ohne Strömungsverluste ermöglicht, vollkommen dicht ist und sehr wenig Raum beansprucht. Die Abdichtung erfolgt durch die Kraft, mit der der federnd geschlitzte Ring gegen das Turbinengehäuse gepreßt wird. Diese Kraft reicht jedoch nicht dazu aus, den Verbrennungsdruck aufzunehmen, da zu diesem Zweck der Ring sehr stark ausgeführt werden müßte und sich infolgedessen so fest gegen die Gleitbahn des Turbinengehäuses pressen würde, daß eine Verschiebung des Ringes zwecks Steuerung der Turbine unmöglich wäre. Zur Aufnahme des Verbrennungsdruckes müssen deshalb besondere Vorkehrungen getroffen werden, und diese bestehen in einem in den Ring eingebauten, durch Schrauben oder Keile einstellbaren Schloß, das die Enden des Ringes miteinander verbindet. Normalerweise ist dieses Schloß, abgesehen von einer geringen Vorspannung, unbelastet;- es nimmt jedoch im Augenblick der Verbrennung, wenn der Verbrennungsdruck den Ring auseinanderzuspreitzensucht, den_Veübrennungsdruck auf und verhindert dadurch die Spreizung des Ringes.
• In den Abbildungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
• Abb. i bis 3 zeigen eine Brennkraftturbine finit dem Gehäuse i und dem Laufrad 2, das im Gehäuse mittels einer Welle 3 und Kugellager 4 gelagert ist. Das Gehäuse ist mit einer Gaszuleitung 5, Spülluftzuleitung 6 und Abgasleitungen 7 versehen. Zwischen diesen Leitungen sind im Gehäusekörper Kühlzeasserkanäle S angeordnet. Am Umfang des Gehäuses ist ein Schieber in Gestalt eines aufgeschlitzten, nach innen oder nach außen federnden Ringes 9 angeordnet, der die wassergekühlten Brennkammern io enthält und dessen Enden durch das Schloß i9 (Abb. 3) zusammengehalten werden. Der Ring, 9 ist entgegen einer Federkraft 15 auf dem Gehäuse in Richtung der Turbinenachse verschiebbar und wird mittels eines Getriebes i i, i2 und Hebeln 13, 14 durch die Welle 3 gesteuert.
• Die Arbeitsweise der Steuerung ist folgende: In der in Abb.2 ausgezogen dargestellten einen Endstellung des Schieberringes steht die Brennkammer io mit der Gaszuleitung 5 in Verbindung und wird mit Gas gefüllt. In dieser Stellung des Ringes liegt das Ende des -Hebels 13 ganz auf einem Nocken 16 des Zahnrades 12 auf. Bei Weiterdrehung des Zahnrades gleitet das Ende. des Hebels von dem Nocken ab, und die Feder 15 drückt den Schieberring zunächst so weit nach rechts, bis die Brennkammer mit den Schaufeln 17 des Laufrades in Verbindung kommt. In diesem Augenblick erfolgt die Zündung des Gases in der Brennkammer durch die Zündkerze 18, und die Schaufeln werden durch das aus der Bremskammer ausströmende Gas beaufschlagt. Nun wandert der Schieber noch weiter nach rechts und stellt unter Abschließung der eigentlichen Turbine die Verbindung zwischen der Brennkammer und der Spülluftzuleitung 6 her. Die Brennkammer wird mit verdichteter Luft gefüllt und kommt nun, nachdem der Ringschieber durch die Nocken 16 wieder nach links gedrückt wird, erneut mit dem Schaufelrad in Verbindung, wobei die Abgase durch die aus der Brennkammer ausströmende Spülluft durch die Abgasleitungen 7 ausgespült werden und das Spiel von neuem beginnt. Der Schieberring kann mit Hilfe des einstellbaren Schlosses i9 so eingestellt werden, daß er auch in dem Falle, daß seine eigene Spannkraft nicht ausreicht, also auch während des erhöhten Drukkes der Verbrennung, die nicht mit der Brennkammer in Verbindung stehenden Leitungen und das Innere der Turbine einwandfrei abdichtet.
• Abb. 4 zeigt eine andere Ausführungsform der Turbine gemäß der Erfindung, bei der das Beaufschlagen der Schaufeln 2o von innen erfolgt und zur Steuerung zwei Schieber 2i und 22 -vorgesehen sind, die unter der Einwirkung der von den Nockenrädern 23 und 24 bewegten Hebel 25 und 26 sowie der Federn 27 und 28 die in ihnen vorgesehenen Brennkammern 29 und 3o abwechselnd mit den Gaszuleitungen 31, 32 und mit dem Schaufelrad 2o in Verbindung bringen. Das Laufrad ist wassergekühlt, wobei das Kühlwasser durch die Welle 33 und in den Radkörper 34 geleitet ist. Bei dieser Ausführung fällt der Schieber, ,der hier nach außen federnd ausgebildet ist, ensprechend kleiner aus, so daß die Federkraft entsprechend geringer wird. -

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Brennkraftturbine mit Schiebersteuerung, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber aus einem das Turbinengehäuse eng umgebenden federnden, geschlitzten Ring besteht. z. Brennkraftturbine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber auf dem Turbinengehäuse in. Richtung der Turbinenachse verschiebbar ist. 3. Brennkraftturbine nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung des Ringes so bemessen ist, daß sie zur Abdichtung gegen den Druck des vorverdichteten Luft oder Gasgemisches ausreicht, während der Verbrennungsdruck durch ein am Ring vorgesehenes, den Schlitz überbrückendes einstellbares Verbindungsschloß aufgenommen wird. 4. Brennkraftturbine nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber ein oder mehrere wassergekühlte Brennkammern enthält. 5. Brennkraftturbine nach Anspruch z bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkammern bei der Bewegung des Schiebers in Richtung der Turbinenachse nacheinander mit der Gaszuleitung, mit den Laufradschaufeln und mit der Spülluftleitung in Verbindung kommen und die nicht mit den Brennkammern in Verbindung stehenden Leitungen durch den Schieberring dicht abgeschlossen werden. 6. Brennkraftturbine nach Anspruch z bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gas- und Spülluftleitungen durch das Turbinengehäuse geführt sind. 7. Brennkraftturbine nach. Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung des Schieberxinges regelbar ist. B. Brennkraftturbine nach Anspruch i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Beaufschlagung der Laufradschaufeln von der Laufradachse her aus Brennkammern erfolgt, die an der Innenseite des Gehäuses in zwei beiderseits des Laufrades angeordneten Schiebern angeordnet sind, während die Abgase mittels zweier ringförmiger, im Gehäuse befindlicher Abgaskanäle in radialer Richtung nach außen geleitet werden.