<Desc/Clms Page number 1>
Verbrennungsturbine
EMI1.1
geladen wird, während die normal beschaufelte
Anschaltturbine diese Stufe über das an die
Mischkammer 24 anschliessende Rohr 29 ausnutzt.
Hiebei sind mit 22, 23 die beiden Düsen des zwischen der Brennkammer 3 und dem Speicher 12 angeordneten Überströmorgans 10 bezeichnet.
Die Düse 22 mündet in das Injektorsystem 11 ein, in welches über die Einströmdüse 14 auch Frisch- luft zugeführt wird. Die Leitung 13 verbindet den Speicher 12 mit dem Hohlraum des Ver- dichters, um das Gemisch abermals in den Kreis- lauf einbeziehen zu können. Die zweite Düse 23 des Überströmorgans mündet in die Mischkammer 24. Diese steht über das Reglerventil. M mit dem Innenraum des Speichers 12 in Verbindung, von welchem sie die Überschussmenge der Mischgase empfängt. In die Mischkammer 24 mündet aber auch die Leitung 9 ein, die zu den Brennkammern führt, aus welchen sie die austretenden Gasreste ableitet. Die Mischkammer 24 besitzt dabei einen divergenten Düseneinsatz 25, dessen Anfangsbereich 26 die Kammergase über die Düse 23 und die Überschussmengen der Mischgase über das Reglerventil 19 zugeführt werden.
Der Düseneinsatz 25 ist in das Mischkammergehäuse derart eingebaut, dass zwischen ihm und den Gehäusewandungen 28 ein ringförmiger, eine divergente Ringdüse bildender Zwischenraum 27 verbleibt, in welchen die von den Brennkammern 3 herführende Leitung 9 einmündet. Das an die Mischkammer anschliessende Rohr 29 führt das Gemisch zwecks gänzlicher Nutzung seines restlichen Wärme-und Druckgefälles beispielsweise der in die Anlage einbezogenen Anschaltturbine zu.
Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende :
Durch die Düse 22 beschleunigt, strömt ein Teil der heissen Kammergase mit grosser Geschwindigkeit in das Injektorsystem 11 ein und drückt die durch die Einströmdüse 14 eintretende Frischluft in den Behälter 12, wobei sich beide Gase gründlich miteinander vermischen. Das Mischverhältnis kann etwa 1 : 10 sein, d. h. nach der Verdichtung befindet sich im Speicher 12 ein Gemisch aus einem Teil Verpuffungsgasen und angenähert zehn Teilen Frischluft. Die Strömungsenergie der beteiligten Verpuffimgsgase wird hiebei aufgezehrt ; sie ist für die weitere Nutzung verloren. Die Gastemperatur im Speicher wird-bei etwa 18000 C Verpuffungs-
<Desc/Clms Page number 2>
temperatur-ungefähr 200 C betragen.
Die Verdichtung erfolgt auf einen vorbestimmten Mindestdruck, auf welchen das Überdruckventil 19 eingestellt ist.
Die Steuerung der Arbeitstakte in den Brennkammern 3 erfolgt durch starre Organe, an denen die Kammern hintereinander vorbeigeführt werden. Bei entsprechender Korrespondenz mit der Leitung 13 erfolgt die Kammerladung, d. h. vom Speicher 12 strömt über die Leitung 13 das zur neuerlichen Kammeraufladung nötige Medium in den Hohlraum des Läufers des Verdichters zurück, wobei die verhältnismässig kühle Luft vorerst an den heissen Kammerwandungen entlanggeführt wird, wodurch die Läuferkühlung sichergestellt erscheint. Anschliessend erfolgt die Zündung und Ausblasung in den Raum 10 und die Aufladung des Speichers 12, wodurch der Kreislauf eines Teiles der Gase geschlossen ist. Dieser Kreislauf wiederholt sich dabei unausgesetzt.
Die Überschussmenge der Mischgase wird durch das Ventil 19 laufend in die Mischkammer 24 abgeführt und von dem die Düse 23 durchströmenden Teil der Verpuffungsgase, deren Strömungsenergie in derselben entsprechend geformt wurde, beschleunigt, in die Aufschlagdüsen der nachgeschalteten Gasturbine zur Arbeitsleistung eingebracht. Dabei wird gleichzeitig die Temperatur dieser Aufschlaggase auf etwa 5000 C erhöht, so dass die Wärmestufe vor dieser Turbine wirksam gehoben erscheint.
Durch den Gegendruck in den Überströmorganen 10 können die Kammern nur zum Teil ausblasen. Ihre heissen Gasreste werden über die Leitung 9 zur Verwertung ihrer Energie in die Mischkammer 24 oder in eine entsprechende Niederdruckstufe der Gasturbine abgeführt.
Durch die erfindungsgem sse Einrichtung, die eine sehr einfache, wenig Kostenaufwand bedingende Ausgestaltung besitzt, erhalten vorerst die Gasmengen im Speicher 12 eine möglichst niedrige Temperatur bei gleichzeitiger Sicherstellung ausreichenden Sauerstoffgehalts für die neuerliche Kammerladung und es wird dadurch erreicht, dass die Kühlung der Kammeraussenwandungen sowie des Verdichterläufers im allgemeinen ausreichend ist. Anderseits wird auf einfachste Weise bei voller Nutzung der Strömungsenergie der Durchflussgase durch die Düse 23 die Gefällstufe vor der Anschaltturbine wesentlich erhöht, ohne dass hiebei eine Gefahr für deren Schaufeln entstehen kann, wodurch für diese jede verteuernde Kühleinrichtung überflüssig wird.
Die lichten Querschnitte der Düsen 22 und 23 können nämlich so bemessen werden, dass bei maximaler Gaszufuhr in den Raum 10 nur soviel Heissgas über die Düse 23 in die Mischkammer 24 abfliessen kann, als zur erwünschten Temperaturerhöhung der über das Reglerventil 19 einziehenden Gasmenge erforderlich ist. Auf diese Weise kann eine Überhitzung der nachgeschalteten Turbine nicht eintreten.
Das erfindungsgemässe Verfahren bietet dabei auch den Vorteil, dass die durch die Verpuffung freiwerdende Energie zum Teil auch zur direkten Verdichtung der Kammerluft verwendet werden kann, um so einen maschinellen Verdichter zu ersparen. Gleichzeitig soll bei dieser Operation die Wärmespitze der Verpuffungsgase weit herabgemindert werden, um die gänzliche Nutzung ihres restlichen Wärme-und Druckgefälles in der nachgeschalteten Gasturbine zu ermöglichen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verbrennungsturbine, insbesondere Ver- pumingsturbine, bei der die Brennkammern über düsenartige Überströmorgane mit Speichern für Ladungsbestandteile der Brennkammern in Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, dass die Überströmorgane (10) zweidüsig ausgebildet sind, wobei die eine Düse (22) in ein Injektorsystem (11) und die andere Düse (23) in eine Mischkammer (24) einmündet.
EMI2.1