Einrichtung zum Erhöhen des Druckes von Verbrennungsgasen durch Erniedrigung ihrer Temperatur und Strömungsgeschwindigkeit. Die Erfindung betrifft eine Einrichtung, um Verbrennungsgase von niedrigem Druck, jedoch hoher Temperatur und Geschwindig keit durch Mischung mit einem strömenden Kühlmittel auf höheren Druck und niedri gere Temperatur und Geschwindigkeit, ins besondere zwecks Verwendung in Gas turbinen, zu bringen.
Um die Verbrennungsgase abzukühlen und sie so für die Ausnutzung in Gas turbinen verwendungsfähig zu machen, ist es bekannt, sie durch Einspritzen eines gas förmigen oder flüssigen Kühlmittels zu kühlen. Es wurde jedoch auf diese Weise nur eine Abkühlung der Verbrennungsgase erreicht, ohne dass es gelang, gleichzeitig den Druck der Gase heraufzusetzen, obwohl das Kühlmittel an und für sich durch die Er wärmung eine beträchtliche Volumenvergrö sserung erfuhr.
Für die Übertragung eines Teils der Wärme der Verbrennungsgase auf das Kühl- mittel ist an und für sich eine gewisse Zeit notwendig, der je nach der Geschwindigkeit das Gasstromes ein gewisser Weg entspricht. Bei den bekannten Vorrichtungen ergab sich auf Grund dieses für die Übertragung der Wärme auf das Kühlmittel notwendigen Reaktionsweges ein derart grosses Volumen, dass die durch die Erwärmung des Kühl mittels bedingte Volumensteigerung keine nennenswerte Drucksteigerung des Gemisches zur Folge hatte.
Erfindungsgemäss werden die erwähnten Unzulänglichkeiten dadurch behoben, dass eine Umwandlungsscheibe drehbar angeord net ist, auf deren eine Fläche das min- destens schon teilweise verbrannte Brenn stoff-Luftgemisch durch mindestens eine Düse so aufgeblasen wird, dass die Bewe- gungsrichtung des Gemisches an der Stelle, an der es auf die Fläche auftrifft, im we sentlichen tangential zur Bewegungsrichtung dieser Stelle verläuft, und ferner dadurch,
dass das strömende Kühlmittel dem Gasstrom spätestens kurz nach seinem Auftreffen auf die Umwandlungsseheibe zugesetzt wird.
Grundsätzlich kann ,jedes strömende, gas förmige oder flüssige Mittel als 1iiihlmittel Verwendung finden: zweckmässig wird aber zu diesem Zwecke Luft, Wasser oder Wasser dampf verwendet.
Dank. der erfindungsgemässen Einrieb tun- steht auf verhältnismässig geringem Raum genügend Zeit für die Überführung eines Teils der Wärme des Gasstrahls auf das Kühlmittel zur Verfügung. In dem Masse, wie das Kühlmittel Wärme aus den Verbrennungsgasen aufnimmt. wird sich sein Volumen erhöhen.
Diese Volumensteigerung ist besonders gross bei der Verwendung einer Flüssigkeit (Wasser) als Kühlmittel: demnach ist hier auch eine entsprechend starke Druckzunahme zu erwarten. Diesem Vorteil steht allerdings als Nachteil gegen über, da.ss die Verdampfungswärme einer Flüssigkeit verhältnismässig gross ist: aus die sem Grunde ergibt sieh eine bessere Wärme- ausniitzung bei der Verwendung eines Gases, insbesondere von Luft, als Kühlmittel.
Die beiliegende Zeichnung zeigt zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegen standes in vereinfachter Darstellung und eine Variante des einen Beispiels, und zwar zeigen Fig. 1 einen Längsschnitt durch das erste Ausführungsbeispiel, bei dem eine Flüssig keit, z. B.
Wasser, als Kühlmittel benutzt wird, Fig. 2 eine zugehörige Stirnansicht, Fig. 3 einen Längsschnitt durch das an dere Ausführungsbeispiel, bei dem Luft als Kühlmittel benutzt wird, Fig. 4 eine zugehörige Teilansicht in Richtung der Achse der Umwandlungs- scheibe, Fig. 5 ein zugehöriges Steuerventil, von vorn gesehen; Fig. 6 einen Schnitt durch dieses Steuer ventil nach der Linie VI-VI der Fig. 5 ;
Fig. 7 stellt einen Längsschnitt durch eine Variante des zweiten Ausführungs- beispiels dar, in welcher insbesondere das Steuerventil genauer dargestellt ist als in Fig. 3.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 wird der auf irgend eine Weise zer stäubte Brennstoff durch die Pumpvorrieh- tung 1 zusammen mit einem Teil der Ver brennungsluft unter Druck gesetzt. Das Ven til 48 regelt den Austritt dieses Brennstoff luftgemisches in die Leitung 2, durch die es einer Mischkammer 3 zuströmt. Der Ge mischstrom reisst hierbei auf bekannte Weise den Rest der Verbrennungsluft mit sich. In der Mischkammer entzündet sich der Brenn stoff entweder durch die Eigenwärme des Gemisches oder mit Hilfe einer Zündvorrich tung.
Das heisse, mindestens schon teilweise verbrannte Brennstoffluftgemisch strömt nunmehr unter Umsetzung eines Teils ihres Druckes in hohe Geschwindigkeit. durch die Leitung 4 und die Düse 11 auf die Ober fläche der Umwandlungsseheibe 5.
Der Ein fachheit halber ist nur eine derartige Düsen vorrichtung dargestellt; im allgemeinen wird es sich jedoch empfehlen, einer Um wandlungsseheibe mehrere Düsenvorrichtun gen beizuordnen, und zwar vorteilhaft so, da,ss sie gleichmässig über den Umfang der Scheibe in gleichem Abstand von der Dreh achse verteilt und voneinander unabhängig sind, indem für jede Düse eine eigene Pump vorrichtung mit einer Mischkammer und den hierzu gehörigen Teilen vorgesehen isst. Die Zündung und Verbrennung in den einzelnen Iliischkammern der einzelnen Düsen wird nacheinander bewirkt. Eine derartige An ordnung ist denn auch in der nachstehenden Darlegung angenommen.
Die Umwandlungsscheibe 5 ist in dem Bereiche, wo der Verbrennungsstrahl auf sie auftritt, mit einer eine rauhe Oberfläche be sitzenden Ringscheibe 6, z. B. aus Karbo- rundum, bewehrt. Der durch Drehzapfen 8 gebildete achsiale Teil der Umwandlungs- scheibe 5 ist in den Stirnwänden des Ge- häuses 9 frei drehbar gelagert und mit einer zentrischen, aber nicht durchgehenden Längsbohrung 10 versehen, die mit einem in der Nabe der einen Stirnwand des Gehäuses ausgesparten Raum 14' in Verbindung steht, in welchen eine Leitung 14 für die Zufüh rung des Kühlmittels mündet.
Annähernd in dem radialen Abstand von der Drehachse, in welchem gemäss Fig. 2 die Verbrennungs- gasdüse 11 bezw. eine Anzahl solcher Düsen angeordnet ist, sind in der Umwandlungs- scheibe auf ihrer diesen zugekehrten Stirn seite an den Stellen 12 mehrere (nicht dar gestellte) Düsen angeordnet, die durch im wesentlichen radial verlaufende Bohrungen 13 mit der erwähnten Achsialbohrung 10 in Verbindung stehen.
Die Umwandlungsscheibe 5 wird durch die auf sie auftreffenden Gasstrahlen der Düse bezw. der Düsen 11 in schnelle Um drehung versetzt, da die Gasstrahlen an den Stellen 12, an denen sie auf die Scheibe 5 auftreffen, im wesentlichen tangential zur Bewegungsrichtung dieser Stellen verlaufen. Die durch die Bohrung 10 zuströmende Kühl flüssigkeit wird infolge der Fliehkraft durch die Kanäle 13 nach aussen geschleudert, dabei unter Druck gesetzt und dadurch in den Gasstrom der Düsen 11 gespritzt, spätestens kurz nach dessen Auftreffen auf die Scheibe 5.
Die Kühlflüssigkeit wird hierbei durch Wärmeaufnahme aus dem Gasstrom ver dampft, worauf das aus dem Gas und dem Dampf bestehende Gemisch in spiraligen Wegen nach aussen geführt und hier infolge der Volumenvergrösserung des Kühlmittels und des Brennstoffes auf die beschriebene Weise, bei gleichzeitiger Erniedrigung seiner Temperatur, unter erhöhten Druck gesetzt wird.
Auf dem Aussenumfang der Umwand lungsscheibe 5 und der äusseren Ringfläche ihrer den Düsen (11, 12) abgekehrten Stirn seite sind Schaufeln 15 vorgesehen, die hier ähnlich den Schaufeln eines Turbokompres sors angeordnet sind. Da die Schaufeln jedoch nicht die Aufgabe haben, das Gas zu verdichten, ist es auch möglich, sie auf irgend eine andere Weise auszubilden; beispiels weise können sie rein radial angeordnet sein.
Bei der vorstehend angenommenen Ver wendung einer Flüssigkeit als Kühlmittel besteht die für die Ausnutzung in einer Tur bine zur Verfügung stehende Gasmenge aus einem Gemisch von Verbrennungsgas und mehr oder weniger überhitztem Flüssigkeits dampf. Die Ausnutzung eines derartigen Gemisches in einer Gasturbine ist nur mit beschränktem Wirkungsgrad möglich. Wenn man hinter eine ein derartiges Gemisch aus nutzende Gasturbine einen Kondensator schaltet und demnach die Gasturbine auf Unterdruck arbeiten lässt, ist eine sehr grosse Arbeit notwendig, um das Verbrennungsgas von dem gondensatorunterdruck auf den atmosphärischen Druck zu pumpen.
Wenn anderseits dieser Turbine kein Kondensator nachgeschaltet wird, kann der in dem Gas gemisch enthaltene Flüssigkeitsdampf nur mit sehr schlechtem Wirkungsgrad aus genutzt werden.
Dieser Nachteil kann dadurch vermieden werden, dass das mit Hilfe der Umwand lungsscheibe 5 verdichtete Gemisch durch die Schaufeln 15 von der Scheibe 5 weiter mit genommen wird. Infolge der Fliehkra.ft- wirkung scheiden sich dann die Bestandteile des Gasgemisches voneinander, so dass der schwerere Stoff sich am Aussenumfang des Gehäuses 9, der leichtere mehr nach der Mitte zu sammelt. Viele Brennstoffe haben be kanntlich einen gewissen Gehalt an Schwefel, so dass beim Verbrennen Schwefeldioxyd (S02) entsteht.
Bei Gegenwart von Wasser dampf wird dann in dem bei Unterschrei tung des Taupunktes entstehenden Konden sat des Wasserdampfes das Schwefeldioxyd gelöst, worauf sich schweflige Säure (HZS03) bildet. Die vorhin erwähnte Trennung des Kühlflüssigkeitsdampfes vom Gas hat also, bei Verwendung von Wasser als Kühlflüs sigkeit, den weiteren Vorteil, dass sich bei der Herabexpansion der Gase in einer Tur- bine keine schweflige Säure bilden kann, durch welche die Turbinenschaufeln,
der Kondensator und andere Teile zerstört wür den.
In dem Gehäuse<B>9</B>, in dem die I mwa.nd- lungsscheibe 5 angeordnet ist, herrscht im wesentlichen der sich durch die Umwandlung ergebende Druck, der nur auf Grund der Fliehkraftwirkung von der Drehachse an nach aussen etwas zunimmt. Dieser Druck unterschied hängt von dem spezifischen Ge wicht des Gasgemisches ab und ist deshalb im allgemeinen nur gering.
Um die Tren nung des Flüssigkeitsdampfes von dem Ver brennungsgas zu verbessern, kann die Dreh- geschss-indigkeit der U mssandlungsseheibe 5 auf nicht dargestellte Weise noch dadurch erhöht werden. dass die Scheibe 5 von aussen her, beispielsweise durch einen -Motor oder dergl., angetrieben wird.
Die beiden so voneinander geschiedenen Bestandteile des Gemisches können über die Austrittsöffnungen 16 und<B>11</B> zwei ver schiedenen Turbinen zugeleitet werden. Die Austrittsöffnungen 16 liegen etwa am Au ssenumfang der Umw andlungsscheibe 5. wäh rend der Kreis, auf dem die Austrittsöffnim- gen 17 angeordnet sind, etwa. gleich dem Kreis ist, auf -welchem die innern Enden der Schaufeln 15 liegen. Es empfiehlt sich.
die Austrittsöffnungen 16 noch etwas von ciem äussern Umfang des Innenraumes des Gehäuses 9 a.bzuriicken. um zu vermeiden, dass Brennstoffriiekstä.nde oder Wasserstaub durch die Austrittsöffnungen 16 treten und das Schaufelwerk der einen Turbine be schädigen können. Daher ist es auch vorteil haft. am äussern Umfang des Innenraumes des Gehäuses 9 Filter oder dergl. vorzusehen, wo sich die ausgeschleuderten festen oder flüssigen Teile (Brennstoffrückstände) des Gasgemisches fangen können.
Das Gehäuse 9 ist zweckmässigerweise mit einem Mantel 18 derart versehen, dass Kühlräume 19 ent stehen, durch die irgendein Kühlmittel, bei spielsweise Wasser oder Luft, strömen kann.
Ein Mangel bekannter Vorrichtungen be steht darin, da.ss bei der -Mischung eines Gas stromes mit einem Kühlmittel in beträcht lichem Masse zwischen den einzelnen Teil- eben Stösse auftreten, die die Strömungs geschwindigkeit zwar vermindern; die Ver minderung dieser Geschwindigkeit wird je doch nicht in Druck, sondern in -Wärme um gesetzt, die wiederum eine Erhöhung der Kühlmittelmenge und eine Vergrösserung des rotwendigen Reaktionsweges zur Folge hat.
Um diesen Mangel zu beheben, sind ge mäss Fig. 1 und 2 die Kühlmitteldüsen bei 12 derart angeordnet und ausgebildet, da.ss die Richtung des aus ihnen austretenden Kühlmittelstromes im wesentlichen mit der cies Gasstromes übereinstimmt. Es empfiehlt sieh, die Kanäle 13 im Scheibeninnern, durch die das Kühlmittel den Austrittsdüsen bei 12 zugeführt wird, derart anzuordnen und ans zubilden, dass der Wärmeübergang von der Scheibe auf das Kühlmittel unterstützt wird.
Durch die auf diese Weise bewirkte Vor wärmung der Kühlflüssigkeit werden die Zeit und damit der Weg beträchtlich her abgesetzt, die notwendig sind, um soviel Wärme von dem Gas auf die Kühlflüssig keit zu übertragen. da.ss sie zur Verdampfung gebracht und so eine Volumen- und Druck steigerung erreicht wird.
Die Flüssigkeit kann auf eine verhältnis mässig hohe Temperatur vorgewärmt werden, ohne dass eine vorzeitige Verdampfung schon im Innern der Umwandlungsscheibe zu be fürchten ist, da die Flüssigkeit infolge der Fliehkraftwirkung unter beträchtlichem Druck steht. Die Reaktionszeit und damit der Reaktionsweg -erden ausserdem durch die Vorwärmumg der Flüssigkeit deswegen herabgesetzt, weil die Verdampfungswärme mit wachsendem Druck abnimmt.
Je höher also der Flüssigkeitsdruck ist und je näher die Vorwärmungstemperatur der Verdamp- fungstemperatur der Flüssigkeit bei dem. be treffenden Drucke liegt, umso geringer ist die Wärme, die noch von dem Gasstrahl auf die Kühlflüssigkeit bis zur Verdampfung und damit bis zur Druck- und Volumen steigerung übertragen werden muss.
Bei Verwendung eines Gases als Kühl mittel ist es infolge seines grossen Volumens schwierig, das Kühlmittel durch das hohle Innere der Umwandlungsscheibe in den Ver brennungsstrahl zu leiten, wie dies beim vor hin beschriebenen Ausführungsbeispiel (mit flüssigem Kühlmittel) stattfindet. Für den Fall, wo ein Gas, und zwar am besten Luft, als Kühlmittel, dienen soll, ist zunächst das Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 3 bis 6, so wie<B>-</B>auch die Variante gemäss Fig. 7 be stimmt, welche später erläutert wird.
Gemäss Fig. 3 bis 6 ist die mit Schaufeln 15 und einem Drehzapfen 8 versehene Um wa,ndlungsscheibe 5 wiederum in einem Ge häuse 9 frei drehbar angeordnet. Die Schau feln 15 haben hier den Zweck, das Gas gemisch einerseits zu entwirbeln und ander seits eine möglichst gleichbleibende Drehung der Umwandlungsscheibe aufrecht zu erhal ten.
Die Kühlung erfolgt durch Luft unter Verwendung einer Vorbrennkammer 20 und einer Hauptbrennkamwer 22, von welchen Kammern mehrere, vorteilhaft in gleich mässigen Abständen von einander, vorhanden sein können.
Die mit 20 bezeichneten Vor- brennkammern sind je durch einen Kanal 21 mit der ihnen nachgeschalteten Hauptbrenn- kammer, 22 verbunden. In diesem Kanal 21 ist ein Ventil 23 angemrdnet, das sich nach der Hauptbrennkammer zu öffnet. ll@it dem Ventil 23 ist ein Schieberventil 25 mittels der beiden Tippen 26 (Fug. 5 und 6) fest verbunden.
Bei geöffnetem Ventil 23 ist auch das Schieberventil 25 geöffnet, wobei der Kanal 21 über die Öffnung 24 mit der Aussenluft in Verbindung steht.
Jede Hauptbrennkammer 22 steht un mittelbar mit einer oder mehreren Düsen 11 in Verbindung, . durch welche das Gas gemisch auf die Umwandlungsscheibe 5 so aufgeblasen wird, dass die Bewegungsrich tung des Gasgemisches an der Stelle, an wel cher es auf die Scheibe 5 auftrifft, im we sentlichen tangentiäl zur Bewegungsrichtung dieser Stelle verläuft. Der vorteilhaft aus feuerfestem Werkstoff bestehende ring förmige Belag 6 der Umwandlungsscheibe 5 ist im Ausführungsbeispiel mit flachen Ra- d.ialnuten 7 versehen (Fug. 3 und 4).
Zweckmässigerweise wird die gesamte für eine Düsenladung bestimmte Brennstoff menge in die Vorbrennkammer 20 vor der Einführung der Verbrennungsluft derart ein gebracht, dass der gesamte Brennstoff unter Einwirkung der Wärme der Verbrennungs- rückstände der vorhergehenden Verpuffung vergast und darnach wird nur soviel Luft in die Vorbrenukammer 20 hineingedrückt,
als für die Verbrennung eines Teils der Brennstoffmenge einer Düsenladung notwen dig ist. Dadurch erfolgt die Verbrennung unter Verbrauch des theoretischen Luft bedarfes, wodurch die Höchsttemperatur und damit der Höchstdruck erreicht wird. Die Verbrennung in der Hauptbrennkammer 22, insbesondere aber eine Nachverbrennung an der Umwandlungsscheibe 5 oder in dem Ge häuse 9 erfolgt dabei unter grossem Luft überschuss, der ohne Schaden zum Zwecke ge nügender Kühlung soweit gehen kann,
dass die Zusammensetzung des Gemisches unter der untern Zündgrenze liegt, in welchem Falle die Verbrennung "schleichend" wäre, der Druckanstieg aber derselbe bliebe.
Kurz nach einer Verpuffung wird wieder Brennstoff mit Hilfe der Zerstäuberdüse 27 in fein verteiltem Zustand in die Vorbrenn- kammer 20 eingespritzt.
Nachdem der Brenn stoff durch die Wärme der Verbrennungs- rückstände der vorhergegangenen Verpuf fung vergast worden ist, wird ein Teil der notwendigen Verbrennungsluft durch die Leitung 28 tangential zum Umfang des in der Vorkammer sich bildenden Gasgemisch strahls eingeblasen, und zwar an einer Stelle, welche möglichst weit entfernt ist von der Stelle,
an welcher der Gasgemischstrahl aus der Vorbrennkammer austritt. Das Gemisch wird entweder durch seine Eigenwärme oder mit Hilfe einer Zündvorrichtung 49 zur Ent zündung gebracht. Durch die Drucksteige rung infolge der Verbrennung eines Teils des Brennstoffes wird das Ventil 23 mitsamt dem Schieberventil 25 geöffnet.
Das Gasgemisch strömt dann unter Umsetzung seines Druckes in Geschwindigkeit in die Hauptbrem.kam- mer 22 hinüber, wobei durch die offengeleg- ten Kanäle 24 der Rest der Verbrennungs luft und die Kühlluft mitgerissen werden. In der obern Hälfte der Fig. 3 ist die Ven tilvorrichtung 23, 25 geschlossen dargestellt, während in der untern Hälfte der Abbildung diese Ventilvorrichtung in geöffnetem Zu stande gezeigt ist.
Mit 29 ist der vergaste, roch nicht verbrannte Teil des Gemisches be- :,iehnet, während der bereits verbrannte Teil des Ladungsgemisches das Bezugszeichen 30 trägt. Die Ventilvorrichtung 23, 25 wird geschlossen, sobald der Druck in der Haupt brennkammer ?2 den Druck in der Vor- brennkammer 20 übersteigt.
In diesem Au genblick wird durch die Ventilvorrichtun- nicht nur die Verbindung z-,vischen der Vor- brennka.mmer und der Hauptbrennkammer. sondern auch zwischen dem Ladungsgemisch einerseits und dem Kühlmittel und der Aussenluft anderseits unterbrochen, so dass nunmehr der Druck in der Hauptbrenn- l.-ammer 22 weiter ansteigen kann.
Auf die beschriebene Weise arbeitet die Ventilvorrichtung 23, \?5 völlig selbsttiitig ohne irgendeinen Antrieb von aussen. Beide Ventile werden im wesentlichen gleichzeitig geöffnet und geschlossen.
Bei besonders hohen Umdrehungszahlen der rmwa.ndlungs- scheibe und entsprechend schnell aufeinander- felgenden Verbrennungen in der Vorbrenn- kammer und der Hauptbrennkammer ist der Ventilkörper 23 möglichst leicht auszu führen, um die lla.ssenkräfte auf ein Mindest mass herabzusetzen.
Unter Umständen wäre auch, um keine unzulässigen Verzögerungen in der Bewegung der Ventile durch IVIa,ssen- kräfte zu erhalten, der Einbau eines zusätz lichen Antriebes für die Ventilvorrichtung zweckmässig.
Während der Verpuffung des Brennstof fes entsteht bekanntermassen ganz allgemein eine Druckwelle, indem der Druck anfangs infolge der Vorverbrennung auf einen sehr hohen ZVert ansteigt und darnach auf einen Wert fällt, der unter dem des Anfangs druckes liegt. Darauf erst kehrt der Druck zu einem Ausgangswert zurück. Die Verpuf fung in der Vorbrennkammer 20 ist jeweilen innerhalb des Zeitraumes zu bewirken, in dem die Druckwelle in der Hauptbrenn- kammer 2 2 unter den Ausgangspunkt ge sunken ist. Da dieser Zeitraum sehr kurz ist, sind zweckmässigerweise Mittel vorgesehen, um ihn zu verlängern.
Es empfiehlt sich, zu diesem Zweck die Umwandlunbsscheibe 5 möglichst dicht vor den Düsen ?2 entlang streichen zu lassen, so dass eine Saugwirkung auf den Gasstrahl ausgeübt wird. Auf diese Weise werden sowohl die Zeitdauer, als auch die Tiefe des durch die Verpuffung bewirk ten Unterdruckes in der Hauptbrennkammer :
-ergrössert, so dass dem Ladungsgemiseh ge n ügend Zeit zur Verfügung steht. um bei geringstem Gegendruck aus der Vor- in die Hauptbrennkammer überzuströmen. Die Ver puffung in der Vorbrennkammer 20 erfolgt also in dem Augenblicke, in welchem der Unterdruck in der Hauptbrennkammer seinen Höchstwert erreicht hat.
Der Druckanstieg des Gemisches auf dem Wege längs der Umwandlungsscheibe wird bei diesem soeben beschriebenen Ausfüh rungsbeispiel ebenfalls. das heisst wie beim zuerst beschriebenen, erreicht. Obwohl bei dem Beispiel nach Fig. 3 bis G der Wärme aufnahme des Kühlmittels (Luft) eine ent sprechende Wärmeabgabe der Verbrennungs gase gegenübersteht, so wird der Druck anstieg des Gemisches auf dem Wege längs der Umwandlungsscheibe ebenfalls (das heisst wie beim zuerst beschriebenen Beispiel) er reicht,
trotz Gleichheit der aufgenommenen bezw. abgenommenen Wärmemenge die V o- lumenzunahme der verhältnismässig kühlen Luft wesentlich grösser ist als die Volumen abnahme der Verbrennungsgase.
Die beschriebene Verbrennungsvorrich tung gemäss Fig. 3 kann auch beim Ausfüh rungsbeispiel gemäss Fig. 1 und 2 Verwen dung finden. Während jedoch beim Ausfüh rungsbeispiel nach Fig. 3 der Verbrennungs- gasstrahl beim Überströmen aus der Vor brennkaminer 20 in die Hauptbrennkammer 22 die als Kühlmittel dienende und die Ver brennung des Restes einer Düsenladung not wendige Luft mit sich reissen muss,
muss bei \Verwendung dieser Verbrennungsvorrich- tung beim Beispiel nach Fig. 1 und 2 der Verbrennungsgasstrahl beim Überströmen nur diejenige Luftmenge mit sich reissen, die für das vollkommene Verbrennen der Brenn stoffmenge notwendig ist, die in der Vor- brennkammer noch nicht verbrannt, sondern mir vergast wurde.
Die Umwandlungsscheibe 5 (Fug. 3) ist in der Richtung ihrer Achse verschiebbar an geordnet, um das Spiel zwischen dem Schei benbelag 6 und dem Gehäuse und damit die Drehzahl der Umwandlungsscheibe verändern zu können.
Die in. Fig. 7 dargestellte Variante ent spricht im wesentlichen dem Ausführungs beispiel nach Fig. 3. Die Unterschiede sind vor allem darin begründet, dass die Ventil anordnung und Ausbildung hier konstruktiv etwas weiter durchgebildet ist. Die Ventil vorrichtung 23, 25 ist der Einfachheit halber nur für eine Hauptbrennkammer 22 darge stellt.
Hinter der Umwandlungsscheibe 5 ist noch die Turbine dargestellt, in der das Gas gemisch zur Arbeitsleistung ausgenutzt wird. Die Turbine besteht hier aus einem an sich bekannten zweikränzigen Curtisrad 31 mit Düsen 32, zwei Schaufelkränzen 33 und einem Umleitungsschaufelkranz 34.
Die Welle 35 des Turbinenrades ist auf irgendeine Weise drehbar gelagert. Die Lei stung wird über das Ritzel 36 und das Zahn rad 37 zum Antrieb von irgendwelchen kraft verbrauchenden Maschinen übertragen. Es empfiehlt sich, von der Welle 35 aus auch die Reglervorrichtung und den Kompressor zu betreiben, der den Teil der Verbrennungs luft verdichtet, der in die Vorbrennkammer 20 eingeführt wird.
Bei der Variante nach Fig. 7 ist die Ven tilvorrichtung 23, 25 in geschlossenem Zu stande dargestellt. Der Kegel des Ventils 23 liegt gerade auf seinem Sitz 38 auf. Das Schieberventil 25 besteht im wesentlichen aus einem kreisförmigen Ring, der nach der Hauptbrennkammer 22 zu mit einem durch zwei ringförmige Teile 39 und 40 gebildeten, im Querschnitt U-förmigen Ansatz versehen ist.
Den mittleren Teil der Ventilvorrich tung 23, 25 durchsetzt eine Bohrung 41, durch welche die Kühlung verbessert werden soll.
Der ringförmige Ansatz 40 taucht in eine ihm Führung verleihende Ringnut 42 des Ge häuses ein, in der ein Ring 43 mit einem Kopf vorgesehen ist, der nach beiden Seiten sägezahnartig ausgebildet ist und so mit den angrenzenden Ringflächen der beiden Teile 39 und 40 Labyrinthdichtungen bildet. In gleicher Weise ist eine Labyrinthdichtung 44 in der Dichtungsfläche des Schieberventils 25 vorgesehen.
Die in dem zwischen der Vorbrennkam- mer 20 und der Hauptbrennkammer 22 be findlichen Kanal 21 strömenden Verbren nungsgase haben eine derartig hohe Tem peratur, dass die diesen Gasen ummittelbar ausgesetzten Teile nicht geschmiert werden können. Aus diesem Grunde ist zwischen der innern Fläche des ringförmigen Teils 39 und der Fläche 45 ein beträchtliches Spiel vorge sehen, während zwischen der innern Ring fläche des ringförmigen Teils 40 und den Labyrinthzähnen des Ringes 43 nur ein ge ringes Spiel vorhanden ist.
Die Grösse des Spiels zwischen der äussern Ringfläche des ringförmigen Teils 39 und den Labyrinth- zähnen liegt zwischen derjenigen der beiden soeben genannten Spiele. Eine Reibungs berührung ist nur zwischen der äussern Ring fläche des ringförmigen Teils 40 und dem Gehäuse vorhanden, so dass nur diese Fläche geschmiert zu werden braucht.
Der Teil des ringförmigen Raumes 42, der zwischen seiner äussern ringförmigen Begrenzungswand und der nach aussen gekehrten Wandfläche des Ringes 43 liegt, steht ausserdem durch Schlitze 46 mit der Aussenluft in Kommuni- kation. Sobald die Ventile 23, (Fug. 7) von ihren Dichtungsflächen abgehoben werden, strömt das Gasgemisch aus der Vorbrenn- kammer 20 in die Hauptbrennkammer 22, in dem es durch den ringförmigen Teil 47 ge führt wird.
Hierbei wird reichlich Luft in die Hauptbrennkammer mitgerissen. Gleich nach Beginn der Öffnungsbewe gung der Ventile 23, 25 werden die Schlitze 46 durch den ringförmigen Teil 40 geschlos sen. Es erfolgt dann eine Verdichtung in der Ringnut 42, während Verbrennungsgas bezw. Luft durch die Labyrinthdichtungen des Ringes 43 in den Raum zwischen den ring förmigen Teilen 40 und 39 strömt. Die bei den Strömungen sind einander entgegen ge richtet, so dass hierdurch die Dichtung ver bessert wird.