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Einrichtung zur Sicherung der Zündung für Verbrennungskammern. Die
Erfindung hat eine Vorrichtung zum Gegenstand, welche eine leichte und sichere Zündung
einer brennbaren Mischung gestattet, der eine bestimmte Geschwindigkeit erteilt
ist, wie sie im allgemeinen bei Verbrennungsturbinen Anwendung findet.
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Bei der Vorrichtung nach der Erfindung wird die Strömung der heißen
Gase durch ein Abschlußorgan, das vorzugsweise gegen den Ausgang der Verbrennungskammer
oder den Eintritt der Expansionsdüsen zu gelegen ist, augenblicklich verlangsamt
oder verhindert, bis die Zündung stattgefunden hat. Dieses Abschlußorgan kann von
Hand bewegt oder durch irgendein mechanisches, dem Einfluß der Temperatur oder einer
Zeitvorrichtung unterworfenes Mittel gesteuert werden. Z. B. kann man ein Schmelzorgan
anwenden, das aus einem Diaphragma oder einem Pfropfen aus Blei, Aluminium, Bronze
oder irgendeinem anderen geeigneten Material besteht- und gegebenenfalls mit einer
kleinen Öffnung für den Durchgang der zur Aufrechterhaltung der Verbrennung notwendigen
Luft versehen sein kann.
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Das Abschlußorgan läßt sich natürlich jeder beliebigen Form der Verbrennungskammer
anpassen. Die U-förmige Kammer, welche zur Erläuterung der Erfindung beschrieben
werden soll, ist indessen besonders für die Anbringung des Schmelzkörpers oder des
Abschlußorgans erdacht worden und diese besondere Anordnung bildet ebenfalls einen
Teil der Erfindung. Das Verständnis der Erfindung soll durch die Zeichnung erleichtert
werden, welche beispielsweise die Anwendung der Erfindung bei der Verbrennungskammer
einer Turbine für Torpedos mit Eigenantrieb zeigt.
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Die Fig. x ist ein Hauptschnitt durch eine U-förmige Verbrennungskammer.
Die Fig. 2 ist ein Schnitt nach der Linie X-X der Fig. z und die Fig. 3 ein Schnitt
durch die Düse nach der Linie Y-Y der Fig. z.
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Gemäß Fig. z liegt die Verbrennungskammer a, c, b in dem Kreisquerschnitt
eines Torpedos. Der Verbrennungsraum a dieser Kammer ist an einen Kühlraum b durch
den Kanal c angeschlossen. in dem vorzugsweise das Schmelzorgan angeordnet wird.
-Die kalte Druckluft kommt durch die Anschlußleitung d an, geht durch ein Drosseldiaphragma
e und tritt durch den Ringraum f in den Verbrennungsraum a. Der Brennstoff wird
durch das Rohr g zugeführt, geht durch das Filter 1a und das Diaphragma
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und tritt durch die Düse j aus, wo er durch die mit Überdruck über die Kanäle
zugeführte Luft zerstäubt wird. Das so gebildete entflammbare Gemisch wird z. B.
durch eine Schmelzpatrone entzündet, die in dem Patronenträger L enthalten ist,
dessen Schlagbolzen in durch den im Raiun a entstehenden Druck niedergedrückt wird.
Die Verbrennung findet in dem mit einem Mantel n aus feuerbeständigem Stoff ausgekleideten
Raum a statt und die heißen Gase ziehen durch den Kanal c in den Kühlraum b. In
diesem
Raum kühlen sie sich ab, indem sie durch das senkrechte Rohrenbündel des mit Wasser
gefüllten, oben offenen Behälters o streichen, wobei eine bestimmte Menge des durch
den Stutzen P und die Kanäle p1, P2 in den Behälter o tretenden Wassers verdampft
wird. Ein Teil des vom Stutzen p kommendenWassers tritt nach Umlauf in dem Mantel
q durch die Kanäle ql in den Mantel des Verbrennungsraumes, von wo er durch die
Kanäle q2 in diesen Raum gelangt, um bei Berührung mit den heißen Gasen zu verdampfen.
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Das am Oberende des Raumes b gebildete Gasdampfgemisch expandiert
in den geeignet geneigten und durch einen Wassermantel y gekühlten Düsen t1 und
trifft an der Stelle s auf die Schaufeln der in der Zeichnung nicht näher dargestellten
Turbine. Das vordere,Lager des Turbinenläufers ist in der Kappe at angeordnet.
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Da das brennbare Gemisch einen Raum a, der infolge des z. B. bei Torpedos
verfügbaren engen Raumes einen kleinen Querschnitt aufweist, zu durchstreichen hat,
so leuchtet ein, daß es eine große Strömungsgeschwindigkeit aufweisen und diese
Geschwindigkeit die.Zündung verhindern wird.
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Um diesen Übelstand zu beseitigen, kann man erfindungsgemäß die Düsen
t1 und t2, wie Fig. 3 zeigt, durch einen Schmelzpfropfen v verschließen, der ein
kleines Loch für den Durchgang der zur Aufrechterhaltung der Verbrennung notwendigen
Luft besitzt. Die durch die Verbrennung frei werdende Wärme bringt den Pfropfen
v zum Schmelzen und zum Verschwinden, sobald- er überflüssig geworden ist. Öffnungen
w, welche vor den Pfropfen u angeordnet sind, gestatten den Ersatz der Pfropfen
nach jedem Schuß.
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.Man kann den gleichen Zweck durch Anordnung einer Schmelzplatte dl
in dem Kanal c erreichen, die von außen in die Nuten b1, b2 eingeschoben wird. Die
Einführungsöffnung für die Platte a1 wird durch ein keilförmiges Stück cl verschlossen.,
das durch eine in der Art eines Reiters aufgesetzte Schraube dl in der Einführungsöffnung
gehalten wird. Das keilförmige Stück cl ist mit zwei Lappen ei, e2 versehen, mittels
deren es zwecks Erneuerung der Schmelzplatte cal nach jeder Zündung herausgezogen
werden kann. Wenn die wahrscheinlicherweise auftretende Urdichtheit zwischen der
Platte a1 und deren Führung nicht genügt, um eine hinreichende Menge Luft für die
Aufrechterhaltung der Verbrennung übertreten zu lassen, kann die Platte a1 mit Löchern
f1 versehen werden, nie die Zeichnung zeigt. Die Pfropfen v oder die Platte a1 können
natürlich durch ein Ventil oder überhaupt durch irgendein Abschlußorgan ersetzt
werden, das durch einen der Wärmewirkung ausgesetzten Körper beherrscht wird. Man
kann die Drosselung auch durch eine nicht schmelzbare Platte oder ein gleichwertiges
Ventil erreichen, wobei dann die Steuerung von Hand zu erfolgen hat, oder man kann
hierfür eine Zeitvorrichtung oder ein inechanisches,_von der Temperatur beeinflußtes
oder unabhängiges Organ benutzen. Die Anwendung eines -Abschlußorgans wie eines
Schmelzkörpers oder eines gleichwertigen Mittels ist jedesmal dann unerläßlich,
wenn der Querschnitt der Verbrennungskammer im Verhältnis zur Leistung verringert
ist, d. h. wenn die Strömungsgeschwindigkeiten der - -Gase -in der Kammer
groß sind in bezug auf die Verbreitungsgeschwindigkeit- der Verbrennung innerhalb
der Verbrennungsgase. -Bei den Turbinen für Torpedos hat die Anwendung eines Abschlußorgans
oder eines Schmelzkörpers im besonderen nicht bloß den Vorteil, die Benutzung von
schwer entflammbaren Brennstoffen, wie. z. B. des v_ an der Marine vorgeschriebenen
Petröleiüns, zu ermöglichen, sondern sie verringert auch in starkem Maße die Luft,
welche die Kammer in kaltem Zustand zwischen dem Augenblick der Öffnung des Lufteinlasses
und demjenigen der Entzündung und Erhitzung des .Gemisches durchströmt. Diese Luftmenge
beträgt im Mittel zo Prozent der für eine Zündung erforderlichen Gesamtluft. Man
erzielt sonach durch die Anordnung des Abschlußorganes nach der Erfindung eine wesentliche
Herabsetzung des Luftverbrauchs.