DE2851401A1 - Verbrennungskrafteinheit fuer die verwendung von gasartigen brennstoffen - Google Patents
Verbrennungskrafteinheit fuer die verwendung von gasartigen brennstoffenInfo
- Publication number
- DE2851401A1 DE2851401A1 DE19782851401 DE2851401A DE2851401A1 DE 2851401 A1 DE2851401 A1 DE 2851401A1 DE 19782851401 DE19782851401 DE 19782851401 DE 2851401 A DE2851401 A DE 2851401A DE 2851401 A1 DE2851401 A1 DE 2851401A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- chamber
- combustion
- combustion chamber
- rotor
- gas
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims description 83
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims description 12
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 64
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 claims description 16
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 claims description 5
- 241001252603 Boltonia Species 0.000 claims 1
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 4
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 3
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 2
- 239000000809 air pollutant Substances 0.000 description 1
- 231100001243 air pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 102220321320 rs202148988 Human genes 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000003079 width control Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C5/00—Gas-turbine plants characterised by the working fluid being generated by intermittent combustion
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C3/00—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
- F02C3/20—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid using a special fuel, oxidant, or dilution fluid to generate the combustion products
- F02C3/22—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid using a special fuel, oxidant, or dilution fluid to generate the combustion products the fuel or oxidant being gaseous at standard temperature and pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
- F02C7/22—Fuel supply systems
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T137/00—Fluid handling
- Y10T137/7722—Line condition change responsive valves
- Y10T137/7837—Direct response valves [i.e., check valve type]
- Y10T137/7904—Reciprocating valves
- Y10T137/7908—Weight biased
- Y10T137/7909—Valve body is the weight
- Y10T137/7913—Guided head
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Portable Nailing Machines And Staplers (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Description
Beschreibung:
Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Verbrennungskrafteinheiten,
bei denen brennbare Medien einer Brennkammer zugeführt und verbrannt werden und bei denen die
entstehenden Verbrennungsgase verwendet werden, um eine Leistung abgebende Mittel anzutreiben.
Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf Verbrennungskrafteinheiten,
bei denen Luft mittels Druckluft zu einer Brennkammer geleitet, ein Brennstoff mit der Luft
vermischt und verbrannt und das entstehende Verbrennungsgas von der Brennkammer zu einer eine Leistung abgebenden Vorrichtung, wie beispielsweise einen Turbinenrotor, geleitet
wird. Ein Beispiel für eine derartige Vorrichtung ist die Dieselturbine T.16A oder T.216 der Klöckner-Humboldt-Deutz AG.
Bei dieser bekannten Turbine wird ein zerstäubter Dieseltreibstoffstrahl
von einem Ende aus in die Brennkammer geleitet und Luft mittels eines Kompressors in die Brennkammer
gepresst. Das entstehende Gemisch wird mittels einer Zündkerze entzündet. Dies führt zu einem speerspitzenartigen
Verlauf der Verbrennung in der Brennkammer. Die entstehenden Verbrennungsgase werden gegen einen Rotor gerichtet, um ihn
anzutreiben und aus dem Rotor durch einen geeigneten Abgasauslass abgelassen.
Diese Dieselturbine findet eine beträchtliche industrielle Verwendung, jedoch enthalten die Abgase im allgemeinen noch
909822/083 2-
eine unerwünschte Menge brennbarer Stoffe und haben relativ
hohe Temperaturen. Weiterhin ist es, wenn ein Gas, wie zum Beispiel Propan, als Brennstoff verwendet wird, nicht aus- %
reichend, einfach einen kontinuierlichen Gasstrahl in die Brennkammer einzuleiten, insbesondere in Hinsicht auf die
Möglichkeit des Rückschlagens von Verbrennungsgasen und Luft in die Gasversorgung.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verbrennungskrafteinheit für die Verwendung von gasartigem
Brennstoff zu schaffen, die eine effektivere Verbrennung ermöglicht und die Probleme der Versorgung der
Brennkammer mit gasartigen Brennstoffen überwindet.
Die Erfindung betrifft eine Verbrennungskrafteinheit für die Verwendung von gasartigen Brennstoffen gemäß dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
Die Lösung der gestellten Aufgabe besteht in den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1.
Der sich hin- und herbewegende Kolben in dem Steuerventil verhindert, daß Verbrennungsgase den falschen Weg
durch das Steuerventil nehmen, während gasförmiger Brennstoff zu der Brennkammer strömen kann, um in der von dem
Kompressor zugeführten Luft verbrannt zu werden, sobald der Gasdruck in der Brennkammer ausreichend gefallen ist.
Der sich hin- und herbewegende Kolben kann einen im wesentlichen zylindrischen Hohlraum aufweisen, der das Auslassteil·
aufnimmt, wobei der Hohlraum eine ihn umgebende
909822/0832
-ν- 285U01
Innenwand hat, die sich in einem geringen Abstand von dem Auslassteil befindet, so daß durch einen ringförmigen Raum
zwischen der Innenwand des Kolbens und einer Außenwand des Auslassteils ein Strömungsweg gebildet wird. Es hat sich
gezeigt, daß die Abnutzung des sich hin- und herbewegenden Kolbens auf ein Minimum reduziert werden kann, wenn eine
derartige Anordnung verwendet wird, was wahrscheinlich auf der Tatsache beruht, daß die Luft in dem Strömungsweg ein
Polster bildet, auf dem sich der Kolben bewegt. Die Auslassteile dienen als Führung für den Kolben.
Wenn die Steuerkammer zylindrisch ist und die Außenfläche
des Kolbens sich gleitend an' die Wand der Kammer anlegen kann, kann der Kolben Nuten aufweisen, um für das
Medium von dem Einlass zu dem Strömungsweg eine Verbindung zu schaffen. Die Querschnittsfläche der Nuten und die Größe
des Strömungswegs zwischen dem Auslassteil und dem sich hin-
und herbewegenden Kolben kann dann so gewählt werden, daß eine zufriedenstellende Durchflußmenge durch das Steuerventil
erzielt wird.
Der Ventilsitz in der Steuerkammer kann kegelstumpfförmig ausgebildet und der sich hin- und herbewegende Kolben
mit einer komplementären Oberfläche versehen sein, damit der Ventilsitz sich anlegen kann, um den Einlass zu schließen,
Aufgrund der hohen Geschwindigkeit, mit der der Kolben sich bewegt, ist es nicht erforderlich, Dichtungen zwischen dem
Ventilsitz und dem sich hin- und herbewegenden Kolben vor-
909822/083?
-s- 285U01
zusehen. Weiterhin wird die Verwendung von Federn oder ähnlichen Einspannmitteln, die dem Kolben entgegenwirken,
vermieden, um eine relativ freie Beweglichkeit des Kolbens in der Steuerkammer zu ermöglichen und gleichzeitig die
Möglichkeit von Abnutzung oder Brüchen von Teilen innerhalb der Steuerkammer zu vermindern.
Die Brennkammer kann rohrförmig und mit einem Kopfstück an einem Ende versehen sein. Der Kompressor kann zum Zuführen
von Luft durch einen Luftstromdurchlass zu dem Kopfstück dienen. Die Gasversorgung kann dann Gas in das Kopfstück
leiten, um es mit der Luft aus dem Strömungsweg zu mischen, bevor das Gemisch in die Brennkammer gelangt. Während eine
begrenzte Menge Gas direkt in die Brennkammer geleitet werden kann, wird, verglichen mit den herkömmlichen speerspitzenartigen
Verbrennungsablaufen, durch das Mischen von Gas und
Luft innerhalb des Kopfstücks eine beträchtliche Erhöhung des Wirkungsgrads der Verbrennung erzielt. In der Praxis hat
sich gezeigt, daß die Verbrennung über eine relativ breite, sich durch die Brennkammer erstreckende Front erfolgt, was
eine verbesserte Verbrennung und eine Verlängerung der Ausdehnungszeit zur Folge hat. Die erfindungsgemäße Einheit
kann ein Hauptgehäuse mit einer Außenwand und einer Innenwand, die die Brennkammer bildet, aufweisen, wobei das Kopfstück
an der Außenwand befestigt und der Luftversorgungsweg zwischen der Innenwand und der Außenwand vorgesehen ist und
Öffnungen an geeigneten Stellen in der Innenwand vorgesehen
909822/083?
-9- 7851401
sind, um der Einströmen von Gas und Luft in die Brennkammer zu ermöglichen. Durch die Schaffung eines Luftversorgungswegs
zwischen der Innenwand und der Außenwand, ist außerdem ein Vorwärmen der Luft möglich, wenn sie an der Innenwand
vorbeiströmt.
Die Leistung abgebenden Mittel können ein Rotor sein, der an dem entgegengesetzten Ende der Brennkammer angeordnet
ist, um von den aus der Brennkammer strömenden Verbrennungsgasen gedreht zu werden.
Der Rotor kann in einer Rotorkammer um eine sich im wesentlichen senkrecht zu, aber versetzt von der Achse der
Brennkammer erstreckenden Achse drehbar sein, wobei sich die Brennkammer nicht radial in die Rotorkammer erstreckt, um
nicht radial auf den Rotor zu treffen, um ihn zu drehen.
Um den Umfang des Rotors kann eine Vielzahl von Leitschaufeln angeordnet sein, wobei jede Leitschaufel in ihrer
Ausdehnung längs der Rotorachse gebogen ist, um die Verbrennungsgase gegen einen Diffusor zu lenken, der einen aus der
Rotorkammer führenden Abgasauslass bildet.
Bei einem in der Praxis angewandten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einheit hat sich gezeigt, daß die Abgase
relativ wenig luftverschmutzende Stoffe enthalten und die Temperatur wesentlich niedriger als bei den Abgasen der
zuvor erwähnten Dieselturbine ist.
Es hat sich auch gezeigt, daß die Arbeitsgeschwindigkeit
der Einheit effektiv gesteuert werden kann, indem in
909822/08 3 2
der Versorgungsleitung zwischen der Gasquelle und dem Steuerventil
ein Einlassventil eingefügt wird, das einen Durchlass und einen Regler zum Verändern der Durchflußbreite des Durchlasses
aufweist. Das Einlassventil kann dann durch Einstellen der Durchflußbreite die Geschwindigkeit der Einheit und
damit die Versorgung der Steuerkammer mit Brenngas steuern. Aufgrund des schnellen Ansprechens des Steuerventils auf
Druckänderungen hat sich gezeigt, daß diese Anordnung eine relativ schnelle Steuerung eines von Verbrennungsgasen aus
einer Brennkammer angetriebenen Turbinenrotors ermöglicht.
Die Erfindung erstreckt sich ebenfalls auf eine Verbrennungskrafteinheit
mit einer rohrförmigen Brennkammer; einem Kopfstück an einem Ende der Kammer; einem Lufteinlass,
um Luft in das Kopfstück zu leiten; einem Kompressor, um Luft durch den Lufteinlass zu dem Kopfstück zu leiten; einem
Versorgungs- und Steuersystem, um Gas zu dem Kopfstück zu leiten und mit der Luft aus dem Lufteinlass zu vermischen;
Mitteln, um das durch das Kopfstück und in die Brennkammer strömende Luft-Gas Gemisch zu entzünden und einem Rotor am
anderen Ende der Brennkammer, der von den aus der Brennkammer strömenden Verbrennungsgasen gedreht wird, wobei das
Versorgungs- und Steuersystem eine Gasquelle einschließt und ferner ein Steuerventil mit Verschlußmitteln, um zu
ermöglichen, daß Gas in das Kopfstück strömen kann, wenn eine durch Gegendruck von der Brennkammer her hervorgerufene
auf das Verschlußmittel wirkende Gegendruckkraft kleiner
909822/0832
ist als die auf das Verschlußmittel wirkende, von dem Gas aus der Gasquelle hervorgerufene Gasdruckkraft, wobei das
Verschlußmittel die Gasversorgung aus der Gasquelle unterbricht, wenn die Gegendruckkraft von der Brennkammer her
die Gasdruckkraft am Verschlußmittel übersteigt.
In den Zeichnungen, die ein Ausführungsbexspiel der Erfindung zeigen, ist:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Gasturbinenmaschine
;
Fig. 2 ein Teilschnitt durch die Maschine auf der Linie H-II in Fig. 1 ;
Fig. 3 ein Teillängsschnitt durch die Maschine;
Fig. 4 ein schematischer Schnitt durch ein Steuerventil, das Teil der Maschine ist;
Fig. 5 eine Explosionsansicht von Teilen der Maschine, und
Fig. 6 eine schematische Gesamtdarstellung der Maschine.
Die in den Zeichnungen dargestellte Maschine weist eine Turbine T mit einem Gehäuse 10 auf, in dem sich eine Rotorkammer
12 und eine sich längs einer Achse 15 erstreckende Brennkammer 14 befindet, um Gase für den Antrieb eines in der
Rotorkammer 12 angeordneten Rotors 16 zu liefern. Mit dem Rotor 16 ist ein Kompressor 18 verbunden, um mit diesem
zusammen angetrieben zu werden und für die Versorgung der Brennkammer mit Druckluft zu sorgen. Ein Untersetzungsgetriebegehäuse
20 ist mit einer Welle 22, auf der der Rotor
909822/0832 Ä„, _
ORIGINAL INSPECTED
7851401
befestigt ist, verbunden und kann so von dem Rotor angetrieben werden. Die Welle 22 ist längs einer sich rechtwinklig
zu der Achse 15 erstreckenden, aber zu ihr versetzt angeordneten Achse 21 angeordnet.
Ein Anlassmotor 24 ist mittels eines Ventilatorriemens
vom Untersetzungsgetriebegehäuse 20 aus mit einer Riemenscheibe 2 6 verbunden und kann eingeschaltet werden, um als
Anlassmotor für die Inbetriebnahme der Maschine zu dienen. Für den anfänglichen Antrieb des Anlassmotors 24 ist eine
Batterie 30 vorgesehen, die während des Betriebs von einem Wechselstromgenerator 25 aufgeladen wird. Die Batterie 30
ist mittels eines Reglers 38 zur xntermittierenden Versorgung von Zündkerzen 40 mit Hochspannung mit einem Verteilersystem
32, das einen Verteiler 34 und eine Zündspule 36 aufweist, verbunden. Der Verteiler 34 wird von einem in dem
Getriebegehäuse 20 untergebrachten Antrieb (nicht dargestellt) betätigt.
Das Gehäuse 10 weist einen zylindrischen Hauptteil 44 mit einer Außenwand A6 auf. Die Wand der Brennkammer 14
stellt eine Öffnungen 49 aufweisende perforierte Innenwand 48 dar, die durch einen ringförmigen Luftdurchlass 50 von
der Außenwand 46 getrennt ist. Die Brennkammer 14 trägt eine Abdeckung, die eine zentrale Öffnung 45 mit Flügeln 47 aufweist,
die die durch die Öffnung 45 in die Brennkammer einströmenden Gase durcheinander wirbeln. Die Gase können
auch durch die öffnungen 49 in der perforierten Innenwand
909822/0832 owGW AL HMSPECTED
785UQ1
in die Brennkammer 14 gelangen. Wie aus Fig. 2 ersichtlich
ist, hat die Innenwand 48 einen oberen Teil, der sich nach innen in Richtung auf die Rotorkammer 12 zu leicht verjüngt.
Die Brennkammer 14 ist mittels eines Rotorkammereinlasses
52, der sich nicht radial in die Rotorkammer 12 erstreckt, mit der Rotorkammer verbunden.
Der zylindrische Hauptteil 44 des Gehäuses 10 wird von einem gewölbten Kopfstück 54 abgedeckt, das mittels Flanschen
56 an der Außenwand 46 befestigt ist. Das Kopfstück 54 bildet in seiner Wirkungsweise eine Mischkammer 156, durch die die aus
dem Durchlass 50 kommende Luft fließen kann, bevor sie in die Brennkammer 14 strömt.
Der Kompressor 18 ist in einem Filtergehäuse 58 (Fig. 1) angeordnet und hat einen mit Flügeln versehenen a\if der Welle
22 angeordneten Rotor 60 und ein Kompressoransauggehäuse (Fig. 3), das den Kompressorrotor 60 umgibt. Der Kompressor
ist vorgesehen, um Luft durch das Gehäuse 10 und durch einen
ringförmigen Spalt 65 an der Rotorkammer 12 vorbei in den
Durchlass 50 zu drücken, so daß vorgewärmte Luft durch das eine Mischkammer darstellende Kopfstück hindurch in die
Brennkammer 14 strömt.
Die Rotorkammer 12 enthält ein Turbinenleitschaufelsystem
64, das in dem Rotorgehäuse angeordnet ist, so daß die Verbrennungsgase von der Brennkammer 14 in einer im
wesentlichen kreisförmigen Bahn 67 mit fortschreitend abnehmender Strömungsbreite fließen und zwischen die Leit-
909822/0832
schaufeln 66 des Leitschaufelsystems 64 gezwungen werden. Der Rotor 16 weist Flügel 68 auf, die gebogen sind, wie
Fig. 3 zeigt, so daß sie wirksam arbeiten, wenn die zwischen den Leitschaufeln 66 fließenden Gase auf sie auftreffen. Der
Auslaß aus der Rotorkammer 12 wird von einem Diffusor 70 gebildet, und die zwischen den Leitschaufeln und bis hinter die
Rotorflügel fließenden Gase werden gezwungen, die Rotorkammer durch den Diffusor 70 zu verlassen.
Um die Brennkammer 14 mit brennbaren Gasen zu
versorgen, ist ein Teil 72 mit vielen Öffnungen in dem Kopfstück 54 befestigt, das zur Versorgung und zum Verteilen
von brennbaren Gasen in der Mischkammer dient, die innerhalb des Kopfstücks 54 gebildet wird. Dieses Teil 72 ist mittels
einer Versorgungsleitung 76 mit einem großen, Propangas enthaltenden Gasbehälter 74 verbunden. Die Versorgungsleitung
weist ein Einlassventil 78 und ein Steuerventil 80 auf. Das Einlassventil 78 wird von einem Gashahn gebildet, der einen
Körper mit einem Durchlass 81 und ferner ein Steuermittel in Form eines Dreharms 83 aufweist, um ein Steuerelement
innerhalb des Ventils zu bewegen und die Durchflußbreite des Durchlasses zu verändern. Das Steuermittel ist so angeordnet,
daß es durch einen Arbeitswinkel von beispielsweise bis zu 90 bewegt werden kann, wobei sich der Durchlass von
seiner vollkommen geschlossenen Stellung bis in seine vollkommen geöffnete Stellung ändert.
Das in Fig. 4 dargestellte Steuerventil 80 weist einen
909822/0832
785H01
Ventilkörper 82 auf, in dem sich eine Steuerkammer 84 mit kreisrundem Querschnitt befindet. Ein Auslaßteil 86 erstreckt
sich bis in die Steuerkammer 84, in der ein sich hin- und herbewegender Kolben 88 mit einem zylindrischen Hohlraum
angeordnet ist, wobei sich das Auslaßteil bis in den Hohlraum 90 hinein erstreckt. Der Kolben 88 ist in der Steuerkammer
84 frei ohne Federn oder ähnliche auf ihn wirkende Einspannmittel angeordnet. Ein Auslasskanal 92 führt durch
das Auslassteil 86 bis zu einem in der Versorgungsleitung befestigten Auslaßstutzen 94.
Durch den Abstand zwischen der Innenwand des zylindrischen Hohlraums 90 und der Außenfläche des Auslassteils 86 wird ein
Strömungsweg 96 gebildet. Dieser Strömungsweg erlaubt zusammen mit sich in Längsrichtung erstreckenden Nuten 98 in
der Außenfläche des sich hin- und herbewegenden Kolbens 88, daß das Medium in dem Auslass mit dem Medium in allen Teilen
der Steuerkammer 84 in Verbindung steht.
Die Teile des sich hin- und herbewegenden Kolbens 88 zwischen den Nuten 98 können sich gleitend an die Innenwand
der Steuerkammer 84 anlegen, wodurch der Kolben 88 bei seiner Bewegung innerhalb dieser Kammer geführt wird. Die Größe des
Abstands zwischen dem Auslaßteil 86 und dem Kolben 88 und die Abmessungen der Nuten 98 können in geeigneter Weise verändert
werden, um die Durchflußmenge des Gases durch das Auslaßteil 86 zu regeln.
Die Steuerkammer 84 hat ein kegelstumpfförmiges
909822/0832
785H01
Einlaßende, das einen von einem kegelstumpfförmigen Ventilsitz
102 umgebenen Gaseinlaß 100 aufweist. Der sich hin- und herbewegende Kolben 88 ist mit einer komplementären
kegelstumpf förmi gen Verschlußfläche 104 versehen, um den Gaseinlaß 100 durch Anlegen an den Ventilsitz 102 zu verschließen.
Der Gaseinlaß 100 erstreckt sich durch einen in der Versorgungsleitung 76 befestigten Einlaßstutzen 106.
Um eine geeignete Gasversorgung des Steuerventils 80
und damit der Brennkammer 14 zu schaffen, kann ein Gasdruckausgleichssystem
verwendet werden, das eine im wesentlichen konstante Druckgasversorgung sicherstellt.
Das Untersetzungsgetriebegehäuse 20 hat eine mit einer für die Bewegung des Arbeitsmediums vorgesehene Hydraulikpumpe
109 verbundene Antriebswelle. Dieses Arbeitsmedium kann zu einem eine hydraulische Kupplung aufweisenden Hydraulikmotor
108 geleitet werden. Die Kupplung kann umkehrbar und an eine Ausgangseinheit, wie beispielsweise ein Differentialgetriebe
angeschlossen sein.
Während des Betriebs werden der Rotor 16 und der Kompressor
18 zunächst von dem Anlassmotor 24 angetrieben, und zündbares Gas wird aus dem Einlaßstutzen 106 in die Steuerkammer
84 eingeleitet. Der sich hin- und herbewegende Kolben wird durch den Druck des in die Steuerkammer 84 eingeleiteten
Brenngases in Richtung auf den Auslasskanal 92 bewegt. Das Gas strömt dann an dem Kolben 88 vorbei, durch den Auslasskanal
92 und dann gegebenenfalls in das viele öffnungen
9098 2 2/0832
aufweisende Teil 72, in dem es verteilt und mit Luft, die mittels des Kompressors 18 durch den Durchlass 50 in das
Kopfstück 54 eingeleitet wurde, vermischt wird. Die Zündkerzen 40 werden durch das Verteilersystem intermittierend
gezündet und entzünden das entstehende Gas-Luft Gemisch, wenn es aus dem Kopfstück 54 durch die Öffnungen 49 in die Brennkammer
14 strömt. Aufgrund der Art und Weise, in der das Gemisch in die Brennkammer 14 eingeleitet wird, erfolgt die
Verbrennung über eine relativ breite Front, wodurch eine effektive Verbrennung in der Brennkammer 14 ermöglicht wird.
Die brennenden Gase werden in die Rotorkammer 12 und zwischen
die Leitschaufeln 66 geleitet, so daß sie auf die Leitschaufeln 66 des Rotors 16 auftreffen und den Rotor drehen.
Bei der Verwendung eines Gehäuses 10, einer Rotorkammer
12, eines Rotors 16 und eines Kompressors 18, der eine modifizierte
Form der Einspritzdieselturbine T16A oder T216 der
Klöckner-Humboldt-Deutz AG ist, hat sich gezeigt, daß die
erfindungsgemäße Turbine bei ca. 20 0 00 bis ca. 51 000 Umdrehungen pro Minute effektiv mit einer wesentlich geringeren
Abgastemperatur arbeitet als es bei der Originaldieselturbine der Fall ist. Die Verbrennung in der erfindungsgemäßen Einheit
war effektiver und die Gesamtverschmutzung war bedeutend geringer als bei der bekannten Dieselturbine.
Während des normalen Betriebs der Maschine wird der sich hin- und herbewegende Kolben 88 intermittierend durch den
durch die Verbrennung der Gase in der Brennkammer 14 ent-
0 9 8 2 2/0832
stehenden Gegendruck P2 jedes Mal, wenn die Gase in dieser Kammer gezündet werden, in Richtung auf den Gaseinlass 100
zu bewegt. Der Gaseinlass wird immer dann geschlossen, wenn der auf den Kolben 88 wirkende Druck der Luft oder der Verbrennungsgase
ausreichend groß ist. Der sich hin- und herbewegende Kolben verhindert damit, daß Luft oder Verbrennungsgase den falschen Weg durch das Steuerventil 80 nehmen. Wenn
der Druck P2 der Verbrennungsgase in der Brennkammer 14 in ausreichender Weise abgelassen wurde, so daß der Gegendruck
unter den effektiven Druck P1 der Brenngase aus dem Gasbehälter
74 abfällt, bewegt der Gasdruck den sich hin- und herbewegenden Kolben wieder von dem Gaseinlass weg und weiteres
Gas strömt in die Brennkammer 14. Es hat sich gezeigt, daß die Abnutzung des sich hin- und herbewegenden Kolbens
während des Betriebs minimal ist, möglicherweise aufgrund der Tatsache, daß der Kolben sich auf einem Gaspolster zwischen
dem Kolben und dem Auslass bewegt. In dem Steuerventil gibt es keine Federn oder ähnliche Teile, die sich abnutzen oder
zerbrechen könnten.
Die Drehgeschwindigkeit des Rotors kann aufgrund der besonderen Konstruktion der Maschine relativ schnell verstellt
werden, indem die Durchflußbreite des Durchlasses in dem Einlassventil
78 unter Verwendung der Reguliereinrichtung gesteuert wird.
Obwohl die Turbine mit Propangas sehr wirksam arbeitet, hängt es von den besonderen Erfordernissen und Versorgungsmöglichkeiten ab, welches Gas jeweils verwendet wird.
909822/Π832
ORIGINAL INSPECTED
Claims (9)
- Anmelder: BODORP BOUWARE (LIEtIDOMS) BEPERK 5 PuL Ley Street, BoLtonia, KRUGERSDOIiP, Transvaal Province,
Südafrika"VerbreiinuncjskrafteLnheit für die Verwendung von gasartigen Brennstoffen"Ansprüche:{1. Verbrennungskrafteinheit für die Verwendung von cjasartigen Brennstoffen mit einer Brennkammer; Mitteln zur Entzündung der brennbaren Medien in der Brennkammer; Leistung abgebenden Mitteln, die von den in der Brennkammer entstehenden Verbrennungsgasen angetrieben werden; einem Kompressor, um Luft in die Brennkammer zu leiten und einer Gasversorgung einschließlich eines Steuerventils, um den gasartigen Brennstoff in die Brennkammer zu leiten und ihn dort in der Luft zu verbrennen, gekennzeichnet durch ein Steuerventil (80) mit einer Steuerkammer (84) ; einem Auslassteil (86) , das sich bis in diese Steuerkammer erstreckt; einem Auslasskanal (92), der in dem Auslassteil (86) vorgesehen ist und einen Auslass aus der Steuerkammer bildet, wobei dieser Auslasskanal mit der Brennkammer (14) in Verbindung steht, um den gasartigen Brennstoff zu der Brennkammer zu leiten; einem Einlass (100), der zum Einleiten gasartigen Brennstoffs in90 9 877/Π83?ORIGINAL "INSPECTED-2- 285 IAOldie Hteuerkamtier dient und mit ctem Auslass in Verbindung stehen kann; einem Ventilsitz (102) in der Steuerkammer, der den tÜnlcUSK umgibt, und ein sich hin- und herbewegender Kolben (HB), der längs des Auslassteils (86) bewegbar ist und eine; Ver;;chlußflache (10 1) aufweist, die sich ein den Ventilsitz anlegt, um den Einlass zu verschließen, wobei das in den Eiinlass strömende Brenngas die Verschlußfläche von dem Ventilsitz fernhält und dadurch solange durch die i> teuer kammer zu dem Auslass und zu der Brennkammer strömt, bis das Brenngas in der Brennkammer bei einem Druck (P2), der den Druck (Pl) am Einlass ausreichend überschreitet, einen Ruckfluß zu dem Auslass erzeugt, um die Verschlußflache auf den Ventilsitz zu zu bewegen und den Einlass zu verschließen. - 2. Verbrennungskrafteinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der sich hin- und herbewegende Kolben (88) einen im wesentlichen zylindrischen Hohlraum (90) aufweist, der das Auslassteii (86) aufnimmt, wobei der Hohlraum eine ihn umgebende Innenwand hat, die sich in einem geringen Abstand von dem Auslassteil befindet, so daß durch einen ringförmigen Raum zwischen der Innenwand des Kolbens (88) und einer Außenwand des Auslassteils ein Strömungsweg (96) gebildet wird.
- 3. Verbrennungskrafteinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerkammer (84) zylindrisch ist und die Außenfläche des Kolbens (88) sich gleitend an die909822/0832785140Wand der Steuerkammer anlegen kann, wobei der Kolben Nuten (98) aufweist, um für das Medium von dem Einlass zu dem Strömungsweg eine Verbindung zu schaffen.
- 4. Verbrennungskrafteinheit nach jedem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasversorgung eine Gasquelle (74) und ein Einlassventil (78) zur Steuerung des Gasstroms zwischen der Gasquelle und dem Steuerventil aufweist.
- 5. Verbrennungskrafteinheit nach jedem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkammer (14) rohrförmig ist und ein Kopfstück (54) an einem Ende trägt, und der Kompressor (18) dazu dient, Luft durch einen Luftstromdurchlass (50) zu dem Kopfstück zu leiten, wobei die Gasversorgung Gas durch ein Verteilerelement (72) zu dem Kopfstück leitet, um es mit der Luft aus dem Luftstromdurchlass zu mischen.
- 6. Verbrennungskrafteinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin ein Hauptgehäuse (10) mit einer Außenwand (46) und einer Innenwand (48) , die die Verbrennungskammer bildet, vorgesehen ist, wobei das Kopfstück (54) an der Außenwand (46) befestigt und der Luftversorgungsweg zwischen der Innenwand und der Außenwand vorgesehen ist.
- 7. Verbrennungskrafteinheit nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistung abgebenden Mittel ein Rotor (16) sind, der an dem entgegengesetzten Ende der9 Π 9 B 7 2 I Π 8 3 7-4- 7851401Brennkammer angeordnet ist, um von den aus der Brennkammer strömenden Verbrennungsgasen gedreht zu werden.
- 8. Verbrennungskraftexnheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (16) in einer Rotorkammer (12) um eine sich im wesentlichen senkrecht zu, aber versetzt von der Achse der Brennkammer erstreckenden Achse (15) drehbar ist, wobei sich die Brennkammer nicht radial in die Rotorkammer erstreckt, um nicht radial auf den Rotor zu treffen, um ihn zu drehen.
- 9. Verbrennungskraftexnheit nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Leitschaufeln (66) um den Umfang des Rotors (16) herum angeordnet ist, wobei jede Leitschaufel in ihrer Ausdehnung längs der Rotorachse gebogen ist, um die Verbrennungsgase gegen einen Diffusor (70) zu lenken, der einen aus der Rotorkammer (12) führenden Abgasauslass bildet.909822/08 3?
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ZA00777096A ZA777096B (en) | 1977-11-29 | 1977-11-29 | Combustion unit |
| ZA782807 | 1978-05-16 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2851401A1 true DE2851401A1 (de) | 1979-05-31 |
Family
ID=27131156
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19782851401 Withdrawn DE2851401A1 (de) | 1977-11-29 | 1978-11-24 | Verbrennungskrafteinheit fuer die verwendung von gasartigen brennstoffen |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4254617A (de) |
| JP (1) | JPS5484116A (de) |
| AU (1) | AU4139278A (de) |
| DE (1) | DE2851401A1 (de) |
| FR (1) | FR2410137A1 (de) |
| GB (1) | GB2008682B (de) |
| IT (1) | IT1100421B (de) |
| SE (1) | SE7812209L (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5305596A (en) * | 1991-01-22 | 1994-04-26 | Sundstrand Corporation | Method for preventing lean flaeout at ignition of a stored energy system for driving a turbine wheel |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB8917379D0 (en) * | 1989-07-29 | 1989-09-13 | Chadwick Geoffrey A | Fluid regulator valves |
| US6000214A (en) * | 1996-07-08 | 1999-12-14 | Scragg; Robert L. | Detonation cycle gas turbine engine system having intermittent fuel and air delivery |
| DE10205975A1 (de) * | 2002-02-14 | 2003-08-21 | Mann & Hummel Filter | Ansaugsystem für eine Brennkraftmaschine |
| US6883304B2 (en) * | 2002-09-16 | 2005-04-26 | The Boeing Company | Pulsejet ejector thrust augmentor |
| DE10335260A1 (de) * | 2003-08-01 | 2005-02-17 | Daimlerchrysler Ag | Sekundärluftfördereinrichtung für eine Brennkraftmaschine |
| DE10335261A1 (de) * | 2003-08-01 | 2005-02-17 | Daimlerchrysler Ag | Verdichterrad und/oder Turbinenrad für eine Sekundärluftfördereinrichtung |
| US9540998B2 (en) * | 2011-05-27 | 2017-01-10 | Daniel K. Schlak | Integral gas turbine, flywheel, generator, and method for hybrid operation thereof |
| CN109779744B (zh) * | 2019-04-08 | 2024-02-02 | 重庆必优得科技发展有限公司 | 转子发动机 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1310668A (en) * | 1919-07-22 | Ehguje | ||
| US1283228A (en) * | 1917-08-06 | 1918-10-29 | Leon Le Bozec | Oil or petrol tank and oil or petrol feed apparatus. |
| US1913593A (en) * | 1927-08-15 | 1933-06-13 | Holzwarth Gas Turbine Co | Process and apparatus for charging explosion turbines |
| US2748798A (en) * | 1952-01-07 | 1956-06-05 | Ralph A Withrow | High pressure check valves |
| US4040249A (en) * | 1975-06-24 | 1977-08-09 | Deere & Company | Single shaft gas turbine engine with axially mounted disk regenerator |
-
1978
- 1978-11-07 AU AU41392/78A patent/AU4139278A/en active Pending
- 1978-11-09 US US05/959,154 patent/US4254617A/en not_active Expired - Lifetime
- 1978-11-23 GB GB7845806A patent/GB2008682B/en not_active Expired
- 1978-11-24 DE DE19782851401 patent/DE2851401A1/de not_active Withdrawn
- 1978-11-24 FR FR7833252A patent/FR2410137A1/fr not_active Withdrawn
- 1978-11-27 JP JP14641878A patent/JPS5484116A/ja active Pending
- 1978-11-27 SE SE7812209A patent/SE7812209L/xx unknown
- 1978-11-29 IT IT3033378A patent/IT1100421B/it active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5305596A (en) * | 1991-01-22 | 1994-04-26 | Sundstrand Corporation | Method for preventing lean flaeout at ignition of a stored energy system for driving a turbine wheel |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5484116A (en) | 1979-07-04 |
| IT7830333A0 (it) | 1978-11-29 |
| FR2410137A1 (fr) | 1979-06-22 |
| GB2008682B (en) | 1982-02-24 |
| GB2008682A (en) | 1979-06-06 |
| AU4139278A (en) | 1979-06-07 |
| SE7812209L (sv) | 1979-05-30 |
| IT1100421B (it) | 1985-09-28 |
| US4254617A (en) | 1981-03-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AT512532B1 (de) | Vorkammersystem für eine Brennkraftmaschine | |
| DE1476486A1 (de) | Vorrichtung zur Vernichtung schaedlicher Anteile der Abgase von Verbrennungsmotoren | |
| DE2731021C2 (de) | Brennkraftmaschine mit Fackelzündung | |
| DE2851401A1 (de) | Verbrennungskrafteinheit fuer die verwendung von gasartigen brennstoffen | |
| EP0556479A1 (de) | Druckwellenmaschine mit integrierter Verbrennung | |
| DE628684C (de) | Vorrichtung zur Erzeugung gasfoermiger Brenngemische aus fluessigem Brennstoff und Verbrennungsluft | |
| DE2150893C2 (de) | Schwingbrennergerät | |
| DE2616452B2 (de) | Brennkammer | |
| EP0907555B1 (de) | Pulsierender rückstossantrieb für wasserfahrzeuge | |
| DE241869C (de) | ||
| DE102020125319B3 (de) | Rotationskolbenmotor | |
| DE2429553A1 (de) | Kreiskolbenmotor | |
| DE1476618C3 (de) | Nach verbrennungsvorrichtung für die Auspuffgase von Brennkraftmaschinen | |
| DE2160675C3 (de) | Brennereinrichtung für eine Gasturbinenbrennkammer | |
| DE232234C (de) | ||
| AT150190B (de) | Brennkraftturbine. | |
| DE279787C (de) | ||
| DE3040720C2 (de) | Heizvorrichtung zum Vorwärmen der Verbrennungsluft einer Brennkraftmaschine | |
| DE737171C (de) | Explosionsturbine mit kreisfoermig um die Turbinenwelle angeordneten Brennkammern | |
| CH95548A (de) | Verbrennungsturbine. | |
| DE2857646C2 (de) | Brennkraftmaschine | |
| DE2436187A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum reinigen von gas | |
| DE1918478C (de) | An eine Brennkraftmaschine anschließbare Auspuffanlage zur Nachverbrennung der Abgase | |
| DE624072C (de) | Kraftmaschine mit zwei oder mehreren Druckstufen und mit Zuendkammern verbundenen zylindrischen Brennkammern | |
| DE2352482B2 (de) | Kreiskolben-Viertakt-Brennkraftmaschine |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: DEAMS (PROPRIETARY) LTD., JOHANNESBURG, TRANSVAAL, |
|
| 8128 | New person/name/address of the agent |
Representative=s name: HANSMANN, D., DIPL.-ING., PAT.-ANW., 2000 HAMBURG |
|
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee | ||
| 8180 | Miscellaneous part 1 |
Free format text: WIEDEREINSETZUNG IN DEN VORHERGEHENDEN STAND |
|
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |