Titel: Kontinuierlich arbeitende und fluidatmende Fluidenergiemaschine und Ver fahren zum Betrieb einer solchen

Vorliegende Erfindung betrifft eine insbesondere kontinuierlich arbeitende und fluid atmende Fluidenergiemaschine, beispielsweise eine Gasturbine oder dergleichen Ver brennungsmaschine zur Energiegewinnung, zur Verwendung als Triebwerk oder als Einspritzelement für eine der zuvor genannten Anwendungen, umfassend wenigstens eine Brennkammer mit einem Brennraum, in den über einen Quartärfluideinlass ein Quartärfluid und über einen Tertiärfluideinlass ein Tertiärfluid derart zuführbar sind, dass sie sich im Brennraum miteinander vermischen und wenigstens teilweise verbrannt werden.

Derartige Fluidenergiemaschinen sind aus dem Stand der Technik bekannt. Sie haben unterschiedliche Anwendungsgebiete, und unterscheiden sich unter anderem in der Art der Fluide und auf welche Weise diese Fluide der Fluidenergiemaschine zugeführt werden.

So ist es beispielsweise möglich, eine solche Fluidenergiemaschine als Gasturbine aus zubilden, wobei die zugeführten Fluide dann in der Brennkammer miteinander ge mischt und wenigstens teilweise verbrannt werden, sodass sie als insbesondere be schleunigtes Quintärfluid die Brennkammer verlassen. Eine solche Fluidenergiema schine ist beispielsweise als Heizeinrichtung für Immobilien, als Einspritzelement, als Energielieferant oder auch als Triebwerk für Flugzeuge realisierbar.

Bei solchen Fluidenergiemaschine besteht u.a. das Problem darin, dass zum Starten des Misch- und Verbrennungsvorganges meist eine aktive Beschleunigung wenigstens des Quartärfluides notwendig ist. Hierzu werden beispielswiese Kompressoren ver wendet, die das Quartärfluid beschleunigt in die Brennkammer einführen. Das bedeu tet, dass Fluidenergiemaschinen wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind, ohne zusätzliche aktiv anzutreibende Startvorrichtungen nur schwer oder gar nicht Standschubfähig sind.

Die GB 2 432 206 A beschreibt eine Brennkammer, die ein Brennkammerflammrohr und einen Drallvormischer enthält, der an dem Kopfende des Brennkammerflamm rohres angeordnet und dazu eingerichtet ist, der Brennkammer ein Brennstoff-Luft- Gemisch zuzuführen. Die Brennkammer enthält auch mehrere tangential gestufte Injektoren, die stromabwärts von dem Drallvormischer an dem Brennkammerflamm rohr angeordnet ist, wobei jeder der mehreren Injektoren zum Einbringen des

Brennstoff- Luft-Gemisches in einer Richtung quer zu einer Längsachse der Brenn kammer und zum sequentiellen Zünden der Brennstoff- Luft-Gemische von benachbar ten tangentialen Injektoren eingerichtet ist.

Die EP 2 783 159 Al beschreibt eine Brennkammer zum Verbrennen eines Luft- Kraftstoff-Gemisches, welche ein Außengehäuse umfasst; ein Flammrohr, das inner halb des äußeren Gehäuses angeordnet und mit einem Innenraum versehen ist, wobei das äußere Gehäuse und das Flammrohr dazwischen einen Ringkanal bilden, wobei das Flammrohr Strömungsöffnungen aufweist, die durch sein Gehäuse hindurchgehen und den Ringkanal und den Innenraum des Flammrohrs miteinander verbinden; ei nen Abdeckteil, der an den Einlassenden des äußeren Gehäuses und des Flammrohrs angeordnet und mit Strömungsöffnungen versehen ist, die in den Ringkanal münden; einen Verbrennungslufteinlassteil, der in einer Außenfläche des Abdeckteils angeord net ist und der mit den Strömungsöffnungen des Abdeckteils in Verbindung steht; ei nen Kraftstoffstrahl, der in dem Abdeckteil angeordnet ist und sich innerhalb des Flammrohrs erstreckt, um Kraftstoff in das Flammrohr einzuführen; wobei das Ver- brennungslufteinlassteil einen Einlasskanal umfasst, dessen Anfangsteil im Wesentli chen senkrecht und exzentrisch zu einer Längsachse der Brennkammer angeordnet ist und der sich auf einer Oberfläche des Abdeckteils spiralförmig zu einem Ende des Ka nals hin fortsetzt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Fluidenergiemaschine und insbeson dere eine kontinuierlich arbeitende und fluidatmende Fluidenergiemaschine, wie eine Gasturbine oder dergleichen Verbrennungseinrichtung anzubieten, die eine effektivere Verbrennung von Fluiden und insbesondere ein verbessertes Startverhalten aufweist.

Diese Aufgabe wird durch eine Fluidenergiemaschine und durch ein Verfahren zum Betrieb einer solchen gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst.

Diese Aufgabe wird insbesondere durch eine Fluidenergiemaschine und insbesondere kontinuierlich arbeitende und fluidatmende Fluidenergiemaschine, wie eine Gastur bine oder dergleichen Verbrennungseinrichtung, gelöst, umfassend wenigstens eine Brennkammer mit wenigstens einem Brennraum, wobei sich der Brennraum in sei nem Querschnitt entlang einer Brennraum-Haupterstreckungsrichtung Rx ₂ von einem Brennraum- Einlassende mit einem großen Durchmesser zu einem Brennraum- Auslassende mit einem kleinen Durchmesser verjüngt, wobei am Brennraum- Auslassende eine sich in Brennraum-Haupterstreckungsrichtung Rx ₂ in ihrem Quer schnitt in Brennraum-Haupterstreckungsrichtung Rx ₂ erweiternde Düse vorgesehen ist und wobei am Brennraum- Einlassende ein den Brennraum insbesondere stirnseitig verschließendes Verschlussteil vorgesehen ist, wobei das Verschlussteil Folgendes aufweist: wenigstens einen insbesondere axial in den Brennraum mündenden Quar- tärfluideinlass, um dem Brennraum wenigstens ein Quartärfluid zuzuführen, und wenigstens einen tangential in den Brennraum mündenden Tertiärfluideinlass, um dem Brennraum tangential wenigstens ein Tertiärfluid zuzuführen, wobei die Fluid energiemaschine derart ausgebildet ist, dass im Brennraum eine Vermischung des Tertiärfluides mit dem Quartärfluid erfolgt, wobei ein Tertiärfluid-Quartärfluid- Gemisch gebildet und am Mischraum-Auslassende des Brennraumes als Quintärfluid ausgegeben wird, wobei optional der Tertiärfluideinlass wenigstens eine Mischkam mer, insbesondere eine sogenannte Tertiärfluideinlassdüse aufweist, mit einem sich in seinem Querschnitt entlang einer Mischraum-Haupterstreckungsrichtung von einem Mischraum- Einlassende, mit einem großen Durchmesser, zu einem Mischraum- Auslassende, mit einem kleinen Durchmesser, verjüngenden Mischraum, und wobei die Mischkammer Folgendes aufweist: wenigsten einen insbesondere axial in den Mischraum mündenden Sekundärfluideinlass, um dem Mischraum wenigstens ein Sekundärfluid zuzuführen, und wenigstens einen tangential in den Mischraum mün denden Primärfluideinlass, um dem Mischraum wenigstens ein Primärfluid zuzufüh- ren. Diese Aufgabe wird auch durch ein Verfahren zum Betrieb einer Fluidenergiemaschi ne, wie sie hier beschrieben ist, gelöst, umfassend die folgenden Schritte: Zuführen des Tertiärfluides über den tangentialen Tertiärfluideinlass zum Brennraum der Brenn kammer, sodass sich im Brennraum eine Wirbelströmung bildet, wobei durch einen Venturi- Wirbelrohr-Effekt und/oder durch Druckbeaufschlagung über den Quartärflu ideinlass ein Quartärfluid in den Brennraum gefördert wird, wobei ein Tertiärfluid- Quartärfluid-Gemisch gebildet und am Brennraum-Auslassende des Brennraums als Quintärfluid ausgegeben wird, wobei optional noch folgendes erfolgt: Zuführen eines Primärfluides über den tangentialen Primärfluideinlass in den Mischraum der Misch kammer, sodass sich im Mischraum eine Wirbelströmung bildet, wobei durch einen Venturi- Wirbelrohr-Effekt und/oder durch Druckbeaufschlagung über den Sekundär fluideinlass ein Sekundärfluid in den Mischraum gefördert wird und sich durch eine Primärfluid-Sekundärfluid-Mischung einer Tertiärfluid bildet.

Kern der Erfindung ist unter anderem die Verwendung von sich entlang der jeweiligen Haupterstreckungsrichtung bzw. der Hauptströmungsrichtung in ihrem Querschnitt verringernder Brennräumen und optional Mischräumen, die derart angeordnet sind, dass Fluide optional über den Mischraum und den jeweiligen Einlass im Brennraum zusammengeführt und durch die Fluidenergiemaschine geführt werden. Unter dem Begriff„tangentiales Einleiten“ und„axiales Einleiten“ wird hier optional jede Art von Einleiten verstanden, die„im Wesentlichen tangential“ bzw.„im Wesentlichen axial“ ausgerichtet ist. Insbesondere kann hier die Einleitung um einen Winkel von bis zu ±15 Grad, optional von bis zu ±10 Grad zur vollständigen Axialität bzw. Tangentialität abweichen. Optional beträgt der tangentiale Abweichungswinkel bis zu ±15 Grad, op tional bis zu ±10 Grad, wobei diese positive Winkeldefinition eine Abweichung der Einlassrichtung in Richtung des Zentrums, also von der Wandung weg gerichtet defi niert.

Unter einem Fluid wird optional jede Art von Flüssigkeit und/oder Gas verstanden, wobei wenigsten ein Fluid auch in unterschiedlichen, sich verändernden Aggregatzu ständen durch die Fluidenergiemaschine geführt werden kann. So ist es beispielsweise denkbar, wenigstens ein Fluid zuerst in einer flüssigen Form durch die Fluidenergie- maschine zu führen und dann in einen gasförmigen Aggregatzustand überzuführen. Optional umfasst wenigstens eines der Fluide, und insbesondere das Primärfluid, ei nen Brennstoff. Es ist auch denkbar, wenigstens ein Fluid als ein Brennstoff-Gas- Gemisch oder dergleichen Brennstoff-Fluid-Gemisch, also ein Gemisch aus einem Brennstoff und einem eine Verbrennung begünstigendem Fluid und insbesondere Gas herzustellen, beispielsweise Luft.

Unter einer„Düse“ wird im Umfang der Erfindung jegliche Art von Auslassmittel ver standen, geeignet, um das im jeweiligen Raum, den die Düse am jeweiligen Auslas sende ab schließt geführte Fluid auszuleiten.

Es sei angemerkt, dass im Umfang der Erfindung von„Haupterstreckungsrichtungen“ und„Hauptströmungsrichtungen“ geredet wird. Das bedeutet, dass ein entlang der Haupterstreckungsrichtung bzw. Hauptströmungsrichtung geführtes Fluid bei globa ler Betrachtung in dieser Richtung geführt wird. Während dieser globalen Führung kann darüber hinaus eine davon abweichende lokale Richtung eingenommen werden. Beispielsweise kann ein Fluid in Haupterstreckungsrichtung auch spiralförmig mäan dernd oder in einer dergleichen, insbesondere abschnittsweise von der Haupterstre ckungsrichtung abweichenden Richtung geführt werden.

Es hat sich herausgestellt, dass bei einer hier beschriebenen Fluidenergiemaschine eine effektivere bzw. eine sehr energieeffiziente Beschleunigung der durch die Fluid energiemaschine geführten Fluide erreicht werden kann. Durch die Verwendung des beschriebenen sich verjüngenden optionalen Mischraums und die erfindungsgemäße optionale Einführung der Primär- und Sekundärfluide in axialer und tangentialer Richtung erfolgt optional bereits im Mischraum eine energieeffiziente Führung und Mischung der geführten Fluide, die durch die erfindungsgemäße Einleitung des resul tierenden Tertiärfluides in den Brennraum der Brennkammer in tangentialer Rich tung und die anschließende Vermischung mit dem axial eingeführten Quartärfluid weiter energetisch verbessert wird. Das Resultat ist ein optimal energieeffizient ver mischtes und, je nach Ausführungsform, beschleunigtes Quintärfluid, das über die Düse die Fluidenergiemaschine als Quintärfluid verlässt. Ein weiterer Vorteil einer solchen Fluidenergiemaschine ist, dass das Starten der Maschine optional ohne künst- liehe bzw. aktive Beschleunigung des Quartärfluides und vor allem ohne zusätzliche Beschleunigende Einrichtungen wie Kompressoren möglich ist. Eine solche Fluidener giemaschine kann standschubfähig ausgebildet werden.

Erfindungsgemäß erfolgt also optional das Zuführen des Quartärfluides über das Ver schlussteil axial in Strömungsrichtung des Quintärfluides. Die Zuführung erfolgt opti onal von Außerhalb der Fluidenergiemaschine über das Verschlussteil in die Brenn kammer. Die Zuführung erfolgt optional aus einer der Brennraum-Düse entgegenge setzten Richtung, also insbesondere von einem Punkt hinter dem Verschlussteil. Das Verschlussteil schließt optional den Brennraum stirnseitig ab, wobei als einziger Zu gang der Quartärfluideinlass insbesondere axial vorgesehen ist.

Optional gilt, wie eingangs erwähnt, dass der Tertiärfluideinlass wenigstens eine Mischkammer, insbesondere eine sogenannte Tertiärfluideinlassdüse aufweist, mit einem sich in seinem Querschnitt entlang einer Mischraum-

Haupterstreckungsrichtung von einem Mischraum- Einlassende, mit einem großen Durchmesser, zu einem Mischraum-Auslassende, mit einem kleinen Durchmesser, verjüngenden Mischraum, und wobei die Mischkammer Folgendes aufweist: wenigs tens einen insbesondere axial in den Mischraum mündenden Sekundärfluideinlass, um dem Mischraum wenigstens ein Sekundärfluid zuzuführen, und wenigstens einen tangential in den Mischraum mündenden Primärfluideinlass, um dem Mischraum wenigstens ein Primärfluid zuzuführen.

Anstelle dieser Bauweise kann der Tertiärfluideinlass als ein Rohrleitungselement, eine Düse oder jede andere entsprechende Art von Fluidführung für das Tertiärfluid ausgebildet sein. Es ist denkbar als Tertiärfluideinlass wenigstens eine Bohrung oder eine vergleichbare Öffnung in dem Verschlussteil auszuführen, so dass das Tertiärflu- id tangential in den Brennraum eingebracht werden kann. An diese Bohrung bzw. vergleichbare Öffnung kann eine Rohrleitung, eine Fluidführung etc. angeschlossen sein. Eine Vormischung von Primär- und Sekundärfluid zu einem Tertiärfluid entfällt optional in dieser Variante.

Vorzugsweise sind über den Umfang des Verschlussteils wenigstens drei Tertiärfluide- inlässe vorgesehen. Vorzugsweise erfolgt die Verteilung gleichmäßig über den Umfang verteilt.

Optional sind der Quartärfluideinlass und der Tertiärfluideinlass und/oder der Se kundärfluideinlass und der Primärfluideinlass derart komplementär zueinander an geordnet, dass sich ein Venturi-Wirbelrohr-Effekt in der Brennkammer und/oder in der Mischkammer ausbildet. Beispielsweise können der Quartärfluideinlass und der Tertiärfluideinlass so angeordnet sein, dass durch das tangentiale Einleiten des Terti ärfluides das Quartärfluid in die Brennkammer bzw. seinen Brennraum eingesaugt wird, und auch umgekehrt. Selbiges gilt optional für den Primärfluideinlass, der der art tangential in die Mischkammer mündet, dass das Sekundärfluid durch einen Ven- turi-Wirbelrohr-Effekt in die Mischkammer bzw. seinen Mischraum gesaugt wird, und auch umgekehrt. Auch sind Mischformen denkbar, wobei beispielsweise eine Teilmen ge wenigstens des Quartärfluides und/oder Sekundärfluides über einen solchen Ven- turi-Wirbelrohr-Effekt eingesaugt, eine andere Teilmenge aktiv eingebracht und ins besondere gepumpt wird. Optional mündet der Tertiärfluideinlass tangential in die Brennkammer, so dass das Quartärfluid wenigstens teilweise durch einen Venturi- Wirbelrohr-Effekt über den Quartärfluideinlass in den Brennraum eingesaugt wird und/oder mündet der Sekundärfluideinlass tangential in die Mischkammer mündet, so dass das Primärfluid wenigstens teilweise durch einen Venturi-Wirbelrohr-Effekt über den Primärfluideinlass in den Mischraum eingesaugt wird.

Optional umfasst das Primärfluid oder Tertiärfluid wenigstens einen Brennstoff, wie zuvor bereits beschrieben. Optional stehen der Quartärfluideinlass und/oder der Se kundärfluideinlass mit der Atmosphäre in Fluidverbindung. Weiter optional sind das Quartärfluid und/oder das Sekundärfluid Luft und insbesondere Druckluft oder der gleichen unter normalen atmosphärischen Bedingungen eine Verbrennung förderndes Gas. Es ist möglich, dass der Quartärfluideinlass und/oder der Sekundärfluideinlass in direkter Fluidverbindung mit der Atmosphäre stehen. Das ist insbesondere vorteil haft, wenn, wie zuvor beschrieben, der Quartärfluideinlass und der Tertiärfluideinlass und/oder der Primärfluideinlass und der Sekundärfluideinlass derart komplementär zueinander angeordnet sind, dass sich ein Venturi-Wirbelrohr-Effekt in der Brenn kammer bzw. in der Mischkammer ausbildet. Bei der direkten Verbindung des Quar- tärfluideinlasses und/oder des Sekundärfluideinlasses mit der Atmosphäre wird so auf einfache und zuverlässige Weise Luft aus der Atmosphäre in die Fluidenergiemaschi ne gezogen.

Das Quartärfluid und/oder das Sekundärfluid können optional ein Druckgas und ins besondere Druckluft sein, um das Einströmen zu verstärken/unterstützen. Es ist denkbar, eine Druckquelle, beispielsweise einen Kompressor, eine Pumpe, einen Drucktank oder eine dergleichen druckwirkende Anordnung, mit dem Quartärfluid und/oder Sekundärfluideinlass in Fluidverbindung zu bringen, um das dort geführt Fluid unter Druck zusetzten und der jeweiligen Kammer zuzuführen.

Optional gilt, dass der Quartärfluideinlass und/oder der Sekundärfluideinlass mit Druckgas beaufschlagt werden und/oder das Quartärfluid und/oder das Sekundärfluid künstlich beschleunigt werden. Selbiges gilt optional entsprechend für den Primärflu ideinlass und/oder den Tertiärfluideinlass bzw. das Primärfluid und/oder das Tertiär fluid.

Optional erfolgt das Zuführen des Quartärfluides und/oder des Sekundärfluides durch Druckbeaufschlagung, optional unter 0,1 - 300 Bar, weiter optional unter 100 - 300 bar absolut. Optional erfolgt das Zuführen des Tertiärfluides und/oder des Primärflui des durch Druckbeaufschlagung, optional 0,1 - 300 Bar, weiter optional unter 100 - 300 bar absolut. Optional sind das Quartärfluid und/oder das Sekundärfluid ein Gas und insbesondere Luft oder ein dergleichen die Verbrennung förderndes Gas.

Optional sind der Brennraum und/oder der Mischraum als Rotationskörper um ihre jeweilige Haupterstreckungsachse ausgeführt.

Optional sind der Brennraum und/oder der Mischraum in ihrer jeweiligen Haupter streckungsrichtung RX2; RX302 wenigstens abschnittsweise in Form eines sich stetig verjüngenden und insbesondere verjüngenden hyperbolartigen Trichters ausgeführt.

In vereinfachter Bauweise können hier auch Radien, Polynomstücke oder vergleichba re Geometrien eingesetzt werden. Der hyperbolartige Trichter ist dabei optional als hyperboloider Trichter, nämlich als sogenannte Torricelli Trompete ausgeführt und insbesondere als Rotationskörper eines Graphen mit der Form y=l/x, mit dem Defini tionsbereich X>1, rotierend um die X-Achse. Im Umfang der Erfindung gelten auch Volumenkörper mit einer Abweichung von ±10 % von dieser geometrischen Form mit umfasst. Es hat sich herausgestellt, dass ein in einem derartigen Volumenkörper ge führtes Fluid auf besonders effektive Weise geführt und optional beschleunigbar ge führt wird.

Optional sind der Quartärfluideinlass und/oder Tertiärfluideinlass und/oder der Se kundärfluideinlass und/oder der Primärfluideinlass in ihrem jeweiligen Querschnitt entlang ihrer jeweiligen Haupterstreckungsrichtung Rx4oo; Rx3oo; Rx2oo; Rxioo von einem jeweiligen Einlassende mit einem großen Durchmesser zu einem jeweiligen Auslas sende mit einem kleinen Durchmesser verjüngend und insbesondere in Form eines sich verjüngenden hyperbolartigen Trichters ausgebildet. Auch für einen solchen hy- perbolartigen Trichter kann das zuvor Genannte gelten. Das heißt, ein solcher hyper- bolartiger Trichter ist optional als Radius-, Polynom- oder hyperboloider Trichter, nämlich als sogenannte Torricelli Trompete ausgeführt und insbesondere als Rotati onskörper eines Graphen mit der Form y=l/x, mit dem Definitionsbereich X>1, rotie rend um die X-Achse. Im Umfang der Erfindung gelten auch Volumenkörper mit einer Abweichung von ±10 % von dieser geometrischen Form mitumfasst.

Optional ist an der Brennkammer und/oder an der Mischkammer und insbesondere im jeweiligen Auslassbereich bzw. einem jeweiligen Auslassende des Mischraums bzw. Brennraums eine Düse vorgesehen. Diese Düse kann als ein Lavaldüse ausgebildet sein. Sie kann als eine sich erweiternde Düse ausgebildet sein. Eine solche Düse kann die Form eines hyperbolartigen und insbesondere hyperboloiden Trichters aufweisen. Sie kann als Diffusor ausgebildet sein. Optional ist die Düse derart ausgebildet, dass sie die Wirbelströmung des Fluids, das in der Brennkammer bzw. der Mischkam mer geführt wird, gleichrichtet und/oder eine möglichst hohe Ausströmungsgeschwin digkeit generiert. Die Düse kann analog zur Geometrie der Brennkammer bzw. der Mischkammer insbesondere gegenläufig dazu ausgeführt sein.

Es ist möglich, eine solche Düse mit einer Spiralströmungsführung zu versehen, um das geführte Fluid in einen spiralförmigen Strömungsweg insbesondere mit in Strö- mungsrichtung zunehmender Steigung zu zwingen. Eine solche Spiralströmungsfüh rung können beispielsweise Einbauten und insbesondere Vorsprünge sein, die das in der Düse geführte Fluid, in eine Spiralströmung zwingen. Es ist auch möglich, die Dü se in einer in sich gedrehten Form auszubilden, sodass sich eine solche Spiralströ mungsführung und/oder ein spiralförmiger Strömungsweg ergibt. Optional ist die Spi ralform dabei so gewählt, dass sich eine hyperbolartige und insbesondere hyperbolisch zunehmende Steigung ergibt.

Optional weist wenigstens ein Fluideinlass, insbesondere der Primärfluideinlass und/oder der Tertiärfluideinlass, wenigstens ein Fluidleitungsmittel und insbesondere Primärfluidleitungsmittel bzw. Tertiärfluidleitungsmittel auf. Optional steht der Flu ideinlass über wenigstens ein Fluidleitungsmittel mit wenigstens einem Fluidreser voir, beispielsweise einem Brennstoffreservoir, oder einer Fluidpumpe, beispielsweise einer Brennstoffpumpe, in Fluidverbindung. Optional ist das Fluidreservoir ein Druckreservoir, in dem das zu führende Fluid unter Druck steht und so optional dem Einlass druckbeaufschlagt zugeführt wird.

Optional weisen wenigstens ein Abschnitt des Primärfluidleitungsmittels und/oder des Tertiärfluidleitungsmittels und/oder wenigstens einer der Fluideinlässe und/oder we nigstens eine der Kammern wenigstens ein Fluidwärmungsmittel auf. Ein solches Flu idwärmungsmittel kann beispielsweise ein der Brennkammer und/oder der Misch kammer zugeordneter Wärmetauscher sein„zugeordnet“ bedeutet optional, dass der Wärmetauscher mit der Kammer in Thermokopplung steht, so dass insbesondere Wärmeenergie der Kammer über den Wärmetauscher auf das Fluid übertragen wer den kann. Der Wärmetauscher kann insbesondere wenigstens eine in und/oder an der Wandung der Kammer verlaufende Fluidleitung aufweisen. Ein solches Fluidwär mungsmittel kann auch, insbesondere in Ergänzung und/oder alternativ, eine Zünd vorrichtung zur Zündung eines zündfähigen Fluides und insbesondere Fluidgemischs sein. Der Vorteil eines solchen Fluidwärmungsmittels hegt in der Möglichkeit, ein in dem jeweiligen Fluidleitungsmittel und/oder der jeweiligen Kammer und/oder dem jeweiligen Fluideinlass geführtes Fluid anzuwärmen und/oder zu zünden. So kann beispielsweise ein in die Mischkammer eingeleitetes Primärfluid über einem der Brennkammer zugeordneten Wärmetauscher vorgewärmt werden, sodass es in er- wärmtem Zustand in die Mischkammer eingeführt und dort mit dem Sekundärfluid vermischt wird. Die Vorwärmung kann dabei so erfolgen, dass sich ein zündfähiges Fluidgemisch in der Mischkammer und insbesondere ein selbstzündfähiges Fluidge misch bilden. Der optionale Effekt ist eine Selbstzündung des Gemischs aus Sekun därfluid und Primärfluid in der Mischkammer, wodurch das resultierende Tertiärge misch mit hoher Geschwindigkeit und/oder hoher Temperatur der Brennkammer zu geführt wird. In Ergänzung oder alternativ ist es denkbar, dass Fluidwärmungsmittel mit einer Zündvorrichtung auszubilden, um ein in der Brennkammer und/oder der Mischkammer geführtes Fluid und/oder Fluidgemisch aktiv zu zünden. Hier können beispielsweise Glühmittel oder dergleichen Zündmitteln in der Wandung der Brenn kammer bzw. der Mischkammer vorgesehen sein. Bei Kontakt des Fluides bzw. Fluid- gemischs mit diesem Glühmittel oder dergleichen Zündmitteln kommt es zur Entzün dung des zündfähigen Fluids und zur wenigstens teilweisen Verbrennung. Das Fluid wärmungsmittel kann so ausgebildet sein, dass das damit in Kontakt tretende, ge führte Fluid seinen Aggregatzustand ändert. So kann beispielsweise ein zuvor flüssi ges Fluid durch den Kontakt mit dem Fluidwärmungsmittel in ein im Wesentlichen teilweise gasförmiges Fluid übergeführt werden. Die Bildung eines selbstzündenden Fluidgemischs wird dadurch erleichtert. Optional ist das Fluidwärmungsmittel als Fluidvorwärmungsmittel ausgebildet.

Soll insbesondere die Selbstzündung eines Fluides vermieden werden, ist es auch mög lich, dass Fluidwärmungsmittel als Fluidkühlungsmittel auszubilden. Auch dies ist von der Erfindung mit umfasst. Auf diese Weise kann beispielsweise die Gefahr einer Selbstzündung durch die Kühlung des beispielsweise im jeweiligen Leitungsmittel geführten Fluides reduziert werden.

Das Fluidwärmungsmittel weist optional wenigstens ein Fluidleitungsmittel auf, das insbesondere spiralförmig oder dergleichen mäandernd in und/oder an der Wandung der Brennkammer und/oder Mischkammer verlaufend angeordnet ist und/oder we nigstens abschnittsweise in und/oder wenigstens abschnittsweise an der Wandung der Brennkammer und/oder Mischkammer von der jeweiligen Düse zum Einlass, insbe sondere dem Tertiärfluideinlass bzw. Primärfluideinlass verlaufende ausgebildet ist. Durch die Führung des Fluidleitungsmittels in der jeweiligen Wandung kann ein ef- fektiver Wärmeübertrag der in der Brennkammer bzw. Mischkammer insbesondere durch Verbrennung entstehenden Wärme in das in dem Fluidleitungsmittel geführten Fluid erreicht werden. Darüber hinaus ist es möglich, das Fluidleitungsmittel bzw. das Fluidwärmungsmittel derart auszubilden, dass es eine Kühlung der jeweiligen Düse und/oder der Kammerwandung bewirkt wird. Optional wird dabei das Fluid als gekühltes Fluid der Fluidenergiemaschine und insbesondere dem Fluidwärmungsmit tel zugeführt, um über das Fluidwärmungsmittel erwärmt zu werden.

Optional ist das Fluidleitungsmittel spiralförmig und/oder mäandernd geführt ange ordnet. Weiter optional ist es derart ausgebildet, dass es der Fluidvorwärmung und/oder der Druckerhöhung des geführten Fluids dient und/oder eine Kühlung der jeweiligen Düsen und/oder Kammerwandung bewirkt. Optional ist es denkbar, dass das Fluidleitungsmittel einen runden, und insbesondere Kreisrunden Querschnitt aufweist. Als runder Querschnitt wird optional ein Querschnitt mit einer stetigen Wandungsentwicklung angesehen. Weiter optional ist es möglich, Leitvorrichtungen im Fluidleitungsmittel vorzusehen, insbesondere um eine Eindrehung der Strömung des geführten Fluides zu bewirken. Diese Leitvorrichtungen sind dabei vorzugsweise so ausgebildet, dass sie das geführte Fluid in eine spiralförmige Strömung entlang der Hauptströmungsrichtung im Fluidleitungsmittel zwingen.

Optional ist die Fluidenergiemaschine derart ausgeführt, dass wenigstens ein in der Fluidenergiemaschine geführtes Fluid in beschleunigter Form die Fluidenergiema schine als Quintärfluid verlässt. Eine solche Ausführungsform ist beispielsweise als eine Gasturbine, ein Einspritzelement und/oder als ein Triebwerk realisierbar.

Insbesondere bei der Ausbildung als Einspritzelement und/oder Gasturbine und/oder als Triebwerk ist die Aufgabe der Erfindung, die Fluidenergiemaschine standschubfä hig auszubilden und insbesondere derart, dass keine aktive, insbesondere maschinelle Beschleunigung insbesondere des über den Quartärfluideinlass zugeführten Fluides nötig ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer wie oben als Gasturbine und/oder als Triebwerk ausgebildeten erfindungsgemäßen Fluidenergiemaschine ge löst. Optional weisen der Tertiärfluideinlass und/oder der Primärfluideinlass wenigstens jeweils ein Ventilmittel auf, um die Zufuhr des darin geführten Fluides zu stoppen und/oder zu ermöglichen und/oder in der Zuführmenge zu regeln. Optional ist das Ventilmittel dabei derart ausgebildet, dass es den Zufluss des Tertiärfluides und/oder des Primärfluides dann ermöglichen, wenn ein ausreichender Tertiärfluid- bzw. Pri märfluiddruck und/oder eine ausreichende Tertiärfluidtemperatur bzw. Primärfluid temperatur erreicht ist, um in der jeweiligen Brennkammer bzw. Mischkammer einen Venturi-Wirbelrohr-Effekt auszubilden und insbesondere Quartärfluid bzw. Sekundär fluid anzusaugen und/oder druckbeaufschlagt einströmen zu lassen. Hier kann dann von einer Selbstzündung der Fluidenergiemaschine geredet werden. Das Ventilmittel ist optional so ausgebildet, dass es erst öffnet, wenn das über den Primärfluideinlass und die Primärfluiddruckquelle, beispielsweise einem Fluidreservoir oder einer Fluid pumpe, zugeführte Primärfluid die ausreichende Temperatur bzw. den ausreichenden Druck für die Selbstzündung in der Mischkammer erreicht. Selbiges gilt optional für ein optional dem Tertiärfluid zugeordnetes Ventilmittel.

Optional ist im Quartärfluideinlass und/oder Tertiärfluideinlass und/oder Sekundär fluideinlass und/oder Primärfluideinlass und/oder Brennraum und/oder Mischraum wenigstens eine Stromleitführung für den Fluidstrom vorgesehen. Es ist denkbar, dass zur Bildung der Stromleitführung der Quartärfluideinlass und/oder der Tertiär fluideinlass und/oder der Sekundärfluideinlass und/oder der Primärfluideinlass und/oder der Brennraum und/oder der Mischraum wenigstens abschnittsweise in sich gedreht ausgeführt sind, insbesondere um für das darin geführte Fluid einen in sich gedrehten Strömungsweg zu definieren. Auch ist es denkbar, dass sie derart ausgebil det sind, dass sie das darin geführte Fluid in einen in sich gedrehten Strömungsweg zwingen. Es ist denkbar, wenigstens eine Stromleitführung, insbesondere Spiralströ mungsführung auszubilden, beispielsweise in Form einer hyperbolartigen insbesonde re hyperbolischen Spirale, um das geführte Fluid in eine Spiralströmung und insbe sondere eine logarithmisch abnehmende hyperbolartige Spiralbahn zu drängen. Opti onal ist wenigstens eine Stromleitführung, insbesondere eine Spiralströmungsführung vorgesehen, beispielsweise als ein Einbaumittel mit wenigstens einem Leitblech oder einer dergleichen Führungselement. Auch ist es möglich, eine solche Stromleitführung integral mit der Wandung auszuführen und insbesondere mittels entsprechend ausge- bildeter Erhebungen in der Wandung, die in Querschnittsebene den Querschnitt im Strömungsweg entsprechend reduzieren, sodass das darin geführte Fluid in eine Rich tungsänderung gezwängt wird. Bei einer spiralförmigen Anordnung der Stromleitfüh rung ergibt sich so eine spiralförmige Strömungsbahn des geführten Fluids. Optional ist es denkbar, den jeweiligen Einlass oder die Kammer und insbesondere die Wan dungen des jeweiligen Einlasses bzw. Kammer um die jeweilige Haupterstreckungs achse tordiert auszubilden, wodurch sich eine spiralförmige Strömungsführung im Strömungsweg ergibt. Es ist denkbar, die Stromleitführung derart auszubilden, dass sich abnehmende und/oder zunehmende Steigungen in der Strömungsbahn und insbe sondere in einer spiralförmigen Helixbahn ergeben. Die Stromleitführung ist optional so ausgebildet, dass sich die Steigung entlang der Haupterstreckungsrichtung spiral förmig reduziert. Die Stromleitführung ist optional zur Strömungsgleichrichtung aus gebildet, um eine dort geführte Strömung gleichzurichten bzw. zu laminarisieren.

Optional sind der Quartärfluideinlass und/oder der Tertiärfluideinlass und/oder der Sekundärfluideinlass und/oder der Primärfluideinlass und/oder der Brennraum und/oder der Mischraum in ihrem Querschnitt rund ausgebildet und insbesondere kreisrund. Es sind auch elliptische und dergleichen stetig entwickelte Querschnitts formen anwendbar.

Optional sind der Tertiärfluideinlass und/oder der Primärfluideinlass um eine ortho gonal zur jeweiligen Hauptströmungsrichtung in dem jeweils einmündenden Brenn raum bzw. Mischraum verlaufenden Schwenkachse in einer Schwenkrichtung entge gen der Hauptströmungsrichtung Rx2; Rx ₃₀₂ in einem Bereich von 90 Grad bis 150 Grad verschwenkbar ausgebildet. Auf diese Weise kann beispielsweise ein über den jeweiligen Einlass geführtes Fluid tangential und darüber hinaus bereits in der jeweiligen Hauptströmungsrichtung beschleunigt werden. Insbesondere beim Start der Fluidenergiemaschine ist optional der jeweilige Einlass in einem Winkel von 90 Grad geschwenkt, also tangential-orthogonal zur jeweiligen Haupterstreckungs achse. Während des Betriebs kann dieser Schwenkwinkel dann auf bis zu 150 Grad erhöht werden so dass die Einleitungsrichtung verstärkt in die Hauptströmungsrich tung weist. Optional weist die Mischkammer ein den Mischraum an einem Mischraum- Einlassende verschließendes Verschlussteil auf, an dem optional wenigstens der eine Sekundärfluideinlass und wenigstens der eine Primärfluideinlass vorgesehen sind. Darüber hinaus weist die Mischkammer optional an einem Mischkammer- Auslassende des Mischraums eine sich in Mischkammer-Haupterstreckungsrichtung in ihrem Querschnitt erweiternde Mischraum-Düse, wie sie bereits zuvor auch schon beschrieben wurde, auf.

Es ist denkbar, die hier beschriebenen Verschlussteile am Mischraum bzw. Brenn raum integral mit der jeweiligen Wandung des Raums auszubilden. Auch ist es denk bar, sie als eigenständiges Bauteil vorzusehen. Insbesondere in diesem Zusammen hang können dann die jeweiligen Einlässe für die Fluide sehr kostengünstig am Ver schlussteil vorgesehen sein.

Es ist denkbar, eine Mehrzahl an Primärfluideinlässen und/oder Tertiärfluideinlässen an der Mischkammer bzw. der Brennkammer vorzusehen. Insbesondere sind die je weiligen Einlasse optional insbesondere gleichmäßig über den Umfang der jeweiligen Kammer bzw. des jeweiligen Verschlussteils verteilt.

Optional bilden die Brennkammer und die Mischkammer eine rekursive bzw. fraktale Wirrbelrohranordnung. Das bedeutet insbesondere, dass die Brennkammer und die Mischkammer in ihrer Grundgeometrie identisch, jedoch in unterschiedlicher Größe ausgebildet sind. Beispielsweise kann die Brennkammer bzw. der Brennraum einen hyperbolischen Querschnitt aufweisen, während die Mischkammer einen identischen hyperbolischen Querschnitt, jedoch mit reduzierter Größe aufweist.

Optional weisen der Quartärfluideinlass und/oder der Sekundärfluideinlass je wenigs tens ein Fluidleitelement auf, das wenigstens teilweise in den jeweiligen Brennraum bzw. Mischraum einragt, welches optional u.a. als hyperbolartiger Trichter ausgeformt ist. Hier sind sämtliche Formen anwendbar, die hierin auch in Bezug auf die Form des Brennraums bzw. des Mischraumes genannt sind. Optional ist dieses Fluidleitelement ein Rohr oder ein dergleichen Fluidkanal. Optional schließt das Fluidleitelement ste tig an den Quartärfluideinlass bzw. den Sekundärfluideinlass an. Optional ist der Übergang der Wandung des Quartärfluideinlass bzw. des Sekundärfluideinlass zum jeweiligen Fluidleitelement stetig ausgebildet. Optional setzt sich die Wandungsgeo metrie des Quartärfluideinlasses bzw. des Sekundärfluideinlasses im Fluidleitelement stetig fort. Ist beispielsweise die Innengeometrie des Quartärfluideinlasses und/oder des Sekundärfluideinlasses als Trichter und insbesondere als hyperbolartiger, insbe sondere hyperbolischer Trichter ausgeführt, kann sich diese Geometrie optional auch im Fluidleitelement fortsetzten. Es ist auch denkbar, das Fluidleitelement mit paralle len Innenwandungsteilen, beispielsweise als Rohrstück auszubilden. Auch andere In nenraumgeometrien sind denkbar. Obiges aus diesem Absatz kann optional identisch bzw. entsprechend auch für den Primärfluideinlass und/oder den Tertiärfluideinlass gelten.

Optional ist das Fluidleitelement entlang und insbesondere coaxial zur jeweiligen Haupterstreckungsrichtungen R _X 2 und/oder R _X302 geführt. Optional erstreckt sich das Fluidleitelement wenigstens zu 1/2 mal der Länge des Brennraums bzw. des Misch raums, optional zu 2/3 der Länge des Brennraums bzw. des Mischraums in Richtung des Auslassendes des jeweiligen Brennraums bzw. des Mischraums, und weiter optio nal bis zum Bereich des Auslassendes des jeweiligen Brennraums bzw. des Misch raums. Obiges aus diesem Absatz kann optional identisch bzw. entsprechend auch für den Primärfluideinlass und/oder den Tertiärfluideinlass gelten

Optional sind das Verschlussteil und/oder die Innenwandung des Brennraums bzw. Mischraums zueinander ausgerundet ausgebildet. Optional sind das Verschlussteil und/oder das Fluidleitelement zueinander ausgerundet ausgebildet. Optional geht die Außengeometrie des Fluidleitelements im Brennraum bzw. Mischraum in Form einer Klothoide, einer Parabel, eines Radius oder dergleichen stetig gekrümmt in die In nenwandung des Verschlussteils über. Optional ist das Fluidleitelement als Erhebung an der Innenwandung des jeweiligen Verschlussteils des Brennraums bzw. des Vor mischraums ausgebildet. Optional ist das Verschlussteil wenigstens auf seiner dem Brennraum bzw. des Mischraum zugewandten Innenwandung stetig einfach oder mehrfach gekrümmt ausgebildet, und insbesondere im Querschnitt wellenförmig aus gebildet, insbesondere mit einem erhöhten Randbereich im Wandungsbereich des Brennraums bzw. des Mischraums gefolgt von einem Wellental und optional einem anschließenden Wellenberg im Bereich der Haupterstreckungsachse des Brennraums bzw. des Mischraums bzw. des Einleitungsbereichs des Quartärfluideinlasses bzw. des Tertiärfluideinlasses. Obiges aus diesem Absatz kann optional identisch bzw. entspre chend auch für den Primärfluideinlass und/oder den Tertiärfluideinlass gelten

Optional ist der Quartärfluideinlass und/oder Sekundärfluideinlass von den Ver schlussteilen aus Richtung den Haupterstreckungsrichtungen R _X 2 und/oder R _X302 mit tels eines solchen Fluidleitelementes und insbesondere eines Rohrstücks in den Brennraum und/oder Mischraum geführt. Optional reicht dieses Fluidleitelement und insbesondere das Rohrstück bis an die Auslassenden der Brennkammer und/oder Mischkammer. Obiges aus diesem Absatz kann optional identisch bzw. entsprechend auch für den Primärfluideinlass und/oder den Tertiärfluideinlass gelten.

Es sein angemerkt, dass dieses Fluidleitelement bei jeder Fluidenergiemaschine seine Anwendung finden kann, die wenigstens eine Brennkammer mit wenigstens einem Brennraum aufweist, der sich in seinem Querschnitt entlang einer Haupterstre ckungsrichtung (R _X 2) von einem Einlassende mit einem großen Durchmesser zu einem Auslassende mit einem kleinen Durchmesser verjüngt, und wobei am Einlassende ein den Brennraum insbesondere stirnseitig verschließendes Verschlussteil vorgesehen ist, wobei das Verschlussteil folgendes aufweist: wenigstens einen insbesondere axial in den Brennraum mündenden Quartärfluideinlass, um dem Brennraum wenigstens ein Quartärfluid zuzuführen, und wenigstens einen tangential in den Brennraum mündenden Tertiärfluideinlass, um dem Brennraum tangential wenigstens ein Terti- ärfluid zuzuführen, wobei die Fluidenergiemaschine derart ausgebildet ist, dass im Brennraum eine Vermischung des Tertiärfluides mit dem Quartärfluid erfolgt, wobei ein Tertiärfluid-Quartärfluid-Gemisch gebildet und am Auslassende des Brennraumes als Quintärfluid ausgegeben wird.

Wie erwähnt, betrifft die Erfindung auch ein entsprechendes Verfahren zum Betrieb einer solchen Fluidenergiemaschine. Sämtliche in Bezug auf die Fluidenergiemaschine genannten Eigenarten und Ausführungsformen gelten auch für das Verfahren, wobei aus Redundanzgründen nicht explizit darauf eingegangen, sondern nur auf das hierin Genannte verwiesen wird. Umgekehrt gilt sämtliches, in Bezug auf das Verfahren Genannte auch für die Fluidenergiemaschine.

So ist es optional denkbar, dass neben dem Fördern über einen Venturi- Wirbelrohr Effekt insbesondere das Sekundärfluid und/oder das Quartärfluid aktiv in den Misch raum bzw. den Brennraum gefördert werden, beispielsweise mittels eines Druckreser voirs und/oder einer Fluidpumpe.

Optional ist es denkbar, dass mittels eines Fluidwärmungsmittels ein in der Misch kammer und/oder Brennkammer selbstzündendes Primärfluid- Sekundärfluid- Gemisch bzw. Tertiärfluid-Quartärfluid-Gemisch gebildet wird, das sich in der jeweili gen Kammer entzündet und/oder dass mittels eines Fluidwärmungsmittels das Pri märfluid- Sekundärfluid- Gemisch in der Mischkammer gezündet wird und/oder das in der Mischkammer gebildete Primärfluid- Sekundärfluid-Gemisch als Tertiärfluid der Brennkammer zugeführt und dort als Tertiärfluid-Quartärfluid-Gemisch gezündet und/oder weiterverbrannt wird.

Auch ist es denkbar, dass das Tertiärfluid-Quartärfluid-Gemisch die Brennkammer als Quintärfluid verlässt und einer nachgeschalteten Turbine zugeführt wird. Auf die se Weise kann beispielsweise mittels der entsprechend ausgebildeten Turbine über die Fluidenergiemaschine elektrische und/oder kinetische Energie gewonnen werden. Die Turbine kann beispielsweise Antriebsschaufeln oder dergleichen Treibmittel für das zugeführte Quintärfluid aufweisen und ein Dynamomittel oder dergleichen Mittel zur elektrischen Energiegewinnung aus Bewegungsenergie und insbesondere Rotationse nergie.

Der Anwendungsbereich der hier beschriebenen Fluidenergiemaschine erstreckt sich über unterschiedliche Anwendungen einer Gasturbine, eines Einspritzelements, einer Verbrennungsmaschine aus der Energie- und/oder Heiztechnik etc., insbesondere zur stationären Energiegewinnung, bis hin zu einem Triebwerk für die Luft- und Raum fahrt. All diese Anwendungsformen sind von der Erfindung mit umfasst.

Weitere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben, die durch die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden. Hierbei zeigen schema tisch:

Fig. 1 eine isometrische Darstellung einer ersten Ausführungsform der kontinuierlich arbeitenden und fluidatmenden Fluidenergiemaschine und insbesondere Gasturbine bzw. Triebwerk;

Fig. 2 einen Querschnitt der Ausführungsform gern. Fig. 2;

Fig. 3 und 4 eine isometrische Detaildarstellung eines Tertiärfluideinlasses der Aus führungsform gern. Fig. 1;

Fig. 5 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fluidenergiemaschine und insbesondere Gasturbine bzw. Triebwerk; und

Fig. 6: einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fluidenergiemaschine; und

Fig. 7: eine isometrische Ansicht und teilgeschnittene Detaildarstellungen einer weite ren Ausführungsform er der erfindungsgemäßen Fluidenergiemaschine.

Im Folgenden werden für gleiche und gleichwirkende Bauteile dieselben Bezugsziffern verwendet, wobei zur Unterscheidung gleicher Bauteile bisweilen Hochindizes ihre Anwendung finden.

Wenn nicht anders definiert, haben alle hier verwendeten Termini (einschließlich technischer und wissenschaftlicher Termini) die gleiche Bedeutung, und insbesondere eine Bedeutung, wie sie allgemein von einem Durchschnittsfachmann auf diesem Ge biet verstanden wird, wenn sie im Zusammenhang mit der Beschreibung und den Zeichnungen interpretiert werden. Es versteht sich ferner, dass Termini, wie diejeni gen die in allgemein verwendeten Wörterbüchern definiert sind, in Bezug auf das hier relevante technische Gebiet interpretiert werden, und nicht in einem idealisierten o- der in einem übertrieben formalen Sinn, außer dies ist explizit so definiert. In be- stimmten Fällen kann auf eine detaillierte Beschreibung allseits bekannter Vorrich tungen und Verfahren verzichtet werden, um eine Redundanz der Beschreibung zu vermeiden. Die Beschreibung bestimmter Ausführungsformen und die darin verwen dete Terminologie soll die Erfindung nicht einschränken. Die Singularformen„ein“, „der/die/das“ mögen auch die Pluralformen mit einschließen, wenn es der Kontext nicht eindeutig anders nahelegt. Der Ausdruck„und/oder“ schließt jegliche und alle Kombinationen eines oder mehrerer der zugehörigen aufgelisteten Gegenstände mit ein. Es versteht sich, dass die Begriffe„umfasst“ und/oder„umfassend“ das Vorhan densein genannter Merkmale angeben, jedoch das Vorhandensein oder das Hinzufü gen eines oder mehrerer anderer Merkmale nicht ausschließen. Ferner versteht es sich, dass wenn ein bestimmter Schritt eines Verfahrens als einem anderen Schritt folgend angegeben wird, er direkt auf diesen anderen Schritt folgen kann oder einer oder mehrere Zwischenschritte durchgeführt werden können, bevor der bestimmte Schritt ausgeführt wird, wenn das nicht anders angegeben ist. In der gleichen Weise versteht es sich, dass wenn eine Verbindung zwischen Strukturen oder Komponenten beschrieben ist, diese Verbindung direkt oder über Zwischenstrukturen oder - komponenten erfolgen kann, außer es ist anderweitig spezifiziert. Auf den Offenba rungsgehalt aller Publikationen, Patentanmeldungen, Patente und anderer hier er wähnter Literatur wird in seiner Gänze verwiesen. Im Fall eines Konflikts gilt die vorliegende Spezifikation, einschließlich ihrer Definitionen.

Die Erfindung wird hier anhand der beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen Ausführungsformen der Erfindung gezeigt sind. Die Erfindung kann jedoch auch in vielen verschiedenen Formen ausgeführt sein und sollte nicht so verstanden werden, dass sie auf die hier dargelegten Ausführungsformen beschränkt ist. Vielmehr sind die Ausführungsformen hier angegeben, damit die vorliegende Offenbarung ausführlich und vollständig ist und den Umfang der Erfindung dem Fachmann in vollständiger aber beispielhafter Weise darlegt. Die Beschreibung der beispielhaften Ausführungs formen soll im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen gelesen werden, die als Teil der ganzen schriftlichen Beschreibung gelten sollen. In den Zeichnungen kann es Vorkommen, dass die absoluten und relativen Größen von Systemen, Komponenten, Schichten und Bereichen aus Gründen der Deutlichkeit übertrieben dargestellt sind. Ausführungsformen können anhand schematischer und/oder querschnittsartiger II- lustrationen, idealisierter Ausführungsformen und Zwischenstrukturen der Erfindung beschrieben sein. Relative Termini sowie auch ihre Ableitungen sollten so verstanden werden, dass sie sich auf die Ausrichtung beziehen, wie sie dort in der gerade bespro chenen Zeichnung beschrieben oder gezeigt ist. Diese relativen Termini dienen der übersichtlicheren Beschreibung und erfordern nicht, dass das System in einer be stimmten Ausrichtung aufgebaut oder betrieben werden muss, außer es ist explizit anders angegeben. Beliebige der offenbarten Vorrichtungen oder Teile davon können zusammen kombiniert werden oder in weitere Teile aufgeteilt werden, wenn nicht spezifisch anders angegeben. Die bloße Tatsache, dass bestimmte Maßnahmen in von einander verschiedenen Abschnitten oder Ansprüchen aufgeführt werden, soll nicht angeben, dass eine Kombination dieser Maßnahmen nicht vorteilhafterweise vorge nommen werden kann. Insbesondere sollen alle denkbaren Kombinationen der An sprüche als inhärent offenbart betrachtet werden. In dieser Beschreibung sind Wörter wie„im Wesentlichen“,„ungefähr“ oder„im Allgemeine n/allgemein“ dahingehend aus zulegen, dass sie mindestens Abweichungen eines Maßes von 10 % oder weniger, vor zugsweise 5 % oder weniger, oder Abweichungen von einer Form beinhalten, die für einen Fachmann auf dem Gebiet noch in den Rahmen der betreffenden Definition fal len würden, außer dies ist anderweitig spezifiziert.

Aus Gründen der Klarheit und im Sinne einer stringenten Beschreibung werden Merkmale hier meist als ein Teil einer oder getrennter Ausführungsformen beschrie ben; es versteht sich jedoch von selbst, dass der Umfang der Erfindung auch Ausfüh rungsformen enthalten kann, die Kombinationen aller oder einiger der beschriebenen Merkmale aufweisen.

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine mögliche Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fluid energiemaschine in einer isometrischen Ansicht (Fig. 1) und einer Schnittansicht (Fig. 2).

Die erfindungsgemäße Fluidenergiemaschine 1 umfasst bei dieser Ausführungsform wenigstens eine Brennkammer 2, die einen Brennraum 4 aufweist, der sich in seinem Querschnitt entlang einer Brennraum-Haupterstreckungsrichtung Rx2 von einem Brennraum- Einlassende 6 mit einem großen Durchmesser D6 zu einem Brennraum- Auslassende 8 mit einem kleinen Durchmesser Ds verjüngt.

Am Brennraum-Auslassende 8 ist optional bei dieser Ausführungsform eine sich in Brennraum-Haupterstreckungsrichtung Rx2 in ihrem Querschnitt in Haupterstre ckungsrichtung RX2 erweiternde Düse 10 vorgesehen.

Am Brennraum- Einlassende ist ein den Brennraum 2 insbesondere stirnseitig ver schließendes Verschlussteil 12 vorgesehen, was Folgendes aufweist: wenigstens einen insbesondere axial in den Brennraum 4 mündenden Quartärfluideinlass, um den Brennraum 4 wenigstens ein Quartärfluid zuzuführen, und wenigstens einen tangen tial in den Brennraum 4 mündenden Tertiärfluideinlass 300, um den Brennraum 4 tangential wenigstens ein Tertiärfluid zuzuführen. Der Tertiärfluideinlass 300 weist optional wenigstens eine Mischkammer 302, mit einem sich in seinem Querschnitt entlang einer Mischraum Haupterstreckungsrichtung Rx3oo von einem Mischraum- Einlassende 306, mit einem großen Durchmesser, zu einem Mischraum- Auslassende 308, mit einem kleinen Durchmesser, verjüngenden Mischraum 304 auf.

Die Mischkammer 302 weist optional wiederum Folgendes auf: wenigstens einen ins besondere axial in den Mischraum 304 mündenden Sekundärfluideinlass 200, um dem Mischraum 304 wenigstens ein Sekundärfluid zuzuführen, und wenigstens einen tan gential in den Mischraum 304 mündenden Primärfluideinlass 100, um dem Misch raum 304 wenigstens ein Primärfluid zuzuführen.

Kern der Erfindung ist unter anderem die Ausbildung des Brennraums 4 und des Mischraums 2 in seinem sich in der jeweiligen Haupterstreckungsrichtung Rx2 bzw. RX ₃₀₂ verjüngenden Querschnitt und die Einleitung der den jeweiligen Raum 4 bzw. 304 versorgenden Fluide in axialer bzw. tangentialer Richtung. Es hat sich herausge stellt, dass auf diese Weise eine optimale Vermischung und/oder eine sehr energieeffi ziente Beschleunigung der geführten Fluide erzielt werden kann. Insbesondere bei der Zuführung eines entsprechend ausgebildeten Primärfluides oder Tertiärfluids, umfas send wenigstens einen Brennstoff, ist eine solche Fluidenergiemaschine standschub fähig. Bei der hier dargestellten Ausführungsform können optional der Quartärfluidein lass 400 und der Tertiärfluideinlass 300 und/oder der Sekundärfluideinlass 200 und der Primärfluideinlass 100 derart komplementär zueinander angeordnet sein, dass sich ein Venturi-Wirbelrohr-Effekt in der Brennkammer 2 bzw. der Mischkammer 302 ausbildet. Auf diese Weise wird beispielsweise im Bereich des Tertiärfluideinlasses 300 bzw. der Mischkammer 302 das Sekundärfluid über den Sekundärfluideinlass 200 angesogen, ohne dass es einer insbesondere mechanischen Beschleunigung oder Druckbeaufschlagung des Sekundärfluides 200 bedarf. Selbiges ist im Bereich des Quartärfluideinlasses 400 möglich, wobei hier durch den resultierenden Venturi- Wirbelrohr-Effekt eine Venturi- Strömung das Quartärfluid 400 über den Quartärflui- deinlass 400 in die Brennkammer 2 bzw. den Brennraum 4 saugt. Eine aktive Förde rung könnte aber optional dennoch wenigstens anteilig anordbar sein.

Eine derart ausgebildete Fluidenergiemaschine weist insbesondere ein optimiertes Startverhalten auf und kann insbesondere standschubfähig sein, das bedeutet insbe sondere, dass es optional keiner aktiven Förderung des Quartärfluides und/oder Se kundärfluids in den Brennraum 4 bedarf. Auf diese Weise kann beispielsweise eine Turbine zur Verfügung gestellt werden, die selbst aus dem Stand gezündet werden kann. Es sind optional keine insbesondere mechanischen Bauteile wie Verdichter gruppen, Kompressoren, Pumpen oder dergleichen Einrichtungen zur Zuführung des Quartär- und/oder Sekundärfluides nötig. In der Ausführung mit aktiver Beschleuni gung bzw. Druckbeaufschlagung von Sekundär- und/oder Quartärfluid wird die Be schleunigung durch den niedrigen Druck in Brennkammer bzw. der Mischammer be günstigt.

Wie in den Fig. 1 bis 4 dargestellt, ist es denkbar, dass der Brennraum 4 und/oder der Mischraum 304 in ihrer jeweiligen Haupterstreckungsrichtung Rx2; Rx ₃₀₂ wenigstens abschnittsweise in Form eines sich stetig verjüngenden und insbesondere verjüngen den hyperbolartigen, insbesondere hyperboloiden Trichters ausgeführt sind. Auf diese Weise wird das darin geführte Fluid optimal strömungsgeführt bzw. ist energieeffi zient beschleunigbar. Insbesondere ist es denkbar, dass der Quartärfluideinlass 400 und/oder der Tertiärflu ideinlass 300 und/oder der Sekundärfluideinlass 200 und/oder der Primärfluidein lass 100 und/oder der Brennraum und/oder der Mischraum in ihrem jeweiligen Quer schnitt entlang ihrer jeweiligen Häupter Streckungsrichtung Rx4oo; Rx3oo; Rx2oo; Rxioo von einem jeweiligen Einlassende mit einem großen Durchmesser zu einem jeweiligen Auslassende mit einem kleinen Durchmesser verjüngend und insbesondere in Form eines sich verjüngenden hyperbolartigen, insbesondere hyperboloiden Trichters aus gebildet sind.

Darüber hinaus ist es denkbar, dass wenigstens einer der Einlässe 400; 300; 200; 100 oder Räume 4, 304 in sich gedreht ausgeführt ist und/oder für das darin geführte Fluid einen in sich gedrehten Strömungsweg definierend ausgebildet ist. Es ist denkbar, wenigsten eine Stromleitführung insbesondere Stromleitführung für den Flu idstrom vorzusehen, beispielsweise in Form eines hyperbolartigen Einbaus und insbe sondere einer hyperbolartigen Spirale, um das geführte Fluid in eine Spiralströmung und insbesondere eine logarithmisch abnehmende hyperbolartige Spiralbahn zu drän gen. Eine solche Ausführungsform ist beispielsweise in Fig. 6 dargestellt. Darüber hinaus ist eine spiralförmige Stromleitführung in Form eines Einsatzes in den Einläs- sen 400; 300; 200; 100 denkbar. Die Stromleitführungen 16 sind hier in Form von Vor sprüngen der Wandung 14 ausgebildet, die sich wenigstens abschnittsweise spiralför mig entlang der Wandung 14 der Brennkammer 4 erstrecken. Solche Stromleitfüh rungen 16 können auch in der Mischkammer 302 und/oder in Fluidleitungsmitteln 110 vorgesehen sein. Darüber hinaus ist es denkbar, solche Stromleitführungen 16 auch in den jeweiligen Düsen 10 bzw. 310 vorzusehen. Es ist auch möglich, wenigstens eine Kammer und/oder wenigstens einen Einlass, beispielsweise die Brennkammer 2 bzw. die Mischkammer 302, in sich gedreht auszuführen und insbesondere um die Achse Ax, also die Haupterstreckungsachse, zu tordieren, damit sich ein spiralförmi ger Strömungsweg in Form einer Stromleitführung ergibt. Vorzugsweise ist dieser Strömungsweg in seiner Steigung logarithmisch abnehmend ausgeführt. Optional ist die Stromleitführung so ausgebildet, dass sie das geführte Fluid in eine Spiralströ mung und insbesondere eine logarithmisch abnehmende, hyperbolartige Spiralbahn drängt. Die Brennraum- bzw. Mischraum-Haupterstreckungsrichtung Rx4oo; Rx3oo; Rx2oo; Rxioo bilden optional die Hauptströmungsrichtungen der dort geführten Fluide.

Wie erwähnt, befindet sich am Brennraum-Auslassende 8 der Brennkammer 2 eine Düse 10. Eine ähnliche Düse (Mischraum-Düse) 310 kann sich optional am Misch- kammer-Auslassende 308 der Mischkammer 302 befinden. Diese jeweilige Düse kann die Form eines hyperbolartigen und insbesondere hyperboloiden Diffusors aufweisen. Zudem ist es denkbar, die jeweilige Düse 10, 310 bzw. den Bereich am jeweiligen Aus lassende 8; 308 der jeweiligen Kammer als eine Lavaldüse auszubilden. Optional ist die Düse 8; 308 derart ausgebildet, dass sie die Wirbelströmung des Fluides, das in der Brennkammer 2 bzw. der Mischkammer 302 geführt wird, gleichrichtet und/oder eine hohe möglichst hohe Ausströmungsgeschwindigkeit generiert. Die Düse kann analog zur Geometrie der Brennkammer 2 bzw. der Mischkammer 302 jedoch insbe sondere gegenläufig ausgeführt sein. Sie kann ebenfalls in sich gedreht sein und/oder entsprechende Leitelemente zur Strömungsleitführung enthalten. Die Stromleitfüh- rung ist optional zur Strömungsgleichrichtung ausgebildet, um eine dort geführte Strömung gleichzurichten. Insbesondere ist es denkbar und besonders, wenn es darum geht, eine optimale Schub erzeugung bei einer als Gasturbine ausgebildeten Fluid energiemaschine zu erreichen, die Düse derart auszubilden, dass die aus der Brenn kammer austretende Wirbelströmung laminarisiert und beschleunigt wird.

Wie insbesondere in den Fig. 1, 3 und 4 dargestellt, weist die Mischkammer 302 optio nal einen den Mischraum 304 an einem Mischraum-Einlassende 306 verschließendes Verschlussteil 312 auf. An diesem Verschlussteil 312 können wenigstens der eine Se kundärfluideinlass 200 und/oder der wenigstens eine Primärfluideinlass 100 vorgese hen sein. Darüber hinaus ist optional am Mischraum-Auslassende des Misch raums 304 die sich in Mischraum-Haupterstreckungsrichtung R _X302 in ihrem Quer schnitt erweiternde Mischraum-Düse 310 vorgesehen.

Bei diesem Ausführungsbeispiel sind optional die Brennkammer 2 und optional die Mischkammer 302 als eine rekursive bzw. fraktale Wirbelrohranordnung ausgebildet. Die Brennkammer entspricht optional insbesondere in ihrer Geometrie der Misch kammer und umgekehrt, wobei unterschiedliche Dimensionen realisiert sind. Theore- tisch ist es denkbar, als Primärfluideinlass 100 wenigstens eine weitere entsprechend ausgebildete Vormischkammer (nicht dargestellt) vorzusehen, die entsprechend der Mischkammer 302 aber mit geringeren Abmessungen ausgeführt ist. Diese rekursive bzw. fraktale Ausbildung von ineinander leitenden Kammern kann im Prinzip in mehrfachen Stufen fortgesetzt werden, wobei in Strömungsrichtung das stromauf wärtsgelegene Wirbelrohr bzw. die stromaufwärtsgelegene Kammer in ihrer Geomet rie kleiner gewählt wird als die in Strömungsrichtung folgende Kammer.

Insbesondere um den Venturi-Wirbelrohr-Effekt zu verbessern, sind optional der Quartärfluideinlass und/oder der Sekundärfluideinlass mit der Atmosphäre in Fluid verbindung stehend ausgeführt. Darüber hinaus ist es denkbar, dass das Quartärfluid und/oder das Sekundärfluid Luft bzw. insbesondere ein gasförmiges Oxidationsmittel sind und aktiv beschleunigt werden. Hier wird optional auf die entsprechenden vor hergehenden Passagen zur Druckbeaufschlagung verwiesen.

Die hier dargestellten Ausführungsformen der Fluidenergiemaschine durchlaufen im Betrieb und insbesondere bei der Mischung und/oder Verbrennung und/oder Be schleunigung von Fluiden optional folgende Schritte. In einem optionalen ersten Schritt wird ein Primärfluid 100 über den optionalen tangentialen Primärfluidein lass 100 in den optionalen Mischraum 304 der Mischkammer 302 zugeführt, sodass sich im Mischraum 304 eine Wirbelströmung bildet, wobei optional u.a. durch einen Venturi-Wirbelrohr-Effekt und/oder durch Druckbeaufschlagung über den Sekundär fluideinlass 200 ein Sekundärfluid in den Mischraum 304 gefördert wird. Bei dieser Förderung bildet sich optional ein Primärfluid-Sekundärfluid-Gemisch, das als Terti ärfluid bezeichnet werden kann. Es ist denkbar, das Primärfluid, eingeleitet über den Primärfluideinlass 100, als einen Brennstoff auszubilden. Das Primärfluid kann opti onal über ein Primärfluidreservoir 104 und/oder eine Primärfluidpumpe zugeführt werden. Bei Verwendung eines Brennstoffs kann das Primärfluidreservoir ein Brenn stoffreservoir bzw. die Fluidpumpe eine Brennstoffpumpe sein.

Das optional in der Mischkammer 302 gebildete Tertiärfluid wird über den tangential angeordneten Tertiärfluideinlass 300 dem Brennraum 4 der Brennkammer 2 zuge führt, sodass sich im Brennraum 4 wieder eine Wirbelströmung bildet. U.a. durch ei- nen entstehenden Venturi- Wirbelrohr-Effekt und/oder durch externe Druckbeauf schlagung wird über den Quartärfluideinlass 400 das Quartärfluid in den Brenn raum 4 gefördert, sodass sich ein Tertiärfluid-Quartärfluid-Gemisch bildet, das den Brennraum 4 am Brennraum-Auslassende 8 als Quintärfluid, insbesondere in Rich tung RXÖOO verlässt. Der Quartärfluideinlass 400 ist in dem Verschlussteil ausgebildet. Er kann so ausgebildet sein, dass das Quartärfluid in Richtung R _X 4oo und in Richtung RXÖOO zugeführt.

Wie in Fig. 1 dargestellt, durchlaufen das in den Brennraum 4 eingeführte Tertiärflu id und das mit diesem vermischte Quartärfluid die Brennkammer 4 entlang der Hauptströmungsrichtung Rx2 in einer Spiralbahn, die hier durch den gestrichelten Pfeil R‘XÖOO dargestellt ist. Optional wird durch entsprechende Strömungsleitführun gen in der Düse diese Spiralbahn verändert und insbesondere logarithmisch erwei ternd verändert, sodass sich eine veränderte Spiralbahn R“XÖOO ergibt. Dies hat eine besonders effektive Beschleunigung der aus der Brennkammer 2 austretenden Wirbel strömung zur Folge.

Die Fluidversorgung des optional flüssigen oder gasförmigen Brennstoffs der Fluid energiemaschine und insbesondere einer als Gasturbine, bspw. Triebwerk ausgeführ ten Fluidenergiemaschine erfolgt optional über einen Druckfluidspeicher. Insbesonde re bei der Ausbildung der Fluidenergiemaschine als Garturbine kann neben einem Druckfluidspeicher auch oder alternativ ein druckloser Fluidspeicher für gasförmige oder flüssige Fluide und insbesondere Brennstoffe verwendet werden, wobei dann ein zusätzlicher Verdichter und insbesondere eine Fluidpumpe notwendig ist. Diese Flu idpumpe erzeugt optional einen höheren Fluiddruck, als er in der Fluidzuleitung für den jeweiligen Fluideinlass herrscht. Selbiges gilt optional auch für den Druck im Flu idreservoir.

Wie insbesondere in Fig. 1 und 2 dargestellt, ist es denkbar, dass wenigstens ein Ein lass und/oder wenigstens eine Kammer 2; 302 und insbesondere der Primärfluidein lass 100 und/oder der Tertiärfluideinlass 200 wenigstens ein Fluidleitungsmittel 102 und insbesondere wenigstens ein Primärfluidleitungsmittel 102 bzw. Tertiärfluidlei tungsmittel aufweisen, über die sie mit einem Fluidreservoir 104, beispielsweise ei- nem Brennstoffreservoir, oder einer Fluidpumpe, beispielsweise einer Brennstoffpum pe, in Fluidverbindung stehen.

Bei einer besonderen Ausführungsform weist wenigstens ein Abschnitt des Primärflu idleitungsmittels 102 und/oder Tertiärfluidleitungsmittels wenigstens ein Fluidwär mungsmittel 106 auf. Bei der hier dargestellten Ausführungsform in Fig. 2 ist das Flu idwärmungsmittel 106 beispielsweise als ein der Brennkammer 2 zugeordneter Wär metauscher 106 ausgeführt. Dieser umfasst insbesondere wenigstens eine in der Wan dung 14 der Brennkammer 2 verlaufende Fluidleitung 110. Diese Fluidleitung 110 ist optional von der Düse 10 bis zum Brennraum-Einlassende 6 wenigstens abschnitts weise in der Wandung 14 der Brennkammer 2 geführt, wobei sie mit der Brennkam mer 4 in thermischer Kopplung steht. Sobald die Brennkammer 4 eine höhere Tempe ratur aufweist als das geführte Primärfluid, erhitzt sich das Primärfluid, was gleich zeitig zu einer Kühlung der Wandung 14 bzw. der Düse 10 führt. Es ist denkbar, das Fluidwärmungsmittel 106 und insbesondere den hier beschriebenen Wärmetau scher 106 derart auszubilden, dass das darin geführte Fluid seinen Aggregatzustand und insbesondere einen flüssigen Aggregatzustand zu einem gasförmigen Aggregats zustand verändert. Bei einer solchen Ausführungsform ist es dann denkbar, das in der Mischkammer 304 gemischte Tertiärfluid als selbstzündendes Tertiärfluid auszufüh ren, sodass es zu einer wenigstens teilweisen Verbrennung in der Mischkammer 304 kommt.

Anstelle oder in Ergänzung zu dem hier dargestellten Wärmetauscher 106 ist es auch denkbar, das Fluidwärmungsmittel 106 als Zündvorrichtung auszuführen, um ein zündfähiges Fluid und insbesondere Fluidgemisch in der Mischkammer 302 bzw. der Brennkammer 2 zu zünden.

Um auf den Wärmetauscher bzw. das entsprechend ausgebildete Fluidwärmungsmit tel 106 zurückzukommen: Wie in Fig. 2 dargestellt, ist es optional möglich, die Fluid leitung 110 spiralförmig in oder an der Wandung der Brennkammer oder an der Wan dung der Brennkammer zu führen, und zwar vorzugsweise von der Düse bis zu dem Bereich der Brennkammer mit insbesondere dem Verschlussmittel. Es ist auch eine Führung im oder am Verschlussmittel denkbar. Optional wird zur Fluiderwärmung das Fluidreservoir 104 über das Fluidleitungsmittel 102 der Düse 10 bzw. im Einlass bereich 8 der Brennkammer 2 zugeführt, wo das Fluid und insbesondere das Primär fluid spiralförmig um den Brennraum 4 verläuft und bis zum Verschlussteil 12 geführt wird. Von dort wird das Fluid über ein weiteres Fluidleitungsmittel 102 dem Primär fluideinlass 100 zugeführt. Neben der Fluid- und insbesondere Brennstoffvorerwär- mung und der Druckerhöhung wird so eine Kühlung der Düse bzw. der Brennkam merwandung 14 erwirkt.

Optional ist es denkbar, dass der Tertiärfluideinlass 300 und/oder der Primärfluidein lass 100 wenigstens ein Ventilmittel 108 aufweisen, um die Zufuhr des darin geförder ten Fluides zu stoppen und/oder zu ermöglichen und/oder in der Zuführmenge zu re geln. Wie bereits erwähnt, kann auf diese Weise über das Ventilmittel 108 Primärfluid erst dann dem Mischraum 304 zugeführt werden, wenn ausreichend Primärfluiddruck aufgebaut ist. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass ein Venturi- Wirbelrohr- Effekt und insbesondere das Einsaugen des Quartärfluides und/oder Sekundärfluides über den Quartärfluideinlass 400 und/oder Sekundärfluideinlass 200 erfolgen, ohne dass das Quartärfluid und/oder Sekundärfluid aktiv gefördert werden muss. Selbiges gilt für ein Ventilmittel vor der Brennkammer 2.

Optional ist natürlich auch eine aktive Förderung des Quartärfluides und/oder des Sekundärfluides über den jeweiligen Einlass 400; 200 realisierbar, beispielsweise un ter Anwendung entsprechender Druckreservoire bzw. Förderpumpen.

Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform, bei der optional der Tertiärfluideinlass 300 um eine orthogonal zur Hauptströmungsrichtung Rx2 in der einmündenden Kammer 4, hier die Brennkammer 4, verlaufende Schwenkachse As3oo in einer Schwenkrichtung entgegen der Hauptströmungsrichtung Rx2 in einem Bereich von 90 bis 150 Grad ver- schwenkbar ausgebildet ist. Diese Verschwenkbarkeit ist hier durch die in vollen Li nien dargestellte Mischkammer 2 und die um den Winkel a verschwenkte, gestrichelt dargestellte Mischkammer 302 dargestellt. Im verschwenkten Zustand wird das Ter tiärfluid tangential aber weiter in Richtung der Hauptströmungsrichtung Rx2 der Brennkammer 2 eingeführt und insofern die Fluidströmung insbesondere im Auslass bereich der Kammer beschleunigt. Der Verschwenkwinkel a ist hier durch den Verschwenkwinkel cu von 90 Grad und den weiteren Verschwenkwinkel von <12 mit 150 Grad dargestellt, immer ausgehend von der Haupterstreckungsachse Ax. Uber die Größe des Versschwenkwinkels kann der Venturi- Wirbelrohr- Effekt und die Strömungsgeschwindigkeit in axialer Richtung, insbesondere in Richtung Rxsoo der Fluidenergiemaschine beeinflusst werden. Für eine variable Vorschubkontrolle kann der axiale Verschwenkwinkel a variiert werden.

Wie bereits erwähnt, sind optional die Einlasse 400; 300; 200; 100 und/oder die Kam mern in Form von hyperbolartigen Trichtern vorgesehen, wodurch eine verbesserte Fluidführung und insbesondere bei den Quartär- und Sekundäreinlassen 400; 200 eine verbesserte Fluidansaugung gegenüber einer einfachen Blendenöffnung erzielt wird. Dies gilt insbesondere für den Fall, bei dem der Quartärfluideinlass 400 bzw. der Sekundärfluideinlass 200 mit der Atmosphäre in Verbindung steht.

Fig. 7 zeigt eine Ausführungsform der Fluidenergieeinrichtung, die in ihrem grund sätzlichen Aufbau der zuvor beschriebenen Ausführungsform entsprechen kann. Inso fern wird hier rein beispielhaft auf alles zu dieser vorhergehenden Ausführungsform beschriebene verwiesen. Wie im allgemeinen Teil beschrieben, ist es möglich, beson ders ausgeformte Quartärfluideinlässe 400 und/oder Sekundärfluideinlässe 200 vorzu sehen. Wenigstens einer von diesen weist optional wenigstens ein Fluidleitelement 600 und optional ein insbesondere in Form eines hyperbolartigen Trichter ausgebilde tes Rohrstück 600 auf, insbesondere ein hyperbolartig verjüngendes Fluidleitelement und insbesondere Rohrstück 600, dass in den Brennraum 4 bzw. den Mischraum 304 einragt. An der Mündung 608 des Rohrstücks herrscht durch die höhere Rotationsge schwindigkeit des Fluidgemisches, insbesondere des Tertiär-Quartär-Gemischs ein stärkerer Venturi- Wirbelrohr- Effekt und in Folge dessen ein geringerer Druck als di rekt am Einlass 400 bzw. 200 an den Verschlussteilen 12 bzw. 312. Hinsichtlich der Ausführungsform des Fluidleitelementes wir auf alles dazu im einleitenden Teil ge nannte als optionale Ausführungsform verwiesen.

Wie ebenfalls in Fig. 7 dargestellt schließt optional das Fluidleitelement 600 stetig an den Quartärfluideinlass 400 bzw. den Sekundärfluideinlass 200 bzw. an und insbeson- dere ist optional der Übergang der Wandung des Quartärfluideinlass bzw. des Sekun därfluideinlass zum jeweiligen Fluidleitelement stetig ausgebildet. Auch hier gilt wei ter alles zuvor erwähnte. Weiter optional sind das Verschlussteil 12 und/oder Ver schlussteil 312 und/oder die Innenwandung des Brennraums 4 bzw. Mischraums 304 zueinander ausgerundet ausgebildet. Dies ist hier durch die gestrichelt dargestellte Ausrundung 604 dargestellt. Optional sind das Verschlussteil 12 und/oder 312 und/oder das Fluidleitelement 600 zueinander ausgerundet ausgebildet. Dies ist in Fig. 7 durch die Ausrundung 602 dargestellt.

Das Fluidleitelement ragt hier optional um die Länge 1 in den Brennraum 4 und/oder den Mischraum 304 ein. Diese Läge kann optional bis zu 1/2 mal der Länge L des Brennraums bzw. des Mischraums, optional bis zu 2/3 der Länge L des Brennraums bzw. des Mischraums in Richtung des Auslassendes des jeweiligen Brennraums bzw. des Mischraums entsprechend. Weiter optional kann das Fluidleitelement 600 mit seiner Länge 1 bis zum Bereich des Auslassendes 8 bzw. 308 des jeweiligen Brenn raums bzw. des Mischraums ragen. Die Länge L des Brennraums kann optional als Länge Li ohne Düse oder als Länge Li zzgl. der Länge L2 der Düse betrachtet werden.

Exemplarisch ist in Fig. 5 dargestellt, dass das in der Brennkammer 2 befindliche Ter- tiärfluid-Quartärfluid-Gemisch als Quintärfluid entlang der Hauptströmungsrichtung RXÖOO einer Turbine 500 zugeführt werden kann.

Über diese Turbine 500 kann u.a. die kinetische Energie des Quintärfluides in elektri sche Energie umgesetzt werden.

Zudem zeigt Fig. 5 eine Ausführungsform, bei der exemplarisch das Verschlussteil 12 als eigenständiges Bauteil ausgebildet ist und im Bereich einer Fügekante 18 an die eine Stirnseite Wandung 14 der Hauptmischkammer 2 anschließt. Fig. 1 zeigt dage gen exemplarisch ein integral ausgebildetes Verschlussteil 12.

Bezugszeichen ai Verschwenkwinkel a2 V erschwenkwinkel

As 300 Schwenkachse

De Durchmesser

Ds Durchmesser

RX2 Haupterstreckungsrichtung bzw. Hauptströmungsrichtung

RX302 Haupterstreckungsrichtung bzw. Hauptströmungsrichtung

RX400 Haupterstreckungsrichtung bzw. Hauptströmungsrichtung

RX300 Haupterstreckungsrichtung bzw. Hauptströmungsrichtung

RX200 Haupterstreckungsrichtung bzw. Hauptströmungsrichtung

RxlOO Haupterstreckungsrichtung bzw. Hauptströmungsrichtung

RX500 Haupterstreckungsrichtung bzw. Hauptströmungsrichtung

R’X500 Strömungsrichtung

R”X500 Strömungsrichtung

1 Fluidenergiemaschine

2 Brennkammer

4 Brennraum

6 Brennraum- Einlassende

8 Brennraum-Auslassende

10 Düse

12 Verschlussteil

14 Wandung

16 Stromleitführung

18 Fügekante

100 Primärfluideinlass

102 Primärfluidleitungsmittel 4 Fluidreservoir

6 Fluidwärmungsmittel bzw. Wärmetauscher 8 Ventilmittel

10 Fluidleitung

0 Sekundärfluideinlass

0 Tertiärfluideinlass

2 Mischkammer

4 Mischraum

6 Mischraum- Einlassende

8 Mischraum-Auslassende

10 Mischraum-Düse

12 Mischraum -V erschlus steil

0 Quartärfluideinlass

0 Turbine

0 Fluidleitelement bzw. Rohrstück

2 Ausrundung

4 Ausrundung

08 Mündung

1 Länge

Li Länge

L ₂ Länge