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Brennkraftmaschinenanlage mit durch eine nngeregelte Abgasturbine angetriebenem Kreiselgebläse für die Verbrennungsluft.
Es ist bekannt, Auflade- und Spülgebläse, welehe die Verbrennungsluft für Brennkraftn'aschinen liefern, mittels einer Abgasturbine anzutreiben, welche die Abgase der Brennkraftn aschine selbst als
Treibmittel verwendet. Die Regelung der Leistung dieser Abgasturbine ist deshalb verhältnismässig schwierig, weil einerseits jede Änderung der Menge des Abgases oder dessen Druckes vor der Turbine eine Rückwirkung auf die Brennkraftmaschine hat und anderseits die Abgase sehr hohe Temperaturen haben können, welche die Ausbildung einer zuverlässigen Regelvorrichtung ausserordentlich erschweren.
Es ist deshalb schon vorgeschlagen worden, die Abgasturbine überhaupt nicht zu regeln und das Gebläse stets jene Drehzahl annehmen zu lassen, die durch Menge, Druck und Temperatur der Abgase gegeben ist.
Dieses Verfahren wird in vielen Fällen, wie bei Antrieb von Schiffen, Lokomotiven u. dgl. vollständig genügen ; es kann jedoch versagen, wo sehr rasche Belastungsänderungen vorkomiren, wie z. B. in stationären Anlagen, die zur Erzeugung von elektrischem Strom zum Zwecke der Beleuchtung dienen.
In solchen Fällen kann die Dieseln aschine zwar rasch genug die vergrösserte Öhr enge Hefern, die bei einer plötzlichen Belastung erforderlich wird. dagegen kann unter Umständen das Gebläse von den Ab- gasen nicht rasch genug beschleunigt werden, um die für die Verb@ennung der grösseren Öhrenge nötige grössere Luftirenge zu liefern.
Erfindungsgen äss wird nun auch in solehen Fällen von einer Regelung der Abgasturbine ab- gesehen und die Regelung des Gebläses dadurch erreicht, dass eine regelfähige Zusatzkraftmaschine vor- gesehen wird, welche die für die Beschleunigung des Gebläses notwendige Zusatzleistung abgibt.
Diese Kraftmaschine ist zweckmässig so zu regeln. dass sie nur bei Belastungsstössen die nötige @ Beschleu nigungsenergie abgibt, normalerweise aber nichts zum Antrieb des Gebläses beiträgt. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass n. an für die Regelung dieser Zusatzkraftn. aschine einen Beharrungsregler benutzt. der mittelbar oder unmittelbar von der Brennkraftmaschine angetrieben wird und nur dann eine Eraftäusserung zur Regelung abgibt, wenn sieh die Drehzahl der Brennkraft- maschine infolge einer Belastungssteigerung ändert.
Ein solcher Regler würde dann also die Zusatz- kraftmaschine in Tätigkeit setzen, wenn eine Verzögerung der Drehzahl der Brennkraftu'aschine statt- findet und jene ausser Betrieb setzen, sobald wieder Beharrung in der Drehzahl der Brennkraftmaschine erreicht ist.
Als Zusatzkraftn aschine kann beispielsweise ein Elektromotor dienen, dessen höchste Drehzahl
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bläses entspricht. Der Motor kann seinen Strom von dem durch die Brennkraftmaschine angetriebenen elektrischen Generator erhalten und durch den vorerwähnten Bcharrungsregler gesteuert werden. Er wird, wenn eingeschaltet, immer eine Beschleunigungskraft ergeben, solange die Drehzahl des Gebläses die obere Grenze noch nicht erreicht hat, wogegen eine Beschleunigung über diese Grenze, die unzweck- mässig wäre, nicht eintreten kann.
Statt eines Elektromotors kann man für die Beschleunigung auch Druckluft verwenden, u. zw. beispielsweise Druckluft, die aus den Anlassflaschen der Brennkraftn aschine entnommen wird. Da es sich bei diesen Beschleunigungsvorgängen nur um sekundenweises Mitarbeiter der Hilfskraftmaschine handelt, ist der Verbrauch an Druckluft verhältnismässig gering. Eine besondere, einfache Lösung ergibt
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sich in diesem Fall,-wenn iran statt einer besonderen Druckluftturbine das Laufrad der Abgasturbine selbst mit Druckluft beaufschlagt. Es ist hiefür nur notwendig, eine besondere Düse oder Düsengruppe anzuordnen, die dem Gefälle und der Menge der Druckluft angepasst ist.
Durch die Verwendung der Abgasturbine selbst als Zusatzdruckluftturbine wird die Gefahr des Einfrierens der Druckluftdüse wesentlich herabgemindert, da ja die Gasturbine und ihre Beschaufelung sehr heiss ist. Es kann aber
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durch die Abgase geheizt werden. Es ist jedoch ein Nachteil dieser Anordnung, dass die Düsen, die für die Druckluft vorgesehen sind und jeweils nur ganz kurze Zeit arbeiten, den normalen Treibmittelstrom unterbrechen und damit Ventilationsarbeit verursachen. Sie verlangen ausserdem eine Vergrösserung des Umfanges und damit der Turbine.
Diese Nachteile werden erfindungsgemäss dadurch behoben, dass für die Einführung der Druckluft ein Teil der Düsen verwendet wird, die normalerweise von den Abgasen beaufschlagt sind.
Man könnte als Nachteil dieser Anordnung geltend machen, dass hiebei ein Teil der Zusatzleistung der Druckluft durch Ausschaltung der entsprechenden Gasdüsen wett gemacht werde und somit mehr Druckluft benötigt werde. Dem ist jedoch nicht so ; die Abschaltung der für die Druckluft benutzten Düsen als Gasdüsen bringt im Gegenteil eine erwünschte Leistungssteigerung mit sich, da durch die verminderte Zahl der Gasdüsen trotzdem die ganze Gasmenge mit entsprechend der verminderten Quer- schnittfläche erhöhtem Druck strömt. Damit erhöht sich die Gasturbinenleistung und vermindert sich der Druckluftverbrauch.
In der Zeichnung ist in Fig. 1 eine beispielsweise Ausführung einer Anlage gemäss der Erfindung dargestellt. Es ist in derselben a die Brennkraftmaschine, die durch die Leitung b und die Düse c ihre Abgase an die Gasturbine d abgibt, die ihrerseits das Auflade-oder Spülluftgebläse e antreibt. Dieses saugt Luft aus dem Freien und gibt sie durch die Leitung fmit höherem Druck an die Brennkraftmaschine ab. Die Düse c der Abgasturbine bleibt ungeregelt und es ist erfindungsgemäss eine weitere Düse g vorgesehen, die bei Belastungsstossen vorübergehend das Rad der Gasturbine mit Druckluft, die beispielsweise aus den Anlassflaschen h stammt, beaufschlagt.
Diese Düse g kann durch einen Beharrungsregler i beeinflusst werden, der von der Brennkraftmaschine bzw. ihrem Generator k angetrieben wird.
'Fig. 2 zeigt eine beispielsweise andere Ausführung der Erfindung im Radialschnitt mit Verwendung der Abgasturbine als Zusatzkraftmaschine. Fig. 3 ist einwaagrechter Schnitt nach der Linie 1-2 der Fig. 2.
Hiebei ist ! eine Düsenkammer, die sich im Innern der normalen Düsenkammer m befindet und mit dem Düsenring n aus einem Stück oder auch von ihm getrennt sein kann. In diese innere Kammer
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Düsen p und q, während es zu den übrigen Düsen unmittelbar aus dem äusseren Räume m tritt. Wird nun vorübergehend zwecks Steigerung der Drehzahl des Laufrades r mittels einer nicht gezeichneten Regelvorrichtung durch die Leitung s Druckluft in die innere Kammer geleitet, so schliesst diese das Rückschlagventil o und verhindert so ein Überströmen der Druckluft in die äussere Kammer.
Sobald der Regelvorgang beendet ist und keine Druckluft mehr durch das Rohr s strömt, öffnet sich das Rück- schlagventil o von selbst wieder unter dem Überdruck des Gases, so dass die Druckluftdüsen wieder mit Gas beaufschlagt werden.
Es können statt einer, wie gezeichnet, natürlich auch mehrere Düsengruppe mit Druckluft beaufschlagt werden ; auch kann eine Düsengruppe statt durch eine Druckluftleitung und ein Rückschlagventil durch mehrere solche Organe mit Luft und Gas versorgt werden.
PATENT-ANSPRUCHE :
1. Brennkraftipaschinenanlage mit durch eine ungeregelte Abgasturbine angetriebenem Kreisel- gebläse für die Verbrennungsluft, dadurch gekennzeichnet, dass die infolge starker Belasümgsschwankungen erforderliche Drehzahländerung des Gebläses durch eine Zusatzkraftmaschine erfolgt, die die für die Beschleunigung des Gebläses notwendige Zusatzleistung abgibt.