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Diesellokomotive mit einer Anlage zur Erzeugung elektrischer
Heizenergie mittels eines Generators
Die Erfindung bezieht sich auf eine Diesellokomotive, die mit einer Anlage zur Erzeugung elektrischer Energie mittels eines Generators zur Beheizung der Waggons ausgestattet ist. Die Vorteile der elektrischen Beheizung von Reisezügen gegenüber der Dampfheizung sind bekannt. Immerhin sind jedoch die Kosten der elektrischen Heizung mit Hilfe eines dieselelektrischen Aggregates noch bedeutend, wobeisichauch das hohe Gewicht des Aggregates nachteilig auswirkt. Hieraus ergibt sich der relativ hohe Preis der auf diesem Wege erzeugten Wärmeeinheit.
Es ist nun bereits bei mit einem elektrischen Heizstromgenerator ausgestatteten Diesellokomotiven bekanntgeworden, die Abgasenergie des Antriebsmotors in einer Abgasturbine auszuwerten. Damit konnte zwar die Wirtschaftlichkeit des Heizbetriebes verbessert werden, doch steht dem ein grosser baulicher Aufwand gegenüber. Bei diesen Lokomotiven wird zum Betrieb der Abgasturbine, die zugleich den Heizstromgenerator und den Verdichter antreibt, eine zusätzliche Brennkammer verwendet. Ferner sind noch zusätzliche, nur von den Dieselmotoren angetriebene Generatoren vorgesehen, die bei Erfordernis zusätzliche Heizenergie liefern.
Bei der Diesellokomotive, an welcher die Erfindung Anwendung findet, wird gleichfalls die Abgasenergie des Antriebsmotors zum Betrieb einer den Generator antreibenden Abgasturbine herangezogen. Das Wesen der Erfindung besteht nun darin, dass der Generator gleichzeitig sowohl mit der Abtriebswelle der in ihrer Drehzahl geregelten Abgasturbine als auch mit der Hauptabtriebswelle des Dieselmotors in Antriebsverbindung steht. Entsprechend einem weiteren Erfindungsmerkmal erfolgt der Antrieb des Heizstromgenerators vom Dieselmotor und von der Abgasturbine über ein gemeinsames stufenloses Getriebe oder eine hydraulische Regelkupplung, wobei das Getriebe oder die Regelkupplung in Abhängigkeit von der Drehzahl des Heizstromgenerators steuerbar ist.
Durch die erfindungsgemässe Ausbildung der Anlage wird das wirtschaftliche Arbeiten derselben wesentlich verbessert, denn es wird tatsächlich jeweils nur eine Überschussleistung des Dieselmotors für die Heizung in Anspruch genommen, wogegen bei vollbelastetem Motor die Abgasturbine zur Abgabe zusätzlicher Leistung an den Heizstromgenerator herangezogen wird. Weitere beachtliche Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem geringeren baulichen Aufwand, den damit herabgesetzten Baukosten und dem verringerten Platzbedarf der Anlage in der Lokomotive, wobei für den Betrieb des Heizstromgenerators kein zusätzlicher Brennstoff mitgeführt werden muss.
Die Ausbildung gemäss der Erfindung gestattet selbstverständlich auch den Antrieb eines Turboladers von der Abtriebswelle der Abgasturbine.
In der Zeichnung ist das Antriebs- und Heizstromaggregat der erfindungsgemässen Diesellokomotive in den Fig. l und 2 in zwei verschiedenen Ausführungsarten vereinfacht dargestellt.
In den Figuren bedeutet 1 den Heizstromgenerator, 2 die Abgasturbine, 3 ein Untersetzungsgetriebe und 4 den Dieselmotor. Die Welle des Heizstromgenerators 1 ist über das Getriebe 3 mit der Welle der
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den. Je nach dem zulässigen Gegendruck in der Abgasleitung 5 kann dem Dieselmotor ein zusätzliches Gebläse vorgeschaltet werden. Zweitaktmotoren benötigen im allgemeinen ein Gebläse, wogegen ein solches bei Viertaktmotoren meist nicht erforderlich ist. Der Kraftabtrieb vom Motor kann wie gewöhnlich nach einer oder beiden Seiten von der Kurbelwelle 6 aus erfolgen.
Die Regelung der Gasturbine erfolgt durch Drosselung des Gasstromes, so dass eine einigermassen kon-
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stante Drehzahl des Generators gewährleistet ist. Die unvermeidlichen Frequenzschwankungen von Wechselstrom sind für Heizungen durchaus zulässig. Um die Spannung hinreichend gleichmässig zu halten, wird der Stromerzeuger für eine entsprechende Übererregung und Leistung ausgelegt.
Die Welle des Heizstromgenerators l ist ferner auch mit der Abtriebswelle 6 des Dieselmotors 4 durch ein Übersetzungsgetriebe 7 gekuppelt. Zu der einleitend erwähnten Verbesserung des wirtschaftlichen Betriebes ergibt sich durch die zusätzliche Kupplung mit der Dieselmotorwelle auch der Vorteil, dass die mögliche Drehzahlschwankung geringer ist als bei unmittelbarem Antrieb durch die Gasturbine. Sie ist durch den Regelbereich des Dieselmotors vorgegeben, wodurch ein besonderer Regler für die Gasturbine entfällt.
Da die vom Motor an die Kraftübertragung der Lokomotive abgegebene Höchstleistung durch den zusätzlich angetriebenen Stromerzeuger nicht in untragbare Masse beeinträchtigt werden soll, ist es notwendig, diese zusätzliche Leistung aus der Abgasenergie durch eine Gasturbine zu gewinnen und über die
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gabe an den Stromerzeuger zur Verfügung.
Eine weitere Verbesserung in der Funktion der Anlage ergibt sich durch die Ausbildung gemäss Fig. 2.
Der Heizstromgenerator 1 ist hier zum Ausgleich der Drehzahlschwankungen des Dieselmotors 4 über ein stufenloses Getriebe oder eine hydraulische Regelkupplung 8 angetrieben, so dass der Generator 1 nur einer sehr geringen Drehzahlschwankung unterworfen ist und auch die Frequenz eines erzeugten Wechselstromes nur in engen Grenzen schwanken kann. Die Schwankung entspricht dem Ungleichförmigkeitsgrad eines an der Generatorwelle vorgesehenen Reglers 9, der in einem festen Übersetzungsverhältnis zum Stromerzeuger arbeitet und die hydraulische Regelkupplung oder das stufenlose Getriebe beeinflusst.
PATENTANSPRÜCHE : l. Diesellokomotive mit einer Anlage zur Erzeugung elektrischer Heizenergie mittels eines Generators, unter Verwendung der Abgasenergie des Antriebsmotors in einer Abgasturbine, dadurch gekennzeichnet, dass der Generator (1) gleichzeitig sowohl mit der Abtriebswelle der in ihrer Drehzahl geregelten Abgasturbine (2) als auch mit der Hauptabtriebswelle desDieselmotors (4) in Antriebsverbindung steht.