BE1013435A3 - Stroomaggregaat. - Google Patents

Abstract

De uitvinding betreft een stroomaggregraat dat een ontploffingssmotor (2) bevat die gekoeld wordt door een fluïdum , een aan deze ontploffingsmotor (2) gekoppelde stroomgenerator (4) een koelcircuit (7) voor het koelfluïdum en een koeler (5) voor het afkoelen van het fluïdum, welke koeler (5) een in het koelcircuit (7) opgestelde radiator (6) en een ventilator (8) bevat. Aan de ontploffingsmotor (2) is een controle-inrichting (16) gekoppeld die kritische parameters van de ontploffingsmotor (2) controleert waaronder minstens de temperatuur van het koelfluidum. De ventilator (8) bevat een elektrische motor (9) met regelbare snelheid die voor zijn energievoorziening aan de uitgang van de generator (4) gekoppeld is via een besturingsinrichting (10) die in functie van het signaal van de controle-inrichting (16) en dus minstens in functie van de temperatuur van het koelfluïdum de snelheid van de elektrische motor (9) regelt.

Description

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  Stroomaggregaat. 



  Deze uitvinding heeft betrekking op een stroomaggregaat dat een ontploffingsmotor bevat die gekoeld wordt door een   koelfluïdum,   een aan deze ontploffingsmotor gekoppelde stroomgenerator, een koelcircuit voor het koelfluïdum, dat zieh over de ontploffingsmotor uitstrekt, en een koeler voor het afkoelen van het fluïdum, welke koeler van het type is dat een in het koelcircuit opgestelde radiator en een daarmee samenwerkende ventilator bevat. 



  Dergelijke stroomaggregaten zijn in veel gevallen mobiele eenheden die gebruikt worden voor het leveren van wisselstroom op plaatsen waar geen netstroom voorhanden is of als noodaggregaat om stroom te leveren wanneer de netstroom is uitgevallen. 



  Deze stroomaggregaten moeten stroom met een constante frequentie, meestel 50 Hz of 60 Hz leveren, hetgeen betekent dat de motor, meestal een dieselmotor, een constant toerental moet hebben. 



  Het afgenomen vermogen van het aggregaat is evenwel niet constant en dus ook de belasting van de motor varieert. 



  Hoe groter de belasting van de motor, hoe groter ook de hoeveelheid warmte die hij produceert en hoe meer hij gekoeld moet worden. Bij maximale belasting moet hij nog voldoende gekoeld worden om zijn temperatuur niet boven een bepaalde maximum temperatuur te laten stijgen. 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 Bij bekende stroomaggregaten wordt de ventilator van de koeler aangedreven met een constant toerental, doorgaans via een overbrenging, meestal een riemoverbrenging, door de krukas van de ontploffingsmotor. 



  De koeler wordt dan ook zo berekend dat hij ook in de slechtste omstandigheden, dit is bij maximale belasting van de ontploffingsmotor en de hoogste omgevingstemperatuur, dit fluidum voldoende kan koelen. 



  De belasting van de ontploffingsmotor kan sterk   variëren,   van bijvoorbeeld 5% tot 100%, terwijl ook de 
 EMI2.1 
 omgevingstemperatuur sterk kan variëren, bijvoorbeeld tussen-10 C en 45 C. Doordat het toerental van de ventilator gelijk blijft en dus zijn energieverbruik hetzelfde blijft, wordt bij lagere belasting van de ontploffingsmotor, meer energie door de ventilator verbruikt dan nodig, hetgeen het energetisch rendement van het stroomaggregaat nadelig beïnvloedt. 



  Een te sterke koeling van de motor kan vermeden worden door een thermostaat in het koelcircuit. 



  Vooral bij grote vermogens kan dit een niet onbelangrijke verspilling van brandstof zijn. 



  De uitvinding heeft een stroomaggregaat als doel die voornoemde nadelen niet vertoont en een beter energetisch rendement bezit. 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 Dit doel wordt volgens de uitvinding bereikt doordat aan de ontploffingsmotor een controle-inrichting gekoppeld is die kritische parameters van de ontploffingsmotor controleert waaronder minstens de temperatuur van het koelfluidum en de ventilator een elektrische motor met regelbare snelheid bevat die voor zijn energievoorziening aan de uitgang van de generator gekoppeld is via een besturingsinrichting die in functie van het signaal van de controle-inrichting en dus minstens in functie van de temperatuur van het   koelfluïdum   de snelheid van de elektrische motor regelt. 



  De temperatuur van het koelfluidum komt overeen met de temperatuur van de ontploffingsmotor en is afhankelijk van de belasting en de omgevingstemperatuur. 



  De besturingsinrichting regelt dit toerental zodanig dat het voor elke graad van belasting van de ontploffingsmotor minimaal is, en dus afneemt als de belasting afneemt, zonder dat het evenwel onder het toerental daalt waarbij de ontploffingsmotor niet meer veilig kan werken. 



  De besturingsinrichting regelt dit toerental zodanig dat de maximum temperatuur van het koelfluidum niet overschreden wordt. Eventueel wordt het toerental ook zo geregeld dat de maximum temperatuur van een ander fluidum met kritische maximum temperatuur zoals de maximum temperatuur van de smeerolie van de ontploffingsmotor of de maximum temperatuur van de door deze laatste aangezogen lucht, niet overschreden wordt. 

 <Desc/Clms Page number 4> 

 



  Deze maximum temperatuur van het koelfluidum hangt af van het type van motor maar kan door de constructeur worden opgegeven. 



  De besturingsinrichting kan een frequentie-omvormer bevatten en dus van het type zijn dat de snelheid van de elektrische motor bestuurt door het veranderen van de frequentie. 



  Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te tonen, is hierna, als voorbeeld zonder enig beperkend karakter, een voorkeurdragende uitvoeringsvorm van een stroomaggregaat volgens de uitvinding beschreven met verwijzing naar de bijgaande tekening die een dergelijk stroomaggregaat weergeeft. 



  Het stroomaggregaat weergegeven in de figuur is opgesteld in een bij voorkeur mobiele behuizing waarvan enkel de basis 1 is weergegeven en bestaat in hoofdzaak uit een dieselmotor 2, een door een koppeling 3 daaraan gekoppelde wisselstroomgenerator of alternator 4, bijvoorbeeld een 400 V/50Hz alternator, een koeler 5 bestaande uit een radiator 6 die in het koelcircuit 7 van de dieselmotor 2 opgesteld is en een ventilator 8 die aangedreven wordt door een elektrische motor 9 met instelbaar toerental, die bestuurd wordt door een besturingsinrichting 10. 



  Op de stroomuitgang van de alternator 4 sluit een aftakking aan waar de elektrische energie wordt afgetakt die via de besturingsinrichting 10 dient voor het aandrijven van de motor 9 van de ventilator 8. 

 <Desc/Clms Page number 5> 

 



  In deze aftakking is, voor de besturingsinrichting 10, nog een stroomonderbreker 11, een filter 12 en een lijnreactor 13 opgesteld. 



  De motor 9 is bijvoorbeeld een inductiemotor waarvan het toerental afhangt van de frequentie van zijn voeding. 



  De besturingsinrichting 10 bevat een frequentie-omvormer 14 die de frequentie kan variëren tussen bijvoorbeeld 0 en 100 Hz, die via een signaalomvormer 15 gekoppeld is aan een controle-inrichting 16 die aan de dieselmotor 2 is gekoppeld en die   een   of meer kritische parameters van deze dieselmotor 2 bewaakt. 



  Deze controle-inrichting 16 bewaakt minstens de temperatuur van het koelfluïdum, namelijk het koelwater, dat door het koelcircuit 7 wordt gepompt, en bevat dus een temperatuurmeter 16A die aan de uitgang of stroomafwaarts van de ontploffingsmotor in of op dit koelcircuit 7 is aangebracht. 



  Deze temperatuur komt overeen met de temperatuur van de dieselmotor 2 die een functie is van de belasting en de temperatuur van de omgeving. 



  De besturingsinrichting 10 regelt het toerental van de motor 9 zodanig dat de maximum temperatuur van het koelfluidum en dus de maximum temperatuur van de dieselmotor 2 niet overschreden wordt. 

 <Desc/Clms Page number 6> 

 



  Bij voorkeur bewaakt de controle-inrichting 16 ook andere kritische parameters van de dieselmotor 2, zoals de temperatuur van de smeerolie in het carter van de motor en de temperatuur van de lucht aangezogen door de dieselmotor voor de verbranding, en bevat ze dus een temperatuurmeter 16B in het carter en een temperatuurmeter 16C in de luchtinlaat 17 van de dieselmotor 2. 



  De besturingsinrichting 10 bestuurt de motor 9 zodanig dat de temperatuur van een ander fluïdum met kritische maximum temperatuur zoals de temperatuur van de smeerolie van de dieselmotor 2 of de temperatuur van de door deze laatste aangezogen lucht, hun toegelaten maximum niet overschrijden. 



  Eventueel kan ook de temperatuur van de brandstof worden gemeten. 



  Indien de dieselmotor 2 van het type met turbo en tussenkoeler is, kan de controle-inrichting ook een temperatuurmeter bezitten die de temperatuur van de tussenkoeler meet. 



  Deze tussenkoeler kan ook een radiator bevatten die naast de radiator 6 van de koeler 5 kan zijn opgesteld en dus gekoeld wordt door voornoemde door de motor 9 aangedreven ventilator 8. 



  Dit signaal wordt dan omgevormd in de signaalomvormer 15 tot een stroom die de frequentie-omvormer 14 bestuurt, zodanig dat de snelheid van de motor 9 van de ventilator 8 

 <Desc/Clms Page number 7> 

 minimaal is zonder dat er gevaar bestaat dat de werking van de dieselmotor 2 onveilig is. 



  Normaal gezien zal dus de frequentie van de motor 9 worden vermindert wanneer de belasting en dus de temperatuur van het   koelfluïdum   in het koelcircuit 7 afneemt. 



  Indien ook andere temperaturen worden bewaakt, kan de sturing via de besturingsinrichting 10 met deze temperaturen rekening houden zodat de dieselmotor 2 veilig blijft draaien. 



  Zo kan, indien om een of andere reden de temperatuur van de smeerolie in het carter te hoog wordt, de vermindering van het toerental van de motor 9 minder snel of zelfs niet plaatsvinden. 



  De smeerolie kan zelf worden gekoeld en door een circuit worden gepompt waarin een koelradiator is aangebracht en die eveneens tegenover voornoemde door de motor 9 aangedreven ventilator 8 is opgesteld. 



  Opgemerkt kan worden dat er zijn reeds dieselmotoren bekend zijn waarin een controle-inrichting 16 ingebouwd is die parameters van de dieselmotor 2 meet en een outputsignaal geeft. 



  Dit signaal kan na omvorming in de omvormer 20 gebruikt worden voor het regelen van de snelheid van de motor 9 van de ventilator 8. 

 <Desc/Clms Page number 8> 

 



  Proefondervindelijk is gebleken dat voor een dieselmotoralternator-aggregaat van 1000 kVA, een dieselbesparing van meer dan 10   l/h   kan worden verkregen. Tevens werd een gemiddelde geluidsvermindering van 2 dB (A) verkregen. 



  Het toerental van de motor 9 van de ventilator 8 moet niet noodzakelijk ingesteld worden door middel van een frequentieomvormer. Er zijn andere elektronisch stuurbare motoren bekend waarvan de snelheid op andere manieren regelbaar is dan door de frequentie te regelen. 



  De uitvinding is geenszins beperkt tot de hiervoor beschreven of in de hieraan toegevoegde tekening weergegeven uitvoeringsvorm, doch dergelijk stroomaggregaat kan in verschillende varianten worden verwezenlijkt zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.

Claims (8)

Conclusies.

1. - Stroomaggregaat dat een ontploffingsmotor (2) bevat die gekoeld wordt door een fluidum, een aan deze ontploffingsmotor (2) gekoppelde stroomgenerator (4), een koelcircuit (7) voor het koelfluidum, dat zieh over de ontploffingsmotor (2) uitstrekt, en een koeler (5) voor het afkoelen van het fluidum, welke koeler (5) van het type is dat een in het koelcircuit (7) opgestelde radiator (6) en een ermee samenwerkende ventilator (8) bevat, daardoor gekenmerkt dat aan de ontploffingsmotor (2) een controleinrichting (16) gekoppeld is die kritische parameters van de ontploffingsmotor (2) controleert waaronder minstens de temperatuur van het koelfluidum en de ventilator (8) een elektrische motor (9) met regelbare snelheid bevat, die voor zijn energievoorziening aan de uitgang van de generator (4) gekoppeld is via een besturingsinrichting (10)

die in functie van het signaal van de controleinrichting (16) en dus minstens in functie van de temperatuur van het koelfluidum de snelheid van de elektrische motor (9) regelt.

2. Stroomaggregaat volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat de besturingsinrichting (10) van het type is dat het toerental regelt zodanig dat het voor elke graad van belasting van de ontploffingsmotor (2) minimaal is, en dus afneemt als de belasting afneemt, zonder evenwel te dalen onder een toerental waarbij de ontploffingsmotor (2) niet meer veilig kan werken. <Desc/Clms Page number 10>

3.-Stroomaggregaat volgens conclusie 2, daardoor gekenmerkt dat de besturingsinrichting (10) het toerental van de motor (9) van de ventilator (8) zodanig regelt dat de maximum temperatuur van het koelfluldum niet overschreden wordt.

4.-Stroomaggregaat volgens conclusie 3, daardoor gekenmerkt dat de controle-inrichting (16) ook andere kritische parameters van de ontploffingsmotor (2) meet en de besturingsinrichting (10) de motor (9) van de ventilator (8) regelt rekening houdend met de meting van deze andere parameters.

5.-Stroomaggregaat volgens conclusie 4, daardoor gekenmerkt dat de besturingsinrichting (10) de motor (9) van de ventilator (8) regelt zonder dat ook de maximum temperatuur van een ander fluldum met kritische maximum temperatuur wordt overschreden, zoals de maximum toegelaten temperatuur van de smeerolie van de ontploffingsmotor (2) of de maximum toegelaten temperatuur van de door deze laatste aangezogen lucht.

6.-Stroomaggregaat volgens een van de vorige conclusies, daardoor gekenmerkt dat de besturingsinrichting (10) een frequentie-omvormer (14) bevat en dus van het type is dat de snelheid van de elektrische motor (9) van de ventilator (8) bestuurt door het veranderen van de frequentie. <Desc/Clms Page number 11>

7.-Stroomaggregaat volgens een van de vorige conclusies, daardoor gekenmerkt dat de stroomgenerator (4) een alternator is.

8.-Stroomaggregaat volgens een van de vorige conclusies, daardoor gekenmerkt dat de ontploffingsmotor (2) een dieselmotor is.