CH180155A - Maschinengruppe zur Aufladung von mindestens einer Brennkraftmaschine, die einen Verdichter antreibt. - Google Patents

Description

      l2laseliineiigrtippe    zur     Aufladinig    von mindestens einer     Brennkraftinaschine,     die einen Verdichter antreibt.    Es ist bekannt,     dass    mit zunehmendem       Aufladedruck,    der     Brennkraftmaschine    die  Leistung der Abgasturbine rascher ansteigt,       als    des     Aufladever-          i    die Antriebsleistung       dichters.    Man hat deshalb     aueli    schon vor  geschlagen, die Abgasturbine mit einem  elektrischen     Generator'zu    kuppeln,

   und die  über die     Verdichterantriebsleistung    hinaus  erzeugte Energie in Form von elektrischem  Strom an das Netz zu liefern. Dieser     Vor-          sehlag    ist jedoch mit einem     _THangel    behaf  tet, da er zur Voraussetzung hat,     dass'    sich  die Drehzahl der Gasturbine mit steigender  Leistung nur wenig ändert.

   Ein grosser Vor  teil des     abrasturbinengetriebenen        Auflade-          Zn          gebläses    besteht aber gerade darin,     dass    es  <I>;n</I>  mit verschiedener, der Belastung des Motors  sieh selbsttätig     anpasscnder    Drehzahl laufen  kann. Dieser Vorteil     -,eht    also beim An  trieb eines elektrischen Generators verloren.

    Dient die aufzuladende     Brennkraftmaschine          (lagegen    zum Antrieb eines     Verdieliter#",    so       lässt    sich an Stelle des Generators für die    Aufnahme der     Überschussleist-ung    der Gas  turbine ebenfalls ein Verdichter verwenden,  durch den nun     aueb.    der Verdichter, der von  der     Brennkraftniaschine    angetrieben wird,  aufgeladen werden kann.  



       Gregenstand    der vorliegenden Erfindung  ist eine Maschinengruppe zur     Aufladung     von mindestens einer     Breunkraftmaschiue,     die einen Verdichter antreibt, bei welcher  Maschinengruppe eine von dieser     Brenn-          kraftmaschine    belieferte Abgasturbine im       -rössten    Teil ihres Belastungsbereiches neben  der Arbeit zur     Brennkraftmaschinen-Auf-          ladung    noch Verdichtungsarbeit für minde  stens eine andere Lieferstelle leistet.  



  Die vorgeschlagene Anordnung erweist  sich sehr vorteilhaft zum Beispiel bei     Gas-          maseliinen,    die     Hochofengebläse    antreiben.  Werden diese Gasmaschinen hoch aufge  laden, wobei das     Aufladegebläse    durch eine       Abgasturbine    angetrieben wird,<B>so</B>     lässt    sieh  von der     Abgashirbine    auch noch ein Gebläse  betreiben, das das von der Gasmaschine be-           triebene    Gebläse auflädt.

       Durcli    diese     Auf-          ladung,    die verhältnismässig gering sein  kann, wird ein Teil der     Verdielitungsarbeit     der     Hauptinaschine    weggenommen,

   die     Auf-          ladung    bewirkt vor allem aber eine Ver  besserung des     volumetrischen    Wirkungsgra  des des     Verdieliters    und eine Deckung der  Ansauge- und     Ventilverl-utste.    Dabei können  das     Aufladegebläse    für die     Breimkraftma-          schine    und das     Aufladegebläse    für das von  der     Brennkraftmaschine    angetriebene     ('Te-          bläse    auch in einem Gehäuse zusammen  gebaut sein.  



  Auch für     Gasturbinenanlagen    erweist  sieh die vorgeschlagene Maschinengruppe  von Bedeutung. Wird die Brennluft der  Gasturbine einer solchen Anlage in besonde  ren, durch     Brennkraftmaschinen    angetriebe  nen Verdichtern erzeugt, so wird man diese       Brennkraftmaschinen    mit Vorteil hoch auf-.  laden. Es erhält dann die von den     Brenn-          kraftmaschinen    belieferte Abgasturbine     ver-          Uältnismässig    viel Energie, die neben der       Aufladung    der     Brennkraftmaschinen    noch  die     Vorverdichtun-,    der Luft für die Ver  dichter ermöglicht.

   Diese     VorverdieUtung     ist     umso    wichtiger, als sie auch gestattet,  mit den Kolben- und     Ansaugegesellwindig-          keiten    der     Verdicliter        1-iöher    zu gehen, als  das beim Ansaugen aus der Atmosphäre  sonst möglich ist.  



  Da bei kleinerer Belastung einer solchen       Gasturbinenanlage    die     Ansaugeluftmenge     der     Verdichter    auch kleiner ist, entspricht  es     vollständio-    den     Betriebsanforderun--en     <B>C</B>     2D     der     Aufladegruppe,        (lass    die Drehzahl der  selben bei kleinen Belastungen entsprechend  den kleinen Abgasmengen ebenfalls ab  nimmt.  



       Auf    der Abbildung ist ein Ausführungs  beispiel der     Maschinengruppe    gemäss der  Erfindung schematisch dargestellt.     Brenn-          kraffmaschine    und     Verdichter    sind als     Flug-          kolbenmaschine    ausgebildet. Es sind a zwei  Zylinder der     Brennkraftmaschine,    in denen  die Kolben<B>b</B> spielen, die unmittelbar mit  dem     Verdieliterholben   <B>e,</B> der im Zylinder     e'     läuft, verbunden sind.

   Diese Brennkraft,-         maschine   <I>a,</I>     b    arbeitet im Zweitakt.     ffat     einer der Kolben<B>b</B> die äussere     Totpunktlage     erreicht, so wird bei d Brennstoff einge  spritzt, der sieh in der hochverdichteten und  -erhitzten Luft entzündet und den Kolben  nach innen schleudert. Damit wird durch die       Einlassventile    e über die Leitung     k    Luft  angesaugt, die beim Rückwärtsgang ver  dichtet und durch Ventile<B>f</B> zur Verbrauchs  stelle, das heisst zur nicht dargestellten     Gas-          #urbine,        gepresst    wird.

   Die Abgase verlassen  dagegen bei<B>g</B> die Zylinder und strömen  auf die Abgasturbine     li,    die zum Antrieb  von zwei Verdichtern dient. Der eine dieser  Verdichter besteht aus dem     Vorverdichter   <B>i.</B>  in welchem sowohl die Brenn- und Spülluft  der     Brennkraftniaschine    a.<B>b,</B> als auch die  Luft des von der     Brennkraftmaschine   <I>a,<B>b</B></I>  angetriebenen Hauptverdichters<B>e,</B>     e'    vorver  dichtet wird und der andere aus dem     Nach-          verdieliter   <B>1.</B> Der grössere Teil der Luft ge  langt durch Rohr k,     züm    Hauptverdichter  <B>e,</B>     e',

      während     der    kleinere Teil in dem       Nachverdieliter   <B>1</B> auf höheren Druck ge  bracht wird. Mit diesem Teil wird nun die       Breunkraftmaseläne   <B>a, b</B> gespült Lind ge  laden. Die beiden Verdichter i,<B>1</B> sind in  dem dargestellten Beispiel in einem Gehäuse       zusammen(Yebaut.        Arl)pi[et-    die     Brennkraft-          maschine   <I>a,<B>b</B></I> im     Z-weitakt,    so kann die Luft  durch Schlitze in den Zylinder gebracht  werden. die gegenüber oder Über den Aus  puffschlitzen liegen.  



  Die     Aboasturbine   <B>h</B> soll möglichst nahe  an den Zylindern der     Brennkraftmaschine          a"        b        lieuen,    um aus den Abgasen viel     Euer-          "ie        zurückzugewinuen.    Als     Verdichter    i,<B><I>1</I></B>  sind     Axialverdichter    verwendet. Es kann  jedoch auch, besonders für den     Vorverdieli-          ter    i, ein     Radialrad    Anwendung finden.

    Ebenso kann die     Abuasturbine        li,    statt aus  der gezeichneten, mehrstufigen Überdruck  turbine auch aus einer Aktionsturbine be  stehen. Es könnten auch mehrere     nebenein-          anderliegende    Zylinder, die einer einzigen,  oder mehreren     Brennkraftmaschinen    zuge  hören, auf eine gemeinsame     Abgasturbine     arbeiten. Die Gasturbine würde dabei die      Arbeit zur     Aufladung    Amtlicher     Verdiellter          leistun.     



  An Stelle der     Flugkolbenmaseliiiie    kann  auch eine gewöhnliche     Kurbelinaschine    tre  ten.     Um        aueli    im Falle ungenügender     Lei-          stun--    der Gasturbine bei kleinen Belastun  gen der dargestellten     Masehinengruppe    den       Verdiehter   <B>e,</B>     e'    noch auf genügend     holier     Drehzahl zu halten, kann die     Abwasturbine          #I     <B>b</B> von einem Zusatzmotor unterstützt wer  den.

   Mit Vorteil wird hierfür eine Dampf  turbine verwendet, deren Dampf aus der       Ab-,värme    der aus der Abgasturbine h     tre-          ienden    Abgase oder aus der aus Kühlwasser       --ehenden    Wärme erzeugt wurde.

Claims (1)

1. PATENTANLSPRUCH: Maschinerigruppe zur Aufladung von inindestens einer Drennliraftmaschine, die einen Verdiehter antreibt, dadurch gekenn zeichnet, dass eine von dieser Brennkraft- inasehine belieferte Abc-asturbine im oröss- fen Teil ihres Belastungsbereiches neben der ,

   Arbeit zur Brennkraftmaschinen-Aufladun- el noch Verdiehtungsarbeit für mindestens eine aiidere Lieferstelle le; tet. UNTERANSPRüCHE: <B>1.</B> AlaseIiinengruppe nach Patenfanspruch. insbesondere für Verdichtungsanlagen, dadurch -,ekennzeichnet, dass diese andere Lieferstelle ein von der Brennkraft- maseliiiie angetriebener Verdieliter ist.

   Maschinengruppe nach Patentanspruelii und Unteranspruch<B>1,</B> dadurell gekenn zeichnet, dass die Abgasturbine neben dem Gebläse zur Aufladung der Brenn- kraftmascliine noch ein weiteres Gebläse antreibt. <B>3.</B> Maschinengruppe nach Patentanspruch und Unteransprücheii <B>1</B> und 2, dadurch gekennzeichnet, dass beide Geblä.se in einem Gehäuse vereinigt sind.

   4. Mascliinengruppe nach Patentanspruch und Unteransprüc'hen <B>1</B> bis<B>3,</B> dadurch 0,ehennzeichnet, dass die Abgasturbine bei tn kleinen Belastungen von einem Zusatz motor unterstützt ist. <B>5.</B> Maschinengruppe nach Patentanspruch und Unteransprüchen<B>1</B> bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Zusatzmotor eine Dampfturbine ist, deren Dampf -aus Abwärmen der Brennkraftmaschine er zeugt. wird.