CH199275A - Power plant with propellant gas generator and propellant gas engine. - Google Patents

Power plant with propellant gas generator and propellant gas engine.

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CH199275A
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Aktiengesellschaft Gebr Sulzer
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Sulzer Ag
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B71/00Free-piston engines; Engines without rotary main shaft
    • F02B71/04Adaptations of such engines for special use; Combinations of such engines with apparatus driven thereby
    • F02B71/06Free-piston combustion gas generators per se

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)

Description

  

  Kraftanlage mit     Treibgaserzeuger   <B>und</B>     Treibgaskraftmaschine.       Die Erfindung betrifft eine Kraftanlage  mit     Treibgaserzeuger    und     Treibgaskraft-          maschine    und besteht darin,     dass    die     Brenn-          stoffzuführ    zum     Treibgaserzeuger    und die       Treibgaszufuhr    zur     Treibgaskraftmaschine     sowohl von einem Geschwindigkeitsregler der  letzteren, als auch von einer Regelvorrich  tung     beeinflusst    werden,

   die in     Abhängig-          Iceit    von der der     Treibgaskraftmaschine    ent  nommenen Leistung betätigt wird.     Vorteil-          hafterweise    regeln der Geschwindigkeits  regler und die Regelvorrichtung auch die  Luftzufuhr zum     Treibgaserzeuger.    Auch  kann die     Brennstoffzufuhr        bezw.    die Luft  zufuhr zum     Treibgaserzeuger    oder beides  ausser durch den     Gescliwindigkeitsregler    und  die Regelvorrichtung noch vom Druck in der  Treibgasleitung     beeinflusst    werden.  



  Auf der Zeichnung ist ein Ausführungs  beispiel der Erfindung schematisch dar  gestellt.  



       Fig.   <B>1</B> zeigt eine     Kraftanlage    mit     Treib-          gaserzeuger    und     Treibgaskraftmaschine,    die  einen Stromerzeuger antreibt;         Fig.    2     -umd   <B>3</B> sind Diagramme der Wege  einzelner Teile des Regelgestänges bei einem  Regelvorgang.  



  Die Anlage besitzt     Freikolbentreibgaser-          zeuger   <B>1</B> bis 4, die aus     Brennkraftzylinder    und  Kompressoren bestehen. In die gemeinsame       Luftzufulirleitung   <B>5</B> zu den Kompressoren  ist eine Regelklappe<B>6</B> eingebaut. Die Brenn  stoffpumpen<B>7</B> der     Treibgaserzeuger    fördern  die mittels der Regelstange<B>8</B> eingestellte  Brennstoffmenge über nicht dargestellte     Ein-          spritzventile    in die     Brennkraftzylinder    der       Treibgaserzeuger   <B>1</B> bis 4.

   Das Treibgas der       Treibgaserzeuger   <B>1</B> bis 4 gelangt durch die  gemeinsame Treibgasleitung<B>9</B> in den     Treib-          gasaufnehmer   <B>10</B> und von dort durch die  Leitung<B>11</B> zur     Treibgaskraftmaschine        12,     ans welcher es durch den Abgasstutzen<B>13</B>  ins Freie strömt oder einer zweiten nicht  gezeichneten Stufe der     Treibgaskraftmaschine          zuceleitet    wird. Die Treibgasturbine 12  treibt einen elektrischen     Stromerzuger    14 an.  Auf der gemeinsamen Welle zwischen beiden  ist das     Seliwungrad   <B>70</B> angeordnet.

   Die Treib-           gasturbine   <B>12</B> besitzt eine     Düsengruppenrege-          el          lung.    indem die Kanäle<B>15, 16</B> und<B>17</B> zu  einzelnen Düsengruppen führen und durch  <B>en</B>  einen gemeinsamen Schieber<B>18</B> beherrscht  <B><I>kn</I></B>  werden.

   Die Brennstoffzufuhr durch die  Brennstoffpumpen<B>7</B> und die Luftzufuhr  durch die Leitung<B>5</B> zum     Treibgaserzeuger          t'        el        eD     und die     Treibgaszufuhr    durch die Leitung<B>11</B>  zur     Treibgaskraftmaschine    werden sowohl  vom     Gesehwindigkeitsregier   <B>19</B> als auch von  der Regelvorrichtung<B>20</B> geregelt.

   Die Regel  <B>t,</B>     el          vorrichtung    20 wird in Abhängigkeit von  der der     Treibgaskraftmaschine    mittelbar     ent-          Pommenen    Leistung     beeinflusst.    In die vom  Stromerzeuger 14 zum Netz führenden     elek-          trisehen    Leitungen<B>9-1</B> ist ein Wattmeter<B>22-9</B>  eingeschaltet.

   Der mit dem     Zei-er        2.3    des  Instrumentes 222 sich bewegende Hebel 24  bestimmt die Lage des mit dem Hebel<B>25</B>  verbundenen Drosselventils<B>26</B> im Umlauf<B>28</B>  einer     Umwälzpumpe   <B>27</B> für ein flüssiges oder  gasförmiges Druckmittel, an welche vor dem  Drosselventil<B>26</B> über das Leitungssystem<B>29</B>  die     S#ervorno#toren   <B>30, 31</B> und     3#2    angeschlos  sen sind. Der durch die Feder<B>33</B> belastete       Kolben'34    des     Se#rvomotors   <B>3,0</B> greift am Ge  lenk<B>35</B> des Hebels 36 an.

   Der Kolben<B>37</B>  im Servomotor<B>31</B> ist durch die, Feder<B>38</B>  belastet und mit dem Gehäuse<B>39</B> eines Ka  taraktes fest verbunden. Der Kolben 40 im       Kataraktgehäuzw.   <B>39</B> besitzt eine Bohrung 41  und ist mittels der Stange -12 mit dem Ge  lenk, 43 des Hebels<B>36</B> verbunden; auf der  Stange 42 im feststehenden Federgehäuse 4.5  sitzt der Federteller 44. Die Federn 46 und  47 sind bestrebt, den,     Pederteller    44 in der  gezeichneten Mittellage zu halten.

   Das<I>Ge-</I>  lenk 48     des    Hebels 36 ist mit dem Gelenk  <B>49</B> des Hebels<B>50</B> verbunden, an dessen Ge  lenk<B>51</B> der     Sehieber   <B>18</B> angeschlossen ist       und    an     desGen    Gelenk<B>52</B> der Regler<B>19</B> über  den auf der festen Achse<B>53</B>     gelagerten,drei-          armigen    Hebel<B>51</B> angreift.  



  Der Kolben<B>55</B> im Servomotor<B>32</B> ist       dureh    die Feder<B>5!6</B> belastet und mit dem  Gelenk<B>57</B> des Hebels<B>58</B> verbunden. Der  Regler<B>19</B> greift mittels, des Hebels 54 am  Gelenk     #519    des Hebels<B>58</B> an. Das zwischen    den Gelenken<B>57</B> und<B>5,9</B> liegende Gelenk<B>60</B>  des Hebels<B>58</B> ist mit dem Gelenk<B>61</B> des  Hebels<B>G2</B> verbunden, an dessen Gelenk     6-3     der Kolben 64 angreift, der im Zylinder<B>6ss</B>  unter dem     Einfluss    der Feder<B>67</B> und des       Treibgasdruckes    in der Leitung<B>11</B> steht, die  durch die Leitung<B>65</B> mit dem Zylinder<B>6,6</B>  -verbunden ist.

   Schliesslich steht das Gelenk  <B>68</B> des Hebels<B>62</B> mittels des Gestänges<B>69</B>  mit der Regelstange<B>8</B>     und    der Klappe<B>6 in</B>  Verbindung.  



  Die in     Fig.        li    gezeigten Stellungen der       Servomotorkolben,    der Regelorgane und des  sie verbindenden Gestänges entsprechen einem  Gleichgewicht zwischen erzeugter und     ab-          genommen-er,        vom    Zeiger<B>13</B>     ängezeigter        Lei-          istung.    Wenn das Netz 21 zur Zeit t,<B><I>zum</I></B>  .Beispiel durch Abschalten von Motoren, ent  lastet wird     und    die im Netz verbrauchte  Leistung von<B>N,</B> auf<B>N,</B>     (Fig.    2) zurückgeht,  dreht sich der Zeiger<B>2</B> mit dem Hebel 24  in der Richtung des Zeichens.

   Dadurch wird  dm Drosselventil<B>216</B> mehr aufgemacht, so       dass    die durch die Umlaufleitung<B>28</B> ab  fliessende     Druckmittelmenge    vergrössert und  der Druck im Leitungssystem<B>29</B> unter den  zur Zeit t, herrschenden Druck<B>p,</B> sinkt  (Linie<B>p</B> in     F'ig.    2;).  



  In     Fig.    2 und<B>3</B> sind die Verschiebungen  nach rechts von den Kolben und den     Ge-          stängeteilen,    durch eine Abweichung nach  oben und die     Vewohiebungen    nach links  durch eine Abweichung nach unten von der  für den     Gl-eichgewichtszustand    zur Zeit t,  geltenden, eingezeichneten Grundlinie an  gegeben. Beim     Druekabfall    verschiebt sich  nun der Kolben 34 infolge der Feder     33        ge-          inä.8    der Linie a von a, nach rechts.

   Der  Schieber<B>18</B> würde somit unter dem     Einfluss     des Kolbens 34 allein nach rechts verscho  ben und der     Durchlass    von Treibgas zur Tur  bine 12 vergrössert.  



  Gleichzeitig mit dem Kolben 34 bewegt       6ich    der Kolben<B>3,7</B> des Servomotors<B>31</B> mit  dem Katarakt     #39    bis 41, dem Federglied 44,  46 und 47 und dem Gelenk 4,3 von<B>b,</B> nach  links. Infolge -der ungleich langen Arme     dee         Hebels<B>36</B> bewegt sieh das Gelenk 48 eben  falls nach links (Linie     c),    so     dass    der Schie  ber<B>18</B>     .,-.emä.ss#    der Linie e von e, nach links  bewegt     und    der     Treibgasdurchlass    zur Tur  bine 1,2 zunächst verkleinert wird.  



  Zur     gle#ichen    Zeit verschieben, sich der  Kolben 5i5 von<B>g"</B> das Gelenk<B>60</B> von i" so  wie der Kolben, 64 unter dem     Einflussi    des  infolge des Schliessen,-     des    Schiebers<B>18</B> in  der Leitung<B>11</B>     anfä.nglich        steigen-den        Treib-          gazdruckes    von<B>k,</B> alle nach rechts, und die  dadurch bewirkte Verschiebung des Gelenkes  <B>68</B> von m, nach rechts hat eine entsprechende  Verringerung der Brennstoffzufuhr infolge  einer Verschiebung der     Eegelstange   <B>8</B> nach  links und, der Luftzufuhr     iduroli    weiteres  Schliessen Ader<B>Klappe 6</B> zur Folge.

   Die Linie  <B>k</B>     und    die Linie m geben zugleich ein Bild  für die Änderung des Treibgasdruckes und  für die Änderung     Jer    zugeführten Brenn  stoff- und Luftmenge.  



  Die infolge     -derverringertenBelastungim.     Netz zur Zeit     t,        überschüseige    Leistung der       Treibgaskraftmaschine    wird vom     Schwung-          racl   <B>70</B> und den     Schwungmas-sen    der Rotoren  der Treibgasturbine 112 und des Strom  erzeugers 14 aufgenommen.

   In der für die       Beqv,hleunigung    dieser Massen, erforderlichen,  Zeit von t, bis     t,#    hat die     Regelvorriehtung     20 bereits     -die    Brennstoff-     und        !die    Luftzu  fuhr um einen dem Punkt     m,    entsprechenden  Wert verringert. Zur Zeit     t##    beginnt der  Regler<B>19</B> infolge der Drehzahlerhöhung den  Hebel 54 entgegen dem     Uhrzeigersinn    zu  drehen.

   Infolgedessen bewegt sieh ;das, Ge  lenk- 52, gemäss, der Linie<B>d</B> von     d"    nach links  und     Jae    Gelenk<B>59</B>     gemä3    der Linie h von  <B><U>h.</U></B> nach rechts.     Ohneden        Einfluss    des Reglers  <B>19</B> würde die Bewegung des Schiebers<B>18</B> ge  mäss der Kurve<B>f</B> verlaufen.     Die    Bewegung  des Gelenkes<B>52,</B> verlangsamt die     Schliess,-          bewegungdes        Selliebers    18 vom Punkt e, an.  



  Die Bewegung des Gelenkes<B>59</B> bewirkt,       dass    die Brennstoffzufuhr und     die    Luftzu  fuhr     üaber    das durch die Regelvorrichtung 20  bestimmte Mass, hinaus verringert werden-.  Dies ist aus, dem weiteren Ansteigen der  Kurve m     über,den    Punkt m, hinaus ersicht-    lieh.

   Die     Rssa,-sslvorrichtung    20 wirkt<B>a.16</B>       "Grobregeluu,g",    indem die Brennstoffzu  <B>f</B>uhr und die     Luft7,ufulir    zur Zeit     t,    schon  entsprechend dem Abstand     Jes        Pun#ktes        m,     von     der        Grundlinie    verringert, das,     lieisst,    un  gefähr auf !die Werte eingestellt sind,     die     für den neuen     Gleichgewichtszustand    am  Ende     dee        I#egelvorganges    erforderlich sind.

    Wenn     das    Gelenk<B>68</B> sich nach -der Zeit     t.-          noch    weiter nach rechts bewegt, so dient dies  lediglich zur Verkürzung der     für,den    Regel  vorgang erforderlichen Zeitdauer. Zu Zeit       t"    herrscht in dem Leitungssystem<B>29</B> der  Druck     p#,.    Der     Drua#ka,bfa,11    ist beendet, so       dass    die     Servomotorkolben    sieh nicht mehr  weiter bewegen. Die     Kolben34    und<B>55</B> haben  die Stellungen     a"    und     g#,    erreicht.

   Der Feder  teller 44 bewegt     sie,11    von nun an bis zum  Ende des,     Regelvorganges.        unter,dem        Einfluss     -der Bohrung 41     ödes    Kolbens 40     iin    Katarakt       unc1,der    Feder 47 von     b"    nach rechts 'bis in  die in     Fig.   <B>1</B> gezeichnete, Mittellage.     Infolge-          ,dessen    bewegt sieh der     Sthieber   <B>18</B> vom Punkte  e.

   von     -der    Zeit     t.    an,     iin    öffnenden Sinne       und    erreicht zur Zeit t4 sein--     anfängliGhe     Stellung, um     danassli    einen trotz kleinerer       LeiAung    -der     Treibgaskraftmaschine        grössieren          Durchlass,    frei zu geben.

   Am     Ende,des        Regel-          vorgaages        isit    der Federteller 44 wieder in  seine     Mitbellage        #zurüokgek-ehr#        der    Kolben  40 jedoch entsprechend der     Verschiebu%-    des  Kolbens 37 nach links in einer andern, dem  rechten Ende des Gehäuses näher gelegenen  Stellung.

   Die Kurven<B>d</B> und     h    in     Fig.    2  zeigen,     dass    am Ende des     Eegelvorgaages,     entsprechend des, für die Regelung     erfürder-          liehen        D"rehzah#laj'bfadles    innerhalb     dffl        Un-          gleichförmigkeitsgrades    des     Gescliwindig-          keitsreglers   <B>19,</B> die Gelenke<B>52</B> und<B>59</B> eine  neue     Stellungeinnehmen.     



  Der     Gesehwindigkeitsregler   <B>19</B> übernimmt       somit,die        "Feinre)gelung".    Die Aufteilung     in     "Grob-" und     "Feinreg-elung"    hat den Vorteil,       ,da.-ss#    die     Däueirdes        Eegelverganges.        abge)kürzt     wird und die genaue Einstellung am Ende       .des        Reggelvoriganges    ohne grosse Schwankun  gen der Drehzahl     bezw.    der     Stramerzeugung     .erreicht worden kann..

       Würden,die    Treibgass-      und die Brennstoffzufuhr lediglich z. B. mit  tels des     Geschwindigkeitsreglens   <B>19</B> geregelt,  so ergäbe sich eine Regelkurve, welche die  neuen Sollwerte erst nach verschiedenen  grösseren und kleineren, Schwankungen er  reicht. Die Bohrung 41 im     Kataraktkolben     40 könnte einstellbar sein oder an Stelle der  Bohrung 41 könnte eine den Kolben 40 um  gehende Leitung mit einer einstellbaren       Drosseletelle    vorgesehen sein.  



  Soll die Drehzahl der     Treibgaakraft-          niaschine    12 genau eingehalten werden,<B>du</B>  heisst am Ende des     Regelvorgangee    wieder  auf den Wert zur Zeit t. zurückgebracht  werden, so wird zum Beispiel der Hebel 54  mittels     ein-es    Servomotors, verstellt, dessen  Steuerschieber vom     CTfflchwindigkeitsregl-er     <B>19</B> betätigt wird, oder es greift nach     Fig.   <B>3</B>  der Geschwindigkeitsregler<B>19</B> nur vorüber  gehend während des Regelvorganges ein und,  die Regelvorrichtung 2,0 bewirkt die     Gesamt-          verstellung,des    Schiebers<B>18,</B> der Regelstange  <B>8</B> und der Klappe<B>6,

  </B> die zur     Einregelung    der       Treibgas-,   <U>Brenn</U><B>ff-</B> und Luftzufuhr auf  den neuen Gleichgewichtszustand     erforder-          lieh    ist.  



       Die    Drehzahl hat zu Anfang und am  Ende des Regelvorganges denselben Wert.  Dies ist daraus zu ersehen,     dass    die Gelenke  <B>52</B> und<B>59</B> gemäss der Kurven<B>d</B> und h am  Ende     dee        Begelvorganges    wieder in ihre ur  sprüngliche Stellung zurückgehen und die  Kurve e in die Kurve<B>f</B> hineinläuft. Im       übtrigen    verlaufen die Verschiebungen der       Servomotorkolben    und der sich mit ihnen  bewegenden Teile mit unwesentlichen Än  derungen wie in     Fig.    2.  



  Bei Zunahme der Belastung der     Treibgas-          kraftmaschine        bezw.    des Energieverbrauches  im Netz 21 verlaufen die beschriebenen Bewe  gungen im Sinne des entgegengesetzten Vor  zeichens.     Die    Regelvorrichtung     20    kann nach  dem Prinzip eines     mechanikhen    Leistungs  messers arbeiten, der zwischen der     Treibgas-          kraftmaschine    und der von ihr angetriebenen  Maschine eingeschaltet ist. Wenn die     Treib-          gaskraftmaschine    eine Vorrichtung antreibt,  die einen der Antriebsleistung     proportionaJen       Schub erzeugt, z.

   B. einen Propeller oder  eine     Zentrifugalpumpe,    kann als Regelvor  richtung 20 -eine Vorrichtung vorgesehen  sein, die von dieser Schubkraft betätigt wird.  



  An Stelle des     Servomotore   <B>31</B> und des  Kataraktes<B>39</B> bis 41 kann im     Turbinen,-          oder        Generatorrotor    oder im Schwungrad<B>70</B>       ,goviel    Masse eingebaut sein,     dass    diese den       Leistungsüberschuss    infolge Verringerung  der abgenommenen     leistung    und weiteren       Offnene    des Schiebers<B>18</B> ohne wesentliche       Drehzahlerhö,hung    innerhalb der Zeitdauer  aufzunehmen imstande ist, die vergehen       muss,

      bis die Regelvorrichtung 20 die Brenn  stoff- und die Luftzufuhr zu den     Treibgas-          erzeugern   <B>1</B> bis 4 genügend reduziert hat.  Dadurch wird vermieden!,     dassi    die Dauer des  Regelvorganges verlängert wird und unter  Umständen im Stromerzeuger     wähend    des       Reggelvorganges        Mörende,    unzulässig hohe  Drehzahlschwankungen auftreten, trotzdem  der     Schieber   <B>18</B> nur unter dem     Einfluss    des  Kolbens 34 eingestellt und- der     Durühlafl    von  Treibgas zur Turbine 12 bei Verringerung  der abgenommenen Leistung vergrössert,

   also  die Turbinenleistung am Anfang des Regel  vorganges noch erhöht wird.



  Power plant with propellant gas generator <B> and </B> propellant gas engine. The invention relates to a power plant with a propellant gas generator and propellant gas engine and consists in the fact that the fuel supply to the propellant gas generator and the propellant gas supply to the propellant gas engine are influenced both by a speed regulator of the latter and by a control device,

   which is actuated as a function of the power drawn from the propellant gas engine. The speed regulator and the regulating device also advantageously regulate the air supply to the propellant gas generator. The fuel supply can bezw. the air supply to the propellant gas generator or both, apart from the speed regulator and the regulating device, can also be influenced by the pressure in the propellant gas line.



  In the drawing, an embodiment example of the invention is shown schematically represents.



       FIG. 1 shows a power plant with a propellant gas generator and propellant gas engine that drives a power generator; FIGS. 2 and 3 are diagrams of the paths of individual parts of the control rod during a control process.



  The system has free-piston propellant gas generators <B> 1 </B> to 4, which consist of internal combustion cylinders and compressors. A control flap <B> 6 </B> is built into the common air supply line <B> 5 </B> to the compressors. The fuel pumps <B> 7 </B> of the propellant gas generators convey the fuel quantity set by means of the control rod <B> 8 </B> via injection valves (not shown) into the internal combustion cylinders of the propellant gas generators <B> 1 </B> to 4.

   The propellant gas of the propellant gas generators <B> 1 </B> to 4 passes through the common propellant gas line <B> 9 </B> into the propellant gas receiver <B> 10 </B> and from there through the line <B> 11 </B> to the propellant gas engine 12, to which it flows through the exhaust gas nozzle <B> 13 </B> into the open or is fed to a second stage, not shown, of the propellant gas engine. The propellant gas turbine 12 drives an electric generator 14. The Seliwung wheel <B> 70 </B> is arranged on the common shaft between the two.

   The propellant gas turbine <B> 12 </B> has a nozzle group control. in that the channels <B> 15, 16 </B> and <B> 17 </B> lead to individual groups of nozzles and <B> en </B> controls a common slide <B> 18 </B> <B > <I> kn </I> </B>.

   The fuel supply through the fuel pumps <B> 7 </B> and the air supply through the line <B> 5 </B> to the propellant gas generator t'el eD and the propellant gas supply through the line <B> 11 </B> to the propellant gas engine regulated both by the speed controller <B> 19 </B> and by the control device <B> 20 </B>.

   The rule <B> t </B> el device 20 is influenced as a function of the power indirectly drawn from the propellant gas engine. A wattmeter <B> 22-9 </B> is switched into the electrical lines <B> 9-1 </B> leading from the power generator 14 to the network.

   The lever 24, which moves with the indicator 2.3 of the instrument 222, determines the position of the throttle valve <B> 26 </B> connected to the lever <B> 25 </B> in rotation <B> 28 </B> a Circulation pump <B> 27 </B> for a liquid or gaseous pressure medium, to which the valves <B> 30 are connected upstream of the throttle valve <B> 26 </B> via the line system <B> 29 </B> , 31 </B> and 3 # 2 are connected. The piston 34 of the servomotor <B> 3.0 </B> loaded by the spring <B> 33 </B> engages the joint <B> 35 </B> of the lever 36.

   The piston <B> 37 </B> in the servo motor <B> 31 </B> is loaded by the spring <B> 38 </B> and is fixed to the housing <B> 39 </B> of a box connected. The piston 40 in the Kataraktgehäuzw. <B> 39 </B> has a bore 41 and is connected to the joint 43 of the lever <B> 36 </B> by means of the rod -12; The spring plate 44 sits on the rod 42 in the stationary spring housing 4.5. The springs 46 and 47 strive to keep the Pederteller 44 in the center position shown.

   The joint 48 of the lever 36 is connected to the joint 49 of the lever 50, on the joint 51 of which > the slide valve <B> 18 </B> is connected and the controller <B> 19 </B> is connected to the joint <B> 52 </B> via the one mounted on the fixed axis <B> 53 </B> , three-armed lever <B> 51 </B> attacks.



  The piston <B> 55 </B> in the servo motor <B> 32 </B> is loaded by the spring <B> 5! 6 </B> and with the joint <B> 57 </B> of the lever < B> 58 </B> connected. The controller <B> 19 </B> engages by means of the lever 54 on the joint # 519 of the lever <B> 58 </B>. The joint <B> 60 </B> of the lever <B> 58 </B> located between the joints <B> 57 </B> and <B> 5,9 </B> is connected to the joint <B> 61 </B> of the lever <B> G2 </B>, on the joint 6-3 of which the piston 64 engages, which in the cylinder <B> 6ss </B> under the influence of the spring <B> 67 </ B> and the propellant gas pressure is in the line <B> 11 </B>, which is connected to the cylinder <B> 6,6 </B> by the line <B> 65 </B>.

   Finally, the joint <B> 68 </B> of the lever <B> 62 </B> stands by means of the linkage <B> 69 </B> with the control rod <B> 8 </B> and the flap <B> 6 in connection.



  The positions of the servomotor pistons, of the regulating members and of the linkage connecting them, shown in FIG. 1, correspond to a balance between the power generated and the power indicated by the pointer 13. If the network 21 is relieved at time t, <B> <I> for </I> </B>, for example by switching off motors, and the power consumed in the network by <B> N, </B> <B> N, </B> (Fig. 2) goes back, the pointer <B> 2 </B> rotates with the lever 24 in the direction of the character.

   As a result, the throttle valve <B> 216 </B> is opened more so that the amount of pressure medium flowing through the circulation line <B> 28 </B> increases and the pressure in the line system <B> 29 </B> is below the current level t, prevailing pressure <B> p, </B> decreases (line <B> p </B> in Fig. 2;).



  In Fig. 2 and <B> 3 </B> the shifts to the right of the piston and the linkage parts are due to an upward deviation and the leftward displacements are due to a downward deviation from that for the equilibrium state Time t, applicable, drawn baseline given. When the pressure drops, the piston 34 moves to the right as a result of the spring 33 in accordance with the line a from a.

   The slide 18 would thus be displaced to the right under the influence of the piston 34 alone and the passage of propellant gas to the turbine 12 would be increased.



  Simultaneously with the piston 34, the piston <B> 3.7 </B> of the servomotor <B> 31 </B> moves with the cataract # 39 to 41, the spring member 44, 46 and 47 and the joint 4.3 from <B> b, </B> to the left. As a result of the unequal length of the arms of the lever <B> 36 </B>, the joint 48 also moves to the left (line c), so that the slide over <B> 18 </B>., -. Emä.ss # of the line e from e, moved to the left and the propellant gas passage to the turbine 1.2 is initially reduced.



  At the same time, the piston 5i5 moves from <B> g "</B> the joint <B> 60 </B> from i" as well as the piston 64 under the influence of the as a result of the closure Slide <B> 18 </B> in line <B> 11 </B> initially increases the propellant pressure of <B> k, </B> all to the right, and the resulting displacement of the joint <B> 68 </B> from m, to the right has a corresponding reduction in the fuel supply as a result of shifting the control rod <B> 8 </B> to the left and, the air supply iduroli further closes vein <B> flap 6 </ B > result.

   The line <B> k </B> and the line m at the same time give a picture of the change in the propellant gas pressure and the change in fuel and air quantity supplied to Jer.



  As a result of the reduced load in. Network at time t, excess power of the propellant gas engine is absorbed by the flywheel racl 70 and the flywheels of the rotors of the propellant gas turbine 112 and the power generator 14.

   In the time from t to t, necessary for the acceleration of these masses, the control device 20 has already reduced the fuel and the air supply by a value corresponding to the point m. At time t ## the controller <B> 19 </B> begins to turn the lever 54 counterclockwise as a result of the increase in speed.

   As a result, see the joint 52 according to the line <B> d </B> from d "to the left and Jae joint <B> 59 </B> according to the line h from <B> <U> h. </U> </B> to the right. Without the influence of the controller <B> 19 </B>, the movement of the slide <B> 18 </B> would be according to the curve <B> f </B> The movement of the joint <B> 52, </B> slows down the closing movement of the sella valve 18 from point e.



  The movement of the joint <B> 59 </B> causes the fuel supply and the air supply to be reduced beyond the amount determined by the control device 20. This can be seen from the further rise in curve m beyond point m.

   The Rssa, -ssl device 20 acts <B> a.16 </B> "rough regulation" by the fuel at <B> f </B> and the air7, ufulir at time t, already according to the distance Jes Pun #ktes m, reduced from the baseline, which, let, are set to about the values that are required for the new state of equilibrium at the end of the leveling process.

    If the joint <B> 68 </B> moves even further to the right after the time t, this only serves to shorten the time required for the control process. At time t ″, the pressure p #, prevails in the line system 29. The pressure p # ka, bfa, 11 has ended, so that the servomotor pistons no longer move. The pistons 34 and 55 </B> have reached the positions a "and g #.

   The spring plate 44 moves it, 11 from now on until the end of the control process. under the influence of the bore 41 of the piston 40 in the cataract unc1, the spring 47 from b "to the right" to the central position shown in FIG. 1. As a result, the valve moves <B> 18 </B> from point e.

   from -the time t. on, in an opening sense, and at time t4 his initial position is reached, in order to then open a larger passage despite the smaller capacity of the propellant gas engine.

   At the end of the regulation, the spring plate 44 is again in its co-position # back-up # the piston 40, however, according to the displacement of the piston 37 to the left in another position closer to the right end of the housing.

   The curves <B> d </B> and h in FIG. 2 show that, at the end of the level specification, corresponding to the speed required for the regulation, within the dffl degree of irregularity of the speed controller B> 19, </B> the joints <B> 52 </B> and <B> 59 </B> assume a new position.



  The speed controller <B> 19 </B> thus takes over the "fine control". The division into "coarse" and "fine control" has the advantage, that-ss # the duration of the control past. abbreviated) and the exact setting at the end of .des Reggelvoriganges without large fluctuations in speed resp. power generation .can be achieved ..

       Would the propellant gas and the fuel supply only z. B. regulated by means of the speed control <B> 19 </B>, the result would be a control curve which the new setpoints only after various larger and smaller fluctuations he reaches. The bore 41 in the cataract piston 40 could be adjustable or, instead of the bore 41, a line extending around the piston 40 with an adjustable throttle point could be provided.



  If the speed of the propellant gas engine 12 is to be precisely adhered to, <B> du </B> means at the end of the control process e back to the value at time t. are brought back, for example, the lever 54 is adjusted by means of a servo motor, the control slide of which is operated by the speed controller 19, or it engages according to FIG. 3 Speed controller <B> 19 </B> only temporarily turns on during the control process and, the control device 2,0 effects the overall adjustment of the slide <B> 18 </B> of the control rod <B> 8 </B> and the flap <B> 6,

  </B> which is required to regulate the propellant gas, <U> burning</U> <B> ff- </B> and air supply to the new state of equilibrium.



       The speed has the same value at the beginning and at the end of the control process. This can be seen from the fact that the joints <B> 52 </B> and <B> 59 </B> according to the curves <B> d </B> and h return to their original position at the end of the belching process and the curve e runs into the curve <B> f </B>. In general, the displacements of the servomotor pistons and the parts moving with them run with insignificant changes as in FIG. 2.



  With an increase in the load on the propellant gas engine respectively. of the energy consumption in the network 21, the movements described proceed in the sense of the opposite sign. The control device 20 can work on the principle of a mechanical power meter which is connected between the propellant gas engine and the machine driven by it. If the propellant gas engine drives a device that generates a thrust proportional to the drive power, e.g.

   B. a propeller or a centrifugal pump can be provided as a Regelvor device 20 -a device which is actuated by this thrust.



  Instead of the servo motor <B> 31 </B> and the cataract <B> 39 </B> to 41, as much mass can be installed in the turbine or generator rotor or in the flywheel <B> 70 </B> that this is able to absorb the excess power as a result of a reduction in the power consumed and further opening of the slide <B> 18 </B> without a significant increase in speed within the period of time that must pass,

      until the control device 20 has reduced the fuel and the air supply to the propellant gas generators <B> 1 </B> to 4 sufficiently. This avoids that the duration of the control process is lengthened and, under certain circumstances, inadmissibly high speed fluctuations occur in the power generator during the Mörende control process, despite the fact that the slide <B> 18 </B> is only set under the influence of the piston 34 and - of propellant gas to the turbine 12 with a reduction in the power taken off,

   So the turbine output is increased at the beginning of the control process.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCII: Kraftanlage mit Treibgwerzeuger und Treibgaskraftmaschine, dadurch gekennzeich net, dass die Brennstoffzufuhr zum Treibgas- erzeuger und die Treibgaazufuhr zur Treib- gajskraftmaschine sowohl von einem Ge schwindigkeitsregler der letzteren, als auch von einer Regelvorriehtung beeinflusst wer den, die in Abhängigkeit von der der Treib- gaÄs, PATENT CLAIM: Power plant with propellant generator and propellant gas engine, characterized in that the fuel supply to the propellant gas generator and the propellant gas supply to the propellant gas engine are influenced by a speed regulator of the latter as well as by a control device that depends on the propellant - yes, kmftmw-Ghine entnommenen Leistung be tätigt, wird. UNTERANSPRüCHE: <B>1.</B> Kraftanlage nach Patentansprucli, da durch gekennzeichnet, dass die Regelvor richtung in Abhängigkeit von der der Treibgaskraftmaschine unmittelbar ent nommenen Leistung betätigt wird. kmftmw-Ghine is actuated. SUBClaims: <B> 1. </B> Power plant according to patent claims, characterized in that the control device is actuated depending on the power directly taken from the propellant gas engine. 2,. Kraftanlage nach Patentanspruch, bei welcher die Treibgaekraftmaschine Lei stung an einen Fmrgieumwandle#r ab- -gibt, dadurch. gekennzeiGlinet, dass die, I?egelve,rrio'htung in Abhängigkeit von ,der vom E#nergieumwandler aIgegebenen Leistung betätigt wird. 2 ,. Power plant according to patent claim, in which the propellant power machine Lei stung to a Fmrgieumwandle # r from - delivers, thereby. It is indicated that the adjustment function is actuated as a function of the output from the energy converter. 3#. Kraftanlage nach Patentanspruch, da- ,durch gekennzeichnet, dass der Ge schwindigkeitsregler und die Reggelvor- richtung aurli die Imftzufuhr zum Treibgaserzeuger regeln. 3 #. Power plant according to claim, characterized in that the speed regulator and the regulating device regulate the injection to the propellant gas generator. 4. Kraftanlagge nach Patentantspruch und Untera-nspruch <B>31,</B> -dadurch gekennzeich net, dass-,der Gesthwindigkeitsregler und ,die Regelvorrisshtung deraxt mitden die Brenns,toffzuführ, die Luftzufuhr und ,die Treibgaszuführ regelnden OTganen verbunden sind, dass sie miteinander auf diese Organe einwirken können. 4. Power plant according to patent claim and sub-claim <B> 31, </B> -characterized in that-, the speed controller and the rule projection are connected to the fuel supply, the air supply and the gas supply regulating O organs that they can interact with one another on these organs. <B>5.</B> Kraftaaliage nach Patentanspruch, da,- ,durch gekennzeichnet, dass die Regel vorrichtung zwei auf das die Trei-bgasi- zufuhr beherrschende Organ einwirkende Venstellvorrichtungen aufweist, von denen die eine dieses 'Organ bei ein-er Bela,stungsänderung in der Richtung ge gen die der neuen Belaetung entspre- ehende : <B> 5. </B> Kraftaaliage according to patent claim, -, characterized in that the control device has two adjusting devices acting on the organ controlling the supply of propellant gas, one of which has this' organ in one Change of load in the direction opposite to that corresponding to the new load: Stellung, und die andere in grösserem Masse in der entgegengesetzten Richtung verstellt, und dass eine Rück- führvorrichtung <B>(3,9</B> 'bis 47) vorgesehen ist, welche die,durell die zweite Vorrich tung bewirkte Verstellung rückgängig macht. <B>6.</B> Kraftanlage nach Patentanspruch, da- ,durch gekennzeichnet, dass, die Brenn stoffzufuhr zum Treibgaserzeuger noch in Abhängigkeit von der Abweichung ,des Druckes in der Treibgasleitung von einem eingestellten Wert beeinflusst wird. Position, and the other adjusted to a greater extent in the opposite direction, and that a return device <B> (3, 9 </B> 'to 47) is provided which reverses the adjustment caused by the second device . <B> 6. </B> Power plant according to patent claim, characterized in that the fuel supply to the propellant gas generator is influenced by a set value as a function of the deviation of the pressure in the propellant gas line. <B>7.</B> Kraftanlage nach Pätentanspruch, da- duroh gekennzeichnet, dass die Luftzu fuhr zum Treibgaserzeuger noch in Ab- Ungigkeit von der Abweichung des Druckes in der Treibgasleitung von einem eingestellten Wert beeinflusst wird. <B> 7. </B> Power plant according to the patent claim, characterized in that the air supply to the propellant gas generator is influenced by a set value as a function of the deviation of the pressure in the propellant gas line. <B>8.</B> Kraftanlage, nach Patentansp-meli, da durch, gekennzeichnet, dass die Regel,- vorrichtung nach dem Prinzip eines me chanischen Leistungsmessers arbeitet und zwischen der Treibgaskraftmaschine und .der von ihr angetriebenen Maschine ein geschaltet ist. <B>9.</B> Kraftanlage nach Patentanspruch zum Antrieb einer Vorrichtung, welche einen der Antriebsleistung proportionale Schub kraft erzeugt, idacluTell gekennzeichnet, ,dass die Regelvorrichtung von dieser Schubkraftbetatigt wird. <B> 8. </B> Power plant, according to patent application, characterized in that the control device works on the principle of a mechanical power meter and is connected between the propellant gas engine and the machine it drives. <B> 9. </B> Power plant according to patent claim for driving a device which generates a thrust proportional to the drive power, idacluTell characterized in that the control device is actuated by this thrust. <B>10.</B> Kraftanlage nach Pätentanspruch mit einem von !der Treibgaskraftmaschine elektrisch angetriebenen Generator, da- ,durch gekennzeichnet, da, (die Regel- vorricUtung.eine die elektrische Leistung des Generators messende Vorrichtung be sitzt, die in den Hauptstromkreis des Generators eingeschaltet isst. <B>11.</B> Kraftanlage nach Patentanspruch, da, ,durch gekennzeichnet, dass -die Treib, <B> 10. </B> Power plant according to the patent claim with a generator electrically driven by the propellant gas engine, characterized by the fact that (the regulating device has a device that measures the electrical power of the generator and is located in the Main circuit of the generator is switched on. <B> 11. </B> Power plant according to claim, because, characterized in that -the driving, -as- kraftma-schine von einer Schwungmasse beeinflusst wird, damit,die Drehzahl der Treibgaskraftmaschine während des Re gelvorganges nahezu unverändert 'bleibt. -as- engine is influenced by a flywheel, so that 'the speed of the propellant engine remains almost unchanged during the control process'.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE748205C (en) * 1938-11-12 1944-11-09 Participations Eau Gaz Electri System with several internal combustion compressed gas generators

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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