CH200434A

CH200434A - Einrichtung zur Regelung der Energiezufuhr mindestens zweier Druckmittelerzeugermaschinen, welche das Druckmittel an eine gemeinsame Leitung abgeben.

Info

Publication number: CH200434A
Authority: CH
Inventors: Goetaverken Aktiebolaget
Original assignee: Goetaverken Ab
Priority date: 1937-06-24
Filing date: 1937-06-24
Publication date: 1938-10-15

Description

Einrichtunzur Regelung der Energiezufuhr mindestens zweier Brnekmittelerzeuger- maschinen, welche das Druckmittel an eine gemeinsame Leitung abgeben. Gegenstand der Erfindung ist eine Ein- richtung zur Regelung der Energiezufuhr mindestens zweier Druckmittelerzeugerma- schinen, welche das Druckmittel an eine ge meinsame Leitung abgeben, die Energie- zuführungsregelvorrichtungen besitzt,

wel che ständig unter der Einwirkung der Dreh zahl des Druckmittelerzeugers, sowie einer Zustandsgrösse des Druckmittels stehen.

Die Einrichtung nach der Erfindung kann also zur Regelung der Energiezufuhr zweier oder mehrerer Druckmittelerzeugermaschinen benutzt werden, welche ein gasförmiges oder flüssiges Druckmittel an eine gemeinsame Leitung abgeben.

Wenn jede der Maschinen mft einer Re- gelungsvorrichtung versehen ist, die in be- kannter Weise unter der Einwirkung der Drehzahl dieser Maschine oder einer Zu standsgrösse des Druckmittels, zum Beispiel des Druckes, steht, ist nicht verhindert, dass Maschinen überlastet, während die übrigen mit zu kleinen Belastungen betrieben werden.

Im ersterwähnten Falle kann es vorkommen, dass den Maschinen, trotzdem sie mit dersel- ben Drehzahl laufen, verschiedene Energie mengen zugeführt werden, im letzterwähnten Falle können sie, trotzdem ihnen dieselben Energiemengen zugeführt werden, mit ver schiedenen Drehzahlen laufen, also in beiden Fällen verschiedene Leistungen abgeben.

Die Vorrichtung nach der Erfindung kann zur Regelung von Druckerzeugermasahinen verwendet werden, wenn das erzeugte Druck- mittel zum Betrieb einer oder mehrerer für denselben oder für verschiedene Zwecke vor gesehenen Maschinen benutzt wird.

Dies kommt zum Beispiel in Anlagen mit Brenn- kraftmaschinen vor, .die. Luftverdichter an treiben und mit ihnen ein aus Druckluft und unter Druck stehenden Abgasen der Brenn- kraftmaschine gebildetes Treibgas erzeugen, welches eine oder mehrere Kraftmaschinen antreibt,

sei es dass die Luft der Verdichter durch ,die Zylinder der Brennkraftmaschinen als. Spülluft und zusätzliche Spülluft in die Auspuffleitungen der Brennkraftmaschinen geleitet, oder durch Mischung der verdichte ten Luft mit den Abgasen der Brennkraft- maschinen, nachdem die Abgase die Brenn.- kraftmaschinen verlassen haben, hergestellt wird.

Auf den beigelegten Zeichnungen sind zwei Ausführungebeispiele des Gegenstandes der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt:

Fig. 1 eine Anlage zur Erzeugung eines aus verdichteter Luft und den Abgasen von drei Brennkraftmaschinen bestehenden Druck mittels, welches durch eine gemeinsame Lei tung einer Kraftmaschine zugeführt wird, die zum Antrieb einer Schiffsschraube dient, Fig. 2 eine Brennstoffzufuhrregelvorrich- tung dieser Anlage,

Fig. 3 ein Diagramm, welches die auf diese Regelvorrichtung wirkenden Kräfte bei verschiedenen Drehzahlen der Brennkraft- masohinen zeigt, Fig. 4 eine weitere Brenustoffzuführungs- regelvorriehtung, Fig. 5 ein der Fig. 3 entsprechendes Dia gramm zu Fig. 4.

In den, Fig. 1 bis 3 bezeichnet 1 drei gleiche, vierzylindrige Brennkraftmaschinen und 2 mit den Brennkraftmaschinen ge- kuppelte, zweizylindrige,

zur Verdichtung von Luft zur Aufladung der Brennkraft- maschinen und zur Mischung mit der Ab- gasen der Brenakraftmaschinen vorgesehene Verdichter. Die unter Überdruck stehenden Abgase der Brennkraftmasch.ineu sowie die auf ungefähr denselben Druck

verdichtete Überschussluft werden aus den Zylindern jeder Brennkraftmaschine in eine Sammel leitung 3 geleitet. Die drei Sammelleitungen 3 sind an eine Druckleitung 4 angeschlossen, welche die erzeugten Treibgase in eine drei- zylindrige,

zum Betriebe einer Schiffsschraube 5 dienende Kolbenmaschine 6 leitet. Zur Na- növrierung dieser Maschine ist die Druck- leitung 4 mit einem Absperrorgan 7 versehen. Jede Bremskraftmaschine besitzt eine Brenn- stoffzuführungsregeleinrichtung 8

(F"ig. 2), mit einem auf einer mit konstantem Über- setzungsverhältnis, zum Beispiel 1 :2 von der Brenakraftmaachine angetriebenen Welle 9 vorgesehenen Fliehkraftregler 10, dessen Muffe 11 auf einem Arm 12 eines zwei armigen, auf einem festen Zapfen 3 gelager- ten, Hebels wirkt.

Auf dem andern Hebelarm 14 wirkt eine Membrandose 15. Die Mem- brandwe 15 ist durch eine Rohrleitung 17 an die Sammelleitung 3 angeschlossen. Statt dessen körnte die Membrandose 15 auch durch eine ähnliche Rohrleitung 18 an einen Druckraum des Verdichters angeschlossen sein,

wie in Fig. 1 beim zweiten und dritten Aggregat von links gezählt, mit gestrichelten Linien angedeutet ist,

oder die Rohrleitung 17 könnte vor der Membrandose durch eine Leitung 1$ an einen Druckraum des Ver dichters vorzugsweise über eine bei 45 an- geordnete Drosselvorrichtung angeschlossen sein, wie in ng. 1 beim ersten Aggregat strichpunktiert angedeutet ist.

Beides ver hindert, dass unreines Treibgas in die Mem- brandose gelangt. Den Fliehkräften der Reglerschwunggewichte und dem in der Membrandose wirkenden Treibgasdruck hält eine Feder 1e das Gleichgewicht, deren Span,

nung mittels einer Schraube 38 eingestellt werden kann. Der Hebelarm 14 ist ferner mit einem Kolbenschieber 20 verbunden, wel cher die Verbindung eer Druckmittel- zuleitung 2@5 und zwei DraokmittelabWtun- gen ,

26 im Schiebergehuse 1,9 über die Kanäle 2'1, 22 mit den beiden Seiten eines Zylinders 2.3 beherrscht, in welchem ein Kolben 24 verschiebbar ist.

Der Kolben 24 ist durch eine Kolben stange 27 mit einem um einen Zapfen 2,8 drehbaren Segment 29 verbunden,

mit wel- chem ein Manövrierhebel 31 mittels einer von Hand auslösbamn Sperrvorrichtung 30 verstellbar gekuppelt ist. Der Manövrierheebel 31 ist durch eine Stange 32 an den Arm 38 angelenkt,

welcher die Reguliervorrichtung 35 der Brennstoffpumpe 34 beherrscht, die den Brenn stoffeinopritzventilen 37 der Zylin der der Brenakraftmasehine i den Brennstoff über Leitungen 36 zuführt.

Im Beharrungszustand stehen der Kolben- schieber 20 und der Hebel 12, 14 in ihrer Mittellage und der D^rne der Feder 16 hält den Fliehkräften der ogl rsehwunggewiehte und dem in der Nembrandose wirksamen Druck der Treibgasedes Gleichgewicht,

so dass bei einem bestimmten Federdruck jedem Treibgasdruck eine bestimmte DreUzähl der Brennkraftmaschine entspricht.

In dem: in Fig. 3 dargestellten. Diagramm zeigt die Linie L den Treibgasdruck in der igembrandose 15. Die Feder 16 ist auf einen Druck eingestellt, der 4,6 at in der Membran dose entspricht. Bei einer Drehzahl der R.eglerwelle 9 von n = 400 in der Minute beträgt die Kraft des Reglers cn - auf einen Druck in der Membran:

dose reduziert 0,3 at. Infolgedessen bleibt für den Druck P der Treibgase 4,3 at. Bei rz = 700 ist der Druck cd des Drehzahlreglers auf 0,9 at gestiegen und infolgedessen der Druck der Treibgase auf 3,7 at .gesunken.

Im Diagramm wird fer ner durch eine gestrichelte Linie L,. angedeu tet, dass durch Änderung der Federkraft mit- tels der Schraube 3-8 ohne Änderung der Drehzahl ein tieferer - und natürlich auch ein höherer - Treibgasdruck eingestellt wer- den, kann.

Wenn aus irgendeinem Grunde die Ver teilung der Leistung auf die Brennkraft- masehinen sich ändert, so wird der Hebel 12, 14 der Brennkraftmaschine, welche zu wenig leistet und also mit zu niedriger Drehzahl läuft, .aus der normalen, in Fig. 2 dar gestellten Lage mit,dem Hebelarm 12 nach oben geschwenkt, während der Hebel der mit zu hoher Leistung,

also mit zu hoher Dreh zahl betriebenen Brennkraftmaschinen mit dem Arm 12, aus der Normallage abwärts- geschwenkt wird. Bei der ersten Maschine wird der Kolbenschieber 20 nach unten ver stellt und stellt dabei die untere Seite des Zylinders 2:3 durch :

den. Kanal 22 mit der Zuführungsleitung 25 des Druckmittels und die obere Seite durch den Kanal 21 mit der einen Ablauföffnung 2,6 in Verbindung. Der Kolben 24 wird infolgedessen nach oben ver stellt und -dreht dabei vermittelst der Kolben stange 27, des Segmentes 29, der .Sperrvor- richtung 30, des Manövrierhebels 31, der Stange 32 den Arm 33 im Uhrzeigersinne. Dieser stellt, was .die Zeichnung nicht er kennen lässt,

die Reguliervorrichtung 35 der Brennstoffpumpe auf eine erhöhte Brennstoff- zufuhr, was. oueiner Erhöhung der Drehzahl der Brennkraftmaschine führt. Die Steige- rung der Brennstoffzufuhr hört auf, wenn der Hebel 12, 14 unter der Einwirkung der durch die Drehzahlerhöhung erreichten,

ge steigerten Leistung wieder seine Normal lage einnimmt. Dabei sperrt der Kolben- Schieber 210 :die Kanäle 21 und 22 ab.

Die Brennkraftmaschinen mit zu hoher Leistung und Drehzahl werden in ähnlicher Weise geregelt, so dass ihre Drehzahlen, gegebenen falls nach wiederholten Schwankungen, auf ihre richtige Grösse herabgesetzt werden. Steigerung und Herabsetzung der von sämt- liahen Brennkraftmaschinen abgegebenen Leistung, z.

B. zwecks Mehrbelastung oder Entlastung der mit dem Treibgas beauf- schlagten Kolbenmaschine, kann in einfacher Weise ohne Verstellung der Federspann- schraube 38 durch Verstellendes Manövrier hebels 3,

1 auf dem Segment 29 und Sicherung desselben in der eingestellten: Lage ver- mittelst der Sperrvorrichtung 30 bewirkt werden. Damit .wind im Diagramm gemäss Fig. 3 der Betriebspunkt der betreffenden Brennkraftmaschine längs der Linie L von Hand verschoben.

Bei der in Fig. 1 und 2 dargestellten Ma schinenanlage sinkt der Druck des Druck mittels mit steigender Drehzahl der Brenn kraftmaschinen, und die Linie L im Dia gramm in Fig. 3 ist von links oben nach rechts unten geneigt. Soll der Druck des Druckmittels mit der Drehzahl der Brenn- kraftmaschinen steigen, so muss der Regler 39, wie in Fig. 4 dargestellt ist, mit der Muffe 40 in der gleichen Drehrichtung auf den zweiarmigen Hebel 12, 14 drücken wie die Feder 16, während der Druck des Treib gases in entgegengesetzter Richtung wirkt.

Die Brennstoffpumpe 34 ist hier, was die Zeichnung nicht zeigt, derart ausgebildet, dass eine Aufwärtsbewegung des Schiebers 20 eine höhere Brennstoffzufuhr veranlasst, und umgekehrt. Die Feder 1.6 drückt auf eine Hülse 41, welche mit Zapfen 43 im Ring 42 des Hebelarmes 14 drehbar gelagert ist. Die Hülse 41 drückt auf einen Flansch unten an einer Hülse 44, die sich oben auf die Mein= brandose 15 stützt.

Der Regler arbeitet nach der FormelP = K -f- cnz, wie durch die Kurve M in Fig. 5 angedeutet ist. In dieser Formel kann die Federkraft K den Wert 0 annehmen, das heisst die Feder 16 kann fehlen. Dann arbeitet der Regler nach der FormelP = cnz, wie in Fig. 5 durch die Kurve N angedeutet ist.

Die Stellschraube 38 kann durch einen auf die Feder 16 wirkenden Hebel ersetzt sein, welcher in verschiedenen Stellungen ge sichert werden kann und durch eine Schraube oder einen Manövrierhebel verstellt werden kann. Die Hebel der verschiedenen Maschinen können mit einer gemeinsamen Manövrier- vorrichtung derart verbunden sein, dass die Spannung sämtlicher Federn 16 gleichzeitig eingestellt werden kann. Die Hebel 12, 14 können natürlich statt durch eine Feder auch vermittelst eines Gewichtes belastet werden.

Statt eines Fliehkraftreglers kann auch ein elektrischer Generator vorgesehen sein und die Verschiebung der Hülse 11 oder 40 durch die Einwirkung eines mit dem er zeugten elektrischen Strom gespeisten Mag netes bewirkt werden. Die Kraft des Mag netes ist dann der Drehzahl der Maschine proportional, so dass die Linie L in Fig. 3 oder die Linien M und N in Fig. 5 gerade sind.

Der Fliehkraftregler kann auch durch eine kleine Pumpe ersetzt sein, welche mit einem flüssigen oder gasförmigen Mittel ar beitet und von der betreffenden Brennkraft- maschine oder von einem Elektromotor an getrieben wird, der von einem von der Ma schine angetriebenen elektrischen Generator gespeist wird, und das von der Pumpe ge lieferte Druckmittel, dessen Druck sich ent sprechend der Drehzahl . der Maschine ändert, kann vermittelst eines Kolbens oder einer Membran, unmittelbar oder mittelbar durch eine hydraulische oder elektrische Übertra gung auf den Hebel 12, 14 wirken.

Die Druck- oder die Saugleitung der Pumpe kann mit einer Drosselstelle versehen sein, welche einen konstanten, zweckmässig einstellbaren, oder einen veränderlichen, zum Beispiel durch ein belastetes Ventil geregelten Durchfluss- querschnitt besitzt.

Letzteres ermöglicht, die KurveL in Fig. 3 oder M undN in Fig. 5 durch entsprechende Ausbildung des Ventil sitzes, gegebenenfalls unter gleichzeitiger Verwendung einer Drosselstelle, mit konstan tem Querschnitt zu beeinflussen. Die Kurven können so mehr oder weniger abwärts oder aufwärts gebogen werden. Der Kolben 24 kann auch einfach wirkend und zum Beispiel mit einer Rückführfeder belastet sein.

Der Regler 10 könnte natürlich die Reguliervor richtung 35 der Brennstoffpumpe auch un mittelbar betätigen, zum Beispiel indem der Arm 33 mit dem Hebel 12, 14 zum Beispiel durch einen Lenker unmittelbar verbunden ist. Der zweiarmige Hebel 12, 14 kann auch durch ein zum Beispiel in Führungen ver schiebbares Organ oder durch einen ein armigen Hebel ersetzt sein. Anstatt des Druckes des Treibgases kann zum Beispiel die Temperatur zur Beeinflussung des Reglers herangezogen werden, indem an Stelle der Membrandose 15 ein Thermostat auf den Hebel 12, 14 einwirkt.

Claims

PATENTANSPRUCH Einrichtung zur Regelung mindestens zweier Druckmittelerzeugermaschinen, welche das Druckmittel an eine gemeinsame Leitung abgeben, gekennzeichnet durch Energie zuführungsregelvorrichtungen, welche stän dig unter der Einwirkung der Drehzahl des Druckmittelerzeugers sowie einer Zustands grösse des Druckmittels stehen. UNTERANSPRÜCHE: 1. Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass jede Energie- zuführungsregelvorriehtung unter der Einwirkung des Druckes des Druck mittels steht. 2.

Einrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass jede EnargiezuführungsTegelvor- richtung ständig unter Einwirkung einer annähernd konstanten Belastung steht. 3.

Einrichtung nach Patentanspruch zur Regelung von Druckmittelerzeugerma- scliinen, bei welchen eine graftmaschine eine Pumpe antreibt, dadurch gekenn zeichnet, dass jede Energiezuführungs- regelvorrichtung von einem Drehzahl regler und vom Drucke des Druckmittels in der Druckleitung der Pumpe be einflusst wird. 4. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 3, dadurch gekennzeich net, dass jede Energiezuführungsregel- vorrichtung von einer mindestens an nähernd konstanten Belastung beeinflusst wird.

. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 3 zur Regelung von mit Brennkraftmaschine und Luftverdichter versehenen Druckmittelerzeugermaschi- nen, welche von den Abgasen der Brenn- kraftma.schine und verdichteter Luft ge bildetes Treibgas liefern, dadurch ge kennzeichnet, dass die Brennstoffzufüh- rungsregelvorrichtungen unter gleich zeitiger Einwirkung der Drehzahlregler (10), der mindestens annähernd konstan ten Belastungen (16) und des Druckes in den Treibgasleitungen der Brennkraft- maschinen stehen. 6.

Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Energie- zuführungsregelvorrichtungen einen be weglichen Teil (12, 14) besitzen, welcher von einem Drehzahlregler (10), von einer Feder (16) und vom Drucke des Druck mittels beeinflusst wird und die Energie zufuhr beeinflusst. 7. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 6, dadurch gekennzeich net, dass der bewegliche Teil als Schwing hebel (12, 14) ausgebildet ist, welcher von dem Drehzahlregler (10) und dem Drucke des Druckmittels in derselben Drehrichtung beeinflusst wird (Fug. 2). B.

Einrichtung nach Patentanspruch und Unteransprüchen 6 und 7, zur Regelung von mit Brennkraftmaschinen und Luft verdichtern versehenen Druckmitteler- zeugermaschinen, welche von den Ab- gasen der Brennkraftmaschine und ver dichteter Luft gebildetes Treibgas liefern, dadurch gekennzeichnet, dass ein Hebel vorhanden ist, durch den die Spannung der den beweglichen Teil (12, 14) beein flussenden Feder (16) eingestellt werden kann. 9.

Einrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 6, zur Regelung von mit Brennkraftmaschinen und Luftverdich tern versehenen Druckmittelerzeugerina- schinen, welche von den Abgasen der Brennkraftmaschine und verdichteter Luft gebildetes Treibgas liefern, dadurch gekennzeichnet, dass der bewegliche Teil (12, 14) der Energiezuführungsregelvor- richtung von einem Organ (15) beein- flusst wird, welches an eine Leitung (17, 18), welche die Treibgasleitung (3)

der Brennkraftmaschine mit der Druckluft- seite des von der Brennkraftmaschine angetriebenen Luftverdichters (2) ver bindet, an einer Stelle (45) angeschlossen ist, welche zwischen einer in der Leitung (17, 18) vorgesehenen Drosselung und der Treibgasleitung der Brennkraftma- schine liegt.

10. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteransprüchen 6 und 7, dadurch ge kennzeichnet, dass der bewegliche Teil (14) der Energiezuführungsregelvorrich- tung einen Schieber (20) einstellt, wel cher die Zu- und Abfuhr eines Druck- mittels zu einem Zylinder mit einem mit dem Regulierorgan der Druckmitteler- zeugungsmaschine verbundenen Kolben (24) steuert.

11. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteransprüchen 6 und 7, dadurch ge kennzeichnet, dass in der Verbindung zwischen dem beweglichen Teil und dem Regulierorgan der betreffenden Maschine ein von Hand verstellbarer Mechanismus (29, 30, 31) zur Beeinflussung der Ener giezufuhr vorgesehen ist.