CH242427A - Method for regulating the delivery rate of a compressor driven by an exhaust gas turbine and device for carrying out the method. - Google Patents

Method for regulating the delivery rate of a compressor driven by an exhaust gas turbine and device for carrying out the method.

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CH242427A
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Description

  

  Verfahren zur Regelung der Förderleistung eines von einer     Abgasturbine    angetriebenen  Verdichters und Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.    Die     Erfindung    betrifft     ein.    Verfahren zur       Regelung    der     Förderleistung        eines    von     einer          Abgasturbine        angetriebenen    Verdichters zur       Aufladung        einer        Brennkraftmaschine,

      dem  ein     fehlender        Leistungsanteil    von einem in  seiner     Drehzahl    von der     Stromfrequenz    ab  hängigen     Wechselstrommotor    geliefert     wird,     wobei der Motor an     mindestens,    einen von  der     Brennkraftmaschine    unabhängig ange  triebenen Stromerzeuger angeschlossen ist.

         Das    Verfahren zeichnet sich     dadurch    aus, dass  die Frequenz des vom Stromerzeuger erzeug  ten     Stromes    zwecks     Anpassung    an den     fehlen-          den        Leistungsanteil        in        Abhängigkeit        vori    der  Leistung der     Brennkraftmaschine    eingestellt       wird.    Die Erfindung betrifft ferner     eine    Ein  richtung zur Durchführung des Verfahrens,

    die     gekennzeichnet    ist durch eine     Brennkräft-          maschine        mit        Abgasturbine-    und     Aufladever-          dichter,    welch letztere mit     einem    in :

  seiner  Drehzahl von der Stromfrequenz     abhängigen          Wechselstrommotor    gekuppelt sind und durch       einen    von der     Brennkraftmaschine    unab  hängig     angetriebenen    Wechselstromerzeuger    zum 'Antrieb des Motors, wobei die     Brenn-          kraftmaschine    zur Einstellung der Leistung  mit einem     Leistungsregler    und die Antriebs  maschine     des.Wechselstromerzeugers    zur Ein  stellung der Frequenz des vom Stromerzeu  ger erzeugten Stromes     mit        einem    Drehzahl  regler ausgerüstet ist.

   Der Leistungsregler  für     die        Brennkraftmaschine    kann mit dem  Drehzahlregler für die Antriebsmaschine des  Wechselstromerzeugers gekuppelt sein. Zur       Erzeugung    des Wechselstromes können ein  oder mehrere Stromerzeuger     aus:s.chliesslich     für den     Antrieb    des     WechselstTommotors    an  geordnet sein. Die Kupplung des Leistungs  reglers und des Drehzahlreglers kann mecha  nisch, elektrisch,     pneumatisch    oder hydrau  lisch ausgeführt werden.  



  Drei Ausführungsbeispiele der     Einrich-          tung    zur     Ausführung    des Verfahrens nach  der Erfindung sind auf der     Zeichnung    in       Fig.    1-3 vereinfacht dargestellt; an     Hand     welcher auch das Verfahren     beispielsweise    er  läutert wird.

        Die     Brennkraftmaschine    1     (F'ig.    1)     gibt          ihre        Leistung    über die Welle 2, beispielsweise  au     einen    nicht dargestellten     Schiffspropeller     ab. 3 ist ein     Aufladeverdichter,    der von der       Abgasturbine    4     angetrieben        wird,    und 5 ein       in    seiner Drehzahl von der     Stromfrequenz    ab  hängiger     Wechselstxommotor,    der mit der  Turbine 4 und dem Verdichter 3 gekuppelt  ist.

   Der Stromerzeuger 7 besitzt als     Antriebs-          maschine        eine        Brenukraftmaschine    8 und ist       mit    dem     Wechselstrommotor    5 über eine elek  trische Leitung 6     verbunden.    Der Drehzahl  regler der     Brennkraftmaschine    8 und der       Leistungsregler    der     Brennkraftmaschine    1  werden     mittels    der     .Servomotoren    12 und 14       beeinflusst,    welche über eine Druckleitung  13 hydraulisch gekuppelt     sind.    Die Druck  leitung 13.

       wird        mittels    einer     Zahnradpumpe     10     mit    Flüssigkeit aus dem Behälter 11 ge  speist. Diese Flüssigkeit gelangt über ein  Einstellorgan 17, dessen     Durchlassquerschnitt          mittels    des Hebels 18 eingestellt werden     kann.,     und durch     die        Leitung-16    wieder in den Be  hälter 11     zurück.    Drosselt man mittels des       Einstellorganes    17 die     Strömung    in der     Druck-          1eitung    13 mehr oder weniger,

   so     wird    die       Flüssigke%t    unter höheren oder niedereren  Druck gesetzt. Je nach der Höhe des     Flüssig-          keitsdruckes    werden die Kolben 12' und 15  der Servomotoren 1.2 und 14 mehr oder weni  ger nach aussen geschoben.

   Dadurch     werden     die     mit        ihnen        gekuppelten        Regler    der     Brenn-          kraftmaschinen    1 und 8 derart     voneinander     abhängig beeinflusst, dass sich die Drehzahlen  der     Bxeunkraftmasehinen        1.    und 8     annähernd     proportional ändern,  In     Fig.    2     ist    der     Wechselstrommotor    5 an  einer     Sammelleitung        2,5    angeschlossen,

   die von       den.    Stromerzeugern 33, 33 ', 34, 35 und 36  gespeist wird und Energie an     weitere    Stellen,  z. B. an ein     Lichtstromnetz,        abgeben    kann.  



  Die als     Antriebsmaschinen        dienenden          Brennkraftmaschinen    20-24     sind    mit Dreh  zahlreglern     ausgerüstet,    welch letztere durch  die Servomotoren 28-32: beeinflusst werden  können.

   Die     Zahnradpumpe    27 fördert     F1üs-          sigkeit    aus dem Behälter 26     in    die Druck  leitung 38, welche die     Servomotoren    28-32    mit- dem Servomotor 37 der Brennkraft  maschine 1 hydraulisch kuppelt.     Mittels    des       Organes,    39 kann der Druck in der     Leitung    3,8  eingestellt     werden.    Die aus dem Organ 39       abströmende        Flüssigkeit    gelangt durch die  Leitung 40 wieder     in    den Behälter 26 zu  rück.

   Durch die hydraulische Kupplung der  Servomotoren 28-32     mit    dem Servomotor  37     können    die Drehzahlen der     Brennkraft-          maschine    1 und der     Brennkraftmaschinen   <B>20</B>  bis 24 voneinander abhängig wie im Beispiel  nach     Fig.    1     -beeinflusst    werden.  



       In        Fig.    3 erfolgt die Bedienung des Dreh  zahlreglers der     Brennkraftmaschine    8 mecha  nisch über     ein    Gestänge     42-46    -und     einen     Hebel 52, der am Bedienungsstand 41 der       Brennkraftmaschine    1 angeordnet ist. 47-51  ist ein Gestänge zur Bedienung des Lei  stungsreglers der     Brennkraftmaschine    1.

    Wird durch     eine    Bewegung des: Hebels 47  die Leistung der     Brennkraftmaschine    1     g6-          ändert,    so     kann    man durch eine -Bewegung  des Hebels 52 über das Gestänge     42-46     durch Beeinflussung des Drehzahlreglers der       Bremskraftmaschine    8 deren Drehzahl in     ge.-          vTünschtem    Sinne ändern.

   Die Hebel 47 und  52     könnten    auch     miteinander    verbunden     sein,     wodurch der Drehzahlregler der     Brennkraft-          maschine    8 mit dem Leistungsregler der       Brennkraftmaschine    1 mechanisch gekuppelt  wäre.



  Method for regulating the delivery rate of a compressor driven by an exhaust gas turbine and device for carrying out the method. The invention relates to a. Method for regulating the delivery rate of a compressor driven by an exhaust gas turbine for charging an internal combustion engine,

      which a missing portion of power is supplied by an alternating current motor dependent on its speed of the current frequency, the motor being connected to at least one of the internal combustion engine independently driven power generator.

         The method is characterized in that the frequency of the electricity generated by the electricity generator is set in dependence on the output of the internal combustion engine for the purpose of adaptation to the missing power component. The invention also relates to a device for performing the method,

    which is characterized by an internal combustion engine with exhaust gas turbine and supercharging compressor, the latter with one in:

  Its speed of the current frequency dependent AC motor are coupled and by an alternating current generator independently driven by the internal combustion engine to 'drive the motor, the internal combustion engine to adjust the power with a power regulator and the drive machine of the. AC generator to adjust the frequency of the The electricity generated by the electricity generator is equipped with a speed controller.

   The power controller for the internal combustion engine can be coupled to the speed controller for the drive machine of the alternator. To generate the alternating current, one or more power generators can be arranged to drive the alternating current motor. The coupling of the power regulator and the speed regulator can be mechanical, electrical, pneumatic or hydraulic.



  Three embodiments of the device for carrying out the method according to the invention are shown in simplified form on the drawing in FIGS. 1-3; on the basis of which the procedure is also explained, for example.

        The internal combustion engine 1 (FIG. 1) outputs its power via the shaft 2, for example to a ship propeller (not shown). 3 is a supercharging compressor which is driven by the exhaust gas turbine 4, and 5 is an alternating motor which is dependent on the current frequency and is coupled to the turbine 4 and the compressor 3 in terms of its speed.

   The power generator 7 has a Brenu engine 8 as the drive machine and is connected to the AC motor 5 via an electrical line 6. The speed regulator of the internal combustion engine 8 and the power regulator of the internal combustion engine 1 are influenced by means of the servomotors 12 and 14, which are hydraulically coupled via a pressure line 13. The pressure line 13.

       is fed by means of a gear pump 10 with liquid from the container 11 ge. This liquid passes through an adjusting element 17, the passage cross section of which can be adjusted by means of the lever 18, and through the line 16 back into the container 11. If the flow in the pressure line 13 is throttled more or less by means of the adjusting element 17,

   in this way the liquid is put under higher or lower pressure. Depending on the level of the liquid pressure, the pistons 12 'and 15 of the servomotors 1.2 and 14 are pushed more or less outwards.

   As a result, the controllers of the internal combustion engines 1 and 8 coupled to them are influenced in such a way that the speeds of the power machines 1 and 8 change approximately proportionally. In FIG. 2, the alternating current motor 5 is connected to a collecting line 2, 5,

   those of the. Generators 33, 33 ', 34, 35 and 36 is fed and energy to other locations, z. B. to a luminous flux network.



  The internal combustion engines 20-24 serving as prime movers are equipped with speed controllers, the latter of which can be influenced by the servomotors 28-32.

   The gear pump 27 conveys liquid from the container 26 into the pressure line 38, which hydraulically couples the servomotors 28-32 to the servomotor 37 of the internal combustion engine 1. The pressure in the line 3, 8 can be adjusted by means of the organ 39. The liquid flowing out of the organ 39 passes through the line 40 back into the container 26.

   Due to the hydraulic coupling of the servomotors 28-32 with the servomotor 37, the speeds of the internal combustion engine 1 and the internal combustion engines 20 to 24 can be influenced as a function of one another, as in the example according to FIG. 1.



       In Fig. 3, the operation of the speed controller of the internal combustion engine 8 takes place mechanically via a linkage 42-46 - and a lever 52, which is arranged on the control station 41 of the internal combustion engine 1. 47-51 is a linkage for operating the power regulator of the internal combustion engine 1.

    If a movement of the lever 47 changes the power of the internal combustion engine 1 g6-, one can change the speed in the desired sense by moving the lever 52 via the linkage 42-46 by influencing the speed controller of the brake engine 8.

   The levers 47 and 52 could also be connected to one another, so that the speed controller of the internal combustion engine 8 would be mechanically coupled to the power controller of the internal combustion engine 1.

 

Claims (1)

PATENTANaPRV CHE I. Verfahren zur Regelung der Förderlei- stung eines von einer Abgasturbine angetrie benen Verdichters zur Aufladung einer Brennkraftmaschine, dem ein fehlender T, PATENTANaPRV CHE I. Method for regulating the delivery rate of a compressor driven by an exhaust gas turbine for charging an internal combustion engine, to which a missing T, ei- stungsanteil von einem - in seiner Drehzahl von der Stromfrequenz abhängigen Wechsel- stxommotox geliefert wird, wobei der Motor au mindestens einen von der Brenukraftma- schine unabhängig angetriebenen Stromnerzen= ger angeschlossen ist, - dadurch gekeauzeieb- net, The power component is supplied by an alternating current tox with a speed dependent on the current frequency, whereby the motor is connected to at least one power generator that is driven independently of the fuel engine, dass zwecks Anpassung an der < fehlehden Leistungsanteil die Frequenz, des vom, Stromerzeuger erzeugten Stromes in Abhängig keit von der Leistung der Brenx*raftmaschine eingestellt wird. that the frequency of the electricity generated by the power generator is adjusted depending on the output of the Brenx raft machine for the purpose of adapting to the missing power component. II. Einrichtung zur Durchführung des 'Verfahrens nach Patentanspruch I, gekenn zeichnet durch eine Brennkraftmaschine mit Abgasturbine und Aufladeverdichter, welch letztere mit einem in seiner Drehzahl von der Stromfrequenz abliängigenWechselstrom- motor gekuppelt sind, und durch einen von der Brennkraftmaschine unabhängig angetrie benen Wechselstromerzeuger zum Antrieb des Motors, II. Device for carrying out the 'method according to claim I, characterized by an internal combustion engine with exhaust gas turbine and supercharging compressor, the latter being coupled to an alternating current motor which is dependent on the current frequency in its speed, and by an alternating current generator driven independently of the internal combustion engine of the motor, wobei die Brennkraftmaschine zur Einstellung der Leistung mit einem Lei stungsregler und die Antriebsmaschine des Wechselstromerzeugers zur Einstellung der Frequenz des ,vom Stromerzeuger erzeugten Stromes mit einem Drehzahlregler ausge rüstet ist. UNTERANSPRÜCHE 1. Einrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass der Leistungs regler und der Drehzahlregler miteinander gekuppelt sind. wherein the internal combustion engine to adjust the power with a Lei stungs regulator and the prime mover of the alternator to adjust the frequency of the electricity generated by the generator is equipped with a speed controller. SUBClaims 1. Device according to claim II, characterized in that the power controller and the speed controller are coupled to one another. 2. Einrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass der Wechsel strommotor an eine eigene Stromerzeuger- gruppe angeschlossen ist. 2. Device according to claim II, characterized in that the alternating current motor is connected to its own power generator group. 3. Einrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl der Antriebsmaschine des Wechselstromer zeugers vom Bedienungsstand der Brenn kraftmaschine aus eingestellt werden kann. 4. Einrichtung nach Unteranspruch 2, da durch gekennzeichnet, dass der Drehzahlregler der Antriebsmaschine für den Stromerzeuger mit dem Leistungsregler der Brennkraftma- schine derart gekuppelt ist, dass sich die Dreh zahl des Stromerzeugers annähernd propor tional mit derjenigen der Brennkraftmaschine ändert. 3. Device according to claim II, characterized in that the speed of the drive machine of the alternating current generator can be set from the operating station of the internal combustion engine. 4. Device according to dependent claim 2, characterized in that the speed controller of the drive machine for the power generator is coupled to the power controller of the internal combustion engine in such a way that the speed of the power generator changes approximately proportionally with that of the internal combustion engine. 5. Einrichtung nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass der Drehzahlregler der Antriebsmaschine für den Wechselstrom erzeuger mit dem Leistungsregler der Brenn- kraftmaschine mechanisch gekuppelt ist. 6. Einrichtung nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass der Drehzahlregler der Antriebsmaschine für den Wechselstrom erzeuger mit. dem Leistungsregler der Brenn- kraftmaschine elektrisch gekuppelt ist. 7. 5. Device according to dependent claim 1, characterized in that the speed controller of the drive machine for the alternating current generator is mechanically coupled to the power controller of the internal combustion engine. 6. Device according to dependent claim 1, characterized in that the speed controller of the drive machine for the alternating current generator with. is electrically coupled to the power regulator of the internal combustion engine. 7th Einrichtung nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass der Drehzahlregler der Antriebsmaschine für den Wechselstrom erzeuger mit dem Leistungsregler der Brenn kraftmascUine hydraulisch gekuppelt ist. B. Einrichtung nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass der Drehzahlregler der Antriebsmaschine für den Wechselstrom erzeuger mit dem Leistungsregler der Brenn- kraftmaschine pneumatisch gekuppelt ist. Device according to dependent claim 1, characterized in that the speed controller of the drive machine for the alternating current generator is hydraulically coupled to the power controller of the internal combustion engine. B. Device according to dependent claim 1, characterized in that the speed controller of the drive machine for the alternating current generator is pneumatically coupled to the power controller of the internal combustion engine.
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