DE1909063A1 - Power transmission between two prime movers for alternately driving a work machine - Google Patents
Power transmission between two prime movers for alternately driving a work machineInfo
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Description
Kraftübertragung zwischen zwei Kraftmaschinen für den wechselweisen Antrieb einer Arbeitsmaschine Die Erfindung betrifft eine Kraftübertragung zwischen einer ersten und einer zweiten Kraftmaschine, z.B. einem Elektromotor und einer Gasturbine, für den wechselweisen Antrieb einer Arbeitsmaschine, z.B. einer Kesselspeisepumpe. Power transmission between two prime movers for the alternate Drive of a work machine The invention relates to a power transmission between first and second prime movers, e.g., an electric motor and one Gas turbine for alternately driving a machine, e.g. a boiler feed pump.
Bei Antriebsanlagen besteht oftmals aufgrund von Sicherheitsbestimmungen (Uberdrehzahl) oder zur Aufrechterhaltung des Betriebes in Notfällen und zur Sicherstellung eines Spitzenbedarfes an Energie die Forderung, von einer Hauptenergieart auf eine zweite Energieart auszuweichen, oder die zweite Energieart zum Antrieb mit heranzuziehen. Als Hauptenergieart wird aus regeltechnischen und wirtschaftlichen Gründen die elektrische Energie bevorzugt, während für die zweite Energieart die Verwendung von flüssigen dder gasförmigen Kraftstoffen mit Hilfe von Gasturbinen oder Dieselmotoren wegen der Unabhängigkeit vom Stromnetz in Frage kommt. Diese Kraftmaschinen müssen Jedoch mit Hilfe von Fremdmaschinen angelassen werden, was besonders bei größeren installierten Leistungen zusätzlichen Aufwand erfordert.With drive systems there is often due to safety regulations (Overspeed) or to maintain operation in emergencies and to ensure safety a peak demand for energy means the requirement to switch from one main energy type to one to avoid the second type of energy, or to use the second type of energy for propulsion. For technical and economic reasons, the main type of energy is electrical Energy is preferred, while liquid energy is used for the second type of energy dthe gaseous fuels with the help of gas turbines or diesel engines independence from the power grid comes into question. However, these prime movers must be started with the help of third-party machines, which is especially true for larger ones Services requires additional effort.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Kraftübertragung zwischen der ersten Kraftmaschine für die Hauptenergieart und der zweiten Kraftmaschine für die zweite Energieart so auszubilden, daß sie in der Lage ist, das Drehmoment der zweiten Kraftmaschine über die Welle der ersten Kraftmaschine auf die Arbeitsmaschine zu übertragen und die zweite Kraftmaschine mit Hilfe der ersten Kraftmaschine anzulassen.The object of the invention is to reduce the power transmission between the first prime mover for the main energy type and the second prime mover for to train the second type of energy so that it is able to generate the torque of the second prime mover via the shaft of the first prime mover to the working machine to transmit and to start the second engine with the aid of the first engine.
Mit der Kraftübertragung, die eine hydrodynamische Kupplung zum Antrieb der Arbeitsmaschine enthält, wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß koaxial zu der hydrodynamischen Kupplung ein hydrodynamischer Drehmomentwandler zum Anwerfen der zweiten Kraftmaschine angeordnet ist und daß aur einer ersten Welle, die mit der ersten Kraftmaschine gekuppelt ist, das Pumpenrad des Wandlers sowie das Turbinenrad der Kupplung befestigt ist, während au£ einer zweiten Welle, die mit der zweiten Kraftmaschine gekuppelt ist, das Turbinenrad des Wandlers und das Pumpenrad der Kupplung befestigt ist.With the power transmission that a hydrodynamic coupling to the drive Contains the working machine, this object is achieved in that coaxial to the hydrodynamic clutch a hydrodynamic torque converter for starting the Second engine is arranged and that aur a first shaft that is connected to the first The engine is coupled, the impeller of the converter and the turbine wheel of the Coupling is attached while au £ a second shaft connected to the second prime mover is coupled, the turbine wheel of the converter and the impeller of the clutch are attached is.
Durch die Erfindung wird eine einfache Kraftübertragung geschaffen, die es gestattet, eine mit einer ersten Kraftmaschine angetriebene Arbeitsmaschine entweder zusätzlich durch eine zweite Kraftmaschine oder nur durch diese zweite Kraftmaschine anzutreiben. Außerdem kann die zweite Kraftmaschine durch die erste Kraftmaschine angelassen werden. Die einzelnen Funktionen der Kraftübertragung werden bei geringem Bauaurwand -durch einfaches wechselweises Füllen und Entleeren der beiden Kreisläufe auch fUr Kraftmaschinen mit sehr großer Leistung sicher durchgeführt.The invention creates a simple power transmission, which allows a work machine driven by a first engine either additionally by a second prime mover or only by this second one Drive engine. In addition, the second engine can be powered by the first Engine to be started. The individual functions of power transmission are in the case of a small building wall - by simply alternately filling and emptying the Both circuits are carried out safely for prime movers with very high power.
Die erste Kraftmaschine soll zum Anwerfen der zweiten Kraftmaschine auch dann in der Lage sein, wenn z.B. durch Ntzüberlastung oder bei Zusammenbruch der Stromversorgung und Umschaltung auf ein Notstromaggregat nur ein Teil der Hauptenergie zur Verfügung steht.The first engine is intended to start the second engine even if, for example, due to network overload or a breakdown the power supply and switching to an emergency generator is only part of the main energy is available.
Erfindungsgemäß nimmt in diesem Falle der Drehmomentwandler in an sich bekannter Weise durch Teilfüllung nur einen Teil seiner Nennleistung auf und belastet dadurch das Netz nicht in dem gleichen Maße wie bei Vollfüllung. Das Beschleunigen der zweiten Kraftmaschine erfolgt dementsprechend langsamer.According to the invention, the torque converter assumes in this case As is known, only a part of its nominal output can be increased by partial filling as a result, does not load the network to the same extent as with full filling. Accelerating the second engine takes place correspondingly more slowly.
Die Drehzahl der Arbeitsmaschine muß oftmals geregelt-werden können. Diese Regelung erfolgt bei Antrieb durch die zweite Krartmaschine erfindungsgemäß dadurch, daß die Kupplung in an sich bekannter Weise als Schöpfrohrkupplung ausgebildet ist.The speed of the machine must often be able to be regulated. This regulation takes place according to the invention when driven by the second Krart machine in that the coupling is designed in a manner known per se as a scoop pipe coupling is.
Ein Ausftlhrungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen ausgeführt und wird im folgenden näher beschrieben.An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawings and is described in more detail below.
Es zeigen: Fig. 1 Gesamtanordnung von Arbeitsmaschine, erster und zweiter Krartmasclhine und Kraftübertragung; Fig. 2 Längsschnitt durch die Kraftübertragung; Fig. 5 Kennlinien beim Anlaßvorgang.They show: FIG. 1 overall arrangement of the working machine, first and second second Krartmasclhine and power transmission; Fig. 2 longitudinal section through the power transmission; Fig. 5 Characteristic curves during the starting process.
In Fig. 1 ist die Arbeitsmaschine 10 eine Kesselspeisepumpe, die von einer ersten Kraftmaschine, einem Elektromotor 11, angetrieben wird. Die notwendige Regelung der Drehzahl erfolgt auf elektrischem Wege. Die zweite Kraftmaschine 13 ist eine Gasturbine.In Fig. 1, the work machine 10 is a boiler feed pump, which is of a first engine, an electric motor 11, is driven. The necessary The speed is controlled electrically. The second engine 13 is a gas turbine.
Zwischen den beiden Kraftmaschinen befindet sich die KraftUbertragung 12. Mit Hilfe der Kupplung 14, die im Stillstand schaltbar sein kann, wird die Kraftübertragung 12 und die Gasturbine 15 bei Normalbetrieb abgeschaltet. Mit der Kupplung 15 wird beim Anlassen der Gasturbine, wenn erforderlich, die Kesselspeisepumpe abgekuppelt. Auch diese Kupplung kann im Stillstand schaltbar ausgeführt werden.The power transmission is located between the two prime movers 12. With the help of the clutch 14, which can be switched at standstill, the power transmission 12 and the gas turbine 15 switched off during normal operation. With the coupling 15 is When starting the gas turbine, the boiler feed pump is disconnected if necessary. This clutch can also be designed to be switchable at standstill.
In Fig. 2 ist auf der Welle 16 der Kraftübertragung das Wandlerpumpenrad 17 und das Kupplungsturbinenrad 18 befestigt. Die Welle 19 trägt das Kupplungspumpenrad 20 und das Wandlerturbinenrad 21.In Fig. 2, the converter pump wheel is on the shaft 16 of the power transmission 17 and the clutch turbine wheel 18 attached. The shaft 19 carries the clutch pump gear 20 and the converter turbine wheel 21.
Zum Anlassen der Gasturbine wird mit Hilfe der Füllpumpe 22 über den Wärmetauscher 25 und die Steuerung 24 der Drehmomentwandler gefüllt. Der Kraftfluß erfolgt von dem Elektromotor 11 über Welle 16, Wandlerpumpenrad 17, Wandlerturbinenrad 21, Kupplungspumpenrad 20, Kupplungsschale 25 und Welle 19 auf die Gasturbine 15.To start the gas turbine, the filling pump 22 is used via the Heat exchanger 25 and the controller 24 of the torque converter filled. The power flow takes place from the electric motor 11 via shaft 16, converter pump wheel 17, converter turbine wheel 21, clutch pump wheel 20, clutch shell 25 and shaft 19 on the gas turbine 15.
Durch das große Drehmoment des Wandlerturbinenrades 21 erfolgt eine starke Beschleunigung der Massen der Gasturbine. Bei Notstrombetrieb wird der Drehmomentwandler nur teilgefüllt und nimmt nur einen Teil seiner Nennleistung auf. Dementsprechend kleiner ist auch das Sekundärmoment und damit die Beschleunigung der Gasturbine tvergl. Fig. 3).The high torque of the converter turbine wheel 21 causes a strong acceleration of the masses of the gas turbine. In the case of emergency power operation, the torque converter only partially filled and only consumes part of its nominal power. Accordingly The secondary torque and thus the acceleration of the gas turbine is also smaller tcomp. Fig. 3).
Nachdem die Gasturbine angelassen ist, wird der Drehmomentwandler entleert und die Kupplung gefüllt. Der Kraftfluß erfolgt nun in umgekehrter Richhqe von der Gasturbine 13 über die Welle 19, das Kupplungspumpenrad 20, das Kupplungsturbinenrad 18 auf die Welle 16 und über die Welle des Elektromotors 11 auf die Arbeitsmaschine. Mit Hilfe des verstellbaren Schöpfrohres 26 und des Regelventils 27 kann die Drehzahl geregelt werden.After the gas turbine is started, the torque converter will emptied and the clutch filled. The power flow now takes place in the opposite direction from the gas turbine 13 via the shaft 19, the clutch pump wheel 20, the clutch turbine wheel 18 on the shaft 16 and via the shaft of the electric motor 11 on the working machine. With the help of the adjustable scoop tube 26 and the control valve 27, the speed be managed.
Damit Jeder der beiden Kreisläufe in Jedem Betriebszustand gefüllt werden können, ist der Antrieb der Füllpumpe 22 mit Elektromotor 28 vorgesehen.So that each of the two circuits in each operating state filled can be, the drive of the filling pump 22 with an electric motor 28 is provided.
Fig. 5 zeigt die Kennlinien eines Anlaßvorganges. Kurve 50 stellt den Verlauf des Drehmomentes des Wandlerturbinenrades 22 bei Vollfüllung und damit bei voller Leistungsaufnahme dar.Fig. 5 shows the characteristics of a starting process. Curve 50 represents the course of the torque of the converter turbine wheel 22 when fully filled and thus at full power consumption.
Dieses Drehmoment liegt weit über dem Drehmomentenbedarf 52 zum Antrieb der Gasturbine. Die Differenz wird zum Beschleunigen der Anlage verwendet. Den Verlauf des Drehmomentes bei Notstrombetrieb mit teilgefülltem Drehmomentwandler zeigt Kurve 51.This torque is far above the torque requirement 52 for the drive the gas turbine. The difference is used to accelerate the system. The progress of the torque in emergency power operation with a partially filled torque converter shows the curve 51.
Auch hiermit wird das Zündmoment der Gas turbine bei Drehzahl 3) noch sicher erreicht. Infolge des geringeren Drehmomentenüberschusses benötigt die Anlage eine längere Zeit zum Hochfahren.With this, too, the ignition moment of the gas turbine at speed 3) is still safely achieved. As a result of the lower excess torque, the system requires a longer time to boot up.
Claims (1)
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| DE19691909063 DE1909063A1 (en) | 1969-02-22 | 1969-02-22 | Power transmission between two prime movers for alternately driving a work machine |
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1969
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