DE2106605A1

DE2106605A1 - emergency generator

Info

Publication number: DE2106605A1
Application number: DE19712106605
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Mobius, H G , Dr Ing , Eisenach, Rolf, 4811 Oerlinghausen
Priority date: 1971-02-12
Filing date: 1971-02-12
Publication date: 1972-10-26

Description

Notstromaggregat Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Notstromaggregate, die aus einem Verbrennungsmotor und einem davon angetriebenen Generator bestehen. Emergency power generator The invention is in the field of emergency power generators, which consist of an internal combustion engine and a generator driven by it.

Bekannte Notstromaggregate werden von einer Anlaßvorrichtung in Gang gesetzt, die aus einem Akkumulator und einem elekw trischen Anlasser bestehen, der dem Verbrennungsmotor ein Drehmoment mitteilt. Als Akkumulatoren werden üblicherweise Blei, Akkumulatoren verwendet. Derartige Akkumulatoren bedürfen jedoch ständiger Wartung, der Säurestand ist zu prüfen und destilliertes Wasser nachzufüllen und auch die Spannung ist von Zeit zu Zeit zu prüfen und der Akkumulator wieder aufzug laden, damit das Notstromaggregat ständig einsatzbereit ist.Known emergency power generators are started by a starting device set, which consists of an accumulator and an elekw tric starter exist, which communicates a torque to the internal combustion engine. Used as accumulators usually lead, accumulators are used. However, such accumulators are required constant maintenance, the acid level has to be checked and distilled water has to be refilled and the voltage must also be checked from time to time and the accumulator again Charge the elevator so that the emergency generator is always ready for use.

Bei den bekannten Notstromaggregaten ist dieses Wartung und Pflegebedürfnis äußerst nachteilig; denn bei den geringsten Nachlässigkeiten besteht die Gefahr, daR das Notstromaggregat nicht mehr einsatzfähig ist.In the case of the known emergency power generators, this requires maintenance and care extremely disadvantageous; because with the slightest carelessness there is a danger that the emergency generator can no longer be used.

Hier setzt der Gedanke der Erfindung ein, die sich die Aufgabe gestellt hat, ein Notstromaggregat zu schaffen, bei dem insbesondere keine pflege- und wartungsbedürftigen Vorrichtungen vorhanden sind, so daß dieses Notstromaggregat praktisch ohne Überwachung über lange Zeiträume ständig einsatzbereit ist.This is where the idea of the invention comes in, which set itself the task has to create an emergency power generator, which in particular does not require care and maintenance Devices are available, so that this emergency generator with practically no supervision is constantly ready for use over long periods of time.

Nach der Erfindung ist ein Notstromaggregat, bestehend aus einem Verbrennungsmotor und einem davon angetriebenen Generator gekennzeichnet durch einen Anlasser, der aus einem Drucks gasspetcher und einer druckgasgetriebenen, ein Drehmoment erzeugenden Vorrichtung besteht. Ein eleRtropneumati«scher Wandler ist in der Verbindungsleitung zwischen dem Druckgasspeicher und der Anlaßvorrichtung angeordnet und wird beim Stromausfall im Netz zur öffnung der Verbindungsleitung betätigt. Der Verbrennungsmotor ist mit einer Magnetzündung versehen, bei der zwischen dem Zündmagneten und der Zündkerze ein bei Netzausfall schließender Elektrokontakt angeordnet ist. Zwischen Generator und Verbrennungsmotor ist zweckmäßig eine Drehzahlkupplung angeordnet. Die druckgasgetriebene, ein Drehmoment -erzeugende Vorrichtung kann aus einem pneumatischen Anlaß~ motor und einem Getriebe, beispielsweise einem Schneckenrad getriebe, bestehen, sie kann aber auch aus einem Pneumatik-Kolben und einer Zahnradstange mit Ritzel bestehen. Zwischen dem Anlassergetriebe und dem Verbrennungsmotor kann ein Einrichtungs-Freilauf angeordnet sein. Nach der Erfindung ist der Druckgasspeicher vorzugsweise mit einer Aufladevorrichtung versehen, die aus einem Elektromotor und damit verbundenem Kompressor besteht. Der Elektromotor ist über einem elektroma netisch betätigten Umschalter an das Stromnetz angeschlossen.According to the invention is an emergency power unit, consisting of an internal combustion engine and a generator driven thereby characterized by a starter which from a pressurized gas petcher and a pressurized gas driven one that generates a torque Device consists. An electro-pneumatic converter is in the connection line between the pressurized gas storage tank and the starting device arranged and is activated in the event of a power failure in the network to open the connection line. The internal combustion engine is equipped with a magneto ignition, in which between the Ignition magnet and the spark plug an electrical contact that closes in the event of a power failure is arranged is. A speed coupling is expedient between the generator and the internal combustion engine arranged. The pressurized gas-powered, torque-generating device can from a pneumatic starter motor and a gear, for example a worm wheel gearbox, but it can also consist of a pneumatic piston and a gear rod with a pinion. Can between the starter gear and the internal combustion engine a one-way freewheel can be arranged. According to the invention is the compressed gas storage preferably provided with a charging device consisting of an electric motor and associated compressor exists. The electric motor is via an elektroma netically operated switch connected to the power grid.

Der Elektromagnet dieses Umschalters wird von dem Notstromkreis zum Anschließen des Elektromotors an den Notstromkreis betätigt. Zweckmäßig ist die Aufladevorrichtung von einem Schnell~ wertschalter betätigt, der mit seinem pneumatischeen Teil an die Ausgangsleitung des Druckzasspeichers und mit seinem elektrischen Teil an die Speiseleitung des Elektromotors angeschlossen ist.The electromagnet of this switch is used by the emergency circuit to Connecting the electric motor to the emergency circuit operated. That is useful Charging device operated by a quick value switch, which with its pneumatic Part to the output line of the pressure accumulator and with its electrical part is connected to the feed line of the electric motor.

Vorteilhaft sind je ein pneumatischer Richtleiter oder Rück schiagventil in einer an die Speiseleitung des Anlassermotors angeschlossenen Außenleitung und der Verbindungsleitung zwischen Druckgasspeicher und Kompressor angeordnet, Das Notstromaggregat nach der Erfindung mit einer pneumatischen Anlaßvorrichtung hat den Vorteil, daß einerseits pneumatische Energie jahrelang wartungsfrei gespeichert werden kann und wenn nötig auch sehr rasch freizuEetzen ist, andererseits die pneumatische Energie durch eine selbsttätig arbeitende Vorrichtung jederzeit wieder auf vorgegebene Werte gespeichert oder aufgefüllt werden kann, unter Ausnutzung der immer vorhandenen elektrischen Energie aus dem Netz oder dem Notstromkreis.A pneumatic guide or check valve each is advantageous in one to the starter motor feed line connected External line and the connecting line between the compressed gas storage tank and the compressor arranged, the emergency generator according to the invention with a pneumatic starting device has the advantage that, on the one hand, pneumatic energy is stored maintenance-free for years and can be released very quickly if necessary, on the other hand the pneumatic one Energy at any time by an automatically working device back to the specified Values can be saved or filled, taking advantage of the ones that are always present electrical energy from the grid or the emergency circuit.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert.The invention is illustrated below with the aid of exemplary embodiments Referring to the drawing explained in more detail.

E der Zeichnung ist schematisch in Form einer Schaltskizze ein Notstromaggregat mit den nach der Erfindung dazu gehörenden Vorrichtungen dargestellt.E of the drawing is a schematic diagram of an emergency generator shown with the associated devices according to the invention.

Das Notstromaggregat besteht aus einem Verbrennungsmotor 1, der über eine drehzahlabhängige Kupplung 2 mit einem Generator 3 verbunden ist. Zum Anlassen wird der Verbrennungsmotor 1 über ein Getriebe, beispielsweise bestehend aus einem Zahnkranz 4 auf dem Schwungrad des Motors, und ein Ritzel 5 von einem druck gasgetriebenen Motor 6 mit hohem Drehmoment in Gang gesetzt.The emergency generator consists of an internal combustion engine 1, which has a speed-dependent clutch 2 is connected to a generator 3. For starting the internal combustion engine 1 is via a transmission, for example consisting of a Ring gear 4 on the flywheel of the engine, and a pinion 5 driven by a pressure gas Motor 6 started with high torque.

Der druckgasgetriebene Motor 6 erhält sein Druckgas über eine Leitung 7 und einen elektropneumatischen Wandler 8 von einem Druckgasspeicher 9 in Form eines Druckkesselsç Die Speicher~ kanazität dieses Druckkessels ist auf die Größe und die abzugebende Leistung des druckgasgetriebenen Motors 6 abgestimmt.The pressurized gas-driven motor 6 receives its pressurized gas via a line 7 and an electropneumatic converter 8 from a compressed gas accumulator 9 in the form of a pressure vessel The storage capacity of this pressure vessel depends on the size and the output of the compressed gas-driven motor 6 to be outputted.

Der elektro-pneumatische Wandler 8 weist im wesentlichen ein Ventil auf, das durch einen, von einem Elektromagneten betätigten Schließkörper geschlossen gehalten wird und bei Aus~ fall der elektrischen Energie und damit Abfallen des Elektromagneten von einer Feder geöffnet wird0 Der Elektromagnet dieses Wandlers 8 ist über einen elektromagnetisch betätigten Umschalter 10 an das Stromnetz angeschlossen. Der Elektromag net dieses Umschalters io ist an den Notstromkreis ange schlossen, so daß er den Notstromkreis mit dem elektro-pneumatischen Wandler verbindet, wenn das Netz ausgefallen ist und sobald der Notstromkreis Strom führt.The electro-pneumatic converter 8 essentially has a valve on, which is closed by a closing body actuated by an electromagnet is held and if the electrical energy fails and the Electromagnet is opened by a spring0 The electromagnet of this transducer 8 is connected to the power grid via an electromagnetically operated switch 10. The electromag net of this changeover switch is connected to the emergency circuit, so that it connects the emergency circuit with the electro-pneumatic converter when the network has failed and as soon as the emergency circuit is live.

Der Verbrennungsmotor 1 ist mit einer Magnetzündung versehen.The internal combustion engine 1 is provided with a magneto ignition.

In dem Stromkreis 11 zwischen dem Zündmagneten und der Zündkerze 12 ist ein Elektrokontakt 13 angeordnet, der bei Strom~ ausfall im Netz diesen Stromkreis 11 schließt.In the circuit 11 between the magneto and the spark plug 12 an electrical contact 13 is arranged, which in the event of a power failure in the network this circuit 11 closes.

Bei Stromausfall im Netz gibt der stromlos gewordene Elektromagnet im Wandler 8 den Schließkörper des Ventils frei, der von der Feder abgezogen wird. Druckgas fließt dann von dem Druckgasspeicher 9 über die Leitung 7 zu dem Druckgasmotor 6, der sein Drehmoment über das Getriebe 5/4 dem Verbrennungs motor mitteilt. Der Stromausfall im Netz hat gleichzeitig auch über den Elektrokontakt 13 den Magnetzündkreis 11 des Verbrennungsmotors geschlossen, so daß die Zündkerze 12 Zündstrom erhält. Durch die Zwischenschaltung der drehzahlab hängigen Kupplung 2 zwischen Verbrennungsmotor 1 und Generator 3 ist bei diesem Anlaßvorgang das Drehmoment des Generators noch nicht zu überwinden. Erst wenn der Verbrennungsmotor anq gelassen ist und auf Touren kommt, wird die endgültige kraftschlüssige Verbindung mit dem Generator hergestellt. Der Generator versorgt dann den Notstromkreis und dabei wird unter anderem der Elektrokontakt 1o in Tätigkeit gesetzt, so daß der Umschalter, der den elektrowpneumatischen Wandler 8 mit Strom versorgt, auf den Notstromkreis umschaltet und dadurch die Zufuhr von Druckgas zu dem Druckgasmotor der Anlaßvorrichtung unterbindet. Das Getriebe zwischen dem Anlassermotor und dem Verbrennungsmotor kann mit einem Freilauf versehen sein, so daß wenn der Verbrennungsmotor auf Touren kommt, der Anlassermoto nicht mit dieser hohen Tourenzahl mitgenommen wird, Es kann aber auch in der Zuleitung des druckgasgetri ebenen Anlassers motors 6 ein pneumatischer Richtleibr oder ein Rückschlagventil 14 angeordnet, sein, so daß wenn der Anlassermotor 6 von dem auf Touren kommenden Verbrennungsmotor 1 angetrieben wird, der von dem Anlassermotor erzeugte Unterdruck über das Rückschlagventil 14 von der Außenluft her ausgeglichen wird und eine Bremsung des Motors vermieden wird.In the event of a power failure in the network, the de-energized electromagnet releases in the converter 8 the closing body of the valve free, which is withdrawn by the spring. Pressurized gas then flows from the pressurized gas reservoir 9 via line 7 to the pressurized gas engine 6, which communicates its torque to the combustion engine via the gearbox 5/4. Of the A power failure in the network also has the magneto ignition circuit via the electrical contact 13 11 of the internal combustion engine is closed so that the spark plug 12 receives ignition current. By interposing the speed dependent clutch 2 between the internal combustion engine 1 and generator 3 is still the torque of the generator during this starting process not to be overcome. Only when the combustion engine is left on and revving comes, the final non-positive connection with the generator is established. The generator then supplies the emergency circuit and, among other things, makes the electrical contact 1o set in action, so that the switch that controls the electro-pneumatic converter 8 is supplied with power, switches to the emergency circuit and thereby the supply of Compressed gas to the compressed gas engine of the starting device prevents. The transmission between the starter motor and the internal combustion engine can be provided with a freewheel, so that when the internal combustion engine revs up, the starter motor does not work with it high number of revolutions is taken, but it can also be in the supply line of the pressurized gas transmission level starter motors 6 a pneumatic guide or a Check valve 14 arranged, so that when the starter motor 6 of the on Tours coming internal combustion engine 1 is driven by the starter motor The negative pressure generated is balanced from the outside air via the check valve 14 and braking of the motor is avoided.

Zum Wiederaufladen des Druckgasspeichers 9 dient ein Kompressor 15, der von einem Elektromotor 16 angetrieben wird. In der Druckgasleitung zwischen dem Kompressor und dem Druckgas -speicher ist ein pneumatischer Richtleiter oder Rückschlag ventil 17 angeordnet, um ein Entleeren des Druckgasspeichers 9 über den atillgesetzten Kompressor 15 zu verhindern. Der Elektromotor 16 ist über einen Schwellwertschalter 18 an das Netz angeschlossen und zwar zwischen dem Umschalter 10 und dem elektro-pneumatischen Wandler 8. Auf diese Weise kann der Elektromotor immer mit elektrischer Energie versorgt werden, gleich gültig ob das Netz oder der Notstromkreis ihn mit Strom versorgt. Der Schwellwertschalter 18 ist mit seinem pneumatischen Teil an die Ausgangsleitung des Druckgasspeichers 9 angeschlos sen und auf den gewünschten Höchstdruck im Druckgasspeicher eingestellt.A compressor 15 is used to recharge the compressed gas reservoir 9, which is driven by an electric motor 16. In the pressure gas line between the compressor and the compressed gas accumulator is a pneumatic guide or Check valve 17 arranged to empty the compressed gas reservoir 9 via the To prevent shutdown compressor 15. The electric motor 16 is via a threshold switch 18 connected to the network between the switch 10 and the electro-pneumatic Converter 8. In this way, the electric motor can always use electrical energy be supplied with electricity, regardless of whether the network or the emergency circuit is used provided. The threshold switch 18 is connected to the output line with its pneumatic part of the compressed gas reservoir 9 ruled out and to the desired maximum pressure in the compressed gas reservoir set.

Nach Verbrauch von Druckgas aus dem Speicher 9 und danit nach Unterschreiten des eingestellten Drucks spricht der Schwellwertschalter 18 an und schließt seinen elektrischen Kontakt, so daß der Motor 16 iit Strom versorgt und in Gang gesetzt wird und damit den Kompressor 15 antreibt, der über das Rückschlagventil 17 den Druckgasspeicher wieder auflädt.After consumption of pressurized gas from the memory 9 and then after falling below of the set pressure, the threshold switch 18 responds and closes its electrical contact so that the motor 16 is supplied with power and started is and thus drives the compressor 15, the via the check valve 17 the Recharges the compressed gas storage tank.

Wenn also bei Ausfall des Netzes das Notstromaggregat angelassen ist und im Notstromkreis Spannung vorhanden ist, wird -wie oben schon erläutert - der Umschlater 10 selbsttätig auf Notstrom umgeschaltet und damit der elektrische Teil der Anlaß- und Wiederaufladevorrichtung mit Energie versorgt. Nach dem Anlaßvorgang wird aufgrund don Druckabfalls im Speicher 9 der Schwellwertschalter 18 inzwischen angesprochen und die elektrische Verbindung des Motors 16 mit dem Netz hergestellt haben, so da0 der Motor 16 anläuft, sobald im Notstromkreis Spannung vorhanden ist. Der Druckspeicher wird also sogleich wieder aufgeladen. Er steht dann nach äußerst kurzer Zeit für einen erneuten Anlaßvorgang zur Verfügung, falls sich die Notwendigkeit ergeben sollte. Andererseite wird der Druckspeicher auch wieder aufgeladen, wenn sein Druck einen bestimmten, vorher eingestellten, Wert unterschritten hat und zwar beispielsweise aufgrund einer Undichtigkeit in den pneumatischen Leitungen. Für diesen Aufladevorgang durch Leckverluste steht jederzeit die Verbindung mit dem Stromnetz zur Verfügung, so daß sichergestellt ist, daß die für den Anlaßvorgang des Notstromaggregates erforderliche (Druckgas ) Energie ständig und wartungs-überwachungsfrei vorhanden ist.So if the emergency generator is started when the network fails and voltage is present in the emergency circuit - as already explained above - the Umschlater 10 automatically switched to emergency power and thus the electrical part the starting and recharging device is supplied with energy. After the starting process is due to the pressure drop in the memory 9 of the threshold switch 18 in the meantime addressed and established the electrical connection of the motor 16 to the network so that the motor 16 starts up as soon as voltage is present in the emergency circuit. The pressure accumulator is therefore immediately recharged. He then stands after extremely short time available for restarting if the need arises should result. On the other hand, the pressure accumulator is also recharged when its pressure has fallen below a certain, previously set value, namely for example due to a leak in the pneumatic lines. For this charging process the connection is maintained at all times due to leakage losses with the power grid available, so that it is ensured that the starting process The (compressed gas) energy required by the emergency power generator is constant and maintenance-free is available.

Claims

Patent claims:

9 Emergency power generatorJ consisting of an internal combustion engine and a generator driven by it, characterized by a starter, which consists of a Pressurized gas storage (9) and a pressurized gas driven, torque generating device (6) exists.

2.) emergency power unit according to claim 1, characterized by an electro-pneumatic Converter (8) between the compressed gas reservoir (9) and the starting device (6) in the connecting line (7) is arranged and opens the connection line in the event of a power failure in the network.

3,) emergency power unit according to claim 1, characterized in that the internal combustion engine (1) is provided with a magneto ignition, in which between Ignition magnet coil and spark plug (12) an electrical contact that closes in the event of a power failure (13) is arranged.

4.) emergency generator according to claim 1, characterized in that A speed clutch (2) is arranged between the generator (3) and the internal combustion engine (1) is 5.) emergency generator according to claim 1, characterized in that the pressurized gas-driven, a torque generating device comprising a pneumatic starter motor (6) and a transmission (4) (5).

6.) emergency generator according to claim 1, characterized in that the compressed gas-driven, torque-generating device made of a pneumatic piston and a rack and pinion.

7.) emergency power unit according to claim 5 or 6, characterized in that that between the starter gear (4,5) and the internal combustion engine (1) a one-way free run is arranged.

8.) emergency power unit according to claim 1, characterized in that the compressed gas storage (9) is connected to a charging device.

9.) emergency generator according to claim 8, characterized in that the charging device consists of an electric motor (16) and a compressor connected to it (15) exists.

1O.) Emergency power generator according to claim 9, characterized in that the electric motor (16) via an electromagnetically operated switch (lo) the power grid is connected.

11.) emergency generator according to claim 10, characterized in that the solenoid of the switch (lo) from the emergency circuit to connect the Electric motor (16) is operated on the emergency circuit.

12.) emergency generator according to claim 8, characterized by a Threshold switch (18) with its pneumatic part to the output line of the compressed gas pipe (9) and with its electrical part to the feed line of the electric motor (16) is connected.

13.) Emergency power unit according to one of the preceding claims, characterized through i: e a pneumatic guide (or check valve) (14, 17) in one, external line connected to the feed line (7) of the starter motor (6) and the connecting line between the compressed gas storage (9) and the Koinpressor (15).