DE2322606A1

DE2322606A1 - Vorrichtung zur temperaturregelung eines heizungsvorsatzes von einem heissgasmotor

Info

Publication number: DE2322606A1
Application number: DE2322606A
Authority: DE
Inventors: Sven Anders Samuel Haakansson
Original assignee: United Stirling AB and Co
Current assignee: United Stirling AB and Co
Priority date: 1972-05-05
Filing date: 1973-05-04
Publication date: 1973-11-15
Also published as: JPS4954742A; US3859794A; JPS522442B2; GB1332767A

Description

Vorrichtung zur Temperaturregelung eines Heizungsvorsatzes von einem Heissgasmotor

Die vorliegende Erfindung "betrifft eine Vorrichtung zur Temperaturregelung eines Heizungsvorsatzes von einem Heissgasmotor, welche ein temperaturempfindliches Element aufweist, das Signale entsprechend der Temperatur des Heizungsvorsatzes lie- j fert, sowie einen Servomotor, der von diesen Signalen gesteuert ίund mit einer Regeleinrichtung verbunden'ist, welche ihrerseits mit einem Gebläse für die Verbrennungsluft verbunden ist und welche die Abgabegeschwindigkeit der Verbrennungsluft von dem Gebläse regelt, sowie eine Einrichtung, welche auf die Fliessgeschwindigkeit der von dem Gebläse kommenden Luft anspricht und ι mit einem Brennstoffsteuerventil verbunden ist, um den Fluss des· Brennstoffes für die Verbrennung mit der von dem Gebläse abgegebenen Luft zu regeln.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Vorrichtung der oben beschriebenen Art in Vorschlag zu bringen, welche einen zuverlässigen Betrieb, sowie ein rasches Ansprechen auf Änderungen in der Ausgangsleistung des

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Motors bewirkt, wobei geringe oder keine schädlichen Einflüsse auf die Auspuffemission des Motors ausgeübt v/erden sollen, d.h. es sollte sichergestellt sein, dass das richtige Verhältnis zwischen Luft und Treibstoff bei jedem Belastungszustand des Motors gegeben ist. ' -

Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass die genannte Einrichtung, welche auf die Fliessgeschwindigkeit der Verbrennungsluft anspricht, einen Windflügel enthält, der beweglich in dem genannten Fluss angeordnet ist /und dem luftstrom einen konstanten Widerstand entgegensetzt, während er in Richtung des Luftstroms und proportional zu diesem bewegt wird, wobei das Kraftstoffsteuerventil von einem derartigen bekannten Typus ist, dass die Geschwindigkeit der Treibstoffabgabe eine lineare Funktion der Verschiebung von einem Teil des Treibstoff Steuerventils ist, sowie dass ein Hebel von dem genannten Windflügel Bewegungen auf diesen Teil überträgt.

Die Art und Weise, wie die vorliegende Erfindung in praktischen Ausführungsbeispielen verwirklicht werden kann, wird im folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigt:

Fig_o 1 schematisch einen Heissgasmotor, der mit einer erfindungsgemäss en Vorrichtung versehen ist;

Fig. 2 schematisch eine weitere Ausführungsform der Erfindung und

Fig. 3 eine Aufsicht auf die in Fig. 2 gezeigte Ausführungsform,

In Fig. 1 ist ein Heissgasmotor dargestellt, der ein Gehäuse 1, sowie einen Heizungsvorsatz (heater head) 2, v/elcher von einem Brenner 3 geheizt wird, aufweist. Die an dem Heizungsvorsatz 2 herrschende Temperatur wird von einem temperaturempfindlichen

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Element 4 gemessen, welches Signale an einen Verstärker 5 abgibt, der einen Motor erregt, welcher mit einer Vordrossel 7 verbunden ist. Die Vordrossel 7 ist in einem Lufteinlasskanal 8 eines Zentrifugalgebläses 9 befestigt, welches von einem Riemen 10 angetrieben wird, welcher auf der Ausgangswelle des Motors befestigt ist. An der Abgabeseite des Gebläses 9 ist ein scheibenförmiger Windflügel 11 an einem Ende eines zweiarmigen Hebels 12 gehaltert. Das andere Ende dieses Hebels steht in Kontakt mit einer Steuerstange von einem Treibstoffabgabeventil 13. Von dem Ventil 13 wird Treibstoff an den Brenner 3 mit einer Geschwindigkeit abgegeben, welche eine lineare'Funktion der Verschiebung der Stange des Ventils 13 durch den Hebel 12 ist.

Die von dem Gebläse 9 abgegebene Luft wird der Verbrennungskammer des Heissgasmotors durch einen Kanal 14 zugeführt· Die Fliessgeschwindigkeit erzeuet eine Bewegung des scheibenförmigen Windflügels 11, welche eine lineare Punktion der Fliess- ( geschwindigkeit dieser Luft ist·

Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung arbeitet wie folgt:

Im Falle, dass sich die Belastung des Motors ändert, d.h.· wenn ' der hauptsächliche effektive Druck des Arbeitsgases sich ändert, oder wenn man die Arbeitsgasbeladung mit einem "toten" Volumen von einer unterschiedlichen Grosse verbindet, ändert

augenblicklich
sich/die Temperatur, welche das temperatur empfindliche Element beeinflusst» Von dem Element 4 wird ein entsprechendes Signal durch den Verstärker 5 erzeugt,und der Motor 6 bewirkt eine Bewegung, welche die Vordrossel 7 schliesst. Umgekehrt bewirkt eine abfallende Temperatur eine Öffnungsbewegung der Vordrossel 7.

Wenn eine Schliessbewegung der Vordrossel 7 auf einer Abnahme des von dem Gebläse 9 abgegebenen Luftstroms beruht, bewirken

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der Windflügel 11 mit dem Hebel 12 und das Ventil 13 augenblicklich eine entsprechende Änderung in der Geschwindigkeit, mit der der Treibstoff zu dem Brenner 3 fliesst. Die Geschwindigkeit der Treibstoffzufuhr wird somit immer mit der Zufuhr der Luft zu dem Brenner 3 in Einklang gebracht, so dass eine Aufrechterhaltung des günstigsten Verhältnisses zwischen Treibstoff und Luft bei jeglicher Belastung des Motors sichergestellt wird.

Es versteht sich, dass die beschriebene Vorrichtung unabhängig von der Belastung des Motors, sowie von dem System, welches die Motorbelastung steuert, wirksam ist. Wenn daher die Belastung des Motors konstant gehalten wird, der Motor jedoch langsamer bei einem entsprechenden grösseren Drehmoment läuft, bewirkt dies anfänglich eine niedrigere Geschwindigkeit des Gebläses 9. Als Folge hiervon nimmt die Menge der zugeführten Luft ab, und damit auch die Geschwindigkeit der Treibstoffzufuhr. Dies bewirkt jedoch eine Abnahme der Temperatur in dem Heizungsvorsatz und umgekehrt wiederum eine Öffnung der Vordrossel 7, sowie eine entsprechend höhere Geschwindigkeit der Treibstoffzufuhr.

Die in. den Figuren 2 und 3 gezeigte Vorrichtung unterscheidet sich von der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung darin, dass die Vordrossel 7 in der Abgabeseite des Gebläses 9 an einer Stelle angeordnet ist, wo ein Rückführungskanal 15 von dem Kanal 14 abzweigt und mit der Saugseite des Gebläses 9 verbunden ist. Der Windflügel 11 wurde auf der Saugeeite des Gebläses 9 nahe der Luftansaugöffnung angeordnet.

Die Antriebsverbindung zwischen dem Motor 1 und dem Gebläse 'wird von einem Riemenantrieb hergestellt, indem die Riemenscheiben jeweils aus zwei in axialer Richtung relativ beweglichen Scheiben bestehen, welche eine V-förmige Öffnung zwischen ihnen zur Halterung des Riemens aufweisen. In einer der

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Riemenscheiben, ζ.Β«! in der Riemenscheibe 10, werden die beiden Scheiben in Richtung aufeinander durch eine Feder in an sich bekannter Y/eise beeinflusst, welche nicht gezeigt ist. Die andere Riemenscheibe 16 besteht aus zwei Scheiben, deren axialer Abstand durch eine von der Zentrifugalkraft betätigte Vorrichtung bestimmt ist, welche auf die Drehgeschwindigkeit anspricht. Auch dieses Element ist als solches bekannt und wird im folgenden nicht im einzelnen beschrieben.

Die oben beschriebene Vorrichtung der Figuren 2 und 3 arbeitet wie folgt:

Ein von dem Element 4 kommendes Signal, das von einer Abnahme der Temperatur in dem Heizungsvorsatz 2 bewirkt wird, erzeugt eine derartige Bewegung des Ventiles 7, dass die Verbindung zwischen der Abgabeseite des Gebläses 9 und dem Kanal 14 geöffnet wird. Gleichzeitig wird die Verbindung zwischen der Abgabeseite des Gebläses 9 und dem Rückführkanal 15 geschlossen. Hierdurch wird eine Zunahme des Luftstroms um die Windflügel bewirkt und damit eine Zunahme der Zufuhr von Luft und Treibstoff zu dem Brenner des Motors. Der Vorteil dieser Anordnung beruht darin, dass das Gebläse 9 bei einer verminderten Abgabegeschwindigkeit weniger Energie verbraucht.

Die Kraftübertragung zwischen der Motorausgangswelle und dem Gebläse kann derart ausgebildet sein, dass bei niedrigen Motorgeschwindigkeiten, z.B.j während des Anlaufbetriebes, das Gebläse 9 in der Lage ist, eine genügende Luftmenge zu liefern. Die Verwendung eines zusätzlichen Gebläses für die Zufuhr von Verbrennungsluft während des Anlaufvorganges wird somit nicht notwendig.

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Claims

Patentansprüche

.y Vorrichtung zur Temperaturregelung eines Heizungsvorsatzes ^"^ von einem Heissgasmotor, welche ein'temperaturempfindliches Element enthält, das Signale gemäss der Temperatur des Heizungsvorsatzes abgibt, sowie einen Servomotor, der von dem genannten Signal gesteuert ist und mit einer Regeleinrichtung verbunden ist, welche ihrerseits mit einem Gebläse für Verbrennungsluft verbunden ist, und die die Abgabegeschwindigkeit der Verbrennungsluft von dem Gebläse regelt, sowie eine Einrichtung, welche auf die Geschwindigkeit des Verbrennungsluftstroms von dem Gebläse anspricht und mit einem Brennstoffsteuerventil verbunden ist, um den Brennstoffluss für die Verbrennung mit der von dem Gebläse abgegebenen Luft zu regulieren, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Einrichtung, welche auf die Fliessgeschwindigkeit der Verbrennungsluft anspricht, einen beweglich in diesem Strom angeordneten Windflügel (7) enthält, der dem luftstrom einen konstanten Widerstand entgegensetzt, während er in Richtung des Iruftstroms proportional zur Fliessgeschwindigkeit bewegt wird, wobei das Treibstoffsteuerventil (15) von einem' derartigen bekannten Typus ist, dass die Geschwindigkeit der Treibstoff abgabe eine lineare !'Funktion der Verschiebung von einem Teil des TreibstoffSteuerventils ist, und dass ein Hebel (12) die Bewegung zu diesem Teil von dem genannten Windflügel (7) überträgt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gebläse (9) von dem Heissgasmotor angetrieben ist«
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftübertragung zwischen dem Heissgasmotor und den Gebläse (9) ein variables Übersetzungsverhältnis aufweist,

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welches

vergleichsweise höhere Ventilatorgeschwindigkeiten "bei niedrigeren Motorgeschwindigkeiten "bewirkt.
4. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeleinrichtung ein Dreiwegeventil ist, welches die Abgabe des G-ebläses (9) steuert, wobei eine Umgehung (15) auf die Saugseite des Gebläses führt, und ein Abgabekanal (14) zu der Verbrennungskammer (2) der Heissgasmaschine führt.

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