DE244235C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JVI 244235 KLASSE 46 ö. GRUPPE

GEORG MIEKLEY in MÜLHEIM, Ruhr.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 18. Dezember 1910 ab.

Denkt man sich ein Gebläse, einen Kompressor o. dgl. von einer Viertaktgaskraftmaschine unmittelbar (oder mit unveränderlicher Übersetzung) angetrieben, so muß einem bestimmten Gebläsedruck ein bestimmter mittlerer indizierter Druck im Gasmaschinenzylinder und damit unter der Voraussetzung einer unveränderlichen Eintrittsspannung der Ladekörper stets ein und dasselbe Indikatordiagramm

ίο entsprechen, und zwar unabhängig von der in der Zeiteinheit jeweils erzeugten Windmenge und der dieser proportionalen Umdrehungsgeschwindigkeit der Maschine. Nimmt man nun zunächst an, daß der Gebläsedruck eine Änderung erfährt, während die Windmenge unverändert bleibt, so wird naturgemäß eine Verstellung der Einlaßregelungsorgane der Gasmaschine nötig sein, um das Indikatordiagramm in der für die Vergrößerung oder Verkleinerung der Leistung erforderlichen Weise zu beeinflussen. Außerdem aber wird auch eine Änderung in der geforderten Windmenge und damit in der Umdrehungsgeschwindigkeit der Maschine sogar bei gleichbleibendem Gebläsedruck eine Neueinstellung der Steuerorgane nötig machen, und zwar deshalb, weil bei einer Änderung der Umdrehungszahl auch die Zusammensetzung des zündfähigen Gemisches sich ändert, sofern die zu dessen Herstellung dienenden beiden Ladekörper dem Zylinder unter verschiedenem Druck zuströmen, nämlich das Gas unter einem Überdrucke, die Luft unter atmosphärischer Spannung. Nimmt man irgendeine Umdrehungsgeschwindigkeit und etwa denjenigen Gebläsedruck an, für welchen bei dieser Umdrehungszahl das Mischungsverhältnis im Gasmaschinenzylinder am günstigsten ist, so wird bei einer Erhöhung der Umdrehungszahl infolge der gesteigerten Drosselwirkung durch den Querschnitt des Gaseinlaßorganes hindurch weniger Gas als vorher angesaugt werden, während an seiner Stelle die Luft, bei welcher Drosselungserscheinungen ja nicht in gleichem Maße in Frage kommen, in entsprechend größerer Menge nachströmen und die Leistung der Maschine, ungünstig beeinflussen wird. Um das ursprüngliche Mischungsverhältnis wiederherzustellen und eine ebenso große Leistung wie vorher zu erhalten, wird es daher notwendig sein, das Verhältnis der Einströmungsquerschnitte für Gas und Luft derartig zu verändern, daß das Nachströmen von Gas im Verhältnisse zur Luft begünstigt wird. Dies kann in bekannter Weise entweder durch Veränderung beider Einströmungsquerschnitte oder auch nur eines von ihnen — gewöhnlich desjenigen für das Gas — geschehen. Umgekehrt wird bei einer Verkleinerung der Umdrehungszahl auf Kosten der Luft zuviel Gas angesaugt werden, was ebenfalls auf eine Verringerung der Leistung hinausläuft. Iri diesem Falle wird sich eine Verstellung der Einlaßsteuerorgane in entgegengesetztem Sinne, also derart, daß dem Gase das Einströmen gegenüber der Luft erschwert wird, als notwendig erweisen.

Ähnlich wird der Fall für andere Werte des Gebläsedruckes bzw. der indizierten Leistung liegen, nur daß hier ohne gleichzeitige Ver-

Stellung der Steuerorgane eine Vergrößerung und eine Verkleinerung der Umdrehungszahl die Leistung in zueinander entgegengesetztem Sinne beeinflussen würden. Unter allen Umständen wird die Einstellung der Steuerorgane sich also nach der Umdrehungszahl bzw. Windmenge zu richten haben. Außerdem ist die Einstellung natürlich auch vom Winddruck abhängig, d. h. sie wird sich im allgemeinen mit

ίο ihm ändern. Dabei sind allerdings gewisse gleichzeitige Änderungen von Liefermenge und Gebläsedruck denkbar, denen eine und dieselbe Stellung der Steuerorgane entspricht.

Für den Maschinisten war es nun bisher mit Schwierigkeiten verbunden, die Steuerorgane nach dem jeweilig gewünschten Winddruck und der gleichzeitig verlangten Liefermenge jederzeit richtig einzustellen bzw. zu verstellen. Diese Schwierigkeiten wuchsen, wenn der Maschinist die Einstellung schnell nach Kommandos vorzunehmen hatte, die ihm von einer weitabgelegenen Stelle aus, etwa durch Fernspruch, übermittelt wurden.

Mit der Erfindung wird nun bezweckt, die genannten Schwierigkeiten zu überwinden und die erforderlichen Einstellungen mit voller Sicherheit vornehmen zu können. Die Erfindung besteht darin, daß die. Umdrehungsgeschwindigkeit bzw. Windmenge einerseits und Gebläsedruck andererseits auf einer Fläche derartig aufgetragen sind, daß auf ihr die verlangten Werte beider Größen abgelesen werden können, und daß diese Ablesung unmittelbar für die erforderliche Einstellung der Steuerorgane benutzt wird. Die Ausführung wird sich so gestalten, daß auf der Fläche die beiden maßgebenden Größen als zwei einander schneidende Kurvenscharen in beliebiger Abstufung verzeichnet sind, und daß zur Ablesung ein Läufer dient, dessen einzelne Lagen zwangläufig bestimmten Lagen des die Verstellung besorgenden Organes entsprechen. Dabei kann der Läufer entweder zwangläufig mit diesem Organe selbst bewegt oder längs einer an der Kom-

4.5 mandostelle befindlichen Nachahmerskala verschoben werden. Er kann ferner entweder als Visiervorrichtung ausgebildet oder zur Erleichterung der Ablesung mit einem quer zu seiner Bewegungsrichtung sich über die Fläche erstreckenden Zeiger ausgestattet sein. Bei richtiger Auftragung der Kurvenscharen werden die Entfernungen der einzelnen Kurvenschnittpunkte von einer beispielsweise der Leerlaufstellung der Einlaßsteuerorgane entsprechenden Grundlinie angeben, um wieviel das Regelorgan aus seiner zu dieser Grundlinie zugehörigen Nullstellung entfernt werden muß, damit die gerade verlangte Leistung eingehalten wird. Es ist ferner ersichtlich, daß diejenigen Kurven-Schnittpunkte, welche dieselbe Stellung der Steuerorgane bedingende Wertepaare von Winddruck und Liefermenge kenntlich machen, immer in einer Visierlinie liegen werden bzw. von der Ablesekante o. dgl. des Zeigers stets gleichzeitig werden geschnitten werden. Es kann zweckmäßig sein, den Läufer mit einer der Abstufung des einen Leistungsfaktors entsprechenden Skala zu versehen. Die diesen Faktor veranschaulichende Kurvenschar ist dann entbehrlich; soll sie zur Ablesung mitbenutzt werden, so müssen diese Kurven natürlich parallel zur Bewegungsrichtung des Läufers verlaufen.

Auf der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes veran- schaulicht.

In Fig. ι bezeichnet α eine Spindel, mittels welcher der Hub bzw. der Durchgangsquerschnitt der Gasventile oder der Mischventile einer Gasgebläsemaschine verstellt werden kann. Auf dieser Spindel ist ein Läufer b derart angeordnet, daß er bei einer Drehung der Spindel in bekannter Weise parallel mit sich selbst auf- und abwärts bewegt wird. Der Läufer lädt quer zur Spindelrichtung mit Teilen c nach einer oder nach beiden Seiten hin so weit aus, daß er sich über eine unter ihm angeordnete Tafel d in ihrer vollen Breite erstreckt. Auf dieser sind erstens gerade Linien aufgetragen, deren Richtung mit derjenigen der Läuferbewegung übereinstimmt, und welche die minutlichen Umdrehungszahlen oder Liefermengen des Gebläses, z. B. immer von 10 zu 10 bzw. von 100 zu 100 abgestuft, veranschaulichen. Die Tafel d enthält außerdem eine Schar von Kurven, die, z. B. von 0,5 zu 0,5 Atm. abgestuft, dem Druck entsprechen, auf welchen das Fördermittel durch das Gebläse gebracht werden soll... Die ausladenden T,eile c des Läufers b tragen an einer Längskante — es könnte auch auf einem in eine Glasplatte eingeritzten Strich sein — eine Skala, auf welcher gleichfalls die Umdrehungszahlen bzw. Windmengen, aber in feinerer Abstufung abzulesen sind.

Es werde angenommen, der Maschinist bekomme durch Maschinentelegraphen o. dgl. den Befehl, bei einem bestimmten Arbeitsdrucke, beispielsweise 2 Atm., eine bestimmte Anzahl m³/Min., etwa 800, zu liefern. Er verstellt sodann das Regelorgan durch Drehen der Spindel so weit, bis die Meßkante des Läufers durch den Schnittpunkt der den 2 Atm. entsprechenden Kurve mit der zu 800 m³/Min. gehörigen Geraden geht. Damit hat er das Regelorgan ohne weiteres in eine Lage gebracht, wo es der der verlangten Leistung entsprechenden Gasmenge den Durchtritt gestattet.

Wie oben erwähnt, brauchen die Werte für die Liefermengen nur entweder auf dem Läufer oder auf der Tafel vermerkt zusein. Im letzteren Falle könnten die Kurven für die Liefermengen beliebig verlaufen, man wird sie aber der Ein-

fachheit halber auch dann parallel zur Richtung der Läuferbewegung, hier also als senkrechte Gerade, verzeichnen. Auch der Läufer erstreckt sich der Einfachheit halber senkrecht zu seiner Bewegungsrichtung über die Tafel; es stände aber nichts im Wege, ihn schräg oder selbst gekrümmt auszuführen. Bevor die Kurvensysteme eingetragen werden, muß natürlich die Anordnung des Läufers festliegen. Es kann selbstverständlieh Koordinatenvertauschung stattfinden, d. h.

statt der Liefermengen können die Drücke auf der .Skala und erstere in entsprechender Weise auf der Tafel aufgezeichnet sein.

Wenn im vorstehenden stets von einer Tafel die Rede war, so braucht dabei doch nicht unbedingt an eine ebene Fläche gedacht zu werden, das}'Diagramm kann vielmehr ebensogut auf einer Zylinderfläche verzeichnet bzw. ein mit entsprechenden Kurven versehenes Papierblatt auf einen Zylinder aufgespannt sein. Natürlich ist der zum Zeiger ausgestaltete Läufer dann in gleicher Weise gekrümmt.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 tritt an Stelle des seitlich ausladenden Läufers eine auf der Spindel α des Abschlußorganes angeordnete, zu dessen zwangsläufiger Verstellung dienende Kurbel e, die wie oben mit einer Skala versehen sein kann, welche z. B. die Werte der verschiedenen Liefermengen angibt; es kann jedoch auch ein besonderer, mit dem Verstellhandrade o. dgl. gekuppelter Zeiger zur Verwendung gelangen. Die Tafel besitzt in diesem Falle Kreisform, und an Stelle der in Fig. ι die Liefermengen veranschaulichenden Geraden treten hier erforderlichenfalls zur Ventilspindel gleichachsige Kreise, während die Arbeitsdruckkurven spiralförmig verlaufen. Es ist ersichtlich, daß hier eine bedeutend feinere Einstellung als in Fig. 1 möglich ist.

Zur Vornahme etwa nötig werdender Korrekturen, z. B. im Falle von Undichtigkeiten in der Leitung oder bei Verschmutzung der Steuerkanäle, wird man entweder die Tafel oder den Läufer in gewissem Maße gegen die Ventilspindel verstellbar machen. Die Verstellbarkeit kann dabei in verschiedener Weise vorhanden sein, z. B. in Fig. 1 in der Bewegungsrichtung des Läufers oder in beliebigem Winkel zu ihr; in Fig. 2 könnte eine Verstellbarkeit der Tafel natürlich nur in der Drehrichtung, eine solche des Läufers aber entweder in der Drehrichtung oder senkrecht zu ihr stattfinden.

Statt den Läufer zwangläufig vom Regelungsorgane bewegen zu lassen, kann man ihn auch in zwangläufige Bewegungsabhängigkeit von einem an der Kommandostelle befindlichen Nachahmer bringen. An dieser Stelle ist dann auch die Diagrammtafel angebracht, und wird die kombinierte Ablesung vorgenommen, um etwa durch Fernspruch dem Maschinisten übermittelt zu werden.

Claims (4)

Patent-An Sprüche:

1. Vorrichtung zum Regeln von zum Betriebe von Gebläsen dienenden Viertaktgaskraftmaschinen nach der jeweils nötigen Leistung, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Kurvenscharen, von denen die eine die verlangte Liefermenge oder die diese bedingende Umdrehungszahl, die andere den gewünschten Arbeitsdruck des Gebläses angibt, die gleichzeitige Ablesung beider die Leistungen der Maschine bedingenden Faktoren ermög^ liehen, und daß gemäß dieser Ablesung ein bewegliches Organ eingestellt werden kann, das unmittelbar für die erforderliche Einstellung der den Gas- und Lufteinlaß steuernden Organe benutzt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Fläche, auf welcher die beiden für die Leistung maßgebenden Faktoren in Gestalt zweier abgestuften Kurvenscharen aufgetragen sind, und einen zwangläufig mit dem die Verstellung besorgenden Organe bewegten, zur gleichzeitigen Ablesung der eine und dieselbe Läuferstellung bzw. Einstellung der Einlaßregelungsorgane bedingenden Wertepaare dienenden Läufer.

3. Ausführungsform der Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Läufer eine nach dem einen der beiden Leistungsfaktoren abgestufte Skala trägt.

4. Ausführungsform der Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die den zweiten Leistungsfaktor veranschaulichenden, der Bewegungsrichtung des Läufers parallel verlaufenden Kurven in verhältnismäßig großen Abständen voneinander gezeichnet sind, während die feinere Abstufung durch die Läuferskala erzielt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.