DE2609895C3

DE2609895C3 - Fuel metering device for pulverized fuel for operating a reciprocating internal combustion engine

Info

Publication number: DE2609895C3
Application number: DE2609895A
Authority: DE
Inventors: Anton Illnau Steiger (Schweiz)
Original assignee: Gebrueder Sulzer AG
Current assignee: Sulzer AG
Priority date: 1976-03-05
Filing date: 1976-03-10
Publication date: 1980-03-27
Also published as: DE2609895B2; CH610065A5; DE2609895A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennstoff-Zumeßvorrichtung für staubförmigen Brennstoff, insbesondere Kohlenstaub, zum Betrieb einer Kolbenbrennkraftmaschine mit einem von einem Gehäuse mit zylindrischem Hohlraum umschlossenen, antreibbaren Zellrad, das in seiner Umfangspartie Taschen zur Aufnahme von Brennstoff aufweist, welche auf mindestens einen in den Hohlraum mündenden Brennstoff-Zuführkanal und auf einen aus dem Hohlraum führenden Brennstoff-Austrittskanal ausgerichtet sind.The invention relates to a fuel metering device for pulverized fuel, in particular coal dust, for operating a reciprocating internal combustion engine with one of a housing with a cylindrical Cavity-enclosed, drivable cell wheel, which in its peripheral part pockets for receiving Has fuel, which on at least one fuel feed channel opening into the cavity and on aligned with a fuel exit duct leading out of the cavity.

Die Zumessung von staubförmigem Brennstoff für die Verbrennung desselben im Brennraum eines einzelnen Zylinders erfordert einerseits eine genaue drehzahlabhängige, zeitliche Steuerung im Arbeitstakt der Brennkraftmaschine, sowie andererseits eine mengenmäßige Steuerung in Abhängigkeit von der jeweils gewünschten Zylinderleistung.The metering of pulverized fuel for the combustion of the same in the combustion chamber of an individual On the one hand, the cylinder requires precise speed-dependent, time control in the work cycle of the Internal combustion engine, and on the other hand a quantitative control depending on the respective desired cylinder output.

/ellenräder für den Transport staubförmigen Brenn stoffes sind bekannt (DE-PS 5 61 677), wobei die Brennstoff-Zumeßvorrichtung für die Speisung einer Gasturbine dient; das in einem Gehäuse mit zylindrischem Hohlraum umlaufende Zellenrad weist dabei in seiner Umfangspartie Taschen zur Aufnahme von Brennstoff auf, welche auf mindestens einen in den Hohlraum mündenden Brennstoff-Zuführkanal und auf einen aus dem Hohlraum führenden Brennstoff-Austrittskanal ausgerichtet sind./ ellenwheels for the transport of dusty focal materials are known (DE-PS 5 61 677), the fuel metering device for feeding a Gas turbine is used; the rotating cell wheel in a housing with a cylindrical cavity has in this case its peripheral part pockets for receiving fuel, which on at least one in the Cavity opening fuel supply channel and on a leading from the cavity fuel outlet channel are aligned.

Das Zellenrad, das mit einem sich langsam drehenden Behälter für den Brennstoffvorrat fest verbunden ist, dient dabei nur als Transportmittel für eine horizontale Verschiebung des bereits vorher leistungsabhängig abgemessenen Brennstoffes und nicht für die exakte und bei konstanter Last gleichbleibende Zumessung einer genau definierten lastabhängigen Teilmenge aus dem Brennstoffvorrat während der kurzen Zeitintervalle der Takte einer Kolbenbrennkraftmaschine; dafür ist diese Konstruktion nicht geeignet.The cellular wheel, which is firmly connected to a slowly rotating container for the fuel supply, serves only as a means of transport for a horizontal shift of the previously performance-dependent measured fuel and not for the exact and constant load metering of a precisely defined load-dependent partial quantity from the fuel supply during the short time intervals of the Strokes of a reciprocating internal combustion engine; this construction is not suitable for this.

Es liegt die Aufgabe vor, eine Brennstoff-2^umeßvorrichtung zu schaffen, bei der die taktweise Brennstoffzufuhr zu einer Kolbenbrennkraftmaschiene verbessert ist. Diese Aufgabe wird bei einer Brennstoff-Zumeßvorrichtung der eingangs angegebenen Art erfindungsgemäß gelöst durch eine Verstellvorrichtung, mit deren Hilfe das Zellenrad axial aus der Zumeß-Stellung in eine Absperrstellung und umgekehrt bewegt werden kann, in welcher der Brennstoffzuführkanal durch einen zylindri-The task at hand is a fuel measuring device to create in which the intermittent fuel supply to a reciprocating internal combustion engine is improved. This object is achieved according to the invention in a fuel metering device of the type specified at the beginning solved by an adjusting device, with the help of which the cell wheel axially from the metering position into a Shut-off position and vice versa can be moved, in which the fuel feed channel through a cylindrical

.11.11

M) sehen Abschnitt des Zellenrades verschlossen ist. M) see section of the bucket wheel is locked.

Die Erfindung ermöglicht mit einfachen Mitteln eine genaue zeitliche und mengenmäßige Brennstoffdosierung, da zur Mengeneinstellung die Verweilzeit des Zellenrades in der Zumeßposition und zusätzlich unter Umständen die Drehzahl des Zellenrades entsprechend gesteuert werden können. Dadurch ergibt sich eine genaue, auf den Arbeitstakt eines Kolbens ausgerichtete zeitliche Zumessung. Durch die Verweilzeit-Steuerung mit Hilfe der axialen Verschiebung ist es vor allem möglich, das Zellenrad kontinuierlich und mit gegenüber den Arbeitstakten der Maschine hoher Drehzahl rotieren zu lassen, was die Leistungsabhängige Zumessung verbessertThe invention enables precise fuel metering in terms of time and quantity with simple means, because the dwell time of the cellular wheel in the metering position and additionally under Circumstances, the speed of the cell wheel can be controlled accordingly. This results in a precise timing based on the work cycle of a piston. Through the dwell time control With the help of the axial displacement, it is above all possible to keep the cell wheel continuously and with opposite to let the work cycles of the machine rotate at high speed, which is the power-dependent metering improved

Die Erfinndung und weitere mit ihr zusammenhängende Merkmale und Vorteile sind nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigtThe invention and other related features and advantages are set forth below the embodiments shown in the drawing explained in more detail. It shows

F i g. 1 im Schnitt eine Brennstoff-Zumeßvorrichtung nach der Erfindung,F i g. 1 in section a fuel metering device according to the invention,

F i g. 2 in schematischer Darstellung eine Zumeßvorrichtung nach der Erfindung mit mechanisch erzeugter, auf den Brennstoff im Akkumulator wirkenden Druckkraft. F i g. 2 shows a schematic representation of a metering device according to the invention with mechanically generated pressure force acting on the fuel in the accumulator.

Die Vorrichtung nach der F i g. 1 weist einen von einem Gehäuse 11 und dem Gehäusedeckel 12 gebildeten zylindrischen Hohlraum 13 auf, der zur Aufnahme des Zellenrades 14 dient, das in seiner Umfangspartie Taschen 15 zur Aufnahme von Brennstoff hat. Diese Taschen sind bei der in Fig. 1 gezeichneten Zumeß-Stellung des Zellenrades 14 einerseits auf einen Zuführkanal 16 sowie auf einen Austrittskanal 17 ausgerichtet, die beide tangential zum kreiszylindrischen Querschnitt des Hohlraumes 13 verlaufen. Der Austrittskanal ist möglichst direkt mit einer nicht gezeichneten Einrichtung verbunden, mit deren Hilfe der zugemessene Brennstoff in den Brennraum eines einzelnen Zylinders eingebracht wird. Um ein Festbacken von Brennstoff zu verhindern, erweitern sich die Kanäle 16 und 17 in Fließrichtung des Brennstoffes stetig konisch.The device according to FIG. 1 has one of a housing 11 and the housing cover 12 formed cylindrical cavity 13, which serves to receive the cellular wheel 14, which is in his Has circumferential part pockets 15 for receiving fuel. These pockets are in the one shown in FIG Drawn metering position of the cell wheel 14 on the one hand on a feed channel 16 and on one The outlet channel 17 is aligned, both of which are tangential to the circular cylindrical cross section of the cavity 13 get lost. The outlet channel is connected as directly as possible to a device, not shown, with the help of which the metered fuel is introduced into the combustion chamber of a single cylinder. In order to prevent the fuel from sticking, the channels 16 and 17 widen in the direction of flow of the Fuel steadily conical.

Das Gehäuse 11 ist einteilig mit dem Gehäuse eines Brennstoff-Akkumulators 18 ausgebildet, der den Sammelraum 19 aufweist. Der bis zum Niveau 20 angefüllte Brennstoff untersteht dem Druck eines pneumatischen Druckmittels, wozu der Druckmittelanschluß 21 vorgesehen ist.The housing 11 is formed in one piece with the housing of a fuel accumulator 18, which the Has collecting space 19. The fuel filled up to level 20 is subject to the pressure of a pneumatic pressure medium, for which the pressure medium connection 21 is provided.

Das Zellenrad kann axial aus der in der Fig. 1 gezeichneten Zumeß-Stellung in Richtung des Pfeiles 22 in eine Absperrstellung bewegt werden, die in F i g. 2 veranschaulicht ist Zu diesem Zweck ist das Ende 24 der Zellenradwelle 25 als Kolben ausgebildet, der sich in dem durch den Gehäusedeckel 12 gebildeten Zylinderraum 26 verschieben kann. Dem Zylinderraum 26 kann Drucköl über die Leitung 27 zugeführt bzw. aus ihm abgeführt werden. Die Bohrung 23 dient zur Abfuhr von Lecköl.The cell wheel can move axially out of the metering position shown in FIG. 1 in the direction of arrow 22 be moved into a shut-off position, which is shown in FIG. 2 is illustrated. To this end, end 24 is shown in FIG Cell wheel shaft 25 designed as a piston, which is located in the cylinder space formed by the housing cover 12 26 can move. Pressure oil can be supplied to the cylinder chamber 26 via the line 27 or from it be discharged. The bore 23 serves to remove leakage oil.

Das andere Ende der Zellenradwelle trägt einen Bund 28 sowie eine Zahnscheibe 29, in deren Zahnlücken Zähne 30 eingreifen, die vom Kupplungsgehäuse 31 getragen sind. Der Deckel 32 des Kupplungsgehäuses ist mit dem Bund 33 auf dem Ende der Antriebswelle 34 fest mittels Schrauben 35 verbunden. Das Kupplungsende der Antriebswelle 34 trägt ferner eine entsprechende Zahnscheibe 36, welche ebenfalls mit den Zähnen 30 in Eingriff steht. Auf den einander zugekehrten Stirnflächen der Zahnscheiben 29 und 36 ist die Druckfeder 42 abgestützt.The other end of the cellular wheel shaft carries a collar 28 and a toothed washer 29 in the gaps between the teeth Engage teeth 30 carried by clutch housing 31. The cover 32 of the clutch housing is firmly connected to the collar 33 on the end of the drive shaft 34 by means of screws 35. The coupling end of the drive shaft 34 also carries a corresponding toothed disk 36, which is also connected to the teeth 30 in Engagement is. The compression spring 42 is on the facing end faces of the toothed disks 29 and 36 supported.

Die geschilderte Anordnung ermöglicht eine axiale Verstellung des Zellenrades ohne Unterbrechung seiner Drehung bzw. derjenigen der Antriebswelie 34. Dabei ist die Zumeßposition durch die Stirnfläche 37 des Antriebswellenendes definiert, auf welcher die ihr , zugekehrte Stirnfläche 38, die im Betrieb mit gleicher Winkelgeschwindigkeit rotiert, sich abstützen kann. In der Absperrslellung des Zellenrades stützt sich der Bund 28 auf die Innenwand 39 des Kupplungsgehäuses 31. κιThe described arrangement enables an axial adjustment of the bucket wheel without interrupting it Rotation or that of the drive shaft 34. The metering position is determined by the end face 37 of the The end of the drive shaft defines on which the end face 38 facing it, which in operation with the same Angular speed rotates, can support itself. The is supported in the shut-off position of the cellular wheel Bund 28 on the inner wall 39 of the clutch housing 31. κι

Zur axialen Fixierung der Antriebswelle ist das schematisch gezeichnete Lager 40 als kombiniertes Radial/Axial-Lager ausgebildet In axialer Richtung arbeitet das Lager mit dem Bund 33 und dem Bund 41 — beide auf der Antriebswelle 34 — zusammen. ι.For the axial fixation of the drive shaft, the schematically drawn bearing 40 is a combined Radial / axial bearings designed in the axial direction works the bearing with the collar 33 and the collar 41 - both on the drive shaft 34 - together. ι.

Zum Verstellen und Halten des Zellenrades in Zumeßposition wird in der Leitung 27 auf geeignete Weise der Druck des in ihr enthaltenen Druckmittels erhöht Der Druckanstieg bewirkt ein Verstellen der Zellenrad-Baugruppe in die aus F i g. 1 ersichtliche 2» Zumeßposition, und zwar entgegen der Kraft der Druckfeder 42. Zum Verstellen des Zellenrades in die Absperrposition wird der Druck in der Leitung 27 umgekehrt erniedrigt Unter dem Einfluß der Feder 42 verschiebt sich die Zellenrad-Baugruppe in Richtung 2^r> des Pfeiles 22 bis zum Anschlag des Bundes 28 auf der Wand 39. Dabei wird das Drucköl aus dem Raum 26 zurück in die Leitung 27 verdrängtTo adjust and hold the cellular wheel in the metering position, the pressure of the pressure medium contained in the line 27 is increased in a suitable manner. 1 apparent 2 »metering position and against the force of the compression spring 42. To adjust the cellular wheel in the shut-off position, the pressure in the line 27 conversely decreases under the influence of the spring 42, the cell wheel assembly moves in the direction 2 ^r> of the arrow 22 up to the stop of the collar 28 on the wall 39. In the process, the pressurized oil is displaced from the space 26 back into the line 27

Im Unterschied zur Zündvorrichtung nach der Fig. 1 ist der Zellenrad-Baugruppe gemäß Fig.2 ein so Akkumulator 51 vorgeschaltet, dessen Sammelraum 52 über die Leitung 53 kontinuierlich Brennstoff zugeführt werden kann, z. B. mit Hilfe einer Förderschnecke. Der Zuführkanal 54 verbindet den Akkumulator mit der Zellenrad-Zumeßvorrichtung. Der im Raum 52 enthal- r> tene Brennstoff untersteht dem Druck des Kolbens 55. Dieser ist durch die Druckfeder 56 belastet, derart, daß die entstehende Druckkraft den Brennstoff in den Zuführkanal 54 drängt Anstelle des federbelasteten Kolbens 46 könnte aber auch eine Membrane vorgesehen sein. Auch ist es möglich, den Kolben 55 mit Hiane vorgesehen sein. Auch ist es möglich, den Kolben 55 mit Hilfe eines Druckmittels, d. h, pneumatisch oder hydraulisch zu belasten.In contrast to the ignition device according to the Fig. 1 is the cellular wheel assembly according to Fig.2 such Accumulator 51 is connected upstream, the collecting space 52 of which is continuously supplied with fuel via line 53 can be, e.g. B. with the help of a screw conveyor. The feed channel 54 connects the accumulator with the Cell wheel metering device. The one contained in room 52> Tene fuel is subject to the pressure of the piston 55. This is loaded by the compression spring 56, such that the resulting pressure force pushes the fuel into the feed channel 54 instead of the spring-loaded one Piston 46 could, however, also be provided with a membrane. It is also possible to use the piston 55 Hiane be provided. It is also possible to push the piston 55 with the aid of a pressure medium, i. h, pneumatic or to load hydraulically.

Der Antrieb des Zellenrades über die Welle 34 kann mit konstanter Drehzahl oder aber mit variabler, von der Brennkraftmaschine gesteuerter Drehzahl erfolgen. Insbesondere kann die Drehzahl ein Vielfaches der jeweiligen Drehzahl der Brennkraftmaschine betragen. Eine solche Betriebsweise ergibt bei gleichbleibender Verweilzeit des Zellenrades in Zumeßposition eine im gleichen Sinne wie Drehzahländerungen der Brennkraftmaschine sich ändernde Brennstoffmenge, die vom Rad einem einzelnen Zylinder zugemessen wird. Dies hat eine entsprechende Änderung der Zylinderleistung der Brennkraftmaschine zur Folge. Hierbei kann natürlich aber auch die jeweilige Verweilzeit des Zellenrades in Zumeßposition variiert werden, was eine entsprechende, überlagerte Beeinflussung der einem Zylinder zugemessenen Brennstoffmenge ergibtThe drive of the cellular wheel via the shaft 34 can be at a constant speed or with a variable speed of the internal combustion engine controlled speed take place. In particular, the speed can be a multiple of respective speed of the internal combustion engine. Such a mode of operation results in a constant Dwell time of the cell wheel in metering position in the same sense as changes in the speed of the internal combustion engine changing amount of fuel that is metered by the wheel to a single cylinder. this results in a corresponding change in the cylinder output of the internal combustion engine. Here can but of course the respective dwell time of the cellular wheel in metering position can also be varied, which is a corresponding, superimposed influencing of the amount of fuel metered into a cylinder

Es ist aber auch möglich, den Antrieb des Zellenrades mit konstanter Drehzahl vorzunehmen. Die von der Zündvorrichtung geförderte Brennstoffmenge richtet sich dann einzig nach der Verweilzeit des Zellenrades in Zumeßposition. Diese Verweilzeit ist natürlich an und für sich dadurch beschränkt, daß der Brennstoff in der Regel nur während eines verhältnismäßig kurzen Zeitintervalls im Endbereich des Kompressionshubes des Kolbens der Brennkraftmaschine in den Zylinder eingebracht werden kann.But it is also possible to drive the cellular wheel at a constant speed. The one from the The amount of fuel delivered to the ignition device is then based solely on the dwell time of the cellular wheel Metering position. This residence time is of course limited in and of itself by the fact that the fuel in the Usually only during a relatively short time interval in the end area of the compression stroke of the piston of the internal combustion engine can be introduced into the cylinder.

Die Erfindung ist nicht auf die gezeichneten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr wäre auch eine andere Verstellung des Zellenrades möglich, z. B. mit mechanischen Mitteln.The invention is not limited to the illustrated embodiments. Rather would be too another adjustment of the cell wheel possible, z. B. by mechanical means.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Claim:

Fuel metering device for dusty Fuel for operating a reciprocating internal combustion engine with one of a housing with a cylindrical Cavity-enclosed, drivable cell wheel, the pockets for in its peripheral part Has receiving fuel, which opens onto at least one in the cavity Fuel supply channel and aligned on a fuel outlet channel leading from a cavity are characterized by an adjusting device (24, 26, 27) with the help of which the Cell wheel (14) can be moved axially out of the metering position into a shut-off position and vice versa can, in which the fuel feed channel (16) through a cylindrical portion of the cellular wheel (14) is closed.