DE2651280A1

DE2651280A1 - Verbesserte dieselmotor-einheit

Info

Publication number: DE2651280A1
Application number: DE19762651280
Authority: DE
Inventors: Heikki Hellemaa; Jaakko Dipl Ing Larjola
Original assignee: Wartsila Oy AB
Current assignee: Wartsila Oy AB
Priority date: 1975-11-17
Filing date: 1976-11-10
Publication date: 1977-05-26
Also published as: CH626688A5; FI753224A; NL7612777A; DK508076A; NO763889L; FR2331681A1; SE7612695L; FR2331681B1

Description

Verbesserte Dieselmotor-Einheit

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung, um eine Dieselmotor-Einheit zur Erzeugung von sowohl mechanischer Engergie als auch zur gesteigerten Erzeugung von Wärmeenergie zu verwenden.

Die Verwendung eines Nachbrenners ist an sich bekannt, speziell in Verbindung mit einem Strahltriebwerk als auch in Verbindung mit einer Gasturbine. Das Wirkungsgrad-Verhältnis dieser Turbinen ist gleichwohl ziemlich niedrig. Demgegenüber ist das Wirkungsgrad-Verhältnis von Dieselmotoren ziemlich gut. Das Ziel der Erfindung ist es, den Gesamtwirkungsgrad eines Triebwerkes, das auf einer Dieselmotor-Einheit basiert, weiterhin zu verbessern, indem von den Abgasen des Motors zur gesteigerten Erzeugung von Wärmeenergie Gebrauch gemacht wird.

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Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Hochtemperatur-Sauerstoff der Abgase des Dieselmotors in einem Verbrennungsprozeß gebraucht wird, bei welchem Brennstoff, der einem gesonderten Brenner zugeführt wird, mit dem genannten Sauerstoff reagiert und daß die dabei freigesetzte Wärmeenergie in einem Wärmetauscher nutzbar gemacht wird. Der Vorteil des Systems im Vergleich zu einer gebräuchlichen Brenner-Kessel-Kombination besteht darin, daß der im Nachbrenner verbrannte Sauerstoff schon heiß ist, so daß die Wärmeenergie, die zum Erhitzen der Reaktionsluft in einem gebräuchlichen Verbrennungsprozeß notwendig ist, gewonnen wird.

Der Energiebetrag, der im Wärmetauscher freigesetzt wird, kann nach Bedarf durch Verändern der dem Brenner zugeführten Menge an Abgasen oder genauscygut durch Verändern der Brennstoffzufuhr gesteuert werden. Im letzteren Falle kann die Regelung beispielsweise durch Ändern des Speisedruckes des Brennstoffes, der dem Brenner zugeführt wird und/oder durch Änderung der Zahl der Brennstoff-Zufuhröffnungen erreicht werden.

Im Falle, daß der Dieselmotor nicht genügend Abgase für den Brenner erzeugt, z. B. wenn der Motor steht, sich im Leerlauf befindet oder aus irgendeinem anderen möglichen Grunde, ist es vorteilhaft, eine Möglichkeit zum Einblasen von atmosphärischer Luft zum Brenner vorzusehen, so daß das Brennerund Wärmetauscher-Aggregat als ein teilweise oder gänzlich unabhängiger Energieerzeuger arbeiten kann.

In dem Nachbrenner kann schweres Heizöl, Naturgas oder dergleichen als Brennstoff benutzt werden.

Um das oben beschriebene Verfahren anzuwenden, ist es vorteilhaft, eine Anordnung zu verwenden, die einen Diesel-

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motor, ein mit diesem verbundenen Gerät, welches die mechanische Energie des Dieselmotors nutzt, ein Ausleßsystem für die Abgase des Dieselmotors und, damit in Verbindung, einen separaten Brenner und einen geeigneten Wärmetauscher, z. B. einen Abgaskessel (exhaust gas boiler), umfaßt. Das Auslaßsystem für die Abgase kann mit einer Vorrichtung versehen sein, mit deren Mitteln die Menge der dem Brenner zugeführten Abgase geregelt werden kann. Ein für diesen Zweck geeignetes Mittel ist ein Drei-Wege-Ventil, das, falls erforderlich, die Überschußmenge an Abgasen durch einen Schalldämpfer ins Frei: leitet.

Der Speisedruck des Brennstoffes kann durch Mittel der Brennstoffzuführvorrichtung des Brenners geregelt werden. Durch die Ausrüstung des Brenners mit mehreren Brennstoff-Zuführöffnungen kann die Menge an zugeführtem Brennstoff beispielsweise durch die Veränderung der Anzahl der in Gebrauch befindlichen öffnungen oder durch die Verwendung von regulierbaren Öffnungen geregelt werden.

Durch die Ausstattung des Brenners mit einer Vorrichtung, die, wenn erforderlich, atmosphärische Luft dem Brenner zuführt, wird eine Zufuhr von Wärmeleistung aus der Anordnung garantiert auch dann, wenn der Dieselmotor den Brenner nicht mit der notwendigen Menge von Abgasen zur Erzeugung der erforderlichen Energie versorgt.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben, wobei die einzige Figur schematisch eine Anordnung zeigt, die zur Anwendung des Verfahrens gemäß der Erfindung bestimmt ist.

In der Zeichnung bezeichnet 1 einen Dieselmotor und 2 ein Gerät, welches die mechanische Energie des Dieselmotors nutzt. Dieses Geräte 2 kann beispielsweise ein Generator sein. Die

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Abgase des Motors 1 werden durch ein Drei-Wege-Ventil 3 entweder zu einem Nachbrenner 4 und von dort in eine Abgaskammer 5, die als Wärmetauscher arbeitet, oder durch einen Schalldämpfer bzw. Auspuff 6 ins Freie geleitet. Ziffer 7 bezeichnet ein Gerät, welches nötigenfalls dem Brenner atmoshärische Luft einbläst.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellte Ausführungsform beschränkt, sondern es sind im Rahmen der nachfolgenden Ansprüche einzelne Modifikationen möglich.

Die in der vorstehenden Beschreibung, in der Zeichnung und in den nachfolgenden Patentansprüche offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen untereinander für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.

Patentansprüche

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Leerseite

Claims

Patentansprüche

! 1.)Verfahren zur Verwendung einer Dieselmotor-Einheit sowohl ^-s zur Erzeugung von mechanischer Energie als auch zur gesteigerten Erzeugung von Wärmeenergie, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochtemperatur-Sauerstoff der Abgase des Dieselmotors in einem Verbrennungsprozeß gebraucht wird, bei dem Brennstoff, der einem gesonderten Brenner zugeführt wird, mit dem genannten Sauerstoff reagiert und die Wärmeenergie, die dabei freigesetzt wird, in einem Wärmetauscher nutzbar gemacht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

die im Wärmetauscher freigesetzte Energie durch Veränderung der dem Brenner zugeführten Menge an Abgasen geregelt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge der im Wärmetauscher freigesetzten Energie durch Veränderung des Speisedruckes des dem Brenner zugeführten Brennstoffes und/oder der Zahl der Brennstoff-Zufuhröffnungen geregelt wird.
4. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Falle, daß vom Dieselmotor eine unzureichende Menge an Abgasen geliefert wird, atmosphärische Luft dem Brenner eingeblasen wird, so daß das Brenner- und Wärmetauscher-Aggregat sowohl teilweise wie auch als gänzlich unabhängiger Energieerzeuger arbeitet.

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5. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß schweres Heizöl, Naturgas oder dergleichen im Nachbrenner-Prozeß verwendet wird.
6. Anordnung zur Anwendung des Verfahrens nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Dieselmotor, ein mit diesem verbundenes Gerät, welches die mechanische Energie des Dieselmotors nutzt, ein Auslaßsystem für die Abgase des Dieselmotors und damit in Verbindung einen separaten Brenner und einen geeigneten Wärmetauscher, beispielsweise einen Abgaskessel,
7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß

das Auslaßsystem für die Abgase mit einer Vorrichtung, z. B, einem Drei-Wege-Ventil, versehen ist, die die Abgasmenge, welche dem Brenner zugeführt wird, durch Leiten der Überschußmenge an Abgasen durch einen Schalldämpfer hindurch ins Freie regelt.
8. Anordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Brenner mit einer brennstoffzuführvorrichtung ausgerüstet ist, mit deren Mitteln der Speisedruck des Brennstoffes regelbar ist.
9. Anordnung nach einem der Ansprüche 6-8, dadurch gekennzeichnet, daß der Brenner mit einzelnen Brennstoffzuführöffnungen ausgerüstet ist und daß die Menge an zugeführtem Brennstoff durch Mittel zur Veränderung der Zahl der in Gebrauch befindlichen Öffnungen regelbar ist.
10. Anordnung nach einem der Ansprüche 6-9, dadurch gekennzeichnet, daß der Brenner mit einer Vorrichtung zum Einblasen atmosphärischer Luft zum Brenner ausgerüstet ist,

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wenn der Dieselmotor nicht die notwendige Menge an Abgasen in Bezug auf die Wärmeleistung, die von dem Brennerund Wärmetauscher-Aggregat benötigt wird, erzeugt.

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