DE2844340C2 - Generator/Gebläse-Aggregat - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Generator/Gebläse-Aggregat nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ein solches Aggregat ist aus der DE-AS 65 633 bekannt.

Diese Druckschrift beschreibt eine Brennkraftmaschine mit Lichtmaschine für ein Kraftfahrzeug. Brennkraftmaschine und Lichtmaschine sind zum Zwecke kompakter Bauweise koaxial unmittelbar hintereinander angeordnet. Da die Brennkraftmaschine luftgekühlt ist und die Kühlluft durch ein am hinteren Ende der Lichtmaschine angeordnetes Sauggebläse gefördert wird, ergeben sich Schwierigkeiten dadurch, daß die Lichtmaschine durch die von der Brennkraftmaschine bereits erwärmte Luft unerwünscht erwärmt werden kann. Zur Abhilfe ist im Verbindungsabschnitt zwischen dem die Brennkraftmaschine umgebenden Luftführungsgehäuse und dem das Ventilatorrad umgebenden Gebläsegehäuse, in welchem sich — notgedrungen — auch die Lichtmaschine befindet, eine Eintrittsöffnung ausgebildet, durch die unerwärmte Luft in das Gebläsegehäuse eintreten kann.

Es ist bei Kraftwagen, die von luftgekühlten Brennkraftmaschinen getrieben werden, allgemein bekannt, die Abwärme der Maschine zur Beheizung des ίο Fahrgastraumes auszunutzen. Dergleichen ist aus der CH-PS 1 49 184 auch für stationäre Anlagen bekannt Es ist dabei die Abgasleitung durch das Gehäuse eines Ventilators geführt, der auf der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine angeordnet ist Am Ventilatorauslaß steht warme Luft zur Verfügung. Nachteilig ist, daß der Ventilator keine KaJtluft abgeben kann.

Durch die Erfindung soll ein Generator/Gebläse-Aggregat geschaffen werden, das für bestimmte, nachfolgend erläuterte stationäre Einsatzzwecke geeignet ist Auf Baustellen, insbesondere beim Arbeiten in abgeschlossenen Räumen, wie beispielsweise in Kesseln, Tunnels, Kanälen und dgl, ist es häufig notwendig, den Arbeitsplatz zu belüften. In solchen Fällen, insbesondere bei den zuletzt genannten, ist es zumeist auch notwendig, für eine künstliche Beleuchtung zu sorgen. Aufgrund der örtlichen Verhältnisse erfolgt die Belüftung und Beleuchtung zumeist mit Hilfe transportabler Aggregate, die von Brennkraftmaschinen angetrieben werden. Da eine Brennkraftmaschine im allgemeinen recht laut ist und außerdem erhebliche Mengen von Schadstoffen mit ihren Abgasen abgibt, ist es hotwendig, die Brennkraftmaschine soweit wie möglich von dem abgeschlossenen Arbeitsplatz entfernt aufzustellen. Aus diesem Grunde benutzt man zur J5 Belüftung und Beleuchtung bislang eine Brennkraftmaschine, die einen elektrischen Generator antreibt, dessen abgegebene elektrische Energie einerseits für die Beleuchtung und andererseits für den Antrieb eines Elektromotors verwendet wird, der nahe am Arbeitsplatz die Belüftung besorgt. Durch die zweimalige Umsetzung der Energie für die Belüftungszwecke ist der Gesamtwirkungsgrad der Anordnung relativ gering.

Beim Arbeiten im Freien ist darüber hinaus häufig auch eine Beheizung des Arbeitsplatzes erforderlich, insbesondere in der kalten Jahreszeit. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Aggregat der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß es in der Lage ist, wahlweise kalte oder erwärmte Luft abzugeben, um damit einen Arbeitsplatz klimatisieren zu können. Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung schafft demnach eine Anordnung, bei der Vorsorge dafür getroffen ist, daß einerseits die Abwärme der Brennkraftmaschine möglichst weitgehend ausnutzbar ist durch Hineinverlegung des Abgasleitungssystems in das die Maschine umschließende Luftführungsgehäuse, eine an sich aus der CH-PS 1 49 194 bereits bekannte Maßnahme, und daß andererseits die Möglichkeit eröffnet ist, das Gebläse ausschließlich Kaltluft fördern zu lassen. Letzteres wird durch eine spezielle Gehäusekonstruktion erreicht, die es ermöglicht, den Gebläseeinlaß wahlweise vom Heißluftauslaß des Luftführungsgehäuses wegzuschwenken, um ihn für den Eintritt von Umgebungsluft zu öffnen.
Die Erfindung soll nachfolgend unter Bezugnahme

auf ein in den Zeichnungen dargestelltes Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Es zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels des Aggregates mit teilweise weggebrochenem Gehäuse; F i g. 2 eine Draufsicht auf das Aggregat nach F i g. 1; F i g. 3 eine Seitenansicht davon;

F i g. 4 eine rückwärtige Ansicht;

F i g. 5 eine stirnseitige Ansicht;

F i g. 6 eine vergrößerte Querschnittsdarstellung des in F i g. 3 mit Kreis A umrissenen Abschnitts, und

Fig.7 eine vergrößerte QuerschnittsdarstcUung durch das Ende des Abgasrohres.

Das Aggregat nach den F i g. 1 bis 5 besteht aus einer Brennkraftmaschine 1, einem Vergaser 2, einem mit der is Abtriebswelle der Brennkraftmaschine 1 direkt verbundenen elektrischen Generator 3 und einem Gebläse 4. Weiterhin sind erkennbar ein Luftauslaßrohr 5, ein Abgasrohr 6, ein mit dem Abgasrohr 6 verbundener katalytischer Konverter 7 und ein Wärmetauscher 8, der an seiner Außenwand mit einer Mehrzahl von Rippen 10' versehen ist und der mit dem Gasauslaß des katalytischen Konverters 7 verbunden ist Von diesem Wärmetauscher 8 führt ein Abgasauslaß 10 vertikal ins Freie. Stirnseitig an der Brennkraftmaschine 1 ist ein Ventilator 11 angeordnet der in üblicher Weise den Motorblock der Brennkraftmaschine 1 kühlt und direkt von deren Kurbelwelle angetrieben wird. Der Motorblock und der Generator 3 sind auf einer Grundplatte 12 befestigt.

Beim hier dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Abtriebswelle der Brennkraftmaschine 1 und die Antriebswelle des Generators 3 direkt miteinander verbunden, der Antrieb zwischen diesen beiden Wellen kann aber auch über Riemenscheiben und einen Treibriemen erfolgen.

Der Wärmetauscher 8 ist als ein hohles Gehäuse ausgebildet und wirkt zugleich als Schalldämpfer. An der Grundplatte 12 ist eine flache Bodenplatte 13 zu einer Seite des Motorblocks 1 befestigt (Fig. 1). An dieser ist ein Luftführungsgehäuse 14 beispielsweise mit Schrauben befestigt, das den Motorblock 1 umgibt. Dieses Gehäuse 14 umschließt auch den katalytischen Konverter 7 und den Wärmetauscher 8. Das Gehäuse 14 ist an seinen vorderen und hinteren Enden jeweils mit einem Einlaß 16 bzw. Auslaß 15 versehen. Der Einlaß 16 ist von einem Deckel 18 verschlossen, der seinerseits mit einem Lufteinlaß 17 versehen ist. Dieser Deckel 18 hat einen Abschnitt 18a, der den Ventilator 11 umgibt, und einen Abschnitt 186, der sich davon nach oben erstreckt und dazu dient, die angesaugte Luft über dem Motorblock zu verteilen.

Das Gebläse 4 besteht aus einem hohlen Gebläsegehäuse 19, einem verschwenkbaren Gehäuseteil 20 (Fig.2) und einem Flügelrad 22, das mit Hilfe einer Schraube 21 (Fig.4) auf der Welle des Generators 3 befestigt ist. Wie aus Fig.6 hervorgeht, umfaßt das Gebläsegehäuse 19 einen mittleren zylindrischen Abschnitt 23, einen sich daran anschließenden Abschnitt 24 vergrößerten Durchmessers und einen sich auf der anderen Seite daran anschließenden Abschnitt 25 verringerten Durchmessers. Das Gebläsegehäuse 19 ist an dem Generator 3 so befestigt, daß der Abschnitt 24 vergrößerten Durchmessers auf das Ende des Generators 3 aufgepaßt und beispielsweise mit Hilfe von Schrauben befestigt ist. Im mittleren zylindrischen Abschnitt 23 sind eine Mehrzahl rechteckiger Schlitze 26 auseebildet. Der mittlere Abschnitt 23 ist von dem verschwenkbaren Gehäuseteil 20 umgeben, das auf ihm gedreht werden kann, um die Schlitze 26 abzuschließen. Wie die F i g. 1,2 und 6 zeigen, weist das Gehäuseteil 20 nahe den Schlitzen 26 einen Abschnitt 20a von im Querschnitt U-förmiger Gestalt auf, der einen Leitkanal 27 ausbildet Wie die Fig.4 und 6 zeigen, sind in der Seitenwand 28 dieses Abschnitts 20a außen mehrere halbkugelförmige Vertiefungen 29 in gleichen Zentriwinkelabständen ausgebildet An einem ringförmigen Bauteil 30. das an dem Gebläsegehäuse 19 beispielsweise mit Hilfe von Schrauben befestigt ist, ist andererseits ein Loch 31 vorhanden, mit welchem eine der halbkugelförmigen Vertiefungen 29 in Deckung gebracht werden kann (Fig.6). In das Loch 31 ist eine Kugel 32 eingesetzt, die von einer Druckfeder 33 gegen die Seitenwand 28 gedruckt wird. Wenn man das verschwenkbare Gehäuseteil 20 um das Gebläsegehäuse 19 dreht, dann springt die Kugel 32 in eine der Vertiefungen 29 und hält das Gehäuseteil 20 in dieser Lage fest Das Gehäuseteil 20 weist an seinem stromaufwärts gelegenen Ende 34 einen Einlaß 35 auf, die mit dem Auslaß 15 des Luftführungsgehäuses 14 in Deckung gebracht werden kann. Wenn man das verschwenkbare Gehäuseteil 20 so ausrichtet daß sein Einlaß 35 dem Auslaß 15 des Luftführungsgehäuses 14 gegenübersteht, dann steht der Innenraum dieses Gehäuses t4 direkt mit dem Innenraum des Gehäuseteils 20 in Verbindung. Wenn man das Gehäuseteil 20 hingegen verdreht und in einer Stellung beläßt, die in F i g. 4 mit gestrichelten Linien eingezeichnet ist, dann münden Auslaß 15 und Einlaß 35 in die freie Atmosphäre.

Wie die F i g. 2 und 3 zeigen, erstreckt sich das Abgasrohr 10 durch ein Loch 36 im Luftführungsgehäuse 14 senkrecht nach oben und ist, wie F i g. 7 zeigt, an seinem Ende mit einer Kappe 38 versehen, die auf das Rohrende aufgeschoben ist und im Inneren einen trichterförmigen Schirm 37 aufweist, der den Eintritt von Regenwasser in die Abgasleitung 10 verhindert.

Im Betrieb gelangt das von der Brennkraftmaschine abgegebene Abgas über die Abgasleitung 6 in den katalytischen Konverter 7. Die unverbrannten Komponenten im Abgas werden im katalytischen Konverter 7 oxidiert. Das so gereinigte Abgas gelangt über ein weiteres Abgasrohr 9 in den Wärmetauscher 8. Von diesem gelangt es durch dajjr Abgasrohr 10 in die freie Atmosphäre. Die Oxidation im katalytischen Konverter

7 ist eine exotherme Reaktion und als Folge davon weist das dem Wärmetauscher 8 zugeführte Abgas, eine beachtlich hohe Temperatur auf.

Weiterhin rotieren der Ventilator 11 und das Flügelrad 22 zusammen mit der Welle des Generators 3. Die Umgebungsluft, die durch den Lufteinlaß 17 im Deckel 18 aufgrund der Ansaugwirkung des Ventilators 11 in das Luftführungsgehäuse 14 gelangt, wird über den Zylinderblock des Motorblocks 11 geleitet, wo sie den Zylinderblock kühlt. Die Temperatur dieser Luft steigt dadurch an. Die so vorgewärmte Luft streicht an dem katalytischen Konverter 7 und an dem Wärmetauscher

8 vorbei und wird hierdurch weiter aufgeheizt. Die so aufgeheizte Temperatur gelangt dann über das" verschwenkbare Gehäuseteil 20, die Schlitze 26 und unter der Wirkung des Flügelrades 22 in die Heißluftauslaßleitung 5, von der sie zu dem erwünschten Platz geleitet wird.

Wenn keine Beheizung des Arbeitsplatzes, sondern nur eine Belüftung desselben verlangt wird, dann wird das verschwenkbare Gehäuseteil 20 in eine Position

gebracht, die in Fig.4 mit gestrichelten Linien dargestellt ist. In diesem Falle strömt die von der Brennkraftmaschine und seinem Abgassystem aufgeheizte Luft aus der öffnung 15 des Luftführungsgehäuses 14 ins Freie. Der Einlaß 35 des verschwenkbaren Gehäuseteils 20 liegt auf der gegenüberliegenden Seite der Brennkraftmaschine 1 im Freien, so daß von dem Flügelrad 22 nicht vorgewärmte Luft angesaugt wird. Für das Gehäuseteil 20 sind, wie die Vielzahl der halbkugelförmigen Vertiefungen 29 in F i g. 4 zeigt, auch Zwischenstellungen möglich.

Um vollständig zu verhindern, daß die vom Motorblock 1 abgegebene Wärme in das verschwenkbare Gehäuseteil 20 eintritt, kann an dem Einlaß 35 des Gehäuseteils 20 auch eine L.uftansaugleitung ähnlich der is Auslaßleitung 5 angeschlossen werden, deren freies Ende fern vom Motorblock gelegen ist. Wenn man das Gehäuseteil 20 in einer Lage anordnet, in der sein Einlaß 35 sich teilweise mit dem Auslaß 15 des Luftführungsgehäuses 14 überschneidet, dann ist es möglich, teilweise vorgewärmte und teilweise frische Luft in das Gehäuseteil 20 anzusaugen. Man kann hierdurch die Temperatur der an der Auslaßleitung 5 abgegebenen Luft nach Wunsch einstellen.

Bei der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung ist es erforderlich, das Ende der Abgasleitung 10 soweit wie möglich entfernt vom Lufteinlaß 17 des Deckels 18 anzuordnen, wie es F i g. 4 zeigt Andererseits ist es auch notwendig, das Ende der Abgasleitung 10 fern vom Einlaß 35 des verschwenkbaren Gehäuseteils 20 anzuordnen, damit in dessen in Fig.4 gestrichelt eingezeichneter Stellung von ihm keine verunreinigte Luft aufgenommen wird. Wenn man die Abgasleitung 10 so wie in F i g. 3 eingezeichnet enden läßt, dann ist es möglich, die Ansaugung von Abgas in beiden Fällen zu unterbinden. Da das Abgas aufgrund seiner Wärme nach oben strömt, besteht nicht die Gefahr, daß es nach unten in die Ansaugöffnung einströmt.

burch die Erfindung wird eine an die speziellen Bedürfnisse jederzeit leicht anpaßbare Vorrichtung angegeben, die mit hohem thermischen Wirkungsgrad arbeitet, indem sie auch die Abwärme der Brennkraftmaschine nutzbar macht. Sie läßt sich kompakt und leichtgewichtig aufbauen, was für transportablen Einsatz von hoher Bedeutung ist

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Generator/Gebläse-Aggregat, bestehend aus einem elektrischen Generator und einer Brennkraftmaschine, deren Abtriebswelle mit der Antriebswelle des Generators verbunden ist, einem von der Brennkraftmaschine angetriebenen gehäuseumschlossenen Gebläse und einem die Brennkraftmaschine umgebenden Luftführungsgehäuse mit einem Kaltlufteinlaß und einem Heißluftauslaß, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Abgasleitungssystem der Brennkraftmaschine zur Übertragung von Abgaswärme an die die Brennkraftmaschine umströmende Luft durch das Luftführungsgehäuse (14) erstreckt und daß das Gebläsegehäuse (19) einen Einlaß (35) aufweist, der derart verschwenkbar ist, daß er mit dem Heißluftauslaß (15) des Luftführungsgehäuses (14) in Deckung bringbar oder in eine den freien Zutritt von Umgebungsluft ermöglichende Stellung bzw. in Zwischenstellungen bewegbar ist

2. Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abgasleitungssystem einen katalytischen Konverter (7) enthält, der in dem Luftführungsgehäuse (14) angeordnet ist.

3. Aggregat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebläsegehäuse (19) einen zylindrischen Abschnitt (23) umfaßt, der ein Gebläseflügelrad (22) umgibt und eine Vielzahl von Öffnungen (26) aufweist, daß der Einlaß (35) an einem auf dem zylindrischen Gehäuseabschnitt (23) verschwenkbaren Gehäuseteil (20) ausgebildet ist, und daß Einrichtungen (29 bis 33) zum Arretieren des verschwenkbaren Gehäuseteils (20) in vorbestimmten Lagen vorgesehen sind.

4. Aggregat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Arretierungseinrichtungen aus einer Mehrzahl von Vertiefungen (29) bestehen, die in dem verschwenkbaren Gehäuseteil (20) ausgebildet sind, sowie aus einer Kugel (32), die von einer Druckfeder (33) beaufschlagt ist und in jeweils eine der Vertiefungen (29) einfallen kann.

5. Aggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Abgasleitungssystem in die freie Atmosphäre fern vom Kaltlufteinlaß (17) des Luftführungsgehäuses (14) und fern der Stelle ausmündet, an welcher sich der verschwenkbare Einlaß (35) des Gebläsegehäuses (19) befindet, wenn vom Gebläse (4) Frischluft angesaugt wird.