DE2917651A1 - Anlage zum anlauf und betrieb einer ausschliesslich zum unterseebetrieb bestimmten kraftmaschine - Google Patents
Anlage zum anlauf und betrieb einer ausschliesslich zum unterseebetrieb bestimmten kraftmaschineInfo
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Description
S.S.O.S. Sub Sea Oil Services S.p.A.
Via San Vittore, 45
Mailand, Italien
Mailand, Italien
Anlage zum Anlauf und Betrieb einer ausschließlich zum Untersee-Betrieb bestimmten Kraftmaschine
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anlage zum Anlauf und Betrieb einer ausschließlich zum Untersee-Betrieb bestimmten
oder allgemein in einer Umgebung mit Luftmangel arbeitenden Kraftmaschine.
Eine Anregung zur Forschungsentwicklung auf diesem technischen Gebiet ist hauptsächlich aus folgenden Überlegungen entstanden:
es besteht das Bedürfnis Brennkraftmaschinen für Unterseeboote zu entwickeln, die in der Lage sind, den zwischen
Akkumulatoren- und Atom-Betrieb bestehenden Anwendungsbereich zu decken; dieses Bedürfnis wurde schon seit langer
Zeit empfunden und hat heute eine noch größere Bedeutung,
wegen der Anwendung auf dem Gebiet der Forschung und Ausnützung des Meeresgrundes mit Hilfe von Unterseebooten mit
kleiner Verdrängung und mittlerer Leistung, aber längstmöglicher Reichweite;
die Ergebnisse der bisher durchgeführten Studien und Versuche im Hinblick auf die Entwicklung einer Kraftmaschine,
die dieses Bedürfnis erfüllen könnte, haben noch nicht zur Verwirklichung einer zufriedenstellenden betriebsfähigen
Einheit geführt.
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Der von allen Forschern verfolgte Grundgedanke bestand darin, eine konventionelle Brennkraftmaschine zu verwenden
und diese, nach erfolgtem Anlauf, in eine Brennkraftmaschine mit Abgasrückführung für Untersee-Betrieb umzuwandeln.
Dieser Grundgedanke hat einen schwerwiegenden Kompromiß auferlegt, weil die Brennkraftmaschine im Dauer-Betrieb
mit einem Medium arbeiten muß, dessen physikalische und thermodynamische Kenndaten von den dem Entwurf der
Brennkraftmaschine zugrundeliegenden Kenndaten stark abweichen; die Voraussetzung, die Maschine mit Luft anzulassen,
zwingt außerdem dazu, eine angemessene Luftmenge für eventuelle Untersee-Anläufe einzuschiffen.
Zusammenfassend kann man nachstehende augenscheinliche Nach teile feststellen, die sich bei allen diesen Versuchen gezeigt
haben und gewiß die Möglichkeit unterbunden haben, bisher eine technisch zufriedenstellende Kraftmaschine
für Untersee-Betrieb zu verwirklichen:
die unvermeidliche Verminderung der thermodynamisehen Wirkungsgrade
und damit der erhöhte Kraftstoff- und Verbrennungsmittel-Verbrauch; dabei stellt der erhöhte Verbrennungsmittel-Verbrauch
offensichtlich für eine Untersee-Einheit die kritischste Bedingung dar;
die Notwendigkeit, das Ansauggemisch vorzuwärmen, damit nach der Verdichtung ausreichende Temperaturwerte erreicht
werden können; die Vorwärmung des Gasgemisches, wie diese in vereinzelten Fällen durch Mischung der nach der Spülung
zurückgeführten Gase mit einem Teil der Abgase vorgenommen worden ist, bedingt außerdem Kontaminationsprobleme in der
Brennkraftmaschine;
die Notwendigkeit, einen angemessenen Druckluftvorrat für
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eventuelle Untersee-Anläufe an Bord mxtzutransportieren.
Die vorliegende Erfindung stellt sich nun die Aufgabe, diese und weitere Nachteile des bekannten Standes der
Technik zu vermeiden. Sie beruht auf einem diesem Stand gegenüber vollkommen verschiedenen Grundgedanken, wonach
eine Brennkraftmaschine verwirklicht werden soll, deren Konstruktionsmerkmale und Betriebseigenschaften auf den
verfolgten Hauptzweck, also auf eine Kraftmaschine für ausschließlichen Untersee-Betrieb abgestimmt sind. Daher
soll die Brennkraftmaschine, schon beginnend mit der Anlaufperiode, diejenigen arteigenen Betriebsbedingungen einhalten,
die durch das für den Untersee-Betrieb vorgesehene Arbeitsmedium bestimmt sind. Auf diese Weise wird es möglich,
eine Brennkraftmaschine zu entwickeln, die auch bei einem von der Luft verschiedenen Medium in der Lage ist, optimale
Leistungen zu bieten, so daß man von dem Kompromiß befreit wird, der durch die herkömmliche doppelte Nutzung, nämlich
Anlauf mit Luft und Dauerbetrieb mit einem von der Luft verschiedenen Medium, auferlegt wurde.
Bei einer Anlage zum Anlauf und Betrieb einer ausschließlich
zum Untersee-Betrieb bestimmten oder allgemein in einer Umgebung mit Luftmangel arbeitenden Kraftmaschine wird die
gestellte Aufgabe erfindungsgemäß durch eine derart aus-?
gelegte Brennkraftmaschine gelöst, daß diese sowohl in·der Anlaufperiode, gegebenenfalls bei Raumtemperatur, als auch
im Dauerbetrieb mit einem Gasgemisch vorherbereiteter Zusammensetzung betrieben ist, wobei die vorherbereitete Zusammensetzung
des Gasgemisches im Hinblick auf die bestmögliche durch die Brennkraftmaschine erzielbare Betriebsleistung
gewählt ist.
Der Studie, dem Entwurf und der Verwirklichung einer erfindungsgemäßen
Anlage ist eine Brennkraftmaschine mit
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Dieselverfahren zugrundegelegt worden. Die Einheit hat die Befähigungsprüfungen positiv überstanden und kann als
eine betriebsfähige Einheit betrachtet werden.
Zwecks Erzielung optimaler Ergebnisse sind bei der Anwendung des Erfindungsgedankens folgende Richtlinien berücksichtigt
worden:
Wahl des Gasgemisches und der Brennstoffart im Hinblick
auf bestmögliche Bedingungen für Wirkungsgrade und Verbrauch, sowie praktische Möglichkeiten zur einfachen und
wirtschaftlichen Wiederherstellung des optimalen Ansauggemisches im Dauerbetrieb. Dabei sind auch die mit der
Unfallsicherheit zusammenhängenden Probleme zu berücksichtigen,
zumal - da es sich um Dosierungen des Gasgemisches mit reinem Sauerstoff handelt - auch die Möglichkeiten
der Verwendung mit Sauerstoff angereicherter Gasgemische zwecks Verbesserung der Wirkungsgrade in Betracht
kommen können.
Verwendung von solchen Meß-, Steuer- und Zufuhr-Einrichtungen für Brennstoff und Sauerstoff, die bestmögliche Bedingungen
für den Verbrennungsvorgang und die Stabilität der Brennkraftmaschine
ermöglichen.
Wahl der mechanischen Kenndaten der Brennkraftmaschine, die
mit dem gewählten Gasgemisch zu optimalen Leistungen führen. Das Studium dieses Problems hat ergeben, daß eine Brennkraftmaschine
für ausschließlichen Untersee-Betrieb, bei der
die Wirkungsgrade optimiert werden sollen, fast vollkommen "ad hoc" auszulegen ist. Die wichtigsten Unterschiede im
Vergleich zu einer Kraftmaschine für Untersee-Betrieb, die nach den bisherigen Richtlinien anderer Forscher entworfen
ist, sind im wesentlichen in dem Verdichtungsverhältnis, der Geometrie des Verbrennungsraumes, dem Hubverhältnis, der
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Voreinspritzung und der Einspritzzeit zu erblicken.
Verwendung von Einrichtungen, die eine derartige Abscheidung des als Verbrennungsprodukt entstehenden Kohlendioxyds
aus dem Abgas ermöglichen, daß das Kohlendioxyd entfernbar ist und der im Abgas noch vorhandene Sauerstoff
in mehr oder weniger vollkommener Weise zurückgewonnen werden kann.
Verwendung von Einrichtungen zur einfachen und wirtschaftlichen Entfernung der Verbrennungsprodukte (im wesentlichen
Kohlendioxyd und Wasserdamp) aus dem Kreislauf der Brennkraftmaschine,
insbesondere mit der Eigenschaft, nicht mehr an die Tauchtiefe der Anlage gebunden zu sein.
Zweckmäßigerweise besteht das Gasgemisch vorherbereiteter
Zusammensetzung im wesentlichen aus Verbrennungsgasen, Brenngas und gegebenenfalls weiteren Intergasen.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Anlage erfindungsgemäß
mindestens einen Behälter auf, in dem das Gasgemisch vorherbereiteter Zusammensetzung enthalten ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Anlage erfindungsgemäß
eine Einrichtung zum überwachen und Regeln der für den Untersee-Betrieb erforderlichen Sauerstoffzuführung
auf, welche Mittel zum Messen der augenblicklichen ölfördermenge, Mittel zum Messen des augenblicklichen prozentualen
Sauerstoffgehaltes im Ansauggemisch der Brennkraftmaschine, wobei dieser prozentuale Sauerstoffgehalt
aus der Funktion "Schallausbreitungsgeschwindigkeit im Gasgemisch - Temperatur" ableitbar ist, und ein elektronisches
Rechenwerk enthält, welches dazu dient, die beiden mit Hilfe obiger Mittel erfaßten Meßwerte auszuwerten, mit vorgegebenen
für den Betrieb der Brennkraftmaschine optimalen Werten zu
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-Jti -
vergleichen und nach Maßgabe dieses Vergleiches eine Dosiereinrichtung
für die Sauerstoffzuführung zum Ansauggemisch zu steuern.
Die erwähnten Mittel zum Messen des aufgenblicklichen prozentualen Sauerstoffgehaltes im Ansauggemisch der Brenn-,,
kraftmaschine basieren auf der Kenntnis, daß die Schallausbreitungsgeschwindigkeit
in einem kontinuierlichen gasförmigen Medium von den Kenndaten des Gases und von der
Temperatur nach der bekannten Beziehung
v =
abhängt, wobei
V = Schallausbreitungsgeschwindigkeit im Gasgemisch, y = Verhältnis c /c von der spezifischen Wärme bei konstantem
Druck zu der spezifischen Wärme bei konstantem Volumen des Gasgemisches,
R = charakteristische Konstante des Gasgemisches, T = absolute Temperatur des Gasgemisches.
Die Messung der Temperatur des Gasgemisches (Kohlendioxyd, Sauerstoff und Wasserdampf) ermöglicht es, die Zusammensetzungs-Unbekannten
des Gasgemisches von 3 (CC^/ 0„, H_0)
auf 2 (CO2, O2) zu reduzieren. Damit läßt sich aus der
Messung der Schallausbreitungsgeschwindigkeit bei einer,gegebenen
Temperatur der Wert der Größe fR ableiten, welcher
vom prozentualen Gehalt an den Bestandteilen CO2 und O2 abhängt,
die das Gasgemisch bilden.
Zweckmäßigerweise ist die Dosiereinrichtung für die Sauerstoffzuführung
zum Ansauggemisch durch Elektrοventile gesteuert,
die einen kontinuierlichen Sauerstoffstrom veränderlicher
Menge beherrschen, der als Summe von diskreten Sauerstoffteilströmen entsteht.
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In.j.e.i.fter bevorzugten Ausführungsform weist die Anlage erfindüngsgemäß
eine Einrichtung zur Rückgewinnung des im Abgas vorhandenen Sauerstoffes auf, welche Mittel zur
Fliehkraftabscheidung des Kohlendioxyds unter Ausnutzung der unterschiedlichen Beharrungsvermögen und Viskositäten
der beiden Gase umfaßt.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Anlage erfindungsgemäß
eine Einrichtung zur Entfernung der Verbrennung sprodukte aus dem Kreislauf der Brennkraftmaschine
und zur Rückgewinnung des restlichen Sauerstoffes auf, welche einen Niederdruck-Kapselverdichter, Mittel zur automatischen
Überwachung der Gasfördermenge des Verdichters mit einem Fühler zur Erfassung von Änderungen des Gasdruckes im Kreislauf,
ein Wasserpumpensystem und Behandlungsbehälter zur Gas-Meerwasser-Behandlung mit minimalem, bei jeder Tauchtiefe
konstanten Energieverbrauch und mit automatischer Überwachung der Gewichte der behandelten Medien, enthält.
In der Einrichtung zur Entfernung der Verbrennungsprodukte können in an sich bekannter Weise Mittel zum Abscheiden des
Wassers durch Kondensation und zum Aufspeichern des abgeschiedenen
Wassers an Bord vorgesehen sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der zur Einrichtung
zur Entfernung der Verbrennungsprodukte gehörende Verdichter erfindungsgemäß mit einer in der Ansaugleitung angeordneten
Drosselklappe versehen, die eine Regelung der Fördermenge
des Verdichters in dem Sinne ermöglicht, daß der Druck im Kreislauf der Brennkraftmaschine einen konstanten Wert aufweist.
Zum Steuern der Drosselklappe ist vorzugsweise eine pneumatische und/oder elektrisch-elektronische vom absoluten Druck im
Kreislauf beeinflußte Steuereinrichtung vorgesehen.
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ORIGINAL INSPECTED
Al
Diese und weitere Erfindungsmerkmale sind den Patentansprüchen
entnehmbar.
Anhand der beiliegenden Figur soll nun im folgenden ein Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Anlage näher
beschrieben werden, worauf die Erfindung selbstverständlich nicht beschränkt ist.
In der Figur ist in vereinfachter Weise das Schema einer erfindungsgemäßen
Anlage in Anwendung an einem Dieselmotor für ausschließlichen Untersee-Betrieb gezeigt.
Die Anlage umfaßt im wesentlichen folgende Bestandteile:
einen druckfesten Behälter S, in welchem die gesamte Anlage
mit Ausnahme des Systems zur Nehandlung und Entfernung der überschüssigen Gase, sowie der Brennstoff- und Verbrennungsmittel-Behälter,
enthalten ist; diese hier ausgenommenen Anlageteile könnten aber auch gegebenenfalls im Inneren
des druckfesten Behälters S angeordnet sein;
eine Brennkraftmaschine (Dieselmotor) M; einen Leistungsgenerator PU;
ein System L zum Waschen und Kühlen der Abgase; ein System zum Süßwasser-Umlauf in einem Kreislauf zum Waschen
und Kühlen der Abgase, bestehend aus einem Sammelbehälter 27, einem Süßwasser-Meerwasser-Wärmetauscher 5, Pumpen PR1, PR2
zum Umlauf und zur Versprühung des Waschwassers, einer Pumpe PS zum Meerwasser-Umläuf;
ein System V zur Rückgewinnung von O2 und zur Abscheidung
des überschüssigen CO2, das mit dem System L über eine Rohrleitung
29 in Verbindung steht;.
ein System B zur Sauerstoffdosierung, das mit dem System V
über eine Rohrleitung 30 verbunden ist und mit Elektroventilen zum Einspritzen von O2 in den Kreislauf der Brennkraftmaschinen
versehen ist;
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ein System A zur Mischung des Ansauggases; einen Ultraschall-Gasanalysator 4 für das Ansauggas;
einen Durchflußmesser TR zum Messen der augenblicklichen Brennstoff—Fördermenge;
ein Rechenwerk C zum Steuern der Dosiereinrichtung B; einen Brennstoff-Behälter F;
einen Hochdruckbehälter D, welcher ein Gasgemisch vorherbereiteter
Zusammensetzung enthält und mit einem Absperrventil 23 und einem Druckminderventil 25 ausgerüstet ist;
ein Hochdruckbehälter-System 0, welches zur Lagerung von Sauerstoff dient und mit einem Absperrventil 22 und einem
Druckminderventil 24 ausgerüstet ist; ein System zur Entfernung von CO2 aus dem Kreislauf der
Brennkraftmaschine, bestehend aus einem Speicherraum 6, einer Drosselklappe 7, einem Kapselverdichter K, einem oder
mehreren jeweils zwei Behälter 1, 2 umfaßenden Behältersätzen (von welchen in der Zeichnung nur ein Behältersatz
dargestellt ist), die zum Pumpen der Gase, zu deren Behandlung mit Meerwasser und zur Räumung des gebrauchten
Behandlungswassers außer Bord dient, einem überdruckventil
26 zur eventuellen Rückgewinnung des im Abgas vorhandenen Sauerstoffes, Elektroventilen N, 0, Q, R, S, Pumpen
PV, VP und Zerstäubern V, womit die erwähnten Arbeitsspiele aufeinanderfolgend nach Maßgabe der Befehle einer Einrichtung
zur Wasserstand- und Druck-Überwachung T durchgeführt werden. !
Anlauf
Für den ersten Anlauf und für weitere Anläufe nach Inszandsetzung oder nach Eingriffen im ausgetauchten Zustand, die
einen Lufteintritt in den Kreislauf der Brennkraftmaschine ermöglichen, dient folgende Prozedur:
a) Nach Schließen der Ventile 31 und 22 und manuellem öffnen
der Ventile 0.,, 0~i N-, N^, Ausschalten der Überwachungs-
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einrichtung T und öffnen des Ventils 23, wird die Brennkraftmaschine
M mit Hilfe ihres Anlaßmotors in Drehung versetzt, so daß die eingedrungene Luft aus dem Kreislauf
der Brennkraftmaschine ausgestoßen und durch ein Gasgemisch CO2-O2 bzw. reines CO2 ersetzt wird.
b) Nach Vollendung des Schrittes a) werden die Ventile 23, O1, O2, N1, N2 geschloßen, die überwachungseinrichtung
T wieder eingeschaltet und die Ventile 31 und 22 geöffnet.
Nach Überprüfung, daß kein Stickstoff mehr im Kreislauf
enthalten ist, kann die Brennkraftmaschine nun angelassen werden.
Bei Anläufen im untergetauchten Zustand beginnt die Prozedur bereits mit dem Schritt b), da kein Stickstoff im Kreislauf
enthalten sein kann.
Die mit aus dem Verbrennungsprozeß herrührendem Wasserdampf und CO2 angereicherten Abgase werden über die Rohrleitung 28
in das Wasch-System L befördert.
Hier wird durch das Pumpensystem PR eine angemessene aus dem Behälter 27 entnommene Wassermenge eingespritzt und versprüht,
welche die Abgase durch Kondensation des darin enthaltenen überschüssigen Wasserdampfes kühlt und außerdem
die in den Abgasen vorhandenen Peststoffteilchen und unverbrannten
Substanzen auffängt. Im System L befinden sich ein Wirbelerzeuger und ein Zyklon, welcher Flüssigkeiten und
Feststoffe aus den Gasen abscheidet. Dabei werden diese Flüssigkeiten und Feststoffe am Umfang gesammelt und dem
Behälter 27 zugeführt. Die über die Leitung 29 geführten, gereinigten Gase treten hingegen in den Fliehkraftabscheider
V ein.
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In letzterem erfolgt, aufgrund der gegenüber dem Sauerstoff unterschiedlichen Wichte des CO2, eine derartige
Trennung, daß die peripheren Schichten an CO2 und die
zentralen Schichten an O2 angereichert sind. Die bereits
an O2 angereicherten Gase gelangen über die zentrale
Leitung 30 zur Dosiereinrichtung B, wo sie mit der weiteren Sauerstoffmenge angereichert werden, die zum Erreichen des
für einen einwandfreien Verbrennungsvorgang erforderlichen Prozentsatzes nötig ist.
Die Gase gelangen sodann über den Gasanalysator 4 in den Mischer A und von dort zum Ansaugrohr der Brennkraftmaschine.
Das Rechenwerk C erhält eingangsseitig die Daten über den augenblicklichen Brennstoffverbrauch, welche kontinuierlich
vom Durchflußmesser TR ermittelt werden, sowie den augenblicklichen Wert des prozentualen O2~Gehaltes in den durch
den Mischer A fließenden Gasen, welcher mit Hilfe des Gasanalysator s 4 ermittelt wird. Durch Verarbeitung der eingegebenen
Daten in Realzeit liefert das Rechenwerk ausgangsseitig die Information zum Steuern der (mindestens vier)
Elektroventile der Dosiereinrichtung B. Diese Elektroventile besitzen feineingestellte Düsen, deren Durchflußmengen in
geometrischer Reihe zunehmenden Werten entsprechen.
Die Vereinigung dieser Durchflußmengen ermöglicht eine genaue
Dosierung des zuzuführenden Sauerstoffes.
Die an CO2 angereicherten Gase am Umfang des Fliehkraftabscheiders
V gelangen automatisch in den Speicherraum 6, wo die Flüssigkeitsreste aufgefangen und in den Behälter 27
zurückgeführt werden.
Aus dem Speicherraum 6 werden die Gase über die Drosselklappe 7 vom Kapselverdichter K angesaugt und mit niederem
Druck in das System bzw.' die Systeme zur Gasbehandlung und
zur Entfernung des gebrauchten Behandlungswassers gepumpt.
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Die Drosselklappe 7 wird durch eine pneumatische und/oder
elektrisch-elektronische Steuereinrichtung gesteuert, welche auf den absoluten Druck im Kreislauf der Brennkraftmaschine
anspricht, so daß die Fördermenge des KapselVerdichters K
im Sinne der.Konstanthaltung dieses Druckes geregelt wird.
Das System zur Gasbehandlung und zur Entfernung des gebrauchten Behandlungswassers ist derart eingerichtet, daß
im Laufe einer jeden Arbeitsfolge, unter entsprechender Steuerung der betreffenden Elektroventile, von den zu einem
Behälterpaar gehörenden Behältern jeweils der eine zur Aufnahme der verdichteten Gase und der andere Behälter zur
Behandlung von mit CO2 gesättigtem Wasser und zur Nachfüllung
von reinem Wasser dient.
Zum besseren Verständnis der Wirkungsweise dieses Systems soll im nachstehenden eine Arbeitsfolge, beispielsweise
diejenige Arbeitsfolge näher neschrieben werden, in welcher der Behälter 2 mit vom Verdichter K kommenden Gas beladen
wird. Am Anfang dieser Arbeitsfolge ist der Behälter 2 mit reinem Wasser und der Behälter 1 mit auf den maximalen
Druck des Verdichters verdichteten Gas gefüllt.
Die Arbeitsfolge beginnt dann, wenn die Elektroventile N, 0, Q, R, S unter der Steuerung der überwachungseinrichtung T
folgende Stellungen annehmen: !
geöffnete Ventile geschloßene Ventile
N2 N1
Q2
S1
' °2
, R2
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In diesem Zustand, während der Verdichter den Behälter 2
mit Gas versorgt, saugt die Pumpe PV das Wasser aus dem Behälter 2 an und pumpt dieses unter Zerstäubung in den
Behälter 1.
Mit zunehmendem Wasserstand im Behälter 1 steigt der Druck,.
und wird das CO2 in stets zunehmender Menge vom Wasser
aufgenommen. Beim Erreichen des eingestellten Druckwertes
des Überdruckventils 26 öffnet sich dieses Ventil und läßt die nunmehr an C>2 angereicherten Gase, die sich im oberen
Teil des Behälters 1 befinden, in den Kreislauf der Brennkraftmaschine
einfließen, so daß der eventuell in den auszustoßenden Gasen noch enthaltene Restgehalt an O2 zurückgewonnen
wird.
Sobald der erwähnte vorbestimmte Druckwert im Behälter 1 (z.B. 50 ata) erreicht wird, führt das Überdruckventil 26
02~reiches Gas dem Kreislauf der Brennkraftmaschine solange
zu, bis der Behälter 1 mit Wasser gefüllt ist. Dessen (in der Zeichnung nur angedeutetes) Schwimmerventil bewirkt
über die Überwachungseinrichtung T das Schließen der Ventile S1, Q2 und das öffnen der Ventile R^, O^. Somit beginnt
die Waschphase des Behälters 1, die durch die Pumpe VP und unter Verwendung von Meerwasser durchgeführt wird.
Diese Arbeitsphase wird beim Erreichen des vorbestimmten (niederen) Druckwertes im Behälter 2 (z.B. 8 ata) beendet.
Die soeben beschriebene Arbeitsfolge wiederholt sich nunmehr unter gegenseitigem Austausch der Funktionen der beiden Behälter
1 und 2.
Mit diesem System, da der Ansprechdruck des Überdruckventils 26 festgelegt ist, sind die zum Betrieb des Verdichters
K und zum Betrieb der Pumpen PV und VP erforderlichen Leistungen, bei gleichbleibender Belastung der Brennkraftmaschine,
in gewünschter Weise konstante, von der Tauchtiefe unabhängige Größen.
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Leerseite
Claims (14)
1.]Anlage zum Anlauf und Betrieb einer ausschließlich zum
Untersee-Betrieb bestimmten oder allgemein in einer Umgebung mit Luftmangel arbeitenden Kraftmaschine, gekennzeichnet
durch eine derart ausgelegte Brennkraftmaschine, daß diese sowohl in der Anlaufperiode, gegebenenfalls
bei Raumtemperatur, als auch im Dauerbetrieb mit einem Gasgemisch vorherbereiteter Zusammensetzung
betrieben ist, wobei die vorherbereitete Zusammensetzung im Hinblick auf die bestmögliche durch die
Brennkraftmaschine erzielbare Betriebsleistung gewählt ist.
2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Gasgemisch vorherbereiteter Zusammensetzung im wesentlichen aus Verbrennungsgasen, Brenngas und gegebenenfalls
weiteren Inertgasen besteht.
3. Anlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mindestens
einen Behälter in dem das Gasgemisch vorherbereiteter Zusammensetzung enthalten ist.
4. Anlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung
zum Überwachen und Regeln der Sauerstoffzuführung,
welche folgende Mittel enthält:
Mittel zum Messen der augenblicklichen Ölfördermenge,
33 178 - 2 -
C/Ka
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ORIGINAL
Mittel zum Messen des augenblicklichen prozentualen Sauerstoffgehaltes im Ansauggemisch der Brennkraftmaschine,
wobei dieser prozentuale Sauerstoffgehalt aus der Funktion "Schallausbreitungsgeschwindigkeit
im Gasgemisch - Temperatur" ableitbar istf und
ein elektronisches Rechenwerk, welches dazu dient, die beiden mit Hilfe obiger Mittel erfaßten Meßwerte
auszuwerten, mit vorgegebenen für den Betrieb der Brennkraftmaschine optimalen Werten zu vergleichen
und nach Maßgabe dieses Vergleiches eine Dosiereinrichtung für die Sauerstoffzuführung zum Ansauggemisch
zu steuern.
5. Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennezichnet, daß die Dosiereinrichtung für die Sauerstoffzuführung zum
Ansauggemisch durch Elektroventile gesteuert ist, die einen kontinuierlichen Sauerstoffstrom veränderlicher
Menge beherrschen, der als Summe von diskreten Sauerstoff teilströmen entsteht.
6. Anlage nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Rückgewinnung
des im Abgas vorhandenen Sauerstoffes, welche Mittel zur Fliehkraftabscheidung des Kohlendioxyds unter Ausnutzung
der unterschiedlichen Beharrungsvermögen und1 Viskositäten der beiden Gase umfaßt.
7. Anlage nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Entfernung der
Verbrennungsprodukte aus dem Kreislauf der Brennkraftmaschine und zur Rückgewinnung des restlichen Sauerstoffes,
welche folgende Mittel enthält:
einen Niederdruck-Kapselverdichter,
Q30QG8/GS88
Mittel zur automatischen überwachung der Gasfördermenge
des Verdichters mit einem Fühler zur Erfassung von Änderungen des Gasdruckes im Kreislauf,
ein Wasserpumpensystem und
Behandlungsbehälter zur Gas-Meerwasser—Behandlung mit
minimalem, bei jeder Tauchtiefe konstanten Energieverbrauch und mit automatischer Überwachung der Gewichte
der behandelten Medien.
8. Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der
zur Einrichtung zur Entfernung der Verbrennungsprodukte gehörende Verdichter mit einer in der Ansaugleitung angeordneten
Drosselklappe versehen ist, die eine Regelung der Fördermenge des Verdichters in dem Sinne ermöglicht,
daß der Druck im Kreislauf der Brennkraftmaschine einen konstanten Wert aufweist.
9. Anlage nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine pneumatische und/oder elektrisch-elektronische vom absoluten
Druck im Kreislauf beeinflußte Steuereinrichtung zum Steuern der Drosselklappe.
10. Anlage nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekenneζichnet,
daß die zu entfernenden Verbrennungsprodukte einem Sgeicherraum
zugeführt sind, aus dem die Gase durch den Verdichter über die Drosselklappe angesaugt werden, wogegen der
flüssige Rückstand *gesammelt und einem weiteren Behälter
zugeführt ist.
11. Anlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Behälter einem Süßwasser-Kreislauf zur Abgaskühlung
angehört, worin der im Abgas enthaltene Dampf-
030008/058$
Überschuß kondensiert wird und auch die darin vorhandenen Feststoffteilchen und unverbrannter Substanzen
aufgefangen werden.
12. Anlage nach mindestens einem der Ansprüche 7 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Entfernung der Verbrennungsprodukte und zur Rückgewinnung
des restlichen Sauerstoffes zwei Behandlungsbehälter zur Gas-Meerwasser-Behandlung enthält, wovon in abwechselnder
Arbeitsfolge jeweils der eine Behandlungsbehälter die vom Verdichter unter Druck gesetzten Gase
aufnimmt und der andere Behandlungsbehälter zur Behandlung der Gase mit Meerwasser zwecks Absorption des
Kohlendioxyds und zur darauffolgenden Austreibung des so beladenen Meerwassers und dessen Ersetzung mit
reinem Meerwasser dient.
13. Anlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß
die Einrichtung zur Entfernung der Verbrennungsprodukte und zur Rückgewinnung des restlichen Sauerstoffes
mindestens zwei jeweils aus zwei Behandlungsbehältern zur Gas-Meerwasser-Behandlung gebildete Behältergruppen
enthält.
14. Anlage nach Anspruch 12 oder 13, gekennzeichnet durch
eine druckabhängige Wasserstand-Überwachungseinrichtung zum Steuern der Arbeitsfolge der beiden Behandlungsbehälter zur Gas-Meerwasser-Behandlung.
030008/0586
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