DE3021691A1 - Verbundmaschine mit einer vorverdichtung - Google Patents

Verbundmaschine mit einer vorverdichtung

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DE3021691A1 DE19803021691 DE3021691A DE3021691A1 DE 3021691 A1 DE3021691 A1 DE 3021691A1 DE 19803021691 DE19803021691 DE 19803021691 DE 3021691 A DE3021691 A DE 3021691A DE 3021691 A1 DE3021691 A1 DE 3021691A1
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Description

Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Verbundmaschine der im Oberbegriff von Anspruch 1 genannten Art. Im einzelnen bezieht sich die Erfindung auf Innenverbrennungsmaschinen mit einer Vorverdichtung bzw. Aufladung und speziell auf ein System sowie Verfahren zum Ausnutzen der Energie in den heißen Abgasen von einer Innenverbrennungsmaschine zum Vorverdichten bzw. Aufladen derselben.
Der Ausdruck Vorverdichtung bzw. Aufladung bezieht sich hierbei auf irgendein erzwungenes Blasen von Luft in den Lufteinlaß einer Innenverbrennungsmaschine, wie einer solchen vom Otto- oder Diesel-Typ. Das Vorverdichten bzw. Aufladen von Innenverbrennungsmaschinen wird seit langem praktiziert. Bei einem Vorverdichtiingsverfahren wird ein Kompressor direkt von der Innenverbrennungsmaschine selbst angetrieben, wobei der Kompressor- bzw. Verdichter-Ausgang den Lufteinlaß der Maschine speist. Bei einem anderen bekannten Prinzip zum Vorverdichten bzw. Aufladen einer Innenverbrennungsmaschine werden die heißen Abgase derselben durch eine Turbine geleitet. Diese ist an einen Kompressor bzw. Verdichter angekoppelt und treibt diesen an. Der Ausgang des Verdichters führt direkt zu dem Lufteingang der Innenverbrennungsmaschine. Während diese beiden bekannten Arten von Aufladungssystemen für den angestrebten Zweck allgemein zufriedenstellend sind, insbesondere bei gewissen Anwendungen und Umgebungen, haben sie jedoch Eigenschaften, die nicht für andere Anwendungen geeignet sind. Beispielsweise ist es bei dem Aufladungssystem des ersten Typs durch die direkte Ankopplung der Maschine zwecks Antreibens des Kompressors vielfach erforderlich, eine Zahnradfolge bzw. ein Getriebe zwischen den Motor und den Verdichter einzusetzen, um hierdurch die verschiedenen Drehzahlerfordernisse der Maschine und des Verdichters zu berücksichtigen. Bei der zweiten Art des Aufladungssystems führt das Anordnen einer Turbine im Strömungspfad der Maschinen-Abgase zum Erzeugen eines Rückdrucks, der den Wirkungsgrad der Maschine reduziert.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer verbesserten Verbundmaschine der im Oberbegriff genannten Art. - 4 -
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Zur Lösung der gestellten Aufgabe zeichnet sich eine Verbundmaschine der im Oberbegriff genannten Art erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen von Anspruch 1 aufgeführten Merkmale aus. Weitere Merkmale ergeben, sich aus den Unteransprüchen.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird somit ein dritter Typ eines Aufladungssystems oder -Verfahrens angewendet. Der die Innenverbrennungsmaschine aufladende Kompressor bzw. Verdichter wird von einer Rankine-Maschine angetrieben. Die Energiequelle für diese Maschine wird von einem Dampferzeuger abgeleitet, von dem eine Schlange in Reihe mit der Ausgangsleitung für die heißen Abgase der Innenverbrennungsmaschine angeordnet ist. Die andere oder zweite Schlange des Dampferzeugers erhält auf diese Weise Wärme von der ersten Schlange und dient als die Energiequelle für die Rankine-Maschine. Die Kältequelle oder der Kondensator für die Rankine-Maschine wird von einer Vorrichtung gebildet, die sich nicht von einem üblichen Automobil-Radiator bzw. -Kühler unterscheidet. Die Rankine-Maschine enthält ferner eine Speisepumpe und einen Entspanner. Der Entspanner wird mit einem Verdichter drehbar gekoppelt, wobei der Ausgang des Verdichters zu dem Lufteinlaß der Innenverbrennungsmaschine führt, um diese aufzuladen bzw. eine Vorverdichtung derselben vorzusehen. Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Speisepumpe direkt durch den Entspanner angetrieben. Bei einer zweiten Ausführungsform wird die Speisepumpe direkt von der Innenverbrennungsmaschine angetrieben. Bei einer dritten Ausführungsform befindet sich ein Drosselventil in der Fluidleitung zwischen dem Dampferzeuger und dem Entspanner. Das Drosselventil wird durch ein Signal gesteuert bzw. betätigt, das von der Innenverbrennungsmaschine abgeleitet wird. Dieser Aufbau ermöglicht ein größeres Anpassungsmaß zwischen der Luftzufuhr zur Innenverbrennungsmaschine (dem Grad des Aufladens bzw. Vorverdichtens) und ihrer Leistungserfordernisse. Bei einer vierten Ausführungsform der Erfindung wird ein Bypass-Ventil in einem den Dampferzeuger umgehenden Bypass angeordnet, wodurch ein Teil der heißen Abgase im Bypass geleitet werden kann. Dieser Aufbau ermöglicht in ähnlicher Weise eine bessere Anpassung der von dem Kompressor bzw. Verdichter zu der Innenverbrennungsmaschine geleiteten Aufladungsluft und der Leistungserfordernisse der Innenverbrennungsmaschine. - 5 -
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Die Erfindung wird nachfolgend an zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 - in einer teilweise schematischen Ansicht ein Aufladungsbzw. Vorverdichtungssystem für eine Verbundmaschine gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung, Figur 2 - eine Figur 1 ähnelnde Ansicht zum Darstellen einer zwei- - ten Ausführungsform der Erfindung und
Figuren 3 und 4 - in Figur 2 ähnelnden Ansichten dritte und vierte Ausführungsformen der Erfindung.
In Figur 1 bezeichnet die Bezugszahl 10 eine Innenverbrennungsmaschine beispielsweise vom Otto- oder Diesel-Typ. Eine von dem Abgasauslaß des Motors kommende Abgasleitung 12 für die heißen Abgase führt in einen allgemein mit 14 bezeichneten Dampferzeuger. Dieser enthält gemäß der schematischen Darstellung eine erste Schlange 16 mit einer Ausgangsleitung 18, die zu der Umgebung oder zu Verunreinigungssteuerungsgliedern führt. Die Schlange 16 ist somit der Abgasleitung in Reihe geschaltet. Eine zweite Schlange 20 befindet sich in Wärmeaustauschbeziehung mit der Schlange 16. Ein Ende der Schlange 20 ist mit einer in einen Expander bzw. Entspanner 24 führenden Leitung 22 verbunden. Der Entspanner 24 kann in Form eines an einer sich drehenden Welle angebrachten herkömmlichen Turbinenrades ausgebildet sein. Der Ausgang des Entspanners 24 führt über eine Leitung 26 zu einem Kondensator 28, dessen Ausgang über eine Leitung 30 zu einer Speisepumpe 32 führt, die in Form einer herkömmlichen Flüssigkeitspumpe ausgebildet sein kann. Der Ausgang der Speisepumpe führt über eine Leitung 34 zurück in die Schlange 20. Eine Drehwelle 36 verbindet den Entspanner mit einem Kompressor bzw. Verdichter 40. Der Eingang des Verdichters 40 ist über eine Leitung 42 beispielsweise direkt mit der Umgebung verbunden, wie über einen herkömmlichen Luftfilter. Der Ausgang des Verdichters 40 führt über eine Leitung 44 zu dem Lufteingang der Innenverbrennungsmaschine 10.
Die Elemente 20, 24, 28, 32 und ihre zugeordneten hydraulischen Leitungen sind miteinander in Reihe geschaltet und bilden das, was als eine Maschine vom Rankine-Zyklus bekannt ist. Die Arbeitssubstanz bzw. das Arbeitsfluid dieser Maschine kann beispielsweise
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Wasser sein. Die Betriebsweise der in Figur 1 dargestellten Vorrichtung ist wie folgt.
Es sei angenommen, daß sich die Innenverbrennungsmaschine 10 in Betrieb befindet. Heiße Abgase gelangen durch die Abgasleitung in den Dampferzeuger 14, durch die Schlange 16 und über die Ausgangsleitung 18 entweder direkt oder über ein nicht dargestelltes Verunreinigungssteuerungsglied an die Umgebung. Die Schlangen und 20 befinden sich in Wärmeaustauschbeziehung. Die durch die Schlange 16 erhitzte Schlange 20 bildet die Wärmequelle für die Rankine-Maschine. Wenn das Arbeitsfluid oder die Arbeitssubstanz in der Rankine-Maschine Wasser ist, ist dieses in der Leitung dampfförmig. Dieser Dampf gelangt durch den Entspanner 24, der ein herkömmliches Turbinenrad darstellt. Nach dem Verlassen des Entspanners 24 gelangt das Arbeitsfluid über die Leitung 26 in den Kondensator 28, wo es von einer Gas- oder Dampfform zu einer Flüssigkeit kondensiert. Die Flüssigkeit wird nunmehr mittels der Speisepumpe 32 durch die Leitung 30 geführt, und das Arbeitpfluid gelangt dann in flüssiger Form durch die Leitung 3 4 in die Schlange 20, um diesen Zyklus zu wiederholen. Die durch den Entspanner 24 von dem Arbeitsfluid abge'leitete Energie wird zum Drehen der Speisepumpe 32 benutzt und ebenfalls über die Welle 38 zum Betreiben des Verdichters 40 eingesetzt. Dieser verdichtet Umgebungsluft und leitet sie in die Innenverbrennungsmaschine 10, und zwar für eine Überverdichtung derselben.
Es ist somit ersichtlich, daß das Hindurchleiten von Abgasen aus der Maschine durch die Abgasleitung 12 sowie die Schlange 16 des Dampferzeugers 14 allgemein zu einem kleinen Rückdruck im Vergleich zu dem Fall führt, bei dem sich ein Turbinenrad in der Abgasleitung 12 befindet, wie es bei der sogenannten Turbolader-Methode zum tiberverdichten einer Innenverbrennungsmaschine üblich ist.
Gemäß Figur 2 ist die Anordnung der Elemente etwas abgewandelt, und die Speisepumpe 32 wird hier über eine Drehwelle 46 von der Innenverbrennungsmaschine 10 angetrieben. Wie bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform verbindet die sich drehende Welle
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den Verdichter und den Entspanner. Die Betriebsweise des in Figur 2 dargestellten Systems entspricht dem zuvor im Zusammenhang mit Figur 1 beschriebenen Betrieb.
In Figur 3 ist eine andere Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Die Ausführungsform ähnelt dem in Figur 2 dargestellten Aufbau der Elemente. Bei dem System aus Figur 3 ist ein Betätigungselement 50 an ein Drosselventil 52 in der Leitung 22 angekoppelt. Das Betätigungselement 50 wird durch ein von der Innenverbrennungsmaschine 10 abgeleitetes Steuersignal gesteuert. Der Betrieb dieses Systems ähnelt demjenigen des Systems aus den Figuren 1 und 2, mit dem Unterschied hinsichtlich der Veränderung durch das Drosselventil 52, wodurch die Leistungserfordernisse der Maschine enger an die durch den Verdichter 40 der Maschine zugeführte Luftmenge angepaßt sind. Dieser Betrieb erfolgt in der folgenden Weise. Es sei angenommen, daß eine transiente Leistungssteigerung der Innenverbrennungsmaschine 10 erwünscht ist. Dieser Leistungszeit ^hmebedarf wird durch eine Steuersignal-Eingangsleitung 54 (in gestrichelten Linien schematisch dargestellt) erfaßt und zu dem Betätigungselement 50 geleitet. Dieses veranlaßt, daß das Drosselventil 52 etwas geöffnet wird. Der öffnungsZuwachs führt zu einer Geschwindigkeitszunahme des Arbeitsfluids (Dampf in dem gegebenen Beispiel), und diese Geschwindigkeitszunahme begründet eine Drehzahlsteigerung des Entspanners 24. Dieses ergibt eine Zunahme der Drehzahl des Verdichters 40, was wiederum zu einer Vergrößerung der dem Lufteinlaß der Innenverbrennungsmaschine 10 zugeführten Luftmenge pro Einheitszeit (Volumenrate an Luft) führt. Eine Steigerung der der Maschine zugeführten Luft ergibt in Verbindung mit einer passenden Zunahme des Kraftstoffs eine Steigerung der Verbrennungsgeschwindigkeit, wodurch die Leistungsabgabe der Maschine gesteigert wird. Wenn eine transiente Abnahme des Ausgangsleistungsbedarfs der Innenverbrennungsmaschine 10 vorliegt, wird dieser Bedarf über die Eingangsleitung 54 dem Betätigungselement 50 zugeführt, so daß das Drosselventil 52 nunmehr aus seiner Dauerzustands- oder normalen Position etwas geschlossen wird. Dieses führt zu einer Abnahme der Geschwindigkeit des Arbeitsfluids durch das Ventil, wodurch eine Verminderung der Drehzahl des Entspanners 24 begründet wird. Dieses wiederum führt zu
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einer Abnahme der Drehzahl des Verdichters 40, was zu einer Verringerung der Volumenrate der zu dem Lufteinlaß der Innenverbrennungsmaschine 10 geleiteten Luft führt. Dadurch wird eine Abnahme bezüglich der Leistungsabgabe der Maschine begründet.
In Figur 4 ist ein dem System aus Figur 3 ähnelndes System dargestellt, bei dem die Motorleistungserfordernisse enger an die durch den Verdichter 40 zugeleitete Luft angepaßt sind. Eine gestrichelt dargestellte Steuersignalleitung 66 ist mit einem Ventil-Betätigungsorgan 60 verbunden, das seinerseits ein Bypass-Ventil 62 in einer Leitung 6 ^ steuert. Die Leitung 64 führt gemäß Darstellung im Bypass um die Schlange 16 zurück zur Ausgangsleitung 18.
Das System aus Figur 4 arbeitet in der folgenden Weise. Wenn die Innenverbrennungsmaschine 10 mehr Leistung erzeugt, wie durch Vergrößern ihrer Kraftstoffzufuhrrate, erfordert ein solcher Betrieb mehr Luft vom Verdichter 40 (um hierdurch ein vorbestimmtes Luft-Kraftstoff-Verhältnis aufrechtzuerhalten). Der Entspanner 24 entzieht dem Arbeitsfluid in der Maschine vom Rankine-Zyklus mehr Leistung, um den Verdichter 40 zu befähigen, der Innenverbrennungsmaschine 10 mehr Luft zuzuführen. Der Druck des Arbeitsfluids fällt dann ab. Eine solche .Druckabnahme (Energiegehalt) wird durch herkömmliche Mittel erfaßt und dem Ventil-Betätigungsorgan 60 über die Steuersignal-Leitung 66 zugeführt, wodurch das Bypass-Ventil 62 etwas geschlossen wird. Damit gelangt mehr heisses Abgas durch die Schlange 16 als zuvor, wodurch die Schlange 20 und das darin befindliche Arbeitsfluid weiter erhitzt werden. Diese Zusatzwärme führt zu einer Druckerhöhung in dem Arbeitsfluid, wodurch dessen Energiegehalt gesteigert wird.
Wenn die InnenVerbrennungsmaschine 10 ihre Leistungsabgabe vermindert, wird hierdurch die ihr durch den Verdichter 40 zugeführte Luftmenge reduziert, und es erfolgt ein ähnlicher, jedoch entgegengesetzter, Vorgang, der zu einer Vergrößerung des Drucks in dem Arbeitsfluid führt. Das Ventil-Betätigungsorgan 60 öffnet nunmehr etwas das Bypass-Ventil 62, wodurch die die Schlange 16 des Dampferzeugers 14 im Bypass umströmenden heißen Abgase vermehrt werden.
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Wenn es erwünscht ist, können die Steuerungsmaßnahmen aus den Figuren 3 und 4 miteinander kombiniert werden.
Die verschiedenen Elemente der dargestellten Systeme können verschiedene Formen annehmen. Beispielsweise können der Entspanner und der Verdichter Drehturbinenrad-Vorrichtungen sein. Oder es kann sich hierbei um Entspanner und Verdichter vom Gleitflügeltyp (sliding vane or lobe type) handeln, wie auch um die erwähnten dynamischen Maschinen, wie Axialstrom- oder Zentrifugalverdichter und -turbinen. Die Wahl zwischen den vier dargestellten Systemen hängt allgemein von der beabsichtigten Verwendung in einer bestimmten Umgebung ab. Beispielsweise kann die Ausführungsform aus Figur 2 statt derjenigen aus Figur 1 angewendet werden, wenn der Entspanner und der Verdichter bei großer Drehzahl arbeiten und wenn eine Speisepumpe mit einer langsamen Geschwindigkeit bzw. niedrigen Drehzahl erwünscht ist.
Die Wahl einer der vier dargestellten Ausführungsformen hängt von dem ausgewählten jeweilige'n Arbeitsfluid und den Betriebsleistungserfordernissen des Dampfzyklussystems ab. In beispielhafter Weise werden die nachfolgenden berechneten Parameter für ein System angewendet, bei dem Wasser als das Arbeitsfluid benutzt wird und bei dem das Leistungserfordernis eines Kompressor-Druckverhältnisses von 2,5 besteht. Da der Verdichter und der Entspanner wahrscheinlich ähnliche Maschinenarten darstellen, weil sie sich mit derselben Drehzahl drehen, sollte das Entspanner-Expansionsverhältnis etwa dem Verdichter-Druckverhältnis entsprechen. Der Verdichter und der Entspanner sollten ferner auch etwa dieselbe Größe haben, wodurch die einlaßseitige Volumenstromrate des Verdichters etwa der auslaßseitigen Volumenstrcmrate des Entspanners entspricht. Unter Verwendung eines typischen adiabatischen Kompressor-Wirkungsgrades von 75 % wird mit einer Temperatur von 29,50C (85°F) in den Verdichter eintretende Luft mit einer Temperatur von 103,30C (218°F) abgelassen. Unter Benutzung eines adiabatischen Entspanner-Wirkungsgrades von 70 % und eines mechanischen Wirkungsgrades von 90% infolge von Verlusten in Lagern und Abdichtungen und unter Einkalkulierung des Leistungsgleichgewichts zwischen dem Verdichter sowie dem Entspanner ergibt sich der abso-
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lute Entspanner-Auslaßdruck zu 4,22 kp/cm2 (60 psia) von gesättigtem Dampf bei 143,3°C (2900F). Bei diesem Zustand ist die Ablaßvolumen-Strömungsrate des Entspanners etwas größer als die einlaßseitige Strömungsrate des Verdichters, Der Verdichter und der Entspanner haben deshalb etwa dieselbe Größe. Die Einlaßbedingungen des Entspanners sind ein absoluter Druck von 10,19 kp/ cm2 (145 psia) bei 179,4°C (355°F). Bei diesem Druck und dieser Temperatur ist Dampf etwas überhitzt. Die Dampfstromgeschwindigkeit durch den Entspanner ist etwa 2,5 mal so groß wie die Luftstromgeschwindigkeit durch den Verdichter.
Die Abgastemperatur einer Dieselmaschine ändert sich von etwa 537,8°C (10000F) für eine Zweitaktmaschine bis etwa 704,40C (13000F) für eine Viertaktmaschine. Die Auslegung des Verdampfers, der leicht überhitzten Dampf bei 179,4°C (3550F) zuführen muß, kann leicht durchgeführt werden, da die Wärme von Gas bei 537,8°C (10000F) oder mehr überführt wird. Der Kondensator für das Wassersystem muß Dampf bei einer Sättigungstemperatur von 143,30C (2900F) kondensieren, was mit einem relativ kleinen, durch ümgebungsluft gekühlten Wärmeaustauscher leicht durchführbar ist. Der Innendruck des Maschinensystems vom Rankine-Zyklus ist klein und liegt bei einem absoluten Druck von etwa 10,19 kp/cm2 (145 psia), wodurch die Abdichtungsprobleme vereinfacht werden und ein Verwenden von leicht erhältlichen Wellendichtungselementen möglich ist.
Die Maschine vom Rankine-Zyklus ist an sich bekannt. Ferner ist es ebenfalls bekannt, eine solche Maschine in einem Verbundaufbau anzuwenden, das heißt diese Maschine mit einer gewöhnlichen Innenverbrennungsmaschine vom Otto- oder Diesel-Typ in der folgenden Weise zu koppeln. Eine Wärmequelle von der Innenverbrennungs- oder primären Maschine wird benutzt, um ein Arbeitsfluid in einem Wärmeaustauscher zu verdampfen. Das Arbeitsfluid wird durch eine Leistungserzeugungsvorrichtung entspannt. Die erzeugte Leistung wird der Kurbelwelle der primären oder Innenverbrennungsmaschine zugeführt. Das Arbeitsfluid wird dann kondensiert und von einer Speisepumpe zurück zu dem Verdampfer gepumpt. Ein solches Verbundsystem vom Rankine-Zyklus hat jedoch den Nachteil, daß die Betriebsdrehzahl des die Leistung erzeugenden Entspanners häufig nicht zu
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der Drehzahl der primären oder Innenverbrennungsmaschine paßt. Dementsprechend sind häufig komplizierte Zahnrad- und Kupplungsmittel erforderlich/ um die Drehzahlen dieser beiden Teile des Gesamtsystems aneinander anzupassen.
Es ist ersichtlich, daß ein solcher Aufbau demjenigen beispielsweise aus Figur 1 ähnelt, mit dem Unterschied, daß der Verdichter 40 in einem solchen Aufbau nicht vorhanden ist. Stattdessen war der Entspanner 24 direkt mit der Kurbelwelle der Innenverbrennungsmaschine 10 gekoppelt, und zwar vielfach in der oben beschriebenen Weise über komplizierte Getriebe- und Kupplungsmittel. Bei dem dargestellten Aufbau, beispielsweise gemäß Figur 1, ist es möglich, daß der vom Entspanner 24 des Rankine-Zyklus angetriebene und seinerseits Luft an die Innenverbrennungsmaschine 10 liefernde Verdichter sowie der Entspanner bei der am meisten geeigneten Drehzahl arbeiten können. Dieses hängt von der Art des benutzten Entspanners sowie Kompressors ab und ist unabhängig von der Drehzahl der Innenverbrennungsmaschine 10.
Das Betätigungselement 50 sowie die Steuersignal-Eingangsleitung 54 der Ausführungsform aus Figur 3 und das Ventil-Betätigungsorgan 60 sowie die Steuersignal-Leitung 66 aus Figur 4 können vielfältige Formen annehmen. Beispielsweise kann die Steuersignal-Leitung (54, 66) ein Hebel sein, der an der Drossel der Innenverbrennungsmaschine 10 befestigt ist und dessen Position der Position der Drossel entspricht, die ihrerseits der Rate bzw. Geschwindigkeit des von der Maschine verbrauchten Kraftstoffs entspricht. Der Hebel kann beispielsweise mit einem Betätigungsorgan-Griff für das Drosselventil 52 aus Figur 3 oder das Bypass-Ventil 62 aus Figur 4 gekoppelt werden. Es ist ersichtlich, daß anstelle eines derartig beschriebenen mechanischen Aufbaues die Steuersignal-Leitung auch eine elektrische Leitung oder eine hydraulische Leitung in Verbindung mit einem geeigneten Betätigungsorgan, wie einem elektrischen Motor oder einem hydraulischen Motor, zum Betätigen der Ventile 52 oder 62 sein kann.
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Claims (6)

Wallace Murray Corporation, 299 Park Avenue, New York, N.Y. 10017 (USA) Verbundmaschine mit einer Vorverdichtung Patentansprüche
1. Verbundmaschine mit einer herkömmlichen Innenverbrennungsmaschine, wie einer solchen vom Otto- oder Diesel-Typ, und mit einer Maschine vom Rankine-Typ, die ein Mittel zum Ver-
dampfen eines Arbeitsfluids, einen Entspanner zum Entziehen von Energie von dem erhitzten, verdampften Arbeitsfluid, einen Kondensator zum Kondensieren des Arbeitsfluids und eine Speisepumpe zum Rückführen des kondensierten Arbeitsfluids zu dem Verdampfer enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der Entspanner (24) mit einem Luft-Verdichter (40) gekoppelt ist sowie diesen antreibt und daß der Ausgang des Luft-Verdichters (40) Verbrennungsluft zum Lufteingang der Innenverbrennungsmaschine (10) leitet, wodurch diese mit einer Vorverdichtung bzw. Aufladung versehen ist.
2. Verbundmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmequelle zum Verdampfen des Arbeitsfluids von einem Dampferzeuger (14) abgeleitet wird, dessen Eingangsseite in Reihe zum Abgasauslaß der Innenverbrennungsmaschine (10) liegt und hiervon heiße Abgase empfängt und daß die Ausgangsseite des Dampferzeugers (14) in Reihe mit dem Entspanner (24), dem Kondensator (28) sowie der Speisepumpe (32) des Rankine-Zyklus liegt.
3. Verbundmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Speisepumpe (32) direkt von dem Entspanner (24) angetrieben wird.
4. Verbundmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Speisepumpe (32) direkt von der Innenverbrennungsmaschine
(10) angetrieben wird. - 2 -
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5. Verbundmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich in der Rankine-Maschine ein Drosselventil (52) zwischen den Mitteln (14) zum Verdampfen des Arbeitsfluids und dem Entspanner (24) befindet, daß das Drosselventil (52) entsprechend den Leistungserfordernissen der Innenverbrennungsmaschine (10) gesteuert wird, wobei im Falle einer Zunahme des Leistungsbedarfs der Innenverbrennungsmaschine (10) das Drosselventil (52) im Sinne eines weiteren Öffnens betätigt wird, um somit die Geschwindigkeit des hindurchgelangenden Arbeitsfluids zu vergrößern und hierdurch die Drehzahl des Entspanners (24) bzw. dadurch die Geschwindigkeit der vom Verdichter (40) zur Innenverbrennungsmaschine (10) geleiteten Luft zu steigern, und wobei im Falle einer Verminderung des Leistungsbedarfs der Innenverbrennungsmaschine (10) das Drosselventil (52) im Sinne eines weiteren Schließens bewegt wird, um hierdurch die Geschwindigkeit des hindurchgelangenden Arbeitsfluids zu vermindern und dadurch die Drehzahl des Entspanners (24) zu reduzieren.
6. Verbundmaschine nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine um die Eingangsseite des Dampferzeugers (14) herumführende Bypass-Leitung (64) sowie ein darin angeordnetes Ventil (62), um hierdurch einen Teil des von der Innenverbrennungsmaschine (10) kommenden heißen Abgases um den Dampferzeuger (14) herumzuleiten, durch Mittel zum Erfassen des Energieinhalts des Arbeitsfluids der Rankine-Maschine, durch Mittel (60) zum Betätigen des Bypass-Ventils (62) in Übereinstimmung mit dem erfaßten Energieinhalt des Arbeitsfluids, wobei im Falle einer Leistungssteigerung der Innenverbrennungsmaschine (10) in Verbindung mit einer Zunahme der Geschwindigkeit der von dem Verdichter (40) zugeführten Luft der verminderte Energieinhalt des Arbeitsfluids erfaßt und das Bypass-Ventil (62) etwas geschlossen werden, um weniger heißes Abgas um den Dampferzeuger (14) im Bypass herumzuleiten, und wobei im Falle einer Leistungsverminderung der Innenverbrennungsmaschine (10) der vergrößerte Energieinhalt des Arbeitsfluids erfaßt und das Bypass-Ventil
(62) etwas geöffnet werden, um mehr heißes Abgas um den Dampferzeuger (14) im Bypass herumzuleiten.
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DE19803021691 1979-10-05 1980-06-10 Verbundmaschine mit einer vorverdichtung Withdrawn DE3021691A1 (de)

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BR (1) BR8003847A (de)
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GB (1) GB2060766A (de)
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