DE533546C

DE533546C - Verfahren zur Regelung der Leistung des Sekundaermotors bei Druckgasgetrieben

Info

Publication number: DE533546C
Application number: DEJ37596D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1929-04-09
Filing date: 1929-04-09
Publication date: 1931-09-16

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Leistungsregelung bei Druckgasgetrieben, die in an sich bekannter Weise aus einem von einem Motor getriebenen Luft- oder Gasverdichter und einem durch die erzeugte Druckluft oder das Druckgas getriebenen Sekundärmotor bestehen. Es ist bei derartigen Anlagen bekannt, die Druckluft nicht vollständig zu entspannen, sondern die Expansion nur bis zu einem beträchtlich über der Atmosphäre liegenden Gegendruck durchzuführen und das Druckmittel mit diesem Druck dem Verdichter wieder zuzuführen; der Zweck dieser Anordnung ist der, schon bei einem kleinen Expansionsverhältnis im Sekundärmotor (bzw. bei kleinem Verdichtungsverhältnis im Verdichterzylinder) ein hohes Druckgefälle ausnutzen zu können und dadurch eine möglichst hohe Leistung, bezogen auf die Volumeneinheit der betreffenden Zylinder, bei mäßiger Abkühlung der expandierenden Luft zu erzielen.

Bei den bisher bekannten Anordnungen erfolgt die Regelung der Leistung des Sekundärmotors durch Änderung der Füllung oder durch Drosselung des zugeführten Druckgases, während die Regelung der Verdichterleistung durch Veränderung der Fördermenge erfolgt, und zwar entweder durch Veränderung der Umdrehungszahl oder durch zeitweise Unterbrechung der Förderung durch Stillsetzen oder Leerlaufenlassen des Verdichters. Dieses Verfahren ist mit erheblichen Leistungsverlusten verbunden.

Nach der Erfindung erfolgt die Regelung der Leistung des Sekundärmotors in der Weise, daß bei stets gleichbleibender Füllung des Sekundärmotors die in der Kreisiaufleitung herrschenden Drücke, also der höhere Druck in dem vom Verdichter zum Sekundärmotor führenden Hochdruckteil und der geringere Druck in dem vom Sekundärmotor zum Verdichter zurückführenden Niederdrückten, im gleichen Verhältnis geändert werden. Dadurch ergibt sich der Vorteil, daß der Verdichter immer mit gleicher Drehzahl laufen kann, wodurch die Regelung seines Antriebsmotors wesentlich erleichtert wird, und daß Verluste durch Drosselung, durch Leerlauf u. dgl. vermieden werden. Die im gleichen Verhältnis erfolgende Veränderung der Drücke im Hochdruck- und im Niederdruckteil des Kreislaufes erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß zur Druckerhöhung dem Kreislauf höher gespanntes Druckgas (zweckmäßig im Niederdruckteil) zugeführt wird, während eine Druckerniedrigung durch Abzapfen von Gas aus dem Kreislauf (zweckmäßig aus dem Hochdruckteil) erreicht wird. Um dieses Zuführen und Abzapfen von Druckgas aus der Kreislaufleitung möglichst einfach zu gestalten, kann ein Behälter vorgesehen sein, der mit Druckgas von einer Spannung, die etwa dem mittleren Druck in der Kreislaufanlage beim Normalbetriebe

gleichkommt, gefüllt ist und der sowohl an den Hochdruck- wie an den Niederdruckteil des Kreislaufes angeschlossen werden kann. Zur Verminderung der Leistung des Sekundärmotors wird Druckgas aus dem Hochdruckteil des Kreislaufes in den Behälter abgelassen, zur Erhöhung der Leistung wird Druckgas aus dem Behälter in den Niederdruckteil des Kreislaufes eingelassen. ίο In der Zeichnung zeigt

Abb. ι Diagramme des Sekundärmotors mit Regelung der Leistung nach dem neuen Verfahren.

Abb. 2 zeigt zum Vergleich die bekannte Leistungsregelung mit Füllungsänderung.

Abb. 3' zeigt schematisch ein Druckgasgetriebe nach der Erfindung.

In Abb. ι stellt die Diagrammfläche i, 2, 3,4 die Leistung des Sekundärmotors bei voller Belastung dar. Der Druck sinkt vom Werte p^ im Hochdruckteil des Kreislaufes auf den Druck p_z im Niederdruckteil. Wird der Sekundärmotor nur mit einem Teil der Vollast • belastet, so werden diese Drücke im gleichen Verhältnis wie die Belastung verringert. Es ergibt sich so beispielsweise das neue Diagramm 1', 2', 3', 4' mit den Drücken p\ im Hochdruckteil und p'₂ im Niederdruckteil des Kreislaufes, jedoch mit gleicher Füllung wie beim Diagramm 1, 2, 3, 4 für Vollast.

Bei dem Diagramm nach Abb. 2, das die übliche Leistungsregelung durch Füllungs-' änderung veranschaulicht, entspreche die Fläche 11, 12, 13, 14 der normalen Leistung. Zwecks Verringerung der Leistung wird die Füllung verkleinert, die Expansion beginnt statt im Punkt 12 schon im Punkt 12', und es tritt eine Expansion bis unter den unteren Kreislaufdruck ein. Es ergibt sich dabei ein durch Fläche 15 veranschaulichter Leistungsverlust, der beim Kolbenrückgang nur teilweise wiedergewonnen werden kann. Zwecks Erhöhung der Leistung wird die Füllung vergrößert bis zum Punkt 12". Hierbei erreicht die Expansion nicht mehr den Druck auf der Niederdruckseite, und es entsteht ein durch. die Fläche 16 gekennzeichneter Leistungsverlust.

Diese Verluste sind beim Regelverfahren nach der Erfindung vermieden.

Bei dem in Abb. 3 schematisch dargestellten Druckgasgetriebe treibt ein Motor 1 beliebiger Art einen Verdichter 2. Das geförderte Druckgas strömt durch Leitung 21 zum Sekundärmotor 3, von wo es, auf einen geringeren Druck entspannt, durch Leitung 22 zum Verdichter 2 zurückfließt. Zwischen die Leitungen 21 und 22 ist durch die Verbindungsleitungen 24, 25 ein Behälter 23 geschaltet. In diese Verbindungsleitungen sind Absperrvorrichtungen 26, 27 eingebaut.

Der Behälter ist mit Gas von einem Druck gefüllt, der zwischen den in den Leitungen 21 und 22 herrschenden Drücken liegt. Soll die Leistung des Sekundärmotors 3 verringert werden, so wird durch Öffnen des Ventils 26 der Behälter mit dem Hochdruckteil des Kreislaufes verbunden, ein Teil des im Kreislauf fließenden. Gases strömt in den Behälter, und der Druck im Kreislauf sinkt entsprechend. Soll die Leistung des Sekundärmotors 3 erhöht werden, so wird das Ventil 27 geöffnet. Es strömt Druckgas aus dem Behälter 23 zum Niederdruckteil 22 des Kreislaufes, und dadurch erhöht sich der Druck im ganzen Kreislauf. Das öffnen und Schließen der Absperrvorrichtungen 26, 27 kann entweder von Hand oder auch von einem Regler 28 aus erfolgen, der von dem Sekundärmotor 3 angetrieben wird und diesen beispielsweise auf gleichbleibender Drehzahl hält. Die Regelung der Leistung des Antriebsmotors ι kann in üblicher Weise ebenfalls durch einen auf gleichbleibende Drehzahl regelnden Regler üblicher Art erfolgen. Es kann aber auch ein druckempfindlicher Regler vorgesehen sein, der die dem Antriebsmotor zuzuführende Energiemenge in Abhängigkeit vom Druck an einer bestimmten Stelle des Kreislaufes oder von der Druckdifferenz go zwischen den beiden Kreislaufteilen einstellt. Die Zeichnung zeigt ein Beispiel für die letztgenannte Regelungsart. In der zum Motor 1 führenden Energiezufuhrleitung 30 ist ein Regelglied (z.'B. Drosselklappe) 31 vorgesehen, das durch ein Gestänge 32 mit einer Membran 33 verbunden ist. Diese Membran ist durch Leitungen 34, 35 einerseits mit dem Hochdruck-, andererseits mit dem Niederdruckteil des Kreislaufes verbunden, so daß die Energiezufuhr zum Antriebsmotor 1 entsprechend der im Kreislauf herrschenden Druckdifferenz geregelt wird. An Stelle der gezeichneten Drosselklappe können natürlich je nach der Art des Antriebsmotors beliebige Regelglieder Anwendung finden (z. B. Einrichtungen zur Füllungsänderung bei einer Dampfmaschine, Einrichtungen zur Änderung der einzuspritzenden Brennstoffmenge bei einem Dieselmotor u. dgl. m.). 110·

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Regelung der Leistung des Sekundärmotors bei Druckgasgetrieben, dadurch gekennzeichnet, daß die im Hochdruckteil und im Niederdruckteil des Kreislaufes herrschenden Drücke im gleichen Verhältnis geändert werden,· wie sich die Belastung des Sekundärmotors ändert, indem zur Verminderung der Leistung des Sekundärmotors Gas aus dem Kreislauf

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abgezapft, zur Erhöhung der Leistung Gas in den Kreislauf eingeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Energiezufuhr zum Antriebsmotor des Verdichters in Abhängigkeit von den Änderungen des Druckgefälles zwischen dem Hoch- und Niederdruckteil des Kreislaufes geregelt wird, die entstehen, wenn sich die Belastung des Sekundärmotors ändert.

3. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Kreislauf des Druckgases ein mit Gas von mittlerem Kreislaufdruck gefüllter Behälter (23) verbunden ist, der über mit Absperrgliedern (26, 27) versehene Anschlußleitungen (24, 25) entweder an den Hochdruckteil (21) oder, an den Niederdruckteil (22) angeschlossen werden kann.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstellglied (Muffe ο. dgl.) eines in an sich bekannter Weise mit dem Sekundärmotor (3) in Verbindung stehenden und in Abhängigkeit von dessen Belastung sich verstellenden Reglers (28) mit den Absperrgliedern (26, 27) des Behälters (23) verbunden ist, derart, daß entsprechend dem jeweiligen Belastungsgrad des Sekundärmotors der Behälter selbsttätig an den Hoch- bzw. Niederdruckteil des Kreislaufes angeschlossen oder davon abgeschaltet wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen