DE624184C - Verfahren zur Erzeugung von inerten Gasen gleichmaessiger Guete, insbesondere bei aus Brennkraftmaschinen mit nachgeschaltetem Verdichter bestehenden Anlagen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Erzeugung von inerten Gasen gleichmäßiger Güte, insbesondere bei aus Brennkraftmaschinen mit nachgeschaltetem Verdichter bestehenden Anlagen Die Erfindung bezieht sich auf die Erzeugung inerter Gase, insbesondere mit Hilfe einer Brennkraftmaschine, der ein Verdichter nachgeschaltet ist. Bei derartigen Anlagen muß in erster Linie darauf geachtet werden, daß die Zusammensetzung der Auspuffgase der Brennkraftmaschine sich während des Betriebes möglichst wenig ändert, damit man zuverlässig ein Gas erhält, welches keine Verbrennung unterhalten kann. Diese gleichmäßige Beschaffenheit läßt sich, wie bekannt, am besten dadurch sichern, daß man die Bela.stungsverhältnisse der Brennkraftmaschine und den an ihrem Auspuff herrschenden Gegendruck möglichst gleichmäßig hält. Die Belastung erfolgt im allgemeinen durch den Verdichter, dessen Arbeitsleistung in erster Linie vom Ansaugedruck, außerdem auch vom Gegendruck abhängig ist. Will man nicht Verluste durchAbleitung brauchbaren inerten Gases in Kauf nehmen, so muß, wie das auch bei bekannten Anlagen der Fall ist, die Ansaugeleistung des Verdichters größer sein als die im allgemeinen anfallende Menge der Auspuffgase. Hierdurch entsteht die Gefahr, daß in der Ansaugeleitung des Verdichters ein Unterdruck eintritt, in dessen Folge durch etwaige Undichtheiten Luft in das inerte Gas gelangen könnte, was natürlich vermieden werden muß.
• Um nun die Entstehung dieses Unterdruckes zu vermeiden und außerdem den Ansaugedruck des Verdichters und den am.Auspuff der Brennkraftmaschine herrschenden Gegendruck möglichst gleichmäßig zu halten, ist bei einer bekanntgewordenen Anlage eine Kurzschlußleitung für den Verdichter vorgesehen, welche durch geeignete Steuermittel geöffnet wird, sobald der Druck in- der Ansaug:eleitung des Verdichters eine bestimmte Grenze unterschreitet. Die Größe der hierzu erforderlichen Steuereinrichtung bringt es mit sich, daß man zwar mit Hilfe dieser Einrichtung den Ansaugedruck des Verdichters über Atmosphärenhöhe halten kann, daß jedoch hierbei Druckschwankungen einer Größenordnung unvermeidlich sind, welche als Schwankungen des Gegendruckes die Gleichmäßigkeit in der Zusammensetzung des von der Brennkra.ftmaschine abgegebenen Gases stark beeinträchtigen.
• Erfindungsgemäß 'wird deshalb der am Aussaß der Brernzkraftmaschine herrschende Gegendruck unabhängig von dem, Druck am Einlaß des Verdichters so geregelt, daß er nahezu gleich bleibt. Zu diesem Zwecke ist in die von der Brennkraftmazchme zum Verdichter führende Leitung eine Absperreinrichtung eingeschaltet, mit deren Hilfe der Gasabfluß abgesperrt wird, sobald der an der Brennkraftmaschine herrschende Gegendruck einen bestimmten Wert unterschreitet. Diese Absperrung erfolgt zweckmäßig hinter dem Gasreiniger, so daß der Gasreiniger als Druckausgleichkessel wirken kann.
• Neben dieser Regelung des Gegendruckes an der Brennkraftmaschine wird vorzugsweise hinter den: hierzu dienenden Absperrrmitteln auch der Einlaßdruck des, Verdichters geregelt, um die Belastung der Brennkraftmascl.ine gleichmäßig zu halten und insbesondere die Entstehung .eines die Reinheit des inerten Gases gefährdenden Unterdrukkes zu vermeiden. Diese Regelung des Einlaßdruckes am Verdichter kann -in der üblichen Weise durch KurzscbUeßen des Verdichters erfolgen. Der Druck, bei dem dieser Kurzschluß vorgenommen wird, liegt zweckmäßig zwischen demjenigen, 'bei welchem der Zutritt der Auspuffgase abgespeTrt wird, und dem Atmosphärendruck; da anderseits die Ansaugefähigkeit des Verdichters so groß ist, daß :er die von der Brennlraftmas!chine kommende Gasmenge stets restlos aufnehmen kann, bleibt der Eintrittsdruck des Verdichters stets niedriger als der Mindestdruck der Auspuffgase. Die Schwankungen des Verdichtereintrittsdruckes bleiben also auf den Gegendruck am Auspuff der Brennkraftmaschine ohne Einfluß.
• Um die Belastung der Brennkraftmaschine auch von dem Druck unabhängig zu machen, welcher im Speicherbehälter für das inerte Gas herrscht, und der je nach dem Verbrauch an diesem Gas schwanken kann, und um außerdem zu verhindern., daß die Belastung sinkt und sich dadurch die Beschaffenheit der Auspuffgase ändert, wenn das aus dem Verdichter abströmende Gas, z. B. auf Grund eines vorübergehend ungenügenden Analysenbefundes, ins Freie geleitet wird, ist hinter der Abzweigung für die Kurzsch7:ußleitung vorzugsweise ein Reduzierventil angeordnet, welches sich --nur öffnet, solange der Druck hinter dem Verdichter :einen bestimmten Mindestwert erreicht.
• Auf der Zeichnung ist eine zur Ausführung des Verfahrens .geeignete Anlage dargestellt. Mit i ist eine Brennkraftmasicbine bezeichnet, deren einzelne Auspuffleitungen 2 durch ein Rohr 3 mit einem Gasreiniger q. in Verbindung stehen, in welchem die Auspuffgase durch Wasser gereinigt werden, welches aus einer Leitung io über im Gasreiniger ¢ angeordnete Füllkörper 9 rieselt und schließlich über einen Krümmer i i in ein Abflußrobr 8 gelangt. Vom Reiniger ¢ strömt das Auspuffgas durch eine Leitung 5 zu einem Wasserabscheider 6, von wo das abgeschiedene Waliser durch ein Rohr 7 zum Krümmer i i geleitet wird. Das gereinigte und vom Wasser befreite Gas strömt dann. weiter über eine Leitung 17 zu einem Verdichter 12, der durch eine Kupplung 14 mit der Brennkraftmaschine verbunden ist, wobei die Verbindungswelle noch ein Schwungrad 16 :enthält, das als Zahnrad zum Eingriff -eines Anlassers ausgebildet sein kann. Durch ein Rohr 18 gelangt das verdichtete Gas -über einen Kühler 26 und einen Reinvger 27 zu einem Reduzierventi128 und unter Überwindung der darin angeordneten Feder 29 schließlich, je nach der Stellung von zwei Ventilen 32, 33, entweder über ersteres in einen Sammelbehälter 34 oder über letzteres in die Atmosphäre. Die Ventile 32, 33 werden elektrisch von einem Gasanalysator gesteuert, zu welchem die gereinigten Auspuffgase -durch eine hinter dem Wasserabscheider 6 abgezweigte Leitung 41 geführt werden, und der ihre inerte Beschaffenheit nachprüft. Hinter der Stelle, hinter welcher die Leitung q.1 abgezweigt ist, ist in die zum Kompressor führende Leitung 5,17 das Gehäuse 20 eines Absperrventils i9 eingeschaltet. Dieses Ventil wird mit Hilfe einer Stange 22 von einer Membran 39 gesteuert, auf die von unten der Atmosphärendruck und die Kraft einer Feder 23, die sich gegen eine Brücke 2.4 stützt, von oben der in einer Kammer 21 'herrschende Druck wirkt. Diese Kammer 21 steht mit der von der Brennkraftmaschine zum Ventil 19 führenden Leitung 5 durch ein Rohr 25 in Verbindung. Das Ventil i 9 ist so ausgebildet, daß es sich öffnet, solange der Druck in der Kammer 21 das Ü bergewicht über den durch die Feder 23 verstärkten Atmosphärendruck hat. Da der Druck in der Leitung 5 infolge der Speicherwirkung des Gasreinigers q. sich nur langsam ändert, wird hierdurch eine sehr hohe Gleichmäßigkeit des Gegendruckes am Auspuff 2 der Brennkraftmaschiüe i erreicht.
• Von der Leitung 18, welche vom Verdichter 12 zum Reduzierventil:28 führt, ist eine Leitung 35 abgezweigt, die über ein Steuerventil 3 6 zur Einlaßleitung 17 des Verdichters zurückläuft. Das Steuerventil 36 ist ähtllich ausgebildet wie das. Ventil 19, wobei es sich jedoch im Gegensatz zu letzterem bei Überwiegen des Druckes in der Kammer 21' gegenüber der Summe von Atmosphärendruck und Federkraft nicht öffnet, sondern schließt. Die Kammer 21' steht durch ein Rohr 37 mit dem zum Eimaß 17 des Verdichters führenden Teil des Rohres 35 #1m Verbindung. Dieses Ventil 36 bleibt demnach. so lange geöffnet, wie der Druck am Ein #-M 17 des Verdichters unterhalb eines gewissen Mindestdruckes liegt, der höher ist als, der Atmosphärendruck. Da in diesem Falle die gesamte, vom Verdichter geförderte Luft zum Einlaß des: Verdichters zurückfließt, wird ein Entstehen von Unterdruck mit Sicherheit vermieden; da die Abzweigung des Rohres 35 vor dem Reduzierventil28 liegt, und dieses sich :erst bei einem wesentlich höheren Druck öffnet, ist dafür Vorsorge getroffen, daß auch dann eine genügende Luftmenge durch das Ventil 36 zurückfließt, wenn etwa das Ventil 33 wegen mangelhafter Zusammensetzung der Auspuffgase geöffnet ist und infolgedessen hinter dem Venti128 praktisch Atmosphärendruck herrscht.

Claims (7)

1. PATENTANSPRüciiE: i. Verfahren zur Erzeugung von inerten Gasen gleichmäßiger Güte, insbesondere bei aus Brennkraftmaschinen mit nachgeschaltetem Verdichter bestehenden Anlagen, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck am Auslaß der Brennkraftma.s,chinen unabhängig von dem Druck am Einlaß des Verdichters nahezu gleich gehalten wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Brennkraftmaschine zum Verdichter gehende Gasabführungsleitung vorzugsweise hinter dem Gasreiniger abgesperrt wird, solange der Druck vor der Absperreinrichtung unterhalb eines Mindestwertes liegt.
3. 3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsleitung des Verdichters mit einer hinter der den Zutritt der Auspuffgase absperrenden Einrichtung gelegenen Stelle der Verdichtereintrittsleitung verbinden wird, solange der Eintrittsdruck in den Verdichter einen, Mindestwert unterschreitet.
4. 4. Verfahren nach Anspruch i biss, 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck, unterhalb dessen der Verdichter kurzgeschlossen wird, niedriger ist als der Druck, bei welchem der Übertritt der Brennkraftmaschinenabgase zum Verdichter freigegeben wird, jedoch höher als der Atmosphärendruck.
5. 5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch i bei einer Anlage, welche eine Brennkraftmasehine und einen Verdichter für ihre AuspufPgasie enthält, dadurch gekennzeichnet, daß in die von der Brennkraftmaschine zum Verdichter führende Leitung, vorzugsweise hinter dem Gasreiniger und der zum Gasprüfer führenden. Abzweigung, ein mit Druckmittelsteuerung ausgerüstetes Ventil (i 9) eingeschaltet ist, dessen- Druckraum (2 i ) mit der von der Brennkraftmaschine zum Ventil (i9) führenden Leitung verbunden ist, und das sich öffnet, solange der Druck im Druckraum (21) den Gegendruck der Atmosphäre und einer Feder (23) überwindet.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in eine die Austrittsleitung (18) des Verdichters mit einer hinter dem Ahsperrventil (i9) liegenden Stelle der Verdichtereintrittsleitung (17) verbindende Kurzsichlußleitung (35) 'ein druckgesteuertes Ventil (36) so eingeschaltet ist, daß es sich schließt, solange der Druck in seiner mit dem Einlaß des Verdichters verbundenen Druckkammer den Druck der Atmosphäre und einer Zusatzfeder überwindet, welche in bezug auf die wirksame Fläche der Druckkammer schwächer bemessen ist als die Feder (23) des Ventils (i9).
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß in die Austrittsleitung (18) des Verdichters hinter der Abzweigung für die Kurzsichlußleitung (35) ein Reduzierventil (28) derart eingebaut ist, daß es sich nur öffnet, solange der Druck der aus dem Verdichter austretenden Gase einen bestimmten Mindestwert erreicht.