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Regelvorrichtung für die Brennstoffzufuhr zu Brennkraftmaschinen für
staubförmige Brennstoffe Die Erfindung bezieht sich auf eine Regelvorrichtung für
die Brennstoffzufuhr zu Brennkraftmaschinen für staubförmigeBrennstoffe, bei denen
der Brennstaub mittels einer von der Maschine aus angetriebenen Förderschnecke einer
Mischkammer zugeleitet, dort mit Primärluft aufgelockert und gemischt und dann der
Hauptluftleitung in geregelten Mengen zugeführt wird. Bei einer bekannten Anordnung
dieser Art wird der mit Luft aufgelockerte Brennstaub durch die beim Ansaughub des
Kolbens durch das Hauptluftzuleitungsrohr angesaugte Luft aus dem Brennstaubbehälter
herausgesaugt. In der Hauptluftzuleitung ist hierbei eine Drosseleinrichtung angeordnet,
von deren Stellung die Menge der angesaugten Luft und somit auch die Menge des von
der Luft aus dem Brennstaubbehälter herausgesaugten Brennstaubes abhängig ist. Durch
Veränderung der Stellung der Drosselklappe kann der Staubzugang zum Motor geregelt
werden. Diese Regelung kann jedoch nur eine grobe sein, da bei steigendem Staubbedarf
sich der Staubanteil im Vorratsbehälter erniedrigt, und umgekehrt bei geringem Brennstaubbedarf
in dem Vorratsbehälter ein Überschuß an Brennstaub vorhanden ist. Bei gleicher Stellung
der Drosselklappe wird demnach ganz nach den jeweiligen Betriebszuständen mal mehr
und mal weniger Staub aus dem Vorratsbehälter herausgesaugt und den Motorzylindern
zugeführt werden.
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Die Aufgabe .der Erfindung besteht darin, eine vollkommen selbsttätige
und genaue Regelung der Drehzahl von Staubmotoren in Abhängigkeit von der Motorbelastung
zu erzielen. Ihr liegt die Erkenntnis zugrunde, daß es für eine genaue Regelung
erforderlich ist, nicht nur den Gemischaustritt, sondern
auch die
Zusammensetzung des Gemisches selbsttätig zu regeln. Zu diesem Zweck wird erfindungsgemäß
sowohl das Austrittsventil aus der Mischkammer für das Primärgemisch in Abhängigkeit
von der Motorbelastung gesteuert als auch die Drehzahl der von der Motorwelle aus
über eine Überhol- bzw. Ausgleichsvorrichtung angetriebenen Förderschnecke zusätzlich
in Abhängigkeit von dem durch die schwankende Entnahme an dem geregelten Gemischaustrittsventil
entstehenden unterschiedlichen Mischungsverhältnis zwischen Brennstaub und Primärluft
in der Mischkammer durch Übertragung der Druckschwankungen in der Primärluftleitung
auf eine mit dem Förderschneckenantrieb zusammenarbeitende Regelvorrichtung geregelt.
Sobald der Staubanteil in der Mischkammer wächst, wird die Geschwindigkeit .der
in die Mischkammer einströmenden Luft geringer; es tritt in der Luftzuleitung eine
Druckschwankung auf, die mit den Mitteln der Erfindung den Lauf der Schnecke verringert,
so daß der Mischkammer weniger Staub zugeführt wird, bis wieder der ursprüngliche
Staubgehalt in der Mischkammer erreicht ist. Sinkt der Staubanteil in :der Mischkammer,
so wird die Drehzahl der Schnecke selbsttätig erhöht.
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Die mit dem Förderschneckenantrieb zusammenarbeitende Regelvorrichtung
kann z. B. aus einem Ausgleichsgetriebe bestehen, dessen einer Abtrieb mit der Förderschnecke
und dessen .zweiter Abtrieb mit einem Bremsmittel verbunden ist. Der Bremswiderstand
dieses Bremsmittels wird durch die Druckschwankungen in der Primärluftleitung im
Sinne einer Verringerung bei sinkender Primärluftzuströmung zur Mischkammer und
somit einerseits einer Erhöhung der Drehzahl des das Bremsmittel tragenden Abtriebs
des Ausgleichsgetriebes andererseits einer Verringerung der Drehzahl des zur Förderschnecke
führenden Abtriebes gesteuert. Die Druckschwankungen in der Primärluftleitung werden
zweckmäßig an einer Staublende abgenommen, die in die Primärluftzufuhrleitung eingeschaltet
ist. Der Raum vor und hinter der Staublende ist hierbei je durch eine Leitung mit
zwei durch eine Membran voneinander getrennten Räumen verbunden und :die Membran
mit dem auf dem einen Abtrieb des Ausgleichsgetriebes angeordneten Bremsmittel,
z. B. einem Flügelrad, mit von der Membran aus steuerbarem Flügelkreisdurchmesser
verbunden.
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Das mit dem Förderschneckenantrieb zusammenarbeitende, auf dem einen
Abtrieb des Ausgleichsgetriebes angeordnete Bremsmittel kann auch .aus einer in
eine Flüssigkeit tauchenden Scheibe bestehen und die Flüssigkeit in Druckverbindung
mit der Primärluftzuleitung stehen.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung stargestellt,
und zwar zeigt Fig. i .die Regelvorrichtung für die Förderschnecke in einer Ausführungsart,
Fig. 2 eine Einzelheit der Fig. i, Fig.3 eine schematische Darstellung der gesamten
Regelvorrichtung mit einer zweiten Ausführungsart der Förderschneckenregelvorrichtung.
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In der Fig.3 bezeichnet A die Mischkammer, in der ein Staubluftgemisch
erzeugt wird. Diese Mischkammer A wird durch die Förderschnecke B mit Staub versorgt.
Der Staub gelangt mit .der durch die Leitun.gE, G zuströmenden Primärluft gemischt
durch .das Gemischaustrittsventil L hindurch in .die zum Motor führende Verbrennungsluftleitung
K. Durch den Verbrennungsluftstrom in dieser Leitung K wird ein Teil des Staubluftgemisches
aus der Mischkammer A herausgesaugt. Das Gemischaustrittsventil L ist über ein Gestänge
M, N, 0, P, Q mit einem Regler R verbunden, der über ein Getriebe
T, T' von der Motorwelle S aus getrieben wird. Je nach der Höhe der Drehzahl
der Motorwelle S wird das Gemischaustritts ventil L durch den Regler R mehr oder
weniger geöffnet. Einer bestimmten Drehzahl des Motors entspricht eine bestimmte
öffnung des Gemischaustrittsventils L: Die Förderschnecke B erhält den Staub zweckmäßig
durch ein Einfallrohr C aus einem Staubvorratsbehälter D. Die Förderschnecke B wird
gleichfalls von der Motorwelle S aus angetrieben, und zwar über ein Ausgleichsgetriebe
q., mit dessen einem Abtrieb 7 sie verbunden ist. Der zweite Abtrieb 6 des Ausgleichsgetriebes
sitzt auf einer Welle, .die. zwei gelenkig mit ihr verbundene, an ihrem Ende mit
je einem Windflügel Y versehene Hebel Z trägt. Die Hebel Z sind weiterhin mit einem
Winkelhebel X verbunden, der an eine Membran V angeschlossen ist und unter der Wirkung
einer Feder W steht. Die Membran V ist Trennwand zwischen zwei Lufträumen
U, U',
die durch je eine Leitung g bzw. io mit der Primärluftzuleitung E verbunden
sind. In der Primärluftzuleitung E ist eine Staublende F vorgesehen. Die Leitung
g mündet z. B. vor der Staublende F in die Primärluftleitung E und die Leitung i
o hinter der Staublende.
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Die Wirkungsweise der Regelvorrichtung ist folgende: Beim Arbeiten
des Motors wird durch die Schnecke B Staub aus dem Behälter D in :die
Mischkammer
A befördert. Der Staub wird in der Mischkammer A mit der durch die Leitung G zuströmenden
Primärluft gemischt und von der durch die Leitung K strömenden Verbrennungsluft
aus der Mischkammer A herausgesaugt. Läuft der Motor z. B. mit einer bestimmten
Drehzahl und nimmt z. B. die Motorbelastung bei dieser Drehzahl ab, 'so würde bei
gleichbleibender Brennstoffzufuhr sich die Drehzahl des Motors erhöhen. Mittels
der Regelvorrichtung nach der Erfindung wird das vermieden und eine ständig gleichbleibende
Drehzahl erreicht. Sobald nämlich die Drehzahl der Motorwelle S über das eingestellte
Maß hinaus steigt, wird mittels des DrehzahlreglersR das Gemischaustrittsventil
L etwas gedrosselt, so daß nicht mehr so viel Gemisch abgesaugt wird, wie vorher,
und -die Drehzahl des Motors bis auf das eingestellte Maß sinkt, bei dem dann wieder
die frühere Ventileinstellung durch den Regler R herbeigeführt wird. Bei Drosselung
,des Geniischaustrittsventils L wird mehr Staub in die Kammer A gefördert als ihr
entnommen wird; das Gemisch in ihr wird staubreicher. Bei zunehmender Staubdichte
in der Mischkammer A nimmt aber zugleich die Einströmung der Primärluft durch die
Leitung G ab, und in Abhängigkeit hiervon fällt vor der Staublende F der Überdruck
und gleichzeitig hinter der Staublende F der Unterdruck. Diese Druckschwankungen
übertragen sich durch ,die Leitungen 9 und i o auf das Membrangehäuse
U, U' und auf die Membran V. Unter dem Einfluß der Feder W drückt sich die
Membran aus der gezeichneten Mittelstellung nach unten durch. Hierbei schlägt der
Winkelhebel X nach rechts aus, die Hebel Z werden etwas nach innen geklappt und
dadurch der Umlaufdurchmesser der Flügel Y verkleinert; die Flügel Y bieten jetzt
einen geringeren Widerstand. Der Abtrieb 6 des Ausgleichsgetriebes 4 wird daher
schneller und gleichzeitig der Abtrieb 7 zur Förderschnecke hin langsamer laufen.
Die langsamer laufende Förderschnecke fördert weniger Staub in die Mischkammer A,
und zwar so lange, bis das Gleichgewicht wiederhergestellt ist.
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In gleicher Weise wirkt auch die Regelvorrichtung für die Schnecke,
wenn bei zu schnellem Einfall von Staub durch die Leitung C bei an .sich regelmäßiger
Drehzahldes Ausgleichsgetriebes 4 zu viel Staub in die Kammer A gefördert wird.
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In der Zeichnung ist in der Kammer A rechts ein staubarmes Gemisch
I und links ein staubreiches Gemisch H angedeutet.
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Die Verstellflügel Y, Z können selbstverständlich auch durch andere
Mittel ersetzt werden, z. B. durch eine in eine Flüssigkeit umlaufende Scheibe ii
nach Fig. i und 2. Diese Scheibe läuft mit ihrem unteren Teil in einer Flüssigkeit,
die durch eine Leitung i in Druckverbindung mitder Primärluftzuleitung steht.
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Eine ähnliche Regelvorrichtung mittels verstellbarer Windflügel o.
dgl. kann auch in den Wellenstrang zwischen der Förderschnecke B und dem Ausgleichsgetriebe
4 eingeschaltet werden zur Erzielung einer zwangsläufigen Regelung und jeweils einmaligen
Einstellung der Vorrichtung auf eine bestimmte Staubart bei der wechselweisen Verwendung
verschieden schwerer Staubarten im gleichen Motor.
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Es sind außerdem noch weitere Änderungen der Ausführungsbeispiele
möglich, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. So ist z. B. die Art der Förderung
des Primärgemisches aus der Mischkammer zum Motor beliebig.