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Kraftanlage mit einem Treibgaserzeuger und einer Entspannungsmaschine
Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftanlage mit einem Treibgaserzeuger und einer
Entspannungsmaschine, bei welcher der Drehzahlregler des Treibgaserzeugers sowie
ein an die Treibgasleitung angeschlossenes Entlastungsorgan vom Drehzahlregler der
Entspannungsmaschine gesteuert werden. Das erfinderische Neue besteht darin, daß
der Drehzahlregler der Entspannungsmaschine den Abblasedruck des Entlastungsorgans
je nach der Belastung der Maschinenanlage verschieden einstellt.
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Treibgaskraftanlagen, bei welchen die Drehzahlregelvorrichtung des
Treibgaserzeugers, sowie ein an die Treibgasleitung angeschlossenes Entlastungsorgan
vom Drehzahlregler der Entspannungsmaschine gesteuert werden, sind bekannt. Bei
diesen Anlagen wurde jedoch das Entlastungsorgan ganz unabhängig vom Druck nur nach
Maßgabe von starken Belastungsschwankungen geöffnet. Es war nicht möglich, einen
der jeweiligen Belastung der Anlage entsprechenden, also veränderlichen Treibgasdruck
einzustellen.
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Durch die Erfindung wird im Gegensatz zu den bekannten Anlagen der
Abblasedruck und damit der Treibgasdruck nach Maßgabe der Belastung durch den Drehzahlregler
der Entspannungsmaschine verschieden eingestellt. Bei geringen Belastungen und insbesondere
bei Leerlauf der Turbine wird damit die Leistung des Treibgaserzeugers weitgehend
vermindert, so daß eine wesentliche Einsparung an Brennstoff erzielt wird.
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Ein Beispiel des Erfindungsgegenstandes ist auf der Zeichnung vereinfacht
dargestellt. Fig. i zeigt die Gesamtanlage..
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Fig. 2 stellt die Regelvorrichtung der Anlage nach Fig. i dar.
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Die Kraftanlage nach Fig. i besteht im wesentlichen aus einem Treibgaserzeuger
i und einer als Turbine ausgebildeten Entspannungsmaschine 2, die durch eine Treibgasleitung
2' verbunden sind.
Der Treibgaserzeuger l)rstelit aus eines` Brennkraftinaschine
3. die einen Verdichter 4 antreibt. Die verdichtete Luft strömt aus dem Behälter
j durch die Spülschlitze 6 in den. Brennraum ; der Brennkraftmaschine. Die bei der
Verbrennung entstehenden Verbrennungsgase gelangen durch die Schlitze in die Leitung
2'. Zur Regelung der Drehzahl der Brennkraftniaschine und des Verdichters ist ein
Regler 9 vorgesehen.
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Die als Entspannungsmaschine ausgebildetr Turbine treibt ebenfalls
einen Regler io, der den Impulsgeber i i beeinflußt.
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Art die Treibgasleitung ::' ist eine EntlaStUngsleitUng 12 angeschlossen,
in der ein Entlastungsorgan 13 angeordnet ist. Der Servomotor 1.1. des Entlastungsorgans
wird über die Leitung 15 vom Impulsgeber i i ikeinflußt.
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Der Impulsgeller i i beeinflußt weiter über die Leitung 16 einen Servomotor
17, der den Regler 9 des Treibgaserzeugers beeinflußt.
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Der Regler 9 (Fig. 2«) des Treibgaserzeugers beeinflußt über einen
Hebel 18 und ein Gestänge i 9 die 13i-e niistoffptnnpe 2o des Treibgaserzeugers
in der Weise, daß bei einer Bewegung ins Sinn des --Pfeiles eine Verininderung und
im Sinn des -l--Pfeiles eine Vermehrung der Brennstoffzuführung erfolgt. Die Spannung
der den Kugelteller belastenden Feder 21 kann einerseits mit Hilfe der Stillschraube
22 und andererseits mit Hilfe cles Servomotors 17 durch den Kolben 23 und den Stift
24 nach Bedarf eingestellt werden.
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Der Regler io der Entspannurgsniaschine verschiebt finit Hilfe des
Hebels 25 und der Stange -26 den Steuerschieber 27 des Impulsgebers i i. je nach
der Stellung des Schiebers 'in seinem Gehäuse wird entweder aus der Leitung 28 ein
Druckmittel nach den Leitungen i 5 und 16 geführt oder aus diesen Leitungen durch
die Ablaufleitung 29 Druckmittel ausströmen gelassen. Die durch die Feder 31 erfolgende
Belastung des Federtellers des Reglers io kann mit Hilfe des Handrades
30 nach Bedarf eingestellt werden.
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Das Entlastungsorgan 13 besitzt einen Steuerkolben 32, der nach Maßgabe
der Spannung der Feder 33 den Durchtritt der Treibgase, durch die Entlastungsleitung
12 eiltweder freigibt oder versperrt. Die Spannung Gier Feder 33 kann durch den
Kolben 34. des Servomotors 1.4 eingestellt werden.
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Steigt beispielsweise infolge Entlastung der Entspannungsmaschine
ihre Drehzahl, so liebt sich der Kugelteller des Reglers io an, so daß der Steuerschieber
27 gesenkt wird. Dadurch kann aus den Leitungen 15 und 16 Flüssigkeit nach der Ablaufleitung
29 abströmen. Sowohl im Servomotor 14 als auch ins Servomotor 17 sinkt der Druck.
Dadurch wird zunächst die Feder 21 des Reglers 9 des Treibgaserzeugers weniger belastet,
was zur Folge hat, daß der Kugelteller des Reglers 9 ansteigt und dadurch die Stange
19 der Brennstoffpuinpe 20 im Sinn des --Pfeiles verschoben wird. Es wird dem Treitigaserzeuger
weniger Brennstofft zugeführt. Seine Drehzahl sinkt und infolgedessen erhält die
Entspannungsmaschine weniger Treibgase, so daß (las den Regelvorgang einleitende
Steigen der Drehzahl an der Entspannungsmaschine wieder behoben wird. Erst wenn
die Brennstoffpumpe auf Leerlauf eingestellt worden ist, geniigt die Entlatstung
in den Leitungen 16 und 15. uni den Kolben 32 so stark zu entlasten, olaß aus der
Leitung 2' 'lreitx"ase in die Entlastmigsleitung 12 abströmen können.
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Sinkt z. 13. bei I_eci-latifhetriel) infolge einer Belastung die Drehzahl
an der Entspannungsmaschine, so sinkt auch der Kugelteller des Reglers io. der Steuerschieber
27 steigt, so daß aus der Druckleitung 28 Druckmittel nach den Leitungen i5 und
16 strömen kann. In den Zylindern der Servomotoren 14 und 17 steigt der Druck. Zunächst
wird durch die Vergrößerung des Druckes im Servomotor 14 die Feder 33 so stark belastet,
daß der Kollkn 3 2 (leg Durchtritt der Treibgase durch die Entlastungsleitung 12
verhindert. Hernach wird mit Hilfe des Kolbens 23 die Feder 21 gespannt, und zwar
so weit, bis durch die dadurch erfolgende Vermehrung der- Brennstoffzufuhr zum Treibgaserzeuger
die für die Belastung an der Entspannungsmaschine notwendige Treibgasmenge erzeugt
und dadurch das anfängliche Sinken der Drehzahl wieder behoben wird.
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Dabei ist zu bemerken, daß bei Bereitschaftsstellung das Entlastungsorgan
13 für den Durchtritt der Treibgase voll geöffnet und in der Leerlaufstellung nur
noch teilweise geöffnet ist, so daß die Treibgase unter leicht erhöhtem Druck ausströmen.
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Anstatt nur einett Treibgaserzeuger zur Erzeugung der Treibgase zu
verwenden, könnest auch deren mehrere parallel geschaltet sein. Bei Teillastbetrieb
kann dann die Treibgaslieferung aller Treibgaserzeuger im gleichen Maß vermindert
werden, oder aber es können einzelne Treibgaserzeuger von der Treibgasleitung abgeschaltet
und stillgesetzt werden. Bei diesem letzteren Fall müssen aber die noch im Betrieb
bleibenden Treiber mit erhöhter Last arbeiten.
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Die Art der Treibgaserzeuger hat keinen Einfluß auf die Erfindung.
Es können beispielsweise auch Zweiwellen-Gegenkolben-Treibgaserzeuger verwendet
werden. An Stelle eines Kolbenverdichters für die Spül-und Ladeluft kann auch ein
Fliehkraftverdichter verwendet werden. In Sonderfällen
könnte auch
als Treibgaserzeuger eine Flugkolbenmaschine angewendet werden. An Stelle der gezeigten
hydraulischen Übertragung der Regelimpulse könnte auch eine pneumatische Übertragung
oder eine elektrische Übertragung verwendet werden. In einfachen Fällen könnten
die Impulse unmittelbar durch mechanische Gestänge von den Reglern an die Regelorgane
weitergeleitet werden.
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Die Treibgaskraftanlage nach der Erfindung kann sowohl für ortsfeste
Zwecke als auch für Fahrzeuge, insbesondere für Schilfe und Flugzeuge, verwendet
werden.