DE763448C - Brennkraftfreikolbenverdichter - Google Patents

Description

Es ist bekannt, irgendeine Steuerfunktion eines Brennkraitfreikolbenverdichters, z. B. die Kraftstoffeinspritzung,, in der Weise vorzunehmen, daß der Steuervorgang durch das Zusammenwirken zweier Steuerorgane bewirkt wird, von denen das eine vom Freikolben unabhängig, das andere dagegen von der Bewegung des Freikolbens abhängig ist. Die Steuerung erfolgt hierbei außerdem so, daß im Normalbetriebszustand das: vom Freikolben unabhängige Steuerorgan keinen

Einfluß auf den Steuervorgang ausübt, sondern erst beim Abweichen des Freikolbenverdichters vom Normalbetriebszustand den Steuervorgang beeinflußt.

Die Betätigung eines Steuerorgans, abhängig von der Bewegung des Freikolbens, hat vor allem zwei Nachteile zur Folge. Einmal muß der Freikolben einen gewissen Mindesthub machen, damit der Steuervorgang zustände kommt; man ist also z. B. bei der Kraftkolbeneinispritzung aus Sicherheits-

gründen gezwungen, früher einzuspritzen, als es aus anderen Gründen erwünscht wäre. Zum anderen muß man vom Freikolben zur Betätigung des Steuerorgans eine Bewegung S ableiten, wodurch ein zusätzlicher Bauaufwand notwendig wird und außerdem die hin und her gehenden Massen vergrößert werden, was- eine Verringerung der Spielzahl zur Folge hat. Betätigt man dagegen die Steuerorgane unabhängig von der Bewegung des Freikolbens, so ist ein Mindesthub des Freikolbens z.ur Betätigung des Steuerorgans nicht mehr erforderlich. Außerdem kann der Freikolben außerordentlich leicht ausgeführt werden, da irgendwelche zusätzlichen, hohen Beschleunigungen ausgesetzte Gestänge u. dgl. fehlen.

Im Hauptpatent wurde nun eine Anordnung beschrieben, bei der die Steuerung des Freikolbens kinematisch vollkommen unabhängig von der Bewegung des Freikolbens durchgeführt wird. Der Unterschied zwischen dieser Anordnung und der eingangs beschriebenen besteht nun in-folgendem: Bei der vollkommenen Fremdsteuerung eines Steuerorgans wird dessen S teuer funktion in jedem Betriebszustand nur durch die Fremdsteuerung vorgenommen, während bei der eingangs beschriebenen eine Fremdsteuerung nur dann wirksam wird, wenn der Freikolbenverdichter von einem gewünschten Normalbetriebszustand abweicht, und selbst dann kommt der Steuervorgang noch im Zusammenwirken mit den von der Bewegung des Freikolbens abhängigen Steuerorganen zustande.

Ein Brennkraftfreikolbenverdichter mit Fremdantrieb der Steuerwelle nach Patent 746132 benötigt eine zusätzliche Kraftquelle, beispielsweise einen Elektro- oder Benzinmotor. Um den Gewichts- und Raumbedarf dieser Kraftquelle, der sich zwar wegen der Kleinheit der benötigten Leistungen schon in erträglichen Grenzen hält, noch weiter herabzusetzen und eine aus fremdgesteuerten Brennkraftfreikolbenverdichtern· bestehende Anlage zu vereinfachen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, im Fall der Speicherung des erzeugten Druckgases in einem Aufnehmer die Steuerwelle durch eine vom Freikolbenverdichter gespeiste Kraftmaschine, vorzugsweise eine Gasturbine, antreiben zu lassen, welche mit Treibgas aus dem Aufnehmer gespeist wird. Falls die Stabilität der Kraftmaschinenbetriebsdrehzahl nicht ausreichend ist, muß im vorliegenden Fall die Turbine mit einem Drehzahlregler versehen werden, der entweder die vom Verdichter erzeugte Leistung beeinflußt, z. B. durch Verändern der eingespritzten Kraftstoffmenge, oder die vom Aufnehmer zur Turbine gelangende Leistung verändert, z. B. durch Betätigung eines zwischen Aufnehmer und Turbine geschalteten Drosselventils.
! Dient die Verdichteranlage ganz oder teilweise als Treibgaserzeuger einer Gasturbine, j die irgendeine Arbeitsmaschine antreibt, so : kann natürlich auch der Antrieb der Steuerwelle durch diese Turbine erfolgen. Ist die j Betriebsdrehzahl nicht stabil, so muß auch hier die Turbine mit einem Regler versehen werden, der entweder die vom Verdichter abgegebene oder die der Arbeitsmaschine aufgenommene Leistung beeinflußt, während sich z. B. ein Drosselventil zwischen Aufnehmer und Turbine weniger empfiehlt, da im vorliegenden Fall das gesamte oder zumindest eine größere Menge des Treibgases das Drosselventil durchströmen würde, die Verluste also erheblich wären.

Jedoch selbst in den Fällen, in denen bei einer Verdichteranlage bereits eine Turbine vorhanden ist, empfiehlt es sich, eine besondere Turbine zum Antrieb der Steuerwelle vorzusehen, da man in diesem Fall unabhängig von anderweitigen Forderungen l>ezüglich der Einstellung der Drehzahl ist. Außerdem läßt sich die Drehzahl einer solchen Steuerturbine in weit engeren Grenzen halten, da wegen der Kleinheit der _go Leistungen! die Energieverluste bei der Regelung nur eine untergeordnete Rolle zu spielen brauchen.

Die Abbildung zeigt ein obigen Gedankengängen entsprechendes Ausführungsbeispiel mit einer Gasturbine, welche von einem fremdgesteuerten Brennkraftfreikolbenverdichter mit Treibgas versorgt wird. Aus dem Freikolbenverdichter 1 gelangt das verdichtete Treibgas in den Aufnehmer 2. Der größte _1Oo Teil des Treibgases strömt durch die Rohrleitung 3 in die Hauptturbine 4, welche über das Reduziergetriebe S die Verstellschraube 6 antreibt. Die Steuerung der Ventile 7 und 8 des Freikolbenverdichters 1 erfolgt durch die Nockenwellen 9, welche über die Verbindungswelle 10 von der Steuerturbine 11 angetrieben werden. Die Steuerturbine 11 wird aus dem Aufnehmer 2 über die Rohrleitung 12 und das Drosselventil 13 mit Treibgas ge- no speist. Auf das Drosselventil wirkt über das Gestänge 14 und den Hebel 15 der Muffenregler 16. Nimmt aus irgendeinem Grund die Drehzahl der Steuerturbine zu, so verschiebt sich die Muffe 17 des Reglers 16 nach oben, das Drosselventil 13 wird über den Hebel 15 und das Gestänge 14 nach unten gedruckt und verringert somit den Durchschnittsquerschnitt des Treibgases der Steuerturbine. Hierdurch wird! das vor den Düsen der Steuerturbine 11 zur Verfügung stehende Gefälle verkleinert, die Drehzahl der Steuerturbine wird herab-

gesetzt. Nimmt umgekehrt die Drehzahl der Steuerturbine ab, so wird durch Einwirkung des Reglers ιό das Drosselventil 13 weiter geöffnet, und die Drehzahl der Turbine steigt.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i, Fremdgesteuerter Brennkraftfreikolbenverdichter nach Patent 746132, dadurch gekennzeichnet, daß als Kraftquelle z,um Antrieb der Steuerwelle eine von dem Freikolbenverdichter gespeiste Kraftmaschine dient.
2. 2. Brennkraftfreikolbetiverdichter nach Anspruch 1, dadurch' gekennzeichnet, daß die Kraftmaschine mittels bekannter Einrichtungen auf konstante Drehzahl geregelt wird!.

   Zur Abgrenzung des Erfindungsgiegenstands vom Stand der Technik ist im Erteilungsverfahren folgende Druckschrift in Betracht gezogen worden·:

   Deutsche Patentschrift Nr. 704895.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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