DE859396C - Vorrichtung an Druckgaserzeugern, bestehend aus Brennkraftmaschinen und einem davon angetriebenen Luftverdichteraggregat - Google Patents

Description

• Vorrichtung an Druckgaserzeugern, bestehend aus Brennkraftmaschinen und einem davon angetriebenen Luftverdichteraggregat Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Druckgaserzeuger, die aus einer oder mehreren Brennkraftmaschinen und einem davon angetriebenen Luftverdichterag gregat bestehen, dessen verdichtete Luft- zusammen mit den nicht vollständig entspannten Abgasen der Brennkraftmaschine das vom Druckgaserzeuger erzeugte Druckgas bildet. Bei solchen Druckgaserzeugern ist die Arbeitsweise des Verdichteraggregates von großer Bedeutung für einen einwandfreien Betrieb der Anlage. Es wurde vorgeschlagen, für die Luftverdichtung sog. Verdrängungsverdichter zu verwenden, d. h. Verdichter, die für jeden Arbeitskreislauf eine gleichbleibende Luftmenge mit'von der Drehzahl unabhängigen Druck liefern. Derartige Verdichterkönnen jedoch unzweckmäßig sein. Ist nämlich die Luftmenge linear proportional zur Drehzahl und erfolgt die Brennstoffregelung der Brennkraftmaschine auf gleichbleibenden Druck des gelieferten Druckgases, so erhält man eine sehr flache Kurve für das Verhältnis-zwischen Brennstoffverbrauch und Drehzahl. Der Verlauf dieser Kurve ist derart, daß die Drehzahl in einem bestimmten Bereich für ein und dieselbe Brenn:stoffeinspritzmenae verschieden sein kann. Es kann somit vorkommen, daß die verschiedenen Maschinen einer Gruppe einer größeren Anlage mit untereinander verschiedenen Drehzahlen laufen oder daß ,die Drehzahl sich plötzlich in einer Maschine ändert, obwohl die Einspritzmenge unverändert ist. Die zweite v @irkomniende Art von Luftverdichtern, deren Vertreter der Fliehkraftverdieliter und Axialverdichter sind, ist an sich für den vorliegenden Zweck ungeeignet, weil in einem solchen Z-erdicht°_r kein bestimmter Druck bei wechselnder Drehzahl aufrechterhalten werden kann.
• Die Erhndtnig, v: eiche die jedem der genannten Verdichterarten anhaftenden Nachteile beseitigt, kennzeichnet sich im vv-esentlichen dadurch, da?, das @'erdichteraggregat des Druckgaserzeugers einen oder mehrere Fliehkraft- oder Axialverdichter od. dgl. und einen oder mehrere nachgeschaltete Verdrängttngsverdichter enthält.
• Durch diese Vereinigung gewinnt man einerseits eine Raumersparnis im Vergleich mit aus nur Verdrängungsverdichtern bestehenden Verdichteraggregaten und andererseits eine wesentlich giinstigere Regelungsmöglichkeit der Anlage. In der ersten Druckstufe ist der Druck von der Drehzahl der Maschine abhängig. Die gesamte erzeugte Luftmenge verringert sich dabei rascher als die Drehzahl der Maschine, da der Verdichter in der zweiten Stufe niit -sowohl verriii-ertem Anfangsdruck wie auch geringerer Drehzahl arbeitet. Die höchst,- Belastung entspricht nur den höchsten Drehzahlen. Bei geringerer Drehzahl wird :der mittlere Druck geringer. Erfolgt die Brenistoffregelulzg auf gleichbleibenden Druck des in der Anlage erzeugten Druelkgases, so erhält die Kurve für den Brennstoffverbrauch im Verhältnis zur Drehzahl einen mehr geneigien Verlauf als bei lediglich aus Verdrängungsverdichtern bestehenden Verdichteraggregaten, und die Regelung bereitet daher keine Schwierigkeiten.
• Obwohl der Verdrängungsverdichter aus einem Kolbenverdichter bestehen kann, ist es besonders zweckmäßig ihn als Umlaufverdichter auszubilden, z. B. als Drelikolbenverdiehter, Scheib2n1,zolbenverdichter, Rootsches Gebläse, Zahnradverdichter od. dgl. Dadurch vermeidet man Nachteile, die mit der großen =%_nzahl von Ventilen bei Kolbenverdichtern verknüpft sind.
• Die Erfindung ist im folgenden unter Hinweis auf ein in der Zeichnung dargestelltes Ausführungsbeispiel näher beschrieben.
• Fig. i ist eine Seitenansicht des als Beispiel dargestellten Druckgaserzeugers; Fig.ist eine Endansicht des Verdichter-3 zeigt ein Diagrain?ii.
• Mit 1 ist eine inehrzylindrigeZw-eitalstbreniilcraftrnaschinebezeichnet, die vorzugsweise mit Zwillingskolben ausgebildet ist. Die beiden Maschinenwellen sind beispielsweise mit Hilfe von Getriebepasten r und 3 miteinander gekuppelt und treiben je einen . Vcrdrängttngsv erdichter d. bztV. 5 an, z. B. einen Sclieibenlzolbcn%7erdicliter, deren Wellen mit 6 bzw. 7 bezeichnet sind. Durch den Getriebekasten 3 wird ferner eine Welle 8 eines Flielikraftverdichters 9 angetrieben, dessen Lufteinlaß mit io bezeichnet ist. Der Fliehkraftverdichter, der somit die erste Druckstufe des @"erdichteraggregates bildet, versorgt die beiden Verdrängungsverdichter über Leitungen ii bzw. 12, in denen Kühler 13 bzw. i.1 von geeigneter, z. B. an sich bekannter Bauart an.-cordnet sind.
• In den die zweite Druckstufe bildenden Verdrängungsverdichtern .I, 5 erhält die Luft einen Druck, der ungefähr mit dem Druck des vom Druckgaserzeuger bereiteten Druckgases übereinstimmt. Die durch die Auslaßleitungen 15 bzw. 16 aus den Verdichtern 4. und 5 abziehende Luft wird durch zu je einer Seite der Maschine i verlaufende Verteilerkasten 17 bzw. i8 zu den Lufteinlaßschlitzen der :Tascliiile geleitet, wo sie als Spül- und Verbrennungsluft dient. Die bei der Verbrennung in den Zylindern erzeugten Gase werden nur unvollständig entspannt entnommen und ziehen durch die Leitung 20 zu einer Verbrauchsstelle ab, z. B. einer Gasturbine. Zweckmäßig wird die ganze in den Luftverdichtern -erzeugte Luft durch die Motorzylinder geführt, doch kann auch ein Teil .der Luft stattdessen unmittelbar in die Druckgasleitung 2o, zur Turbine od. dgl. oder zu einer anderen Verbrauchsstelle geleitet werden.
• Durch die Anordnung des Fliehkraft- oder Ahialverdichters im Raum zwischen den beiden Verdrängungsverdichtern wird eine sehr günstige Platzausnutzung erzielt. Bei Schiffsmaschinen müssen beispielsweise die Räume in der Längsrichtung weitgehendst ausgenutzt werden, und es ist daher als Vorteil anzusehen, zwei kleinere Verdrängungsverdichter an Stelle eines einzigen größeren anzuordnen. Die Abmessungen der Verdrängungsverdichter werden ferner durch die vorgeschaltete Druckstufe vermindert.
• Im Diagramm der Fig.3, das den Brennstoffverbrauch in Gramm je Umdrehung im Verhältnis zur Drehzahl der Maschine in der Minute darstellt, ist die bei Regelung auf gleichbleibenden Druck des im Druckgaserzeuger erzeugten Gases entstehende Kurve für eine nur mit Verdrängungsverdichtern arbeitende Anlage mit A bezeichnet. Wie ersichtlich, hat die Kurve A einen sehr flachen Verlauf, und es kann, wie angedeutet, vorkommen, daß bei gleichemBrennstoffverbrauch dieDrelizahl zwischen den Werten a und b schwankt, so daß ein Durchgehen der :Maschine nicht beherrscht werden kann. Dadurch, daß der Verdrängungsverdichter erfindungsgeinäß mit einem vorgeschalteten Fliehkraft-oder A-ialverdichter mit von der Drehzahl der Brennkraftinaschine abhängigem Lieferungsdruck vereinigt ist, erhält die betreffende Kurve den mit B bezeichneten geneigten Verlauf, wobei jeder Brennstoffverbrauchsmelige eine bestimmte Drehzahl entspricht.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Druckgaserzeuger, bestehend aus einer oder mehreren Brennkraftmaschinen und einem davon angetriebenen Luftverdichteraggregat, dessen verdichtete Luft zusammen mit den nicht vollständig entspannten Abgasen der Brennkraftinaschine das vom Druckgaserzeuger erzeugte Druckaa,. Bildet, dadurch gekennzeichnet, daß das Verdichteraggregat einen oder mehrere Fliehkraft- oder Axialverdichter od. dgl. und einen oder mehrere nachgeschaltete Verdrängungsverdichter enthält.
2. 2. Druckgaserzeuger nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrängungsverdichter als Umlaufverdichter, Drehkolbenverdichter; Scheibenkolbenverdichter, Rootsches Gebläse odl dgl., ausgebildet ist.
3. 3. Druckgaserzeuger mach Anspruch,i oder 2 mit einer Brennkraftmaschine mit Zwillingskolben, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Maschinenwellen je einen zum Verdichteraggregat gehörigen Verdrängungsverdichter antreiben und daß der die beiden Verdrängungsverdichter versorgende Fliehkraft- oder Axialverdichter im Raum zwischen den Verdrängungsverdichtern angeordnet ist. Druckgas.erzeuger mach Anspruch i, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Verdichtungsstufen ein Luftkühler angeordnet ist.