EP1890022A2 - Aggregat, bestehend aus einer Brennkraftmaschine und einer Arbeitsmachine - Google Patents

Aggregat, bestehend aus einer Brennkraftmaschine und einer Arbeitsmachine Download PDF

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EP1890022A2
EP1890022A2 EP07015468A EP07015468A EP1890022A2 EP 1890022 A2 EP1890022 A2 EP 1890022A2 EP 07015468 A EP07015468 A EP 07015468A EP 07015468 A EP07015468 A EP 07015468A EP 1890022 A2 EP1890022 A2 EP 1890022A2
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EP
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filter box
subframe
air
combustion air
internal combustion
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EP1890022B1 (de
EP1890022A3 (de
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Diethard Plohberger
Harald Reitz
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Deutz Power Systems GmbH and Co KG
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Deutz Power Systems GmbH and Co KG
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M35/00—Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M35/02—Air cleaners
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B63/00—Adaptations of engines for driving pumps, hand-held tools or electric generators; Portable combinations of engines with engine-driven devices
    • F02B63/04—Adaptations of engines for driving pumps, hand-held tools or electric generators; Portable combinations of engines with engine-driven devices for electric generators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M35/00—Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M35/14—Combined air cleaners and silencers

Definitions

  • the invention relates to an aggregate, comprising an internal combustion engine and a working machine, which are mounted together on an assembly carrier, wherein the internal combustion engine is guided by a filter guided combustion air via a combustion air line and wherein in the spatial region of the unit carrier at least one along a crank axis of the internal combustion engine extending co-operating with the unit component is arranged.
  • Such an aggregate is from the DE 39 21 879 A1 known.
  • This unit with an internal combustion engine and a working machine is combined to form a combined heat and power plant, wherein the entire system is arranged on a subframe.
  • the peculiarity of this subframe is that it is open along the longitudinal sides and has a horizontal, the internal combustion engine and the working machine supporting frame which rests on a plurality of along the longitudinal axis of the subframe columns arranged transversely to the longitudinal axis of the subframe substantially x- are formed.
  • a damper and an exhaust gas heat exchanger are arranged in these lateral open spaces.
  • the invention has for its object to arrange a cooperating with the internal combustion engine component in a subframe for a specific use space saving.
  • the unit is arranged in a closed space, that the component is a combustion air supply line, which opens on one end side of the subframe in the environment and in the region of the opposite end side in an air filter box and that the air filter box via a line connection directly or indirectly connected to the combustion air line.
  • Such an aggregate arranged in a closed space is, for example, a generator in which the working machine is consequently a generator.
  • the space is supplied in a further embodiment of the invention on the side of fresh air, on which is designed as a generator working machine.
  • the generator can be cooled easily and effectively with fresh air and does not need to have its own cooling system such as the internal combustion engine.
  • the arranged in the spatial region of the subframe component as a combustion air supply line, which forwards a portion of the closed space supplied fresh air into an air filter box, the available space in the spatial area of the subframe space is used optimally.
  • lines can be saved elsewhere in the room, resulting in better accessibility of the unit.
  • Another advantage is the specified attachment of the air filter box also in the area of the subframe, which also saves further space, as was conventionally the air filter box aggregatefern mounted in the room.
  • the combustion air supply line is at least largely embedded in the subframe.
  • the combustion air supply line can be single or multi-stranded and further designed as a separate or incorporated into the subframe line.
  • a further embodiment provides to arrange the combustion air supply line at least substantially laterally of the subframe.
  • the air filter box is preferably disposed in the engine side end portion of the combustion air supply pipe adjacent to the subframe, or the combustion air supply pipe itself is formed in the end portion so as to form the air filter box.
  • the subframe itself is designed as an air filter box.
  • the combustion air supply line can protrude into the subframe with a subregion and run with the further subarea next to the subframe.
  • the internal combustion engine can be designed as a self-igniting diesel internal combustion engine or as a spark ignited gas engine.
  • the combustion air line is preceded by a gas metering device, a throttle device and possibly a charging device.
  • the air filter box is designed to accommodate filter cartridges or bag filters, with a selection being made according to the respective spatial requirements or circumstances.
  • the air filter box has corresponding easily accessible maintenance openings.
  • a pocket filter is inserted obliquely into the air filter box, so that the fresh air over the entire length of the pocket filter flows from below into this and cleaned out flows again.
  • the volume flow of fresh air through the pocket filter is constant over its entire length and at the same time this training is again very space-saving.
  • the maintenance openings may be formed in this embodiment as one or more upper lid (s), which cooperate hingedly or completely degradable with the lower part of the air filter box.
  • the unit according to FIGS. 1 and 2 has an assembly carrier 1 on which an internal combustion engine 2 and a working machine 3 designed as a generator are mounted on bearings 4.
  • the aggregate as a whole is designed as a generator, for example as an emergency generator, and in a closed space of a building, for which the generator is used for continuous or discontinuous power supply arranged.
  • the space is supplied to the front of the unit by arrows 5 designated fresh air, which is promoted for example by a correspondingly sized fan.
  • the working machine 3 is cooled directly with this fresh air and the heat dissipation is effected by the coolant heat exchanger of the internal combustion engine 2.
  • a part of the fresh air for the operation of the internal combustion engine 2 is required as combustion air.
  • a partial flow of fresh air delivered into the room is supplied to the internal combustion engine via a filter.
  • two adjacent combustion air supply lines 6a, 6b are arranged in the subframe 1, which open on the work machine end side of the unit in the environment, that is, in the room and on the opposite end side in an air filter box 7.
  • the air filter box 7 is designed to accommodate filter cartridges 8a or pocket filters 8b and has maintenance openings 9, via which the filter cartridges 8a or pocket filters 8b are easily accessible.
  • From the air filter box 7 leads a line connection 10 to a gas metering device 11, which in turn is connected to the combustion air line of the internal combustion engine in a form not shown.
  • the internal combustion engine is then supplied with a mixture of combustion air and gas, with which the internal combustion engine is operated.
  • the combustion air supply line 6c is arranged at least substantially laterally next to the unit carrier 1 and opens into the air filter box 7a at the end of the engine.
  • the combustion supply 6c and the air filter box 7a form a merging unit, the fresh air from the combustion air supply line 6a coming from below flows into obliquely inserted into the air filter box 7a pocket filter 8b and flows out again above.
  • the air filter box 7a is in its upper area designed so that in this area one or more maintenance openings, for example by a lateral folding away of the upper part of the air filter box 7a, are formed. For this purpose, it may be necessary to partially dismantle the line connection 10a.
  • the air filter box 7a has such a length that it laterally projects so far beyond the actual internal combustion engine 2 that the line connection 10a is led into the gas inlet directly in front of the actual internal combustion engine 2 Gaszumisch worn 11 in this.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Aggregat, bestehend aus einer Brennkraftmaschine (2) und einer Arbeitsmaschine (3), die zusammen auf einem Aggregateträger (1) montiert sind, wobei der Brennkraftmaschine (2) durch einen Filter (7) geleitete Brennluft über eine Brennluftleitung (6,10) zugeführt wird und wobei im räumlichen Bereich des Aggregateträgers (1) zumindest eine sich entlang einer Kurbelachse der Brennkraftmaschine (2) erstreckende mit dem Aggregat zusammenwirkende Komponente angeordnet ist. Erflndungsgemäß wird eine mit der Brennkraftmaschlne zusammenwirkende Komponente in einem Aggregateträger für einen speziellen Einsatz bauraumsparend angeordnet. Dies wird dadurch erreicht, dass das Aggregat in einem geschlossenen Raum angeordnet ist, dass die Komponente eine Verbrennungsluftzufuhrleitung (6a,6b,6 c) ist, die auf einer Endseite des Aggregatetrgers in die Umgebung und im Bereich der gegenüberliegenden Endseite in einen Luftfllterkasten (7,7a) einmündet und dass der Luftfilterkasten (7,7a) über eine Leitungsverbindung direkt oder indirekt mit der Brennluftleitung verschaltet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Aggregat, bestehend aus einer Brennkraftmaschine und einer Arbeitsmaschine, die zusammen auf einem Aggregateträger montiert sind, wobei der Brennkraftmaschine durch einen Filter geleitete Brennluft über eine Brennluftleitung zugeführt wird und wobei im räumlichen Bereich des Aggregateträgers zumindest eine sich entlang einer Kurbelachse der Brennkraftmaschine erstreckende mit dem Aggregat zusammenwirkende Komponente angeordnet ist.
  • Ein derartiges Aggregat ist aus der DE 39 21 879 A1 bekannt. Dieses Aggregat mit einer Brennkraftmaschine und einer Arbeitsmaschine ist zu einer Kraft-Wärme-Kopplungsanlage zusammengefasst, wobei die gesamte Anlage auf einem Aggregateträger angeordnet ist. Die Besonderheit dieses Aggregateträgers ist es, dass dieser entlang der Längsseiten offen ist und einen horizontalen, die Brennkraftmaschine und die Arbeitsmaschine tragenden Rahmen aufweist, der auf mehreren, entlang der Längsachse des Aggregateträgers angeordneten Stützen ruht, die quer zur Längsachse des Aggregateträgers im wesentlichen x-förmig ausgebildet sind. In diesen seitlichen offenen Räumen sind als mit der Brennkraftmaschine zusammenwirkende Komponenten ein Schalidämpfer und ein Abgaswärmeüberträger angeordnet.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine mit der Brennkraftmaschine zusammenwirkende Komponente in einem Aggregateträger für einen speziellen Einsatz bauraumsparend anzuordnen.
  • Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das Aggregat in einem geschlossenen Raum angeordnet ist, dass die Komponente eine Verbrennungsluftzufuhrleitung ist, die auf einer Endseite des Aggregateträgers in die Umgebung und im Bereich der gegenüberliegenden Endseite in einen Luftfilterkasten einmündet und dass der Luftfilterkasten über eine Leitungsverbindung direkt oder indirekt mit der Brennluftleitung verschaltet ist.
  • Ein solches in einem geschlossenen Raum angeordnetes Aggregat ist beispielsweise ein Stromaggregat, bei dem die Arbeitsmaschine folglich ein Generator ist. Bei einer solchen Anordnung wird dem Raum in weiterer Ausgestaltung der Erfindung auf der Seite Frischluft zugeführt, auf der die als Generator ausgebildete Arbeitsmaschine angeordnet ist. Dadurch kann der Generator problemlos und wirkungsvoll mit Frischluft gekühlt werden und braucht nicht über ein eigenes Kühlsystem wie die Brennkraftmaschine zu verfügen. Durch die Ausbildung der in dem räumlichen Bereich des Aggregateträgers angeordneten Komponente als Verbrennungsluftzufuhrleitung, die einen Teil der dem geschlossenen Raum zugeführten Frischluft in einen Luftfilterkasten weiterleitet, wird der in dem räumlichen Bereich des Aggregateträgers vorhandene Bauraum optimal genutzt. Dadurch können an anderer Stelle in dem Raum Leitungen eingespart werden, so dass sich eine bessere Zugänglichkeit des Aggregats ergibt. Ein weiterer Vorteil ist die angegebene Anbringung des Luftfilterkastens ebenfalls im Bereich des Aggregateträgers, die auch weiteren Bauraum einspart, da herkömmlich der Luftfilterkasten aggregatefern in dem Raum angebracht wurde.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist die Verbrennungsluftzufuhrleitung zumindest weitgehend in den Aggregateträger eingelassen. Bei dieser Ausführung kann die Verbrennungsluftzufuhrleitung einstrangig oder mehrstrangig und weiterhin als gesonderte oder in den Aggregateträger eingearbeitete Leitung ausgebildet sein.
  • Eine weitere Ausführung sieht vor, die Verbrennungsluftzufuhrleitung zumindest weitgehend seitlich des Aggregateträger anzuordnen. Bei dieser Ausführung ist der Luftfilterkasten bevorzugt in dem brennkraftmaschinenseitigen Endbereich der Verbrennungsluftzufuhrleitung neben dem Aggregateträger angeordnet beziehungsweise die Verbrennungsluftzufuhrleitung selbst ist in dem Endbereich so ausgebildet, dass diese den Luftfilterkasten bildet.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung ist der Aggregateträger selber als Luftfilterkasten ausgebildet. Dadurch ist eine besonders bauraumsparende Ausgestaltung gegeben, Bezüglich der Anordnung, Ausbildung und der Kombination von der Verbrennungsluftzufuhrleitung und des Luftfilterkastens sind aber im Rahmen der Erfindung auch Mischformen möglich. So kann die Verbrennungsluftzufuhrleitung beispielsweise mit einem Teilbereich in den Aggregateträger hineinragen und mit dem weiteren Teilbereich neben dem Aggregateträger verlaufen.
  • Eine von dem Luftfilterkasten weiterführende Leitungsverbindung ist direkt oder indirekt mit der Brennluftleitung der Brennkraftmaschine verschaltet und kann somit platzsparend stirnseitig oder stirnseitig mündend an dieser platziert werden. Die Brennkraftmaschine kann als selbstzündende Diesel-Brennkraftmaschine oder als fremdgezündeter Gasmotor ausgebildet sein. In diesem Fall ist der Brennluftleitung eine Gaszumischeinrichtung, eine Drosseleinrichtung und gegebenenfalls eine Aufladevorrichtung vorgeschaltet.
  • Der Luftfilterkasten ist zur Aufnahme von Filterpatronen oder Taschenfiltern ausgebildet, wobei hier eine Auswahl nach den jeweiligen räumlichen Erfordernissen beziehungsweise Gegebenheiten vorgenommen wird. Um die Filterpatronen oder Taschenfilter leicht warten beziehungsweise auswechsein zu können, weist der Luftfilterkasten entsprechende leicht zugängliche Wartungsöffnungen auf. Insbesondere, wenn der Luftfilterkasten seitlich neben dem Aggregateträger angeordnet ist, wird ein Taschenfilter schräg in den Luftfilterkasten eingesetzt, so dass die Frischluft über die gesamte Länge des Taschenfilter von unten in diesen einströmt und oben gereinigt wieder ausströmt. Der Volumenstrom der Frischluft durch den Taschenfilter ist dabei über dessen gesamte Länge konstant und gleichzeitig ist diese Ausbildung ist wiederum sehr platzsparend. Weiterhin können die Wartungsöffnungen bei dieser Ausbildung als ein oder mehrere obere(r) Deckel ausgebildet sein, die klappbar oder gänzlich abbaubar mit dem Unterteil des Luftfilterkastens zusammenwirken.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in der Zeichnungsbesehreibung dargestellt, in der in den Figuren dargestellte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben sind.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1:
    eine schematische Seitenansicht einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Aggregats,
    Fig. 2:
    eine Draufsicht auf ein solches Aggregat,
    Fig. 3:
    eine schematische Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Aggregats und
    Fig. 4:
    eine Draufsicht auf ein solches Aggregat.
  • Das Aggregat gemäß den Figuren 1 und 2 weist einen Aggregateträger 1 auf, auf dem eine Brennkraftmaschine 2 und eine als Generator ausgebildete Arbeitsmaschine 3 auf Lagern 4 befestigt sind. Das Aggregat insgesamt ist als Stromaggregat, beispielsweise als Notstromaggregat, ausgelegt und in einem geschlossenen Raum eines Gebäudes, für das das Stromaggregat zur kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Energieversorgung eingesetzt ist, angeordnet. Dem Raum wird stirnseitig zu dem Aggregat durch Pfeile 5 bezeichnete Frischluft zugeführt, die beispielsweise von einem entsprechend dimensionierten Gebläse gefördert wird. Mit dieser Frischluft wird unter anderem die Arbeitsmaschine 3 direkt gekühlt und die Wärmeabfuhr von dem Kühlmittelwärmetauscher der Brennkraftmaschine 2 bewirkt. Zudem wird ein Teil der Frischluft für den Betrieb der Brennkraftmaschine 2 als Brennluft benötigt. Dazu wird ein Teilstrom der in den Raum geförderten Frischluft der Brennkraftmaschine über einen Filter zugeführt. Hierzu sind in dem Aggregateträger 1 zwei nebeneinander liegende Verbrennungsluftzufuhrleitungen 6a, 6b angeordnet, die auf der arbeitsmaschinenseitigen Endseite des Aggregats in die Umgebung, das heißt, in den Raum und auf der gegenüber liegenden Endseite in einen Luftfilterkasten 7 einmünden. Der Luftfilterkasten 7 ist zur Aufnahme von Filterpatronen 8a oder Taschenfiltern 8b ausgebildet und weist Wartungsöffnungen 9 auf, über die die Filterpatronen 8a oder Taschenfilter 8b problemlos zugänglich sind. Von dem Luftfilterkasten 7 führt eine Leitungsverbindung 10 zu einer Gaszumischeinrichtung 11, die wiederum mit der Brennluftleitung der Brennkraftmaschine in nicht näher dargestellter Form verschaltet ist. Durch die Brennluftleitung wird dann der Brennkraftmaschine ein Gemisch aus Brennluft und Gas zugeführt, mit dem die Brennkraftmaschine betrieben wird.
  • Bei der Ausführungsform gemäß den Figuren 3 und 4 ist die Verbrennungsluftzufuhrleitung 6c zumindest im Wesentlichen seitlich neben dem Aggregateträger 1 angeordnet und mündet brennkraftmaschinenendseitig in den Luftfilterkasten 7a. In diesem Bereich bilden die Verbrennungszufuhrteitung 6c und der Luftfilterkasten 7a eine ineinander übergehende Einheit, wobei die Frischluft von der Verbrennungsluftzufuhrleitung 6a kommend von unten in schräg in den Luftfilterkasten 7a eingesetzten Taschenfilter 8b einströmt und oben wieder ausströmt. Der Luftfilterkasten 7a ist dabei in seinem oberen Bereich so ausgebildet, dass in diesem Bereich eine oder mehrere Wartungsöffnungen, beispielsweise durch ein seitliches Wegklappen des Oberteils des Luftfilterkastens 7a, gebildet werden. Dazu kann es erforderlich sein, die Leitungsverbindung 10a teilweise zu demontieren. Der Luftfilterkasten 7a weist eine solche Länge auf, dass er seitlich so weit über die eigentliche Brennkraftmaschine 2 hinausragt, dass die Leitungsverbindung 10a direkt neben der stirnseitig vor der eigentlichen Brennkraftmaschine 2 angeordneten Gaszumischeinrichtung 11 in diese hineingeführt ist.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Aggregateträger
    2
    Brennkraftmaschine
    3
    Arbeitsmaschine
    4
    Lager
    5
    Pfeile
    6a, 6b, 6c
    Verbrennungsluftzufuhrleitung
    7, 7a
    Luftfilterkasten
    8a
    Filterpatronen
    8b
    Taschenfilter
    9, 9a
    Wartungsöffnung
    10, 10a
    Leitungsverbindung
    11
    Gaszumischeinrichtung

Claims (8)

  1. Aggregat, bestehend aus einer Brennkraftmaschine und einer Arbeitsmaschine, die zusammen auf einem Aggregateträger montiert sind, wobei der Brennkraftmaschine durch einen Filter geleitete Brennluft über eine Brennluftleitung zugeführt wird und wobei im räumlichen Bereich des Aggregateträgers zumindest eine sich entlang einer Kurbelachse der Brennkraftmaschine erstreckende mit dem Aggregat zusammenwirkende Komponente angeordnet ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Aggregat in einem geschlossenen Raum angeordnet ist, dass die Komponente eine Verbrennungsluftzufuhrleitung (6a, 6b, 6c) ist, die auf einer Endseite des Aggregateträgers (1) in die Umgebung und im Bereich der gegenüberliegenden Endseite in einen Luftfilterkasten (7, 7a) einmündet und dass der Luftfilterkasten (7, 7a) über eine Leitungsverbindung (10, 10a) direkt oder indirekt mit der Brennluftleitung verschaltet ist.
  2. Aggregat nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass dem Raum Frischluft auf der Mündungsseite der Verbrennungsluftzufuhrleitung (6a, 6b, 6c) zugeführt wird.
  3. Aggregat nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungsluftzufuhrleitung (6a, 6b) zumindest weitgehend in den Aggregateträger (1) eingelassen ist.
  4. Aggregat nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungsluftzufuhrleitung (6c) zumindest weitgehend seitlich des Aggregateträgers (1) angeordnet ist.
  5. Aggregat nach einem der vorherigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Aggregateträger (1) als Luftfilterkasten (7, 7a) ausgebildet ist.
  6. Aggregat nach einem der vorherigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Luftfilterkasten (7, 7a) zur Aufnahme von Filterpatronen (8a) oder Taschenfiltern (8b) ausgebildet ist.
  7. Aggregat nach einem der vorherigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Luftfilterkasten (7, 7a) Wartungsöffnungen (9, 9a) aufweist.
  8. Aggregat nach einem der vorherigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die gefilterte Verbrennungsluft der Brennkraftmaschine (2) auf der der Arbeitsmaschine (3) gegenüberliegenden Stirnseite zugeführt wird.
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EP1890022A3 EP1890022A3 (de) 2008-02-27
EP1890022B1 EP1890022B1 (de) 2011-05-18

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