NO125859B

NO125859B -

Info

Publication number: NO125859B
Application number: NO1394/70A
Authority: NO
Inventors: T Zakon
Original assignee: T Zakon
Priority date: 1969-04-16
Filing date: 1970-04-14
Publication date: 1972-11-13
Also published as: DK133350B; ES378628A1; DK133350C; GB1261335A; SE344610B; DE2017496A1; FR2043341A5; JPS5037326B1; NL7004235A; CH512007A

Description

Ladeaggregat for oppladet, flersylindret totakts stempelmotor. Charging unit for charged, multi-cylinder two-stroke piston engine.

Foreliggende oppfinnelse angår et ladeaggregat for oppladet, flersylindret totakts stempelmotor med minst to turboladere som leverer luft inn i en felles lufttank, idet,turboladernes gassturbiner er likt dimensjonert og hver av dem får samme mengde avgasser og sentrifugalkompressorene er hovedsakelig like og får samme drivkraft, samt med en hjelpeventilator som kan kobles foran og i serie mad turboladerne. The present invention relates to a charging unit for a supercharged, multi-cylinder two-stroke piston engine with at least two turbochargers that deliver air into a common air tank, in that the gas turbines of the turbochargers are the same size and each of them receives the same amount of exhaust gases and the centrifugal compressors are essentially the same and receive the same driving force, and with an auxiliary fan that can be connected in front of and in series with the turbochargers.

I beskrivelsen av oppfinnelsen er folgende uttrykk anvendt: Hoveddieselmotor - en oppladet totakts, flersylindret dieselmotor av skips-eller stasjonar type. In the description of the invention, the following terms are used: Main diesel engine - a supercharged two-stroke, multi-cylinder diesel engine of marine or stationary type.

Turbolader - et aggregat bestående av en gassturbin og en sentrifugalkompressor, idet hver gassturbin drives av avgassene fra hoveddieselmotorens sylindre. Turbocharger - an assembly consisting of a gas turbine and a centrifugal compressor, each gas turbine being driven by the exhaust gases from the main diesel engine's cylinders.

5entrifugalkompressor - en sentrifugalkompressor som drives av gassturbinen i turboladeren og leverer luft til en felles spylelufttank. 5centrifugal compressor - a centrifugal compressor that is driven by the gas turbine in the turbocharger and supplies air to a common scavenge air tank.

Hjelpeventilator - en'ventilator som er koblet i serie med en av sentrifugalkompressorene og bevirker et innledende kompre-sjonstrinn med levering av luft til sentrifugalkompressoren ved lavt trykk eller ved hoyere trykk, i hvilke sistnevnte tilfelle det kan være nodvendig å utstyre sentrifugaljcompressorene som ikke er forbundet med ventilatoren, med mindre diffusorer enn den sentrifugalkompressor som er tilkoplet ventilatoren. Auxiliary ventilator - a ventilator connected in series with one of the centrifugal compressors and effecting an initial compression stage with the supply of air to the centrifugal compressor at low pressure or at higher pressure, in which latter case it may be necessary to equip the centrifugal compressors which are not connected with the ventilator, with smaller diffusers than the centrifugal compressor connected to the ventilator.

For å forbedre overladningsbetingelsene for dieselmo-torer er det kjent et tretrinns overladningssystem, hvor en vifte som bevirker et ytterligere overladningstrinn, er montert i serie med en sentrifugalkompressor og en stempelluftpumpe drevet av hoveddieselmotoren. I dette system ligger hver sentrifugalkompressor i serie med en ventilator og én av systemets ulemper er at sentrifugalkompressorens ytelse blir noe redusert på grunn av ventilatorenes virkning. In order to improve the supercharging conditions for diesel engines, a three-stage supercharging system is known, where a fan which causes a further supercharging stage is mounted in series with a centrifugal compressor and a piston air pump driven by the main diesel engine. In this system, each centrifugal compressor is in series with a ventilator and one of the system's disadvantages is that the centrifugal compressor's performance is somewhat reduced due to the ventilators' effect.

Til samme formål er ennvidere kjent et overladningssystem som omfatter tretrinns- og totrinnsenheter, hvilket system anvender luftpumper med direkte forskyvning for å understotte utjevningen av trykktoppene levert av tretrinns-jog totrinns-overladningsenhetene til en felles lufttank. I dette syst<i>em gir sentrifugalkompressorene luft til sugegrenrorene for luftpumpene med direkte forskyvning og ikke, som ved foreliggende oppfinnelse, til en felles lufttank. For the same purpose, a supercharger system comprising three-stage and two-stage units is also known, which system uses direct displacement air pumps to support the equalization of the pressure peaks provided by the three-stage and two-stage supercharger units to a common air tank. In this system, the centrifugal compressors supply air to the suction manifolds for the direct displacement air pumps and not, as in the present invention, to a common air tank.

Til samme formål er også kjent et overladningssystem som omfatter totrinns og ettrinns-overladningsenheter, hvor avgass-systemene for sylindrene som mates fra totrinnsoverladningsenhetene er i forbindelse med gassturbinen eller -turbinene i ettrinnsoverladningsenhetene og turboladernes konstruksjon i totrinnsoverladningsenhetene avviker fra konstruksjonen av turboladerne i ettrinns-overladningsenhetene for å utjevne trykktoppene levert til den felles lufttank. For the same purpose, a supercharging system comprising two-stage and one-stage supercharging units is also known, where the exhaust gas systems for the cylinders fed from the two-stage supercharging units are in connection with the gas turbine or turbines in the one-stage supercharging units and the construction of the turbochargers in the two-stage supercharging units differs from the construction of the turbochargers in the one-stage supercharging units to equalize the pressure peaks delivered to the common air tank.

Dverladningssystemet ifolge oppfinnelsen er enklere, lettere å utfore og mindre kostbart enn de ovenfor nevnte systemer. Ladeaggregatet ifolge oppfinnelsen bygger på det overraskende faktum som er funnet under prover foretatt med maskinanlegg og som skal for-klares i det folgende, at når en av sentrifugalkompressorene kobles i The cross-charging system according to the invention is simpler, easier to carry out and less expensive than the above-mentioned systems. The charging unit according to the invention is based on the surprising fact that was found during tests carried out with machinery and which will be explained in the following, that when one of the centrifugal compressors is connected

i in

' I 'I

serie med en lavtrykks hjelpeventilator, krever de ovrige sentrifugalkompressorer ikke bare en storre hastighet og oker således automatisk deres ytelse og leveringstrykk, men denne okning av leveringstrykkene er således (forutsatt at trykktoppen for hjelpeventilatoren ikke er for stor) at der ikke er noe behov for ytterligere innretninger for å unngå svingninger eller "jaging" av de sentrifugalkompressorer som ikke er utstyrt med hjelpeventilator. Særlig er der ikke noe behov for å opprette forbindelse mellom avgass-systemene for sylindrene som mates av totrinnsoverladningsenhetene, med gassturbinen eller turbinene for ettrinnsoverladningsenhetene. Det er ifolge oppfinnelsen heller ikke nodvendig at både totrinns-overladningsenheten og ettrinns-overladningsenheten skal være kontinuerlig i drift samtidig. Tvert i mot blir hjelpeventilatoren ifBlge oppfinnelsen satt i drift fortrinnsvis bare når der av hoveddieselmotoren kreves full effekt. series with a low-pressure auxiliary ventilator, the other centrifugal compressors not only require a greater speed and thus automatically increase their performance and delivery pressure, but this increase in the delivery pressures is such (provided that the pressure peak for the auxiliary ventilator is not too large) that there is no need for additional devices to avoid oscillations or "chasing" of the centrifugal compressors that are not equipped with an auxiliary ventilator. In particular, there is no need to establish a connection between the exhaust gas systems for the cylinders fed by the two-stage supercharging units, with the gas turbine or turbines for the single-stage supercharging units. According to the invention, it is also not necessary for both the two-stage overcharging unit and the one-stage overcharging unit to be continuously in operation at the same time. On the contrary, according to the invention, the auxiliary ventilator is put into operation preferably only when full power is required from the main diesel engine.

Ytelsen av hoveddieselmotoren uttrykkes i industrien som den storste kontinuerlige ytelse som utvikles under verksted-provelop med hoveddieselmotoren, og noen ganger, men ikke elltid, når denne motor er installert i et skip, under provelop på sjoen for rederen godtar skipet for tjeneste. Det er imidlertid bragt på det rene ved erfaring at den maksimale kontinuerlige ytelse av hoveddieselmotorer ikke kan utnyttes over en lang tidsperiode i virkelig innsats. Som det er vel kjent innenfor industrien, kjorer derfor skipssjefer sine hoveddieselmotorer ved ca. 85 % til 90 % av den maksimale kontinuerlige ytelse og denne ytelse som utvikles i virkelig innsats, kalles arbeidsytelsen. The performance of the main diesel engine is expressed in the industry as the greatest continuous performance developed during workshop trial with the main diesel engine, and sometimes, but not always, when this engine is installed in a ship, during trial at sea for the shipowner to accept the ship for service. However, experience has shown that the maximum continuous performance of main diesel engines cannot be utilized over a long period of time in real effort. As is well known within the industry, shipmasters therefore run their main diesel engines at approx. 85% to 90% of the maximum continuous performance and this performance developed in real effort is called the work performance.

På den annen side er akslingen, propellene, pumpene, varmeutvekslerne og alt utstyret og rørledningene i maskinrommet på On the other hand, the shafting, propellers, pumps, heat exchangers and all the equipment and piping in the engine room are on

de fleste skip konstruert for maksimal kontinuerlig ytelse av hoveddieselmotoren for godkjennelse av klassifiseringsmyndighetene. Det folger av dette at en betydelig del av den investerte kapital i maskinromanlegget på skip ikke utnyttes, fordi hoveddieselmotoren ikke bare drives ved 85 $ til 90 % av den maksimale kontinuerlige ytelse, men heller ikke alle de ovrige komponenter i maskinromanlegget utnyttes fult ut. most ships designed for maximum continuous performance of the main diesel engine for classification authority approval. It follows from this that a significant part of the invested capital in the ship's engine room system is not utilized, because the main diesel engine is not only operated at 85$ to 90% of the maximum continuous output, but also all the other components of the engine room system are not fully utilized.

Da dessuten propellene på en stor del av de eksisterende skip er konstruert for de hastigheter av hoveddieselmotoren som svarer til dens kontinuerlige ytelse, er propellenes ytelse under drift lavere enn beregnet. Furthermore, since the propellers on a large part of the existing ships are designed for the speeds of the main diesel engine that correspond to its continuous performance, the performance of the propellers during operation is lower than calculated.

Grunnen til at hoveddieselmotorene drives med arbeids-ytelse i stedet for med den maksimale kontinuerlige ytelse, er mulig-heten for termisk overbelastning av motoren, ved forsok på å utnytte deres maksimale kontinuerlige ytelse gjennom lengere tidsperioder. Denne termiske overbelastning er et resultat av utilstrekkelig luft-tilførsel til forbrenningen ved hjelp av de foreliggende overladnings-systemer for motoren, hvis denne ikke i alle henseender lenger er i en perfekt tilstand og den maksimale kontinuerlige ytelse benyttes over en betydelig tidsperiode. Det hender imidlertid meget sjelden i virkelig praksis til sjos at hoveddieselmotoren i alle henseende forblir i perfekt tilstand når motoren ikke lenger er ny. The reason that the main diesel engines are operated at work output rather than at maximum continuous output is the possibility of thermal overloading of the engine, when attempting to utilize their maximum continuous output over longer periods of time. This thermal overload is the result of insufficient air supply to the combustion by means of the present supercharging systems for the engine, if this is no longer in all respects in a perfect condition and the maximum continuous performance is used over a considerable period of time. However, it very rarely happens in real practice that the main diesel engine remains in perfect condition in all respects when the engine is no longer new.

i in

Formålet med oppfinnelsen er å muliggjore bruken av de maksimale kontinuerlige ytelser for hoveddieselmotorer som deres virkelige arbeidsytelser, det vil si å oke de faktiske arbeidsytelser av hoveddieselmotorene med 10 % til 15 %. The purpose of the invention is to enable the use of the maximum continuous performances of main diesel engines as their real working performances, that is to say to increase the actual working performances of the main diesel engines by 10% to 15%.

Det særegne ved oppfinnelsen er at der er anordnet en hjelpeventilator foran bare den ene isentrifugalkompressor for å oke ytelsen av forbrenningsmotoren i området med full ytelse, således at den av hjelpeventilatoren drevne luft bare strommer til en av sentrifugalkompressorene for turboladerne. The peculiarity of the invention is that an auxiliary fan is arranged in front of only one of the centrifugal compressors to increase the performance of the internal combustion engine in the area of full performance, so that the air driven by the auxiliary fan only flows to one of the centrifugal compressors for the turbochargers.

For de fleste foreliggende motorer er de leveringstrykk som velges for hjelpeventilatoren, 0i ,01 til 0,09 kg/cm 2.. For most existing engines, the delivery pressures chosen for the auxiliary ventilator are 0i .01 to 0.09 kg/cm 2..

Da det innledende trykk på sugesiden av en av sentrifugalkompressorene er begrenset, kan alle de ovrige sentrifugalkompressorer automatisk innstille deres leveringstrykk, således at disse vil være lik leveringstrykket for den sentrifugalkompressor som er As the initial pressure on the suction side of one of the centrifugal compressors is limited, all the other centrifugal compressors can automatically set their delivery pressure, so that these will be equal to the delivery pressure of the centrifugal compressor that is

i , ■ in , ■

utstyrt med hjelpeventilatoren, som forklart nærmere i det folgende. equipped with the auxiliary ventilator, as explained in more detail below.

Utforelseseksempler på oppfinnelsen er vist skjematisk på tegningene, hvis fig. 1 viser en utforelse av overladningssystemet ifolge oppfinnelsen under anvendelse av en lavtrykk8hjelpeventilator, fig. 2 viser de karakteristiske kurier for sentrifugalkompressorene ved denne utforelse, fig. 3 viser skjematisk en annen utforelse av overladningssystemet ifolge oppfinnelsen under anvendelse av en hjelpeventilator, fig. 4 viser de karakteristiske kurver for sentrifugalkompressorene ved utforelsen ifolge fig. 3, eig fig. 5 viser ennå en utforelse av overladningssystemet ifolge oppfinnelsen, hvor gassturbinene i turboladerne arbeider etter et konstant trykksystem og hoveddieselmotoren er utstyrt med understempelpumper. Embodiment examples of the invention are shown schematically in the drawings, if fig. 1 shows an embodiment of the overcharging system according to the invention using a low-pressure auxiliary ventilator, fig. 2 shows the characteristic curves for the centrifugal compressors in this embodiment, fig. 3 schematically shows another embodiment of the supercharging system according to the invention using an auxiliary ventilator, fig. 4 shows the characteristic curves for the centrifugal compressors in the embodiment according to fig. 3, own fig. 5 still shows an embodiment of the supercharging system according to the invention, where the gas turbines in the turbochargers work according to a constant pressure system and the main diesel engine is equipped with sub-piston pumps.

Ved systemet ifolge fig. 1 anvendes der to turboladere. De omf atter sentrifugalkompressoreri 2, 4 drevet av gassturbiner 3 hhv. In the system according to fig. 1 where two turbochargers are used. They include centrifugal compressors 2, 4 driven by gas turbines 3 and 4 respectively.

i in

5, idet kompressorene leverer luft til en felles spylelufttank 7, 5, as the compressors deliver air to a common flushing air tank 7,

fra hvilken hoveddieselmotoren (ikke vist) mottar sin luft. Ifolge oppfinnelsen mottar kompressoren 2 luft fra en lavtrykkshjelpeventila-tor 1 drevet av en elektrisk motor-eller en annen drivanordning. from which the main diesel engine (not shown) receives its air. According to the invention, the compressor 2 receives air from a low-pressure auxiliary fan 1 driven by an electric motor or another drive device.

Turboladerne 4, 5 og 3,' 2 har i det vesentlige samme utforelse og dimensjoner, og gassturbinene 3 og 5 kan være drevet av gasser enten fra adskilte gassgrenror som er innbyrdes isolert (som i pulssystemet), eller fra en felles gasstank (som i konstant-trykk-systemet). The turbochargers 4, 5 and 3,' 2 have essentially the same design and dimensions, and the gas turbines 3 and 5 can be driven by gases either from separate gas manifolds that are mutually insulated (as in the pulse system), or from a common gas tank (as in the constant-pressure system).

5om det fremgår av fig. 2, ville arbeidspunktet for begge sentrifugalkompressorer 2 og 4 være "a" på den karakteristiske kurve uten lavtrykks-hjelpeventilatoren 1. Når denne imidlertid leverer trykkluft til kompressoren 2, springer arbeidspunktet for sentrifugalkompressoren 2 til punktet "b" på en karakteristisk kurve med hfjyere trykk og tilnærmet den samme hastighet, ved hvilken sentrifugalkompressoren 2 arbeidet for anvendelse av ventilatoren 1. 5 if it appears from fig. 2, the operating point of both centrifugal compressors 2 and 4 would be "a" on the characteristic curve without the low-pressure auxiliary ventilator 1. However, when this supplies compressed air to compressor 2, the operating point of the centrifugal compressor 2 jumps to point "b" on a characteristic curve with higher pressure and approximately the same speed at which the centrifugal compressor 2 worked for the use of the ventilator 1.

På grunn av okningen av leveri ngstrykket fra kompres^-soren 2 stiger også lufttrykket og den spesifikke vekt av luften i spyleluftbeholderen 7. Således vil mengden av luft levert til sylindrene i hoveddieselmotoren og mengden av avgasser som unnslipper fra sylindrene i hoveddieselmotoren,bli akt. Due to the increase in the delivery pressure from the compressor 2, the air pressure and the specific weight of the air in the purge air container 7 also rise. Thus, the amount of air delivered to the cylinders in the main diesel engine and the amount of exhaust gases escaping from the cylinders in the main diesel engine will increase.

Sentrifugalkompressoren 4, som ikke på sin sugéside forsynes med luft som opprinnelig er komprimert, arbeider forst i arbeidspunktet "a". Da hver av sylindrene i hoveddieselmotoren blåser ut hovedsakelig samme kvantum forbrenningsgasser, er den mengde forbrenningsgasser som trer inn i gassturbinen 3, hovedsakelig lik mengden av forbrenningsgasser som trer inn i gassturbinen 5. På den annen side er mengden av luft som leveres av sentrifugalkompressoren 2, storre enn den mengde luft som leveres av sentrifugalkompressoren 4, fordi sistnevnte ikke mottar trykkluft på sin sugesicfe. Derfor er den mengde av forbrenningsgasser som driver gassturbinen 5, storre enn den mengde luft som levers av kompressoren 4. Dette forskyver energibalansen mellom gassturbinen 5 og sentrifugalkompre»soren 4 til fordel for gassturbinen 5 og hastigheten av turboladeren 4, 5 oker. Arbeidspunktet for sentrifugalkompressoren 4 springer derfor til punktet "c" på kurven, som svarer til en storre hastighet, storre ytelse og storre trykkhByde. The centrifugal compressor 4, which is not supplied on its suction side with air that is originally compressed, first works in the working point "a". Since each of the cylinders of the main diesel engine blows out substantially the same amount of combustion gases, the amount of combustion gases entering the gas turbine 3 is substantially equal to the amount of combustion gases entering the gas turbine 5. On the other hand, the amount of air supplied by the centrifugal compressor 2, greater than the amount of air supplied by the centrifugal compressor 4, because the latter does not receive compressed air on its suction side. Therefore, the amount of combustion gases that drives the gas turbine 5 is greater than the amount of air supplied by the compressor 4. This shifts the energy balance between the gas turbine 5 and the centrifugal compressor 4 in favor of the gas turbine 5 and the speed of the turbocharger 4 increases by 5. The operating point of the centrifugal compressor 4 therefore jumps to point "c" on the curve, which corresponds to a greater speed, greater performance and greater pressure head.

Hvis leveringstrykket for sentrifugalkompressoren 4 i arbeidspunktet "c" fortsatt er mindre enn leveringstrykket for sentrifugalkompressoren 2 i arbeidspunktet "b", forskyves arbeidspunktet for sentrifugalkompressoren 4 fra "c" til "d" langs den karakteristiske kurve for den okede hastighet, hvor begge de nevnte leveringstrykk i punktet "b" er like. Trykket i punktene "b" og "d" tillater okning av arbeidsytelsen for hoveddieselmotoren til verdien, av den maksimale kontinuerlige ytelse. If the delivery pressure of the centrifugal compressor 4 at the operating point "c" is still less than the delivery pressure of the centrifugal compressor 2 at the operating point "b", the operating point of the centrifugal compressor 4 is shifted from "c" to "d" along the characteristic curve of the yoked speed, where both the mentioned delivery pressure at point "b" is equal. The pressure in points "b" and "d" allows the increase of the work performance of the main diesel engine to the value of the maximum continuous performance.

Den ovenfor beskrevne enkle forbedring av overladningssystemet er bare mulig fordi lavtrykksventilatoren 1 har en begrenset trykkhSyde som er tilpasset karakteristikken for sentrifugalkompressorene. Der vil således ikke finne sted noen svingning eller "jaging" av sentrifugalkompressorene nårjlavtrykks-hjelpeventilatoren settes i drift.. The simple improvement of the supercharging system described above is only possible because the low-pressure ventilator 1 has a limited pressure height which is adapted to the characteristic of the centrifugal compressors. There will thus be no oscillation or "chasing" of the centrifugal compressors when the hydraulic pressure auxiliary ventilator is put into operation.

På fig. 3 har de elementer som er de samme som anvendt In fig. 3 has the same elements as used

i det allerede beksrevne system i forbindelse med fig. 1, 2, de samme henvisningstall. Således anvendes to turboladere omfattende to gassturbiner 3, 5 som driver sentrifugalkompressorer 2 hhv. 8 som leverer luft til en felles spylelufttank 7, hvorfra hoveddieselmotoren (ikke vist) mottar sin luft. I samsvar med denne utforelse mottar kompressoren 2 luft fra en hjelpeventilator 9 drevet av en elektro-motor eller en annen egnet drivanordning 10. in the already tarred system in connection with fig. 1, 2, the same reference numbers. Thus, two turbochargers comprising two gas turbines 3, 5 are used which drive centrifugal compressors 2 or 8 which supplies air to a common purge air tank 7, from which the main diesel engine (not shown) receives its air. In accordance with this embodiment, the compressor 2 receives air from an auxiliary ventilator 9 driven by an electric motor or another suitable drive device 10.

Gassturbinene 3 og 5 er av samme utforelse og dimensjoner, drevet av hovedsakelig de samme gassmengder enten fra separate, innbyrdes.isolerte, gassgrenrBr (som |i pulssystemet), eller fra en felles gassbeholder (som i konstanttriykksystemet). I samsvar med denne utforelse av oppfinnelsen er sentrifugalkompressoren 8 vist med en avvikende form sammenlignet med sentr|ifugalkompressoren 2 for å indi- The gas turbines 3 and 5 are of the same design and dimensions, driven by essentially the same quantities of gas either from separate, mutually isolated, gas branches (as in the pulse system), or from a common gas container (as in the constant pressure system). In accordance with this embodiment of the invention, the centrifugal compressor 8 is shown with a different shape compared to the centrifugal compressor 2 to indicate

i in

kere at den har en mindre diffusor enn kompressoren 2, således at kompressor 8, selv om den krever hovedsakelig den samme drivkraft som kompressoren 2, når hjelpeventilatoren 9 er i drift, vil levere mindre luft ved hByere trykk til tanken 7 og derved unngå svingning eller "jaging". ker that it has a smaller diffuser than the compressor 2, so that the compressor 8, although it requires essentially the same driving force as the compressor 2, when the auxiliary ventilator 9 is in operation, will deliver less air at higher pressures to the tank 7 and thereby avoid oscillation or "chasing".

Fig. 4 viser de karakteristiske kurver for sentrifugalkompressorene. Kurvene A og F er de karakteristiske kurver for sen-trif ugalkompressorene 2 hhv. 8 når hjelpeventilatoren 9 ikke er i drift. Kurven F' er den karakteristiske kurve for sentrifugalkompressoren 8 når dens hastighet okes, mens kurven A' er den karakteristiske kurve for sentrifugalkompressoren 2 når den på sin sugeside mottar luft som til å begynne med er komprimert av hjelpeventilatoren 9. Fig. 4 shows the characteristic curves for the centrifugal compressors. Curves A and F are the characteristic curves for the sen-trif ugal compressors 2 respectively. 8 when the auxiliary ventilator 9 is not in operation. The curve F' is the characteristic curve for the centrifugal compressor 8 when its speed is increased, while the curve A' is the characteristic curve for the centrifugal compressor 2 when it receives air on its suction side that is initially compressed by the auxiliary ventilator 9.

Når hjeipeventilatorenj ikke er i drift er arbeidspunktet for sentrifugalkompressorene 2 og 8 ved "a". Når hjelpeventilatoren 9 er i drift, krever 6entrifugalkompressoren 8 hovedsakelig samme drivkraft som sentrifugalkompressoren 2, men leverer mindre luft ved hov-ere trykk til den felles lufttank 7 enn sentrifugalkompressoren 2. When the auxiliary ventilator is not in operation, the operating point for the centrifugal compressors 2 and 8 is at "a". When the auxiliary ventilator 9 is in operation, the centrifugal compressor 8 essentially requires the same driving force as the centrifugal compressor 2, but delivers less air at higher pressures to the common air tank 7 than the centrifugal compressor 2.

Når hjelpeventilatoren 9 settes i drift, springer arbeidspunktet for sentrifugalkompressoren 2 til punktet "b". Således stiger trykket i den felles lufttank 7. Den luftmengde som tilfores sylindrene i hoveddieselmotoren, oker likeledes og således okes mengden av forbrenningsgasser som driver gassturbinene 3 og 5. Dette bevirker en forskyvning av energibalansen for turboladeren 5, 8 til fordel for gassturbinen 5, fordi mengden av gasser levert til gassturbinen 5 er storre enn mengden av luft levert av sentrifugalkompressoren 8. Således stiger hastigheten for turboladeren 5, 8 og arbeidspunktet for sentrifugalkompressoren 8 springer fra punktet "a" til punktet "c", hvilket svarer til en storre hastighet, storre ytelse og hoyere trykk. Hvis leveringstrykket for kompressoren 8 i punktet "c" er mindre enn leveringstrykket for kompressoren 2, forskyves arbeidspunktet for kompressoren 8 til punktet "d" på den karakteristiske kurve F' . When the auxiliary ventilator 9 is put into operation, the working point of the centrifugal compressor 2 jumps to the point "b". Thus the pressure in the common air tank 7 rises. The amount of air supplied to the cylinders in the main diesel engine also increases and thus the amount of combustion gases that drive the gas turbines 3 and 5 increases. This causes a shift in the energy balance for the turbocharger 5, 8 in favor of the gas turbine 5, because the quantity of gases supplied to the gas turbine 5 is greater than the quantity of air supplied by the centrifugal compressor 8. Thus the speed of the turbocharger 5, 8 increases and the operating point of the centrifugal compressor 8 jumps from point "a" to point "c", which corresponds to a greater speed, greater performance and higher pressure. If the delivery pressure for the compressor 8 at point "c" is less than the delivery pressure for the compressor 2, the operating point for the compressor 8 is shifted to the point "d" on the characteristic curve F'.

Ifolge fig. 5 mottar gassturbinene 3 og 5 på fig. 3 forbrenningsgassen fra den felles gassbeholder 12, hvilket er vanlig ved konstant-trykk-systemet. Begge gassturbiner .3 og 5 er av samme utforelse og dimensjoner og mottar hovedsakelig like gassmengder. Sentrifugalkompressorene 2 og 8 leverer luft til den felles lufttank According to fig. 5 receives the gas turbines 3 and 5 in fig. 3 the combustion gas from the common gas container 12, which is common with the constant-pressure system. Both gas turbines .3 and 5 are of the same design and dimensions and mainly receive the same quantities of gas. The centrifugal compressors 2 and 8 supply air to the common air tank

7 og understempelpurapene 11 mottar luften fra samme felles lufttank 7 and the lower piston puraps 11 receive the air from the same common air tank

7 og leverer den til hoveddieselmotorens (ikke vist) sylindere. 7 and delivers it to the main diesel engine's (not shown) cylinders.

Sentrifugalkompressoren 2 er koblet i serie med hjelpeventilatoren 9. Som på fig. 3, er sentrifugalkompressoren 8 vist med en avvikende form sammelignet med sentrifugalkompressoren 2 for å indikere at den er utstyrt med en mindre diffusor enn sentrifugalkompressoren 2. The centrifugal compressor 2 is connected in series with the auxiliary ventilator 9. As in fig. 3, the centrifugal compressor 8 is shown with a different shape compared to the centrifugal compressor 2 to indicate that it is equipped with a smaller diffuser than the centrifugal compressor 2.

På fig. 5 er bare vist to understempelpumper. Imidlertid kan der i virkelige anlegg anvendes flere understempelpumper, f.ek8. én for hvert stempel. In fig. 5, only two sub-piston pumps are shown. However, in real plants, several sub-piston pumps can be used, e.g. ek8. one for each stamp.

Den ovenfor beskrevne forbedring av overladningssystemet tillater således, når dette er installert i skip, også utnyttelsen av maskinrommets hjelpeanlegg, det vil si rørsystemer, pumper, varmeut-vekslere og lignende opp til deres beregnede kapasiteter og av akslin-ger og propeller opp til deres beregnede styrke. The above-described improvement of the supercharging system thus allows, when this is installed in a ship, also the utilization of the engine room's auxiliary facilities, i.e. pipe systems, pumps, heat exchangers and the like up to their calculated capacities and of shafts and propellers up to their calculated strength.

I IN

Hovedtrekkene ved det overladningssystem som er beskrevet under henvisning til fig. 1 |til 5, er derfor som folger: 1. Lavtrykks-hjelpeventilatoren er i drift fortrinnsvis bare når hoveddieselmotoren loper med full ytelse. 2. Alle gassturbiner i alle turboladere er identiske og mottar hovedsakelig samme gassmengder og arbeider ved hovedsakelig samme ytelser. 3. Alle sentrifugalkompressorer krever hovedsakelig samme drivkraft, men når lavtrykks-hjelpeventilatoren er i drift, vil de sentrifugalkompressorer som ikke er tilkoblet hjelpeventilatoren, levere mindre luft ved hoyere trykk enn de sentrifugalkompressorer som er koblet i serie med hjelpeventilatoren. The main features of the overcharging system described with reference to fig. 1 | to 5, are therefore as follows: 1. The low-pressure auxiliary ventilator is in operation preferably only when the main diesel engine is running at full output. 2. All gas turbines in all turbochargers are identical and receive substantially the same amounts of gas and operate at substantially the same outputs. 3. All centrifugal compressors require essentially the same drive power, but when the low-pressure auxiliary ventilator is operating, the centrifugal compressors not connected to the auxiliary ventilator will deliver less air at higher pressures than the centrifugal compressors connected in series with the auxiliary ventilator.

4. Alle sentrifugalkompressorer levelrer luft til en felles lufttank. 4. All centrifugal compressors level air to a common air tank.

5. Turboladeren forbundet med lavtrykks-hjelpeventilatoren og turbo- 5. The turbocharger connected to the low-pressure auxiliary ventilator and the turbo-

i in

laderen eller turboladerne som ikke er forbundet med lavtrykks-hjelpeventilatoren , ér selvstendige. Der er ikke noe behov for å forbinde avgass-systemene for de sylindre som mates av turboladerne forbundet med hjelpeventilatoren, med avgass-systemene for de sylindere som mates av turboladerne som ikke er forbundet med lavtrykks-hjelpeventilatoren. 6. Når lavtrykks-hjelpeventilatoren er i drift, er utjevningen av leveringstrykkene for de sentrifugalkompressorer som ikke er tilkoblet hjelpeventilatoren, med leveringstrykket for den sentrifugalkompressor som er tilkoblet hjelpeventilatoren, oppnådd hovedsakelig på grunn av den storre hastighet av turboladerne som ikke er forbundet med hjelpeventilatoren, idet den stBrre hastighet oppnåes automatisk, som allerede forklart. 7. Det er ikke påkrevet med noen som helst spesiell innretning, såsom avlastningsventiler eller spjeld for' å hindre at de sentrifugalkompressorer som ikke er tilkoblet hjelpeventilatoren, skal svinge eller "jage". the charger or turbochargers that are not connected to the low-pressure auxiliary ventilator are independent. There is no need to connect the exhaust systems for the cylinders fed by the turbochargers connected to the auxiliary ventilator with the exhaust systems for the cylinders fed by the turbochargers not connected to the low pressure auxiliary ventilator. 6. When the low-pressure auxiliary ventilator is in operation, the equalization of the delivery pressures of the centrifugal compressors not connected to the auxiliary ventilator with the delivery pressure of the centrifugal compressor connected to the auxiliary ventilator is achieved mainly due to the greater speed of the turbochargers not connected to the auxiliary ventilator, as the greater speed is achieved automatically, as already explained. 7. No special device whatsoever, such as relief valves or dampers, is required to prevent the centrifugal compressors that are not connected to the auxiliary ventilator from swinging or "chasing".

Selvom der bare er beskrevet systemer som anvender to turboladere, er det selvsagt mulig å anvende flere enn to turboladere uten å avvike fra grunntanken ved oppfinnelsen. Although only systems using two turbochargers have been described, it is of course possible to use more than two turbochargers without deviating from the basic idea of the invention.

Claims

1. Charging unit for a supercharged, multi-cylinder two-stroke piston engine with at least two turbochargers that deliver air into a common air tank, the gas turbines of the turbochargers being the same size and each receiving the same amount of exhaust gases and the centrifugal compressors being essentially the same and receiving the same driving force, as well as with an auxiliary fan which can be connected in front of and in series with the turbochargers, characterized in that an auxiliary fan (1, 9) is arranged in front of only one centrifugal compressor (2) in order to increase the performance of the internal combustion engine in the area of full performance, so that the air driven by the auxiliary fan only flows to one of the centrifugal compressors for the turbochargers.

2. Charging unit according to claim 1, characterized in that the centrifugal compressor to which the auxiliary fan's air flows has a larger diffuser than the other centrifugal compressors.