Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie do wy¬ twarzania energii elektrycznej z energii odzy¬ skiwanej ze spalin silnika spalinowego, wyko¬ rzystujace zasadniczo pradnice turbinowa pradu przemiennego, do której doprowadzana jest ener¬ gia odzyskiwana ze spalin silnika spalinowego.Urzadzenie wedlug wynalazku moze byc zwlasz¬ cza, ale nie wylacznie, wykorzystywane do wypo¬ sazenia niektórych statków, dla których energia elektryczna niezbedna do funkcjonowania pokla¬ dowego odzyskiwana jest z energii spalin silnika spalinowego.Na niektórych .statkach energia elektryczna nie¬ zbedna do zasilania urzadzen pokladowych jest wytwarzana przez pradnice turbinowa pradu prze¬ miennego, której turbina jest napedzana spalina¬ mi silnika spalinowego .napedzajacego z kolei sru¬ be napedowa statku za pomoca odpowiednio przy¬ stosowanego do tego celu reduktora mechaniczne¬ go.Poniewaz odzyskiwana energia jest najczesciej wieksza od zapotrzebowania statku na energie e- lektryczna, nadmiar energii przekazuje sie mecha¬ nicznie do reduktora celem dostarczenia jej do sruby napedowej statku. To sprzezenie miedzy turbina i reduktorem zaklada, ze silnik funkcjo¬ nuje ze stala predkoscia, poniewaz pradnica tur¬ binowa pradu przemiennego winna byc napedza¬ na z predkoscia; stala, aby dostarczac stalego na¬ piecia wyjsciowego. W tych warunkach nalezy 10 15 20 25 30 wyposazyc statek w srube napedowa o zmiennych obrotach, aby móc regulowac jej predkosc.Oprócz stosunkowo duzej lamliwosci dobrze znanej w tego rodzaju srubach, moze zdarzyc sie, ze w pewnych warunkach nawigacyjnych, zwlasz¬ cza przy wysokiej fali lub podczas burzy, sruba napedowa wynurza sie w niektórych momentach mniej lub wiecej z wody, co wyraza sie gwaltow¬ nymi zmniejszeniami momentu obrotowego, prze¬ noszacymi sie na W:al napedowy i na isikutek tego oddzialujacymi na moc wyjsciojwa silnika. Te zmiany momentu obrotowego wyrazaja sie zmia¬ nami predkosci obrotowej walu napedowego, któ¬ re sa zbyt duzymi, by mogly byc odpowiednio skompensowane przez ponowne wlasciwe ustawie¬ nie obrotów sruby napedowej statku. Jest rzecza oczywista, ze te zmiany przenosza sie, za posred¬ nictwem reduktora, na turbine, której stabilnosc predkosci obrotowej zostaje w ten sposób znacz¬ nie naruszona, co wywoluje zmiany napiecia wyj¬ sciowego pradnicy pradu przemiennego, które z kolei moga byc niebezpieczne dla pokladowych u- rzadzen elektrycznych.Dotychczas problem ten rozwiazywano w ten sposób, ze w ukladzie mechanicznym miedzy tur¬ bina i reduktorem umieszczano sprzeglo wylacza¬ jace.Przy wystepowaniu gwaltownych zmian pred¬ kosci obrotowej walu napedowego, wskutek zlych warunków nawigacyjnych, sprzeglo wylaczajace 108 381108 381 3 4 zostaje uruchamiane, co pozwala zachowac pra¬ wie stale napiecie elektryczne zasilania sprzetu pokladowego nawet w trudnych warunkach nawi¬ gacyjnych.Celem wynalazku jest polepszenie dzialania te¬ go typu urzadzenia i Usuniecie wyzej wymienio¬ nych niedogodnosc;. W szczególnosci jedym z ce¬ lów wynalazku jest wyeliminowanie koniecznosci wykorzystywania sruby napedowej o zmiennych, predkosciach obrotowych (o zmiennym skoku).Zadaniem wynalazku jest natomiast zaprojekto¬ wanie urzadzenia do wytwarzania energii elek¬ trycznej z energii odzyskiwanej ze spalin silni¬ ka spalinowego, zapewniajacego mozliwosc wyeli- 'mlnowamia sprzegla wylaczajacego, zapewniajace¬ go mozliwosc utrzymania stalej predkosci obroto¬ wej pradnicy turbinowej pradu przemiennego, niezaleznie od predkosci obrotowej reduktora, do którego turbina pradnicy turbinowej pradu prze¬ miennego dostarcza pewna ilosc nadmiernej ener¬ gii, odzyskiwanej ze spalin silnika spalinowego.Zadanie zostalo rozwiazane w wyniku zaprojek¬ towania urzadzenia do wytwarzania energii elek¬ trycznej, odzyskiwanej z energii i spalin silnika spalinowego zawierajacego reduktor, zalaczony miedzy silnikiem i walem sruby, oraz pradnica turbinowa pradu przemiennego napedzana ener¬ gia, odzyskiwana ze spalin, która to pradnica tur¬ binowa sprzezona jest z reduktorem. Zgodnie z wynalazkiem turbina pradnicy turbinowej pradu przemiennego jest sprzezona z reduktorem za po¬ srednictwem odwracalnej przekladni o zmiennej predkosci dostosowanej do zmian predkosci chwi¬ lowej walu przekladni.Korzystne jest, gdy jako przekladnia odwra¬ calna o zmiennej predkosci zastosowana jest przekladnia hydrostatyczna.Zgodnie z wynalazkiem miedzy stopniami od¬ wracalnej przekladni zalaczony jest posredni od¬ biór czynnika pod cisnieniem, polaczony z ukla¬ dem sterowania pomocniczego. Przy tym turbina pradnicy turbinowej pradu przemiennego jest sprzezona z kotlem glównym, dolaczonym do sil¬ nika spalinowego i z kotlem * dodatkowym za po¬ srednictwem czlonu przylaczajacego. W ten spo¬ sób, zastepujac po prostu i jedynie sprzeglo wy¬ laczajace przekladnia hydrostatyczna usuwa sie jednoczesnie wiele niedogodnosci vwlasciw#ch zna¬ nym urzadzeniom (srube napedowa o zmiennych obrotach, trudnosci w funkcjonowaniu spowodo¬ wane przez wzburzone morze) i uzyskuje sie do¬ datkowe mozliwosci korzystnie dla eksploatowa¬ nia statku, jak np. sterowanie pomocnicze za po¬ srednictwem obwodu hydraulicznego przekladni hydrostatycznej.Przedmiot* wynalazku jest blizej objasniony w przykladzie wykonania na rysunku, przedstawia¬ jacym schematycznie urzadzenie wedlug wynalaz¬ ku, które moze byc zastosowane na statku, któ¬ rego sruba jest napedzana sdlnikieim Diesla.Na rysunku przedstawiono silnik Diesla 11, któ¬ rego wal korbowy 12 jest podlaczony do redukto¬ ra 13, którego* element wyjsciowy napedza wal 14 srulby napedowej 15.Ponadto urzadzenie zawiera jpraflnice turbinowa pradu przemiennego 16, utworzona z turbiny 17 i pradnicy 18. Ta ostatnia ma wyjscie S podla¬ czone do sieci elektrycznej (nie przedstawionej na rysunku) zasilajacej urzadzenia pokladowe, w sklad których wchodza mianowicie urzadzenia na¬ wigacyjne, siec oswietlenia i sygnalizacji itp. Wej¬ scie turbiny 17 jest podlaczone do obwodu wyj¬ sciowego kotla 20, którego obwód podgrzewania jest podlaczony do krócców wylotowych 19 silni¬ ka spalinowego 11. Czlon przelaczajacy 21, jakim jest zasuwa trójdrozina, zalaczony jest do obwodu pomiedzy kotlem 20 i turbina 17.Drugie wejscie elementu' przelaczajacego. 21 jest podlaczone do wyjscia pomocniczego urzadzenia do wytwarzania plynu napedowego, jakim to u- rzadzeniem jest kociol 25, niezalezny i przezna¬ czony do zastapienia kotla 20 w przypadku awa¬ rii tego ostatniego lub silnika spaltinowego 11.W reduktorze 13 jest przewidziane wejscie po¬ mocnicze 26, zaprojektowane w taki sposób, aby moglo przekazywac w normalnych warunkach pewna czesc energii odzyskanej ze spalin silnika spalinowego, za posrednictwem kotla 20 i turbi¬ ny 17 do walu napedowego 14.Wedlug wynalazku to wejscie pomocnicze 26 jest sprzezone z turbina 17 za posrednictwem przekladni hydrostatycznej 27 skladajacej sie z pompy 28 o zmiennym wydatku podlaczonej do odbiornika hydraulicznego 29 oddzialujacego na silnik za posrednictwem obwodu 30 przeplywu plynu manipulacyjnego.Uklady napedu hydrostatycznego sa dobrze zna¬ ne w technice. Stosowane sa glównie do przekazy¬ wania mocy silnika pierwotnego, w tym przypad¬ ku turbiny 17, dzialajacego z predkoscia zasadni¬ czo stala do urzadzenia odbiorczego, którego pred¬ kosc obrotowa moze sie zmieniac w duzym zakre¬ sie, w danym przypadku reduktora 13.Przewaznie skladaja sie one z hydraulicznej pompy wyporowej o zmiennym wydatku, nape¬ dzanej silnikiem pierwotnym, polaczonej przewo¬ dami, w tym przypadku przewodem 30, z silni¬ kiem hydraulicznym, równiez wyporowym, pola¬ czonym z urzadzeniem odbiorczym. Wydajnosc pompy okresla predkosc obrotowa silnika. Sze¬ roko rozpowszechniony jest uklad napedu hydro¬ statycznego znany pod nazwa „Ukladu Thomso¬ na". W ukladzie tym wykorzystuje sie wielotlocz- kowa pompe osiowa, wprawiona mechanicznie w ruch obrotowy. Wal napedowy pompy zakonczo¬ ny jest okragla tarcza, której plaszczyzna jest poprzeczna do osi walka, na której zamocowano przegubowo zespoly korbowodu tloków, które przemieszczaja' sie w cylindrach bebna. Poniewaz beben tworzy pewlien kajt z tarcza, uzyskuje sie ruch zmienny tloków wówczas, gdy wspomniana tarcza zostaje wprawiona w ruch obrotowy. Wy¬ dajnosc pompy regulowana jest poprzez zmiane kata miedzy tarcza i bebnem.Pompa jest polaczona z silnikiem hydraulicz¬ nym, bedacym odbiornikiem. Urzadzenie to ma budowe podobna do pompy, lecz zastosowane w nim rozwiazania konstrukcyjne sa znacznie prost¬ sze. Ze wzgledu na jego stala objetosc skokowa nie zawiera on mechanizmu 10 15 20 05 30 95 40 45 50 55 60¦/ 108 381 5 6 dzy bebnem i tarcza. Godna podkreslenia -zaleta tego ukladu napadu hydraulicznego jest jego od- WTacalnosc, wynikajaca z wykorzystania pompy i urzadzenia odbiorczego, majacych identyczna bu¬ dowe. s W opisanym przykladzie wydajnosc pompy 28 jest regulowana przez uklad sterowania 31 (na rysunku zaznaczony liniami przerywanymi) czu¬ ly na zmiany predkosci obrotowej walu sruby 14.Dzieki takiemu ukladowi sterowanie nie jest ko- 10 mleczne stosowanie sruby napedowej 15 o zmiennej predkosci obrotowej. Wreszcie nalezy podkreslic, ze w ukladzie wedlug wynalazku ist¬ nieje posredni odbiór 32 plynu pod cisnieniem miedzy pompa 28 i silnikiem 29. To wyjscie pola- *5 czone jest z pomocniczym ukladem sterowniczym zawierajacym jeden, lub kilka silników hydraulicz¬ nych wykorzystywanych w urzadzeniach dla wy¬ ladowywania towarów i/lub w pompach ladunko¬ wych. 20 Dzialanie calego urzadzenia jest bardzo proste.Przedstawione ono jest szczególowo w dalszej cze¬ sci opisu.Gdy silnik 11 i kociol 20 dzialaja normalnie, wówczas element przelaczajacy 21 znajduje sie w 25 polozeniu przedstawionym na rysunku. Turbina 17 pradnicy turbinowej pradu przemiennego jest wiec wówczas napedzana przez kociol 20 ogrzewany spalinami silnika 11. Nadmiar masy przekazywa¬ ny jest do wejscia 26 reduktora 13 za posred- 30 nictwTem przekladni hydrostatycznej 27. Jednak^ ze, z uwagi na to, ze predkosc obrotowa silnika 29 zalezy od wydajnosci pompy 28, która jest u- zalezniona z kolei od predkosci obrotowej walu sruby 14, uinlika sie wszelkiego posredniego dzia- 35 lania zaklócajacego miedzy reduktorem 13 i tur¬ bina 17.Jak juz wspomniano, poniewaz w przypadku stosowania urzadzenia wedlug wynalazku pred¬ kosc obrotowa walu napedowego 14 moze sie wa- 40 hac w dosc duzym zakresie, nie ma potrzeby, aby silnik 11 pracowal ze stala predkoscia obrotowa, ani stosowania sruby okretowej o stalej predkosci obrotowej.Gdy podczas postoju statku przy nabrzezu sil- 45 mik 11 zostaje wylaczany, mozliwe jest przez odpowiednie przelaczenie elementu przelaczajace¬ go 21, wykorzystanie kotla pomocniczego 25 do wytwarzania energii elektrycznej, przeznaczonej , do zasilania urzadzen pokladowych bez koniecz- 30 nosci uzycia do tego celu odrebnego zespolu pra¬ dotwórczego. Równiez w przypadku awarii silni¬ ka Diesla tylko moc kotla pomocniczego 25 moze byc przekazana do sruby napedowej poprzez tur¬ bine 17, ukladu przekladni 27 i reduktora 13. 55 Pozwala to na powolne przemieszczanie statku, jezeli zachodzi ku temu potrzeba, co moze miec duze znaczenie w takich okolicznosciach.Nie jest to jedyna zaleta, wynikajaca z wyko¬ rzystania ukladu przekladni hydrostatycznej 27, poniewaz w innych okolicznosciach, zwlaszcza w przypadku awarii kotla 20 i/lub kotla 25, mozna zasilac urzadzenia pokladowe statku energia elek¬ tryczna, wykorzystujac bezposrednio do tego celu czesc energii dostarczonej przez silnik 11 poprzez wejscie 26, poniewaz uklad przekladni 27 jest odwracalny.Równiez i w porcie istnieje mozliwosc, poprzez odlaczenie silnika 11 od walu napedowego, wyko¬ rzystania zarówno silnika hydraulicznego 29 jak i pompy i zasilania tym sposobem pomocniczego ukladu sterowniczego moca dostarczana przez sil¬ nik 11. Nie byloby to mozliwe, oczywiscie, gdy¬ by silnik 29 nie byl uprzednio odpowiednio do¬ stosowany pod wzgledem parametrów do tego ce¬ lu.Oczywiscie wynalazek wcale nie ogranicza sie do wyzej przedstawionego przylkladu wykonania, lecz obejmuje wszystkie równowazne srodki tech¬ niczne zaangazowane do jego realizacji, jesli za¬ wieraja sie one w ramach zastrzezen patentowych odnoszacych sie do tego wynalazku.Zastrzezenia patentowe 1. Urzadzenie do wytwarzania energii elektrycz¬ nej z energii odzyskiwanej ze spalin silnika spali¬ nowego, zawierajace reduktor, zalaczony miedzy silnikiem i walem napedowym sruby, oraz prad¬ nica turbinowa pradu przemiennego napedzana energia odzyskiwana z tych spalin, która to prad¬ nica turbinowa jest sprzezona z reduktorem, zna¬ mienne tym, ze turbina (17) pradnicy turbinowej (16) pradu przemiennego jest sprzezona z reduk¬ torem (13) za posrednictwem odwracalnej prze¬ kladni (27) o zmiennej predkosci dostosowanej do zmian predkosci chwilowej walu (14) sruby na¬ pedowej, korzystnie za posrednictwem przekladni hydrostatycznej. 2. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze miedzy pompa (28) i silnikiem (29) odwracalnej przekladni (27) zalaczony jest posredni odbiór (32) czynnika pod cisnieniem, polaczony z uikladem sterowania pomocniczego. 3. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze turbina (17) pradnicy turbinowej pradu prze¬ miennego (16) jest sprzezona z kotlem glównym (20), dolaczonym do silnika spalinowego (11), i z kotlem dodatkowym (25) za posrednictwem ele¬ mentu przelaczajacego (21). 15 20 25 30 35 40 45 f108 381 12 19 U 26 32I 1 v 30 / 31 2K Lms-I 27 17| -r 16 18 DN-3, zam. 488/80 Cena 45 zl PL PL PL PL PL PL PL PL