WO1985002228A1 - Drive device - Google Patents

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WO1985002228A1
WO1985002228A1 PCT/AT1983/000033 AT8300033W WO8502228A1 WO 1985002228 A1 WO1985002228 A1 WO 1985002228A1 AT 8300033 W AT8300033 W AT 8300033W WO 8502228 A1 WO8502228 A1 WO 8502228A1
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drive device
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PCT/AT1983/000033
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Robert Söllner
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Jenbacher Werke Aktiengesellschaft
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Definitions

  • the invention relates to a drive device having an internal combustion engine and a steam turbine, which is driven by utilizing the waste heat of the internal combustion engine, and with a gear unit 'which connects the steam turbine to the crankshaft of the internal combustion engine which rotates more slowly than the steam turbine.
  • Such combinations of internal combustion engines with devices for utilizing the waste heat of the internal combustion engine have the purpose of achieving the highest possible proportion of mechanical or electrical energy when converting the fuel.
  • This objective even applies to systems that serve, on the one hand, to supply mechanical energy that is taken from the crankshaft, and on the other hand to supply thermal energy for heating purposes.
  • the only problem is to increase the shaft power of the motor without uneconomically increasing the construction effort for the system.
  • the invention achieves a substantial reduction in the structural outlay in that the steam turbine is used to drive units which are driven in direct dependence on the engine speed. This makes sense if such units, like the steam turbine itself, have a considerably higher speed than the internal combustion engine active compound is derived to the crankshaft of the internal combustion engine stationary rinsing or Aufladegebl-äse to the incineration • motor. ' . *
  • the design of the unit driven by the steam turbine as a flushing fan results in two-stroke engines. These already have a transmission for driving the flushing fan, into which, according to the invention, the drive energy coming from the steam turbine can be introduced on the fan side .
  • a similar gearbox has four-stroke engines with mechanical supercharging, in which the supercharger is the unit driven by the steam turbine.
  • the steam turbine is to be uncoupled from the reduction gear so that the internal combustion engine, which now operates the flushing or supercharging fan, unnecessarily the drive of the steam turbine is loaded.
  • the consumers connected to the internal combustion engine are suddenly switched off, not only should further drive of the crankshaft by the steam turbine, but also high-speed idling of the steam turbine itself be avoided, which is why measures must be taken to prevent the steam driving the turbine for a short time redirect, e.g. through a quick-closing valve.
  • the transmission which connects the crankshaft to the blower is optimally used when the steam turbine provides approximately twice the blower output. Care must therefore be taken to ensure that a high degree of utilization of the waste heat of the internal combustion engine is achieved in the device according to the invention, for which a number of constructive proposals are made, which will subsequently be explained together with two exemplary embodiments of the invention.
  • FIGS. 3-5 show a cross section through the exhaust manifold 7 and two variants for the associated longitudinal cross section in the region of the separating joints the same.
  • Resonance damper serves to suppress certain interference frequencies of the exhaust noise.
  • the cooling system of the internal combustion engine 1 in the steam turbine cycle, so that the heat transfer medium is also the cooling medium of the engine.
  • the feed water pump not shown, is arranged between the engine cooling chambers and a first exhaust gas heat exchanger. It is also possible to use so-called hot cooling.
  • a booster pump not shown, is used between the low pressure rich in the cooling rooms of the internal combustion engine 1 and the high pressure area between the internal combustion engine 1 and the outlet of the heat transfer medium from the steam turbine 3 turned on.
  • the internal combustion engine 1 is used to drive another heat engine, for example a high-pressure compressor
  • the cooling heat of at least the high-pressure stages of the compressor in the circuit of the heat carrier can also be used.
  • the power of the steam turbine 3 is transferred to the crankshaft 12 by means of a reduction gear 2, since the speeds of the steam turbine 3 significantly exceed those of the internal combustion engine.
  • a reduction gear 2 is necessary anyway in order to bring an additional unit to a number of revolutions which exceeds that of the internal combustion engine by about ten times . 5
  • the internal combustion engine 1 is a two-stroke engine
  • the flushing fan forms such an assembly 11; if it is a four-stroke engine, the same conditions apply to a charging fan for mechanical charging.
  • the same mechanism can thus be used to advertising, the performance of the steam turbine 3 transmitted to the crankshaft 12 to be driven • or a rinsing or supercharger of the crankshaft 12 from.
  • a valve 14 is provided which can interrupt the steam flow to the steam turbine 3 and discharge the steam to an emergency cooler (not shown).
  • the exhaust manifold parts are provided on the outside with an insulation 19 which, after assembly, also includes the flanges 16 and the exhaust pipe (not shown).

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Abstract

A steam turbine (3) is driven by the heat losses of a combustion engine (1). To connect the steam turbine shaft to the crank-shaft (12) of the combustion engine which rotates more slowly, a drive mechanism (2) is used to drive a load compressor (11) for the combustion engine (1) through the crank-shaft (12).

Description

Antriebseinrichtung Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebseinrichtung mit einem Verbrennungsmotor und einer Dampfturbine, die unter Ausnützung der Abwärme des Verbrennungsmotors angetrieben wird, und mit einem Getriebe', das die Dampfturbine mit der langsamer als die Dampfturbine umlaufenden Kurbelwelle des Verbrennungsmotors verbindet. The invention relates to a drive device having an internal combustion engine and a steam turbine, which is driven by utilizing the waste heat of the internal combustion engine, and with a gear unit 'which connects the steam turbine to the crankshaft of the internal combustion engine which rotates more slowly than the steam turbine.
Derartige Kombinationen von Verbrennungsmotoren mit Ein¬ richtungen zur Nutzung der Abwärme des Verbrennungsmotors haben den Zweck, bei der Umsetzung des Treibstoffes einen möglichst hohen Anteil an mechanischer bzw. elektrischer Energie zu erzielen. Diese Zielsetzung gilt sogar bei solchen Anlagen, die dazu dienen, einerseits mechanische Energie, die an der Kurbelwelle abgenommen wird, anderer- seits Wärmeenergie für Heizzwecke zu liefern. Man möchte hier nämlich den Anteil an mechanischer bzw. elektrischer Energie entsprechend den periodischen Schwankungen der benötigten Ξnergieart in möglichst weiten Grenzen variieren können. Die gesamte Energie in Wärme umzuwandeln ist natürlich immer möglich, beispielsweise indem man die erzeugte elektrische Energie in Wärme umwandelt, vorzugs¬ weise indem die mechanische Energie zum Betrieb einer Wärmepumpe herangezogen wird. Problematisch ist lediglich die Hinaufsetzung der Wellenleistung des Motors ohne un- wirtschaftliche Vergrößerung des Bauaufwandes für die Anlage.Such combinations of internal combustion engines with devices for utilizing the waste heat of the internal combustion engine have the purpose of achieving the highest possible proportion of mechanical or electrical energy when converting the fuel. This objective even applies to systems that serve, on the one hand, to supply mechanical energy that is taken from the crankshaft, and on the other hand to supply thermal energy for heating purposes. One would like to be able to vary the proportion of mechanical or electrical energy as widely as possible in accordance with the periodic fluctuations in the type of energy required. It is of course always possible to convert the entire energy into heat, for example by converting the electrical energy generated into heat, preferably by using the mechanical energy to operate a heat pump. The only problem is to increase the shaft power of the motor without uneconomically increasing the construction effort for the system.
Bei bekannten Einrichtungen der eingangs skizzierten Art, wie sie etwa in US-PS 4 235 077 oder US-PS 3 979 913 (Fig. 2) beschrieben sind, dient das Untersetzungsgetriebe, das die Dampfturbine mit der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors ver- bindet, ausschließlich dazu, der Tatsache Rechnung zu tragen, daß die Drehzahl der Dampfturbine jene des Verbrennungs¬ motors wesentlich übersteigt.In known devices of the type outlined at the outset, as are described, for example, in US Pat. No. 4,235,077 or US Pat. No. 3,979,913 (FIG. 2), the reduction gear which connects the steam turbine to the crankshaft of the internal combustion engine is used exclusively to take into account the fact that the speed of the steam turbine significantly exceeds that of the internal combustion engine.
Soweit bei bekannten Kombinationen von Verbrennungsmotor und Dampfturbinen (vgl. DE-OS 27 45 995 oder US-PS 3 979 913 - Fig. 3) die Dampfturbine zum Antrieb von Nebenaggregaten herangezogen wird, handelt es sich hingegen ausnahmslos um Aggregate, auf die in der Anlaufphase, in welcher noch kein Dampf zum Betrieb der Turbine zur Verfügung steht, auch verzichtet werden kann, nämlich um die Lichtmaschine, den Antrieb der Klimaanlage oder die Wasserpumpe für die Motor¬ kühlung.As far as known combinations of internal combustion engines and steam turbines (see. DE-OS 27 45 995 or US-PS 3 979 913 - Fig. 3), the steam turbine for driving auxiliary units On the other hand, these are, without exception, units that can also be dispensed with in the start-up phase, in which no steam is yet available to operate the turbine, namely the alternator, the drive for the air conditioning system or the water pump for the engine ¬ cooling.
Die Erfindung erreicht demgegenüber eine wesentliche Ver¬ ringerung des konstruktiven Aufwandes, indem die Dampf¬ turbine zum Antrieb von Aggregaten herangezogen wird, die in direkter Abhängigkeit von der Motordrehzahl angetrieben werden. Dies ist dann sinnvoll, wenn solche Aggregate üb¬ licherweise, so wie die Dampfturbine selbst, eine erheblich höhere Drehzahl aufweisen, als der Verbrennungsmotor.. Er¬ findungsgemäß ist somit vorgesehen, daß vom Untersetzungs- getriebe der Antrieb eines in an sich bekannter Weise in Wirkverbindung mit der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors stehenden Spül- bzw. Aufladegebl-äse für den Verbrennungs- motor abgeleitet ist.' . *In contrast, the invention achieves a substantial reduction in the structural outlay in that the steam turbine is used to drive units which are driven in direct dependence on the engine speed. This makes sense if such units, like the steam turbine itself, have a considerably higher speed than the internal combustion engine active compound is derived to the crankshaft of the internal combustion engine stationary rinsing or Aufladegebl-äse to the incineration motor. ' . *
Die Ausführung des erfindungsgemäß von der Dampfturbine angetriebenen Aggregats als Spϋlgebläεe ergibt sich bei Zweitakt-Motoren • Diese be¬ sitzen bereits ein Getriebe zum Antrieb des Spülgebläses, in welches gemäß der Erfindung gebläseseitig die Antriebs¬ energie, welche von der Dampfturbine kommt, eingeleitet werden kann. Ein ähnliches Getriebe besitzen Viertakt- Motoren mit mechanischer Aufladung, bei welchen somit das Aufladegebläse das über die Dampfturbine angetriebene Aggregat darstellt.The design of the unit driven by the steam turbine as a flushing fan results in two-stroke engines. These already have a transmission for driving the flushing fan, into which, according to the invention, the drive energy coming from the steam turbine can be introduced on the fan side . A similar gearbox has four-stroke engines with mechanical supercharging, in which the supercharger is the unit driven by the steam turbine.
Aus der Abwärme eines Verbrennungsmotors läßt sich etwaeine doppelt so große Leistung gewinnen als die erwähnten Gebläse benötigen. Soll die Leistung der Dampfturbine auf die Kurbel¬ welle übertragen werden, so braucht also das die Kμrbelwelle mit dem Gebläse verbindende Getriebe bei σleicher Bemessun nur ^ in /umgekehrter Richtung betrieben zu werden . - 3 -The waste heat from an internal combustion engine can produce about twice as much power as the blowers mentioned. If the power of the steam turbine is to be transferred to the crankshaft, the gearbox connecting the pump shaft to the blower only needs to be operated in the opposite direction with the same dimensioning. - 3 -
Für den Fall, daß' der zum Antrieb der Dampfturbine dienende Dampf wahlweise als Wärmeträger für andere Zwecke verwendet werden soll, ist die Dampfturbine vom Untersetzungsgetriebe abzukuppeln, damit der Verbrennungsmotor, welcher nun zur ■ Gänze das Spül- bzw. Aufladegebläse betreibt, nicht unnötig mit dem Antrieb der Dampfturbine belastet ist. Umgekehrt soll bei plötzlichem Abschalten der an den Verbrennungs¬ motor angeschlossenen Verbraucher nicht nur ein weiterer Antrieb der Kurbelwelle durch die Dampfturbine, sondern auch ein hochtouriger Leerlauf der Dampfturbine selbst ver¬ mieden werden, weshalb Maßnahmen zu treffen sind, um den die Turbine antreibenden Dampf kurzfristig umzuleiten, z.B. durch ein Schnellschlußventil.In the event that 'the steam used to drive the steam turbine is to be used either as a heat transfer medium for other purposes, the steam turbine is to be uncoupled from the reduction gear so that the internal combustion engine, which now operates the flushing or supercharging fan, unnecessarily the drive of the steam turbine is loaded. Conversely, if the consumers connected to the internal combustion engine are suddenly switched off, not only should further drive of the crankshaft by the steam turbine, but also high-speed idling of the steam turbine itself be avoided, which is why measures must be taken to prevent the steam driving the turbine for a short time redirect, e.g. through a quick-closing valve.
Eine optimale Ausnützung des die Kurbelwelle mit dem Gebläse verbindenden Getriebes erfolgt wie erwähnt dann, wenn die Dampfturbine etwa die doppelte Gebläseleistung erbringt. Es ist daher dafür Sorge zu tragen, daß bei der erfindungs¬ gemäßen Einrichtung ein hoher Ausnutzungsgrad der Abwärme des Verbrennungsmotors erzielt wird, wozu eine Reihe -von konstruktiven Vorschlägen gemacht werden, die zusammen mit zwei Ausführungsbeispielen der Erfindung anschließend er- - läutert werden soll.As mentioned, the transmission which connects the crankshaft to the blower is optimally used when the steam turbine provides approximately twice the blower output. Care must therefore be taken to ensure that a high degree of utilization of the waste heat of the internal combustion engine is achieved in the device according to the invention, for which a number of constructive proposals are made, which will subsequently be explained together with two exemplary embodiments of the invention.
In der Zeichnung sind Fig. 1 und 2 schematische Darstellun¬ gen von zwei Ausführungsbeispielen der Erfindung in Seiten- ansieht, Fig. 3 - 5 zeigen einen Querschnitt durch den Aus¬ puffsammler 7 und zwei Varianten für den zugehörigen Längs¬ querschnitt im Bereich der Trennfugen desselben.1 and 2 are schematic representations of two exemplary embodiments of the invention in side view, FIGS. 3-5 show a cross section through the exhaust manifold 7 and two variants for the associated longitudinal cross section in the region of the separating joints the same.
Der dargestellte Verbrennungsmotor 1 weist mehrere Zylinder 4 auf, deren zugehörige Kolben auf eine Kurbelwelle 12 wirken, die ein Schwungrad 5 trägt. Der AuspuffSammler 7 ist durch Belegen seiner Innenseite mit Rohren, vorzugs¬ weise in der Art eines Strahlungskessels, als Dampfüber¬ hitzer ausgebildet. Die aus den Auspuffstutzen der Zylinder stoßweise austretenden Auspuffgase geben einen erheblichen Teil ihres Wärmeinhalts bei hoher Temperatur an den in den Rohren fließenden Wärmeträger, beispielsweise dampfförmiges Wasser, ab. Die Auspuffgase strömen weiter zu einem Wärme¬ tauscher 6, der vorzugsweise in seinen Volumsverhältnissen so ausgelegt ist, daß er in an sich bekannter Weise alsThe internal combustion engine 1 shown has a plurality of cylinders 4, the associated pistons of which act on a crankshaft 12 which carries a flywheel 5. The exhaust manifold 7 is designed as a steam superheater by covering its inside with pipes, preferably in the manner of a radiation boiler. The exhaust gases emerging intermittently from the exhaust ports of the cylinders give a considerable amount Part of their heat content at high temperature from the heat carriers flowing in the tubes, for example vaporous water. The exhaust gases flow further to a heat exchanger 6, which is preferably designed in terms of its volume ratios in such a way that it is known in the art
Resonanzdämpfer zur Unterdrückung bestimmter Störfrequenzen des Auspuffgeräusches dient.Resonance damper serves to suppress certain interference frequencies of the exhaust noise.
Die Röhrenbündel des Abgaswärmetauschers 6 und die Rohr¬ schlangen des Auspuffsammlers 7 werden in zum Abgas ent- gegengesetzter Strömungsrichtung von einem Wärme räger bzw. einem bei der gegebenenThe tube bundles of the exhaust gas heat exchanger 6 and the pipe coils of the exhaust manifold 7 are in the flow direction opposite to the exhaust gas by a heat carrier or one at the given
Wandtemperatur verdampfenden Medium, beispielsweise Wasser, durchströmt. Der Dampf beaufschlagteine Dampfturbine 3, welche ihre Leistung zunächst an das Spülgebläse 11 und weiter über das Untersetzungsgetriebe 2 an die Kurbelwelle des Verbrennungsmotors 1 abgibt. Der entspannte Dampf wird beispielsweise über einen nicht^ gezeichneten Kondensator, eine Speisewasserpumpe und einen Speisewasserbehälter dem Abgaswärmetauscher 6 im Kreislauf wieder zugeführt.Medium temperature evaporating medium, such as water, flows through. The steam acts on a steam turbine 3, which first outputs its power to the flushing fan 11 and then via the reduction gear 2 to the crankshaft of the internal combustion engine 1. The expanded steam is fed, for example via a non ^ drawn condenser, a feedwater pump and a feedwater tank the exhaust heat exchanger 6 in the cycle.
Bei dieser Betriebsart wird ein der technischen Auslegung der Abgaswärmetauscher 6 und der Strahlungsflächen im Aus¬ puffsammler 7 entsprechender Teil des Wärmeinhalts der Ab¬ gase als mechanische Energie nutzbar gemacht. Dadurch wird die Wirtschaftlichkeit des Verbrennungsmotors 1 in jenen Perioden, in denen wenig oder keine Niedertemperatur-Wärme benötigt wird, erheblich verbessert.In this operating mode, a part of the heat content of the exhaust gases corresponding to the technical design of the exhaust gas heat exchanger 6 and the radiation surfaces in the exhaust manifold 7 is made usable as mechanical energy. As a result, the economy of the internal combustion engine 1 is considerably improved in those periods in which little or no low-temperature heat is required.
Es ist möglich, auch das Kühlsystem des Verbrennungsmotors 1 in den Dampfturbinenkreislauf einzubeziehen, so daß also der Wärmeträger gleichzeitig Kühlmedium des Motors ist. In diesem Fall ist die nicht gezeichnete Speisewasserpumpe zwischen den Motorkühlräumen und einem ersten Abgaswärme¬ tauscher angeordnet. Es ist ebenso möglich, eine sogenannte Heißkühlung anzuwenden. Vorzugsweise wird hierbei eine nicht gezeichnete Druckerhöhungspumpe zwischen dem Niederdruckbe_______ reich in den Kühlräumen des Verbrennungsmotors 1 und dem Hochdruckbereich zwischen Verbrennungsmotor 1 und Austritt des Wärmeträgers aus der Dampfturbine 3 eingeschaltet.It is possible to include the cooling system of the internal combustion engine 1 in the steam turbine cycle, so that the heat transfer medium is also the cooling medium of the engine. In this case, the feed water pump, not shown, is arranged between the engine cooling chambers and a first exhaust gas heat exchanger. It is also possible to use so-called hot cooling. Preferably, a booster pump, not shown, is used between the low pressure rich in the cooling rooms of the internal combustion engine 1 and the high pressure area between the internal combustion engine 1 and the outlet of the heat transfer medium from the steam turbine 3 turned on.
Wenn der Verbrennungsmotor 1 zum Antrieb einer anderen 5 Wärmekraftmaschine, beispielsweise eines Hochdruckverdichters, dient, kann auch die Kühlwärme zumindest der Hochdruckstufen des Verdichters im Kreislauf des Wärmeträgers nutzbar ge¬ macht werden.If the internal combustion engine 1 is used to drive another heat engine, for example a high-pressure compressor, the cooling heat of at least the high-pressure stages of the compressor in the circuit of the heat carrier can also be used.
Um Spitzenleistungen zu erzielen, ist es bekannt, dem Aus- o puffSammler 7 durch einen Zusatzbrenner 8 dauernd oder zeit¬ weise zusätzliche Energie zuzuführen. Da ein derartiger Brenner mit einem niedrigen Schadstoffgehalt seiner Abgase arbeitet, wird der gesamte Schadstoffausstoß des Ver¬ brennungsmotors 1 hierdurch nicht erhöht, sondern noch weiter gesenkt.In order to achieve top performance, it is known to continuously or temporarily supply additional energy to the exhaust manifold 7 by means of an additional burner 8. Since such a burner works with a low pollutant content in its exhaust gases, the total pollutant emissions of the internal combustion engine 1 are not increased thereby, but are further reduced.
Die Leistung der Dampfturbine 3 wird auf die Kurbelwelle 12 mittels eines Untersetzungsgetriebes 2 übertragen, da die Drehzahlen der Dampfturbine 3 jene des Verbrennungsmotors wesentlich übersteigen. Hier setzt 0 die Erfindung ein, die davon ausgeht, daß für die vorgesehene Antriebseinrichtung ein Verbrennungsmotor 1 verwendet wird, bei welchem ohnedies ein Getriebe notwendig ist, um ein Zu¬ satzaggregat auf eine Umdrehungszahl zu bringen, welche jene des Verbrennungsmotors etwa um das Zehnfache übersteigt. 5 Handelt es sich beim Verbrennungsmotor 1 um einen Zweitakt- Motor, so bildet das Spülgebläse ein derartiges Aggregat 11, handelt es sich um einen Viertakt-Motor, liegen die gleichen Verhältnisse bei einem Aufladegebläse zur mechanischen Auf¬ ladung vor. Dasselbe Getriebe kann somit dazu verwendet wer- den, die Leistung der Dampfturbine 3 auf die Kurbelwelle 12 zuübertragen oder ein Spül- oder Aufladegebläse von der Kurbelwelle 12 aus anzutreiben. In konstruktiver DurchführungThe power of the steam turbine 3 is transferred to the crankshaft 12 by means of a reduction gear 2, since the speeds of the steam turbine 3 significantly exceed those of the internal combustion engine. This is where the invention comes in, which assumes that an internal combustion engine 1 is used for the drive device provided, in which case a gearbox is necessary anyway in order to bring an additional unit to a number of revolutions which exceeds that of the internal combustion engine by about ten times . 5 If the internal combustion engine 1 is a two-stroke engine, the flushing fan forms such an assembly 11; if it is a four-stroke engine, the same conditions apply to a charging fan for mechanical charging. The same mechanism can thus be used to advertising, the performance of the steam turbine 3 transmitted to the crankshaft 12 to be driven or a rinsing or supercharger of the crankshaft 12 from. In a constructive implementation
OMPI_ IPO dieses Gedankens ist gemäß Fig. 1 die Dampfturbine 3 über eine Flüssigkeitskupplung 13 mit: dem UntersetzungsgetriebeOMPI_ IPO 1, the steam turbine 3 is via a fluid coupling 13 with: the reduction gear
2 verbunden. Auf der gleichen Seite dieses Getriebes ist das als Spül- oder Aufladegebläse ausgebildete Aggregat 11 ange- ordnet, wobei eine hydraulische Kupplung 10 dazu dient, die Drehungleichförmigkeit der Kurbelwelle vom Aggregat 11 fern¬ zuhalten. Bei derAusführung nach Fig. 2 ist die Dampfturbine2 connected. The unit 11, which is designed as a flushing or supercharging fan, is arranged on the same side of this transmission, a hydraulic clutch 10 serving to keep the crankshaft nonuniformity from the unit 11. 2 is the steam turbine
3 übe eine Trennkupplung 9 unmittelbar mit dem Spül- oder Aufladegebläse 11 verbunden, welches seinerseits über die Flüssigkeitskupplung 10 an das Getriebe 2 angeschlossen ist.3 via a separating clutch 9 directly connected to the flushing or charging blower 11, which in turn is connected to the transmission 2 via the fluid coupling 10.
Um zu verhindern, daß beim Ausschalten des Verbrennungsmotors 1 die Gasturbine 3 weiterhin auf die Kurbelwelle 12 einwirkt oder zu hohe Drehzahlen erreicht, ist ein Ventil 14 vorgesehen, welches- den Dampffluß zur Dampfturbine 3 unterbrechen und den Dampf zu einem nicht dargestellten Notkühler ableiten kann.In order to prevent the gas turbine 3 from continuing to act on the crankshaft 12 or from reaching excessive speeds when the internal combustion engine 1 is switched off, a valve 14 is provided which can interrupt the steam flow to the steam turbine 3 and discharge the steam to an emergency cooler (not shown).
Fig. '3.zeigt' einen Schnitt durch einen Teil des Auspuff¬ sammlers 1 r der wegen der notwendigen Ausdehnungsmöglichkeit gegenüber dem Gehäuse des Verbrennungsmotors 1 nicht ein¬ stückig ausgeführt ist. Der Schnitt ist durch den Flansch des Anschlusses für den nicht gezeichneten Auspuffstutzen 17 ge¬ führt, der an die oben liegende Gaseintrittsöffnung 18 an¬ schließt.Fig. '3.zeigt' a section through a part of the collector 1 r Auspuff¬ the necessary because of the possibility of expansion relative to the housing of the internal combustion engine 1 does not ein¬ is executed lumps. The cut is ge leads through the flange of the connection for the non-illustrated exhaust ports 7 1, the an¬ connects to the overhead gas inlet opening 18th
Die einzelnen Teile des Auspuffsammlers 7 sind über ihre Flansche 16 miteinander verschraubt. Für die Abdichtung sind in an sich bekannter Weise plastische Dichtungen 26 (Fig.4) oder elastische Zwischenstücke 27, insbesondere Wellrohr- Kompensatoren (Fig. 5) , vorgesehen.The individual parts of the exhaust manifold 7 are screwed together via their flanges 16. Plastic seals 26 (FIG. 4) or elastic intermediate pieces 27, in particular corrugated tube compensators (FIG. 5), are provided for the sealing in a manner known per se.
Die Auspuffsammler-Teile sind außen mit einer Isolation 19 versehen, die nach Zusammenbau auch die Flanschen 16 und die nicht gezeichneten Auspuffstutzen einschließt.The exhaust manifold parts are provided on the outside with an insulation 19 which, after assembly, also includes the flanges 16 and the exhaust pipe (not shown).
Die vorzugsweise zylindrische Wand 20 der Auspuffsammler- Teile wird an ihrer Innenseite in besonderer Ausgestaltung der Erfindung mit schraubenförmig angeordneten Rillen 21 versehen, derenGanghöhe nur wenig größer als der Durchmesser der Rohre 15 ist, so daß das Abgas des Verbrennungsmotors 1 die Rohre 15 an jeder Stelle weitgehend umspülen und auch die Wand 20 zwischen den Rohren bestreichen kann. DieThe preferably cylindrical wall 20 of the exhaust manifold parts is specially designed on its inside invention provided with helically arranged grooves 21, the pitch of which is only slightly larger than the diameter of the pipes 15, so that the exhaust gas of the internal combustion engine 1 can largely wash around the pipes 15 at any point and can also coat the wall 20 between the pipes. The
Rohre 15 werden jeweils an einem ihrer Enden in einem Fix¬ punkt 23- befestigt. Die Rohrschlange 15 wird zunächst in den Sammlerteil eingeschoben, dann in einem Fixpunkt 23 befestigt und schließlich durch Verdrehen um die Mittel- achse 28 fest in die Rillen 29 gepreßt. Durch die erzielte Vorspannung der Rohre wird nicht nur jede Schwingungsbean¬ spruchung vermieden, sondern auch der Wärmeübergang von der Wand 20 auf das Rohr 15 verbessert. Pipes 15 are each fastened at one of their ends in a fixed point 23. The pipe coil 15 is first inserted into the collector part, then fastened in a fixed point 23 and finally pressed firmly into the grooves 29 by rotating it about the central axis 28. The prestressing of the tubes not only avoids any vibration stress, but also improves the heat transfer from the wall 20 to the tube 15.

Claims

P a e n t a n s p r ü c h e : P ent claims:
1. Antriebseinrichtung mit einem Verbrennungsmotor und einer Dampfturbine, die unter Ausnützung der Abwärme des Verbrennungsmotors angetrieben wird, und mit einem Getriebe, das die Dampfturbine mit der langsamer als die Dampfturbine umlaufenden Kurbelwelle des Verbren¬ nungsmotors verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß vom Getriebe (2) der Antrieb eines in an sich bekannter Weise in Wirkverbindung mit der Kurbelwelle (12) des Ver- brennungsmotors (1) stehenden Spül- bzw. Aufladegebläse (11) für den Verbrennungsmotor (1) abgeleitet ist. -1. Drive device with an internal combustion engine and a steam turbine, which is driven by utilizing the waste heat of the internal combustion engine, and with a transmission that connects the steam turbine to the crankshaft of the internal combustion engine rotating more slowly than the steam turbine, characterized in that the transmission (2 ) the drive of a flushing or supercharging blower (11) for the internal combustion engine (1), which is operatively connected to the crankshaft (12) of the internal combustion engine (1), is derived. -
2. Antriebseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich¬ net, daß die Dampfturbine. (3) vom Getriebe (2) vorzugs¬ weise durch Entleeren einer hydraulischen Kupplung (10,13) abkuppelbar ist.2. Drive device according to claim 1, characterized gekennzeich¬ net that the steam turbine. (3) can preferably be uncoupled from the transmission (2) by emptying a hydraulic clutch (10, 13).
3. Antriebseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß der Antrieb de - Dampfturbine (3) ab¬ schaltbar ist.3. Drive device according to claim 1 or 2, characterized ge indicates that the drive de - steam turbine (3) can be switched off.
4. Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei zur Ausnützung der Abwärme des Verbrennungsmotors ein Wärmeträger im Inneren eines Aufpuffsammelrohres durch eine schraubenförmige Rohrschlange geführt ist, dadurch gekennzeichent, daß das Sammelrohr (7) in Teil¬ stücke unterteilt ist, welche durch mit Dichtungen (26,27) überbrückte Dehnfugen getrennt sind, und daß die Steigung der Rohrschlange (15) im Bereich der Dehn¬ fugen größer ist als in den anschließenden Bereichen.4. Drive device according to one of claims 1 to 3, wherein in order to utilize the waste heat of the internal combustion engine, a heat transfer medium inside a exhaust manifold is guided by a helical coil, characterized in that the collecting pipe (7) is divided into parts, which by Seals (26, 27) bridging expansion joints are separated, and that the slope of the pipe coil (15) is greater in the area of the expansion joints than in the adjoining areas.
5. Antriebseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Innenwand (14) des Sammelrohres (7) mit Rillen (21) versehen ist, deren Verlauf dem der Rohrschlange (15) entspricht.5. Drive device according to claim 4, characterized gekenn¬ characterized in that the inner wall (14) of the collecting tube (7) is provided with grooves (21), the course of which corresponds to that of the coil (15).
OKFI OKFI
6. Antriebseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Rohrschlange (15) im Sinne einer Ver¬ größerung ihres Durchmessers vorgespannt ist. 6. Drive device according to claim 5, characterized gekenn¬ characterized in that the coil (15) is biased in the sense of an enlargement of its diameter.
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