DE309632C - - Google Patents

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KAISERLICHESIMPERIAL

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- M 309632 KLASSE 60. GRUPPE- M 309632 CLASS 60th GROUP

Regelungsvorrichtung für Kraftmaschinen. Patentiert im Deutschen Reiche vom 31. Mai 1917 ab.Control device for prime movers. Patented in the German Empire on May 31, 1917.

Es sind Regelungsvorrichtungen für Kraftmaschinen bekannt geworden, bei welchen zum Abbremsen bei steigender iUmdrehungszahl Ventilatorräder auf die Maschine gebaut sind, deren Kraftbedarf bekanntlich mit der dritten Potenz der Umlaufszahl wächst. Der Nachteil dieser bekannten Anordnungen besteht darin, daß das Ventilatorrad bei normaler Umdrehungszahl bereits einen wesentliehen Betrag der Leistung der Kraftmaschine beanspruchen muß, um die Leerlaufumdrehungszahl nicht zu hoch steigen zu lassen. Dadurch wird der Kraftverbrauch der Kraftmaschine bei normaler Umdrehungszahl wesentlieh erhöht, was gegenüber Maschinen mit Regelungsorganen und ohne· Ventilatorrad von Nachteil ist. ..Control devices for prime movers have become known in which Fan wheels built onto the machine to slow down when the number of revolutions increases are whose power requirement is known to be with the the third power of the rotation number grows. These known arrangements have the disadvantage in the fact that the fan wheel already has an essential at normal speed Amount of power the engine must claim to the idle speed not to let it rise too high. This increases the power consumption of the prime mover at normal speed of rotation substantially increased, which compared to machines with Control organs and without a fan wheel is a disadvantage. ..

Vorliegende Erfindung sucht diesen Nachteil zn beseitigen bzw. auf ein MindestmaßThe present invention seeks this disadvantage eliminate zn or to a minimum

ao zu beschränken. Es geschieht dies dadurch, daß bei normaler Belastung nur ein Bruchteil der Luftmenge ein Gebläserad durchströmt und diese Luftmenge mit zunehmender Umdrehungszahl, also abnehmender Belastung, mehr als der Zunahme der Umdrehungszahl entsprechend vergrößert wird. Es sind nun allerdings Gebläse bekannt, bei welchen die Austrittsöffnung geregelt wird, abhängig von der Umdrehungszahl. Diese bekannten Geblase werden aber von Kraftmaschinen angetrieben zur Erzeugung der Nutzbelastung, während bei vorliegender Erfindung das Gebläse nur Bremsbelastung liefert. Es kann dazu ein Gebläse, gebraucht werden, dessen Kraftbedarf in Abhängigkeit der Luftmenge zunimmt, wie dies bei Zentrifugalrädern der Fall ist. :ao to restrict. It does this because, under normal stress, only a fraction the amount of air flows through a fan wheel and this amount of air with increasing number of revolutions, thus decreasing load, more than the increase in the number of revolutions is enlarged accordingly. However, there are now known blowers in which the Outlet opening is regulated, depending on the number of revolutions. This well-known blower but are driven by prime movers to generate the payload, while in the present invention the fan only provides braking load. It can to do this, a fan is needed, the power requirement of which depends on the amount of air increases, as is the case with centrifugal impellers. :

Fig. ι zeigt Druckverlauf und Kraftbedarf des Gebläses einer solchen Regelungsvorrichtung, bei welcher der Kraftbedarf beim hochsten Druck dreimal größer ist als bei der Luftmenge ο .und bei größter Luftmenge fünfmal größer.Fig. Ι shows pressure curve and power requirement the fan of such a control device, in which the power requirement at the highest The pressure is three times greater than the air volume ο. And five times greater air volume greater.

Denken wir uns nun ein solches Gebläse an eine Kraftmaschine. angebaut und lassen wir bei normaler Belastung wenig Luft durch das Gebläse, so, könnte bei gleicher; Umdrehungszahl der Kraftverbrauch bis zum Dreifachen gesteigert werden beim höchsten Druck und bis zum Fünffachen bei größter Luftmenge. Nun steigt mit abnehmender Belastung und gleichem Änfangszuständ des Treibmittels die Umdrehungszahl. Lassen wir als höchste Umlaufszahl für Nullbelastung der Dynamo z. B. eine um 50 Prozent höhere zu als bei Normalbelastung, so steigt der Kraftbedarf eines Gebläserades bei gleicher Luftaustrittsöffnung auf das 3,40 fache. Wird nun gleichzeitig die Luftaustrittsöffnung vergrößert auf die größtmögliche Luftmenge {Fig. 1), so,Let us now think of such a fan as a prime mover. grown and let we with normal load little air through the fan, so, could with the same; Number of revolutions of the power consumption up to three times can be increased at the highest pressure and up to five times at the highest air volume. Now increases with decreasing load and the same initial state of the Propellant the number of revolutions. Let us leave as the highest number in circulation for zero pollution Dynamo z. B. a 50 percent higher than with normal load, the power requirement increases a fan wheel with the same air outlet opening 3.40 times. The air outlet opening is now enlarged at the same time to the greatest possible amount of air {Fig. 1), so,

steigt der Kraftbedarf auf das 5 X 3,4ofache = 17 fache. Es ist daraus leicht der Vorteil vorliegender Erfindung zu erkennen. Der Kraftbedarf des Gebläsefädes kann -bei normaler Belastung auf ein Mindestmaß beschränkt werden.the power requirement increases to 5 X 3.4 times = 17 times. It is easy to take advantage of this Recognize the present invention. The power requirement of the blower filament can - with normal Load can be kept to a minimum.

Am folgenden Beispiel soll die Erfindung, näher besprochen werden: Es sei eine 5 KW Gleichstromturbodynamtf ohne Regelungsorgane zu bauen mit 4000 Umdrehungen. Das Antriebsrad der Turbine sitze fliegend auf einem Wellenende der Dynamo; das Gebläserad arbeite bei allen Umdrehungszahlen mit gleicher Luftaustrittsöffnung und die Leerlaufsumlaufzahl sei 6000. Es ergibt sich dann ungefähr folgende Leistungsverteilung:The invention will be discussed in more detail using the following example: Let it be a 5 KW DC turbodynamtf to build without regulating organs with 4000 revolutions. The turbine drive wheel is sitting on top of one Shaft end of the dynamo; the fan wheel works with the same speed at all speeds Air outlet opening and the idling number is 6000. It then results approximately following power distribution:

Bei BeiAt Bei

4000 Um- 6000 Um-4000 um- 6000 um-

-.■■-,:■--.■·. ·■'.' : drehungen drehungen Nutzleistung der Dynamo 5 KW, ο KW;-. ■■ - ,: ■ -. ■ ·. · ■ '.' : rotations rotations Net power of the dynamo 5 KW, ο KW;

• Leerlauf der Dynamo . . 0,75 - 1,65 Leerlauf Turbinenrad .. 0,25. - 0,85 -• Idling of the dynamo. . 0.75 - 1.65 idle Turbine wheel .. 0.25. - 0.85 -

Gebläse ■ L5Q - 5.Q - Blower ■ L5Q - 5.Q -

Totalleistung der Turbine = 7,5 KW= 7/5 KW.Total power of the turbine = 7.5 KW = 7/5 KW.

Bei normaler Umdrehungszahl benötigt also das Gebläserad 30 Prozent der .' Nutzleistung.At normal speed, the fan wheel needs 30 percent of the. ' Useful power.

Gemäß vorliegender Erfindung kann nun die Leistung des Gebläserades bei normaler Umdrehungszahl auf 5,6 Prozent der Nützleistung vermindert werden, wie folgende Aufstellung zeigt:According to the present invention, the performance of the fan wheel can now be at normal The number of revolutions can be reduced to 5.6 percent of the useful power, as shown in the following list shows:

Bei BeiAt Bei

. ' 4000 Um- 6000 Um-. '4000 um- 6000 um-

^: ■ · '■'■ '■■■■ drehungen drehungen ^: ■ · '■' ■ '■■■■ rotations rotations

Nutzleistung der Dynamo 5 KW, ο KW,Net power of the dynamo 5 KW, ο KW,

Leerlauf der Dynamo .. 0,75 - 1,63 -Idling of the dynamo .. 0.75 - 1.63 -

'Leerlauf Turbinenrad .. 0,25 - 0,9'Idle turbine wheel .. 0.25 - 0.9

Gebläse;: ... ........ . . 0,28 - 4,75 - Blower ;: ... ......... . 0.28 - 4.75 -

fotalleWungderTurbine=6,28KW=6,28KW.fotalleWungderTurbine = 6.28KW = 6.28KW.

Die Anordnung des Gebläserades nachTig. 2, bei' welcher dasselbe zwischen Dynamo und Turbinenrad geschaltet wird und das LagerThe arrangement of the fan wheel according to 2, in which the same between Dynamo and Turbine wheel is switched and the bearing

der Dynamo kühlt, gestattet den fliegenden Aufbau, und es wird dadurch die Lagerreibung Von zwei Turbinenlagern gespart, was den Mehrkräftverbrauch von 5,6 Prozent durch das-Gebläse aufwiegt. Die vorliegende Erfindüng gestattet also bei gleichem Kraftverbrauch wie bei den Maschinen mit Reglern den Wegfall der Regelungsorgane -, wodurch eine bedeutend billigere Herstellung, eine einfachere Wartung und eine große Betriebssicherheit gewährleistet werden.the dynamo cools, allows the flying construction, and this saves the bearing friction of two turbine bearings, which outweighs the additional power consumption of 5.6 percent by the fan. The present invention thus permits the omission of the regulating organs with the same power consumption as in the case of the machines with regulators , whereby a significantly cheaper production, easier maintenance and high operational reliability are guaranteed.

Die Begrenzung der Leerlaufumlaufszahl kann durch den Gebläsedruck selbst erfolgen, wie Fig. 3 zeigt. Eine federbelastete Platte liegt auf dem Gebläseaustritt. Die Feder wird so eingestellt, daß die Platte 1 bei normaler ' Umdrehungszahl ganzr wenig geöffnet ist (i in Fig. ι). Mit abnehmender Belastung und steigender Umdrehungszahl steigt der Gebläse- ' druck und hebt die Platte ι mehr an, wodurch mehr Luft durchströmt,; als der Um- drehungszahl entsprechend. Der Leerlauf . umlaufszahl entspricht die Lage 10,2 in Fig. 1.The number of idle cycles can be limited by the fan pressure itself, as Fig. 3 shows. A spring-loaded plate lies on the blower outlet. The pen will adjusted so that the plate 1 is very little open at normal 'speed (i in Fig. Ι). As the load decreases and the number of revolutions increases, the fan ' pressure and lifts the plate ι more, whereby more air flows through; than the speed accordingly. The idle. The circulation number corresponds to the position 10.2 in FIG. 1.

Mit abnehmender Belastung· nimmt die Stromstärke der Dynamo ab; es kann deshalb auch die Stromstärke dazu benutzt werden, die Luftaustrittsöffnung mittels eines elektromagnetisch betätigten Hilfsapparates zu vergrößern. Der Leerlaufumla'fszahl entspricht dann die Stellung 17 in Fig. 1. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß der Mehrkraftverbrauch des Gebläses mit öffnung des Luftaustrittes voll ausgenutzt wird.With decreasing load · the amperage of the dynamo decreases; it can therefore also the current strength can be used to open the air outlet opening by means of an electromagnetic operated auxiliary apparatus to enlarge. The idle circulation number corresponds to then position 17 in FIG. 1. This arrangement has the advantage that the additional power consumption of the fan with opening of the air outlet is fully exploited.

Es ist dies ebenfalls möglich auf mechanische Weise, indem z. B. (Fig. 2) auf die Dynämdwelle ein einfacher Regler aufgebaut ist, welcher bei steigender Umdrehungszahl einen Luftschieber öffnet; es kann auch die veränderliche Zentrifugalkraft anderer Teile zur Steuerung des Gebläses benutzt werden.This is also possible in a mechanical way, e.g. B. (Fig. 2) on the Dynämdwelle a simple controller is built, which with increasing number of revolutions an air valve opens; it can also be the variable centrifugal force of other parts can be used to control the fan.

Selbstverständlich sind noch andere Anordnungen zur Regelung des Luftaustrittes möglich. Das Wesen der Erfindung besteht immer darin, daß mit abnehmender Nutzbelastung der Luftaustritts- bzw. «Durchtrittsquerschnitt des Gebläses vergrößert wird.Of course, other arrangements for regulating the air outlet are also possible. The essence of the invention is always that with decreasing payload the air outlet or passage cross-section of the fan is increased.

Es sind also auch Ventilatorräder brauchbar, bei welchen der Durchtrittsquerschnitt der Schaufeln abhängig von der Belastung verändert wird; z. Bi können bei normaler Um- drehungszahl die Schaufeln in einer Ebene liegen, wodurch der kleinste Kraftbedarf erzielt wird, und mit abnehmender Nutzbelastung werden die Schaufeln verdreht, z/B. zufolge der steigenden Umdrehungszahl, und der Luftdurchtrittsquerschnitt wird vergrößert.So there are also fan wheels usable in which the passage cross-section of the Blades is changed depending on the load; z. Bi can at normal speed the blades lie in one plane, whereby the smallest power requirement is achieved, and with decreasing useful load the blades are twisted, z / B. according to the increasing number of revolutions, and the air passage cross-section is enlarged.

Wenn weniger auf kleinen Kraftverbrauch bei normaler Umdrehungszahl gesehen wird, kann das Gebläse vergrößert und dadurch die Leerlaufumlaufszahl herabgesetzt werden; es könnte sogar das Gebläse so stark gehalten werden, daß mit abnehmender Nutzbelastung auch die Umdrehungszahl herabgesetzt wird. . "■If less power is consumed at a normal number of revolutions, the fan can be enlarged and thereby the idling speed can be reduced; the fan could even be kept so strong that with decreasing useful load the number of revolutions is also reduced. . "■

Es steht nichts im Wege, die durch das; Gebläse geförderte Druckluft nützlich zu ver- no wenden, z. B. als Druckluft für die Kessel· bei Dampfanlagen, als Blaseluft bei Lokomo- .'·" tiven usw. ,Nothing stands in the way of being through that; Compressed air supplied by the fan is useful in reducing it turn, e.g. B. as compressed air for the boiler · in steam systems, as blown air in locomotives. '· " tives etc.,

Claims (3)

Patent-Ansprüche: " ¹¹SPatent claims: " ¹¹ S k. Regelungsvorrichtung für Kraftmaschinen, welche bei verschiedenen Nutzbelästungen mit verschiedenen Umdrehungszahlen arbeiten, und auf welche zum Ab- iao bremsen bei abnehmender Nutzbelastung, ein Gebläserad aufgebaut ist,'dadurch ge-^; '■ k. Control device for prime movers, which operate at different speeds of rotation when the useful load is different, and on which a fan wheel is built to slow down when the useful load decreases ^. '■ kennzeichnet, daß der Luftaustrittsquerschnitt bzw. Durchtrittsquerschnitt des Gebläses mit abnehmender Nutzbelastung vergrößert wird.indicates that the air outlet cross-section or passage cross-section of the Fan is increased with decreasing useful load. 2. Regelungsvorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß durch die abnehmende Stromstärke einer angetriebenen Dynamo das Gebläse elektromagnetisch gesteuert wird.2. Control device according to claim i, characterized in that a driven by the decreasing current strength Dynamo the fan is controlled electromagnetically. 3. Regeluhgsvorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die veränderliche Umdrehungszahl zur Einstellung der Austritts- bzw. Durchtrittsöffnung des Gebläserades benutzt wird.3. Regeluhgsvorrichtung according to claim i, characterized in that the variable Number of revolutions for setting the outlet or passage opening of the fan wheel is used. Hierzu ι Blatt Zeichnungen.For this purpose ι sheet of drawings.