DK144648B - Motoranlaeg med en turboladet forbraendingsmotor fortrinsvis med kompressionstaending og et hjaelpeforbraendingskammer - Google Patents

Description

U4648 i

Opfindelsen angår et motoranlæg omfattende dels en forbrændingsmotor, fortrinsvis med kompressionstænding, som har mindst ét arbejdskammer med variabelt volumen, og som er trykladet ved hjælp af en turbokompres-5 sorgruppe, som omfatter en kompressor, hvis udløb er sluttet til arbejdskammeret via en tilførselsledning, og en turbine, der driver kompressoren, og hvis indløb er sluttet til arbejdskammeret via en udstødsledning, dels en omløbskanal, der forbinder 10 kompressorudløbet med turbineindløbet parallelt med arbejdskammeret, og som er indrettet til fra kompressoren at lede hele den luftmængde, der ikke passerer motoren, til turbinen, dels et hjælpeforbrændingskammer, som set i strømningsretningen er delt i en for-15 reste primær forbrændingszone, til hvilken der ledes frisk luft gennem omløbskanalen og brændsel gennem et brændselstilførselssystem, og en bageste sekundær blandezone, der får tilført frisk luft gennem kanalen og udstødsgas gennem udstødsledningen, 20 og som afgiver varm gas til turbinen til drift af denne, dels drøvleorganer i omløbskanalen indrettet til mellem luftudløbet fra kompressoren og gasindløbet til turbinen at tilvejebringe et trykfald, som er praktisk talt uafhængigt af forholdet 25 mellem den luftmængde, som passerer kanalen, og den totale luftmængde, som leveres af kompressoren, hvilket trykfald ændrer sig i samme retning som trykket i kanalen før drøvleorganerne.

Ved "en forbrændingsmotor, som har et arbejds-30 kammer med variabelt rumfang" skal forstås enhver motor, som har mindst ét arbejdskammer, hvori indsugnings-, kompressions-, forbrændings- og ekspansions- samt udstødningsfasen forløber i firtakt eller totakt. Det drejer sig sædvanligvis om motorer, 35 hvor hvert arbejdskammer er begrænset af et stempel, U4648 2 som udfører en frem- og tilbagegående eller rotende bevægelse i en cylinder eller et hus (i sidstnævnte tilfælde i form af Wankel-motorer eller lignende motorer) til forskel fra forbrændingsmotorer med et 5 arbejdskammer med konstant rumfang, såsom gasturbiner.

Udtrykket dækker både motorer med et enkelt arbejdskammer og motorer med flere arbejdskamre. Tilsvarende gælder, at turbokompressorgruppen kan omfatte mere end én kompressor og mere end én turbine, ligesom 10 motoranlægget kan have mere end ét hjælpeforbrændingskammer. Den anvendte udtryksmåde er kun valgt for at simplificere forklaringen af opfindelsen.

Motoranlæg af ovennævnte art er beskrevet i en ældre dansk patentansøgning nr. 1823/73 (nu frem-15 læggelsesskrift nr. 143.518).

Før forklaringen af de forbedringer ved et mo-toranlæg af ovennævnte art, som tilvejebringes ved hjælp af opfindelsen, er det hensigtsmæssigt at sammenligne forbrændingsmotorer, hvis arbejdskammer har 20 variabelt rumfang, med motorer hvis arbejdskammer har konstant rumfang, gasturbiner. I gasturbiner skal arbejdskammeret sikre en fuldstændig forbrænding med god forbrændingseffekt og uden koks- og soddannelse, men også stabil tilførsel af brændsel i kammeret uden 25 utilsigtet slukning eller udblæsning af flammen.

For at sikre disse to betingelser er det kendt at dele arbejds- eller forbrændingskammeret i gasturbiner i to særskilte zoner, nemlig en såkaldt primær zone, hvor luften og brændslet tilføres i ind-30 byrdes forhold, der nærmer sig den støkiometriske tilstand, og en såkaldt sekundær eller opspædningszone , hvor den meget varme forbrændingsgas, som frembringes i den primære forbrændingszone, afkøles ved opspædning med frisk luft, som tilføres gennem 35 blåndeåbninger. For også at gøre forbrændingen så 144648 3 fuldstændig og stabil som muligt, skal trykfaldet af luften ved indstrømningen i den primære forbrændingszone være tilstrækkelig stort til at skabe en god turbulens i den primære zone, men samtidig til-5 strækkelig lille til ikke at formindske ydelsen af det samlede system bestående af kompressor, forbrændingskammer og turbine. Tilvejebringelsen af et i så henseende godt forbrændingskammer støder dog på den vanskelighed, at det er nødvendigt at arrangere 10 en primær zone med kraftig turbulens med det mindst mulige tryktab. Erfaringen har vist, at dette kun kan opnås med forbrændingskamre, som har et tryktab af størrelsesordenen mindst 5%.

Opfindelsen angiver et motoranlæg, som adskil-15 ler sig fra det kendte ved, at omløbskanalens midterstykke er delt i to parallelle grene, af hvilke den første indeholder de nævnte drøvleorganer og udmunder efter den primære forbrændingszone, medens den anden gren er forbundet til den primære zone gen-20 nem mindst én åbning med en sådan lysning, at der over åbningen tilvejebringes praktisk talt samme trykfald som over drøvleorganerne, og at åbningen er således beliggende, at indstrømningen af luft skaber turbulens i det område af den primære zone, hvor 25 brændselstilførselssystemet munder ud.

Eftersom trykfaldet over drøvieorganerne i den ene kanalgren kan blive større end 10% eller endog i visse tilfælde kan komme op på 20%, vil forekomsten af samme trykfald gennem den eller de åbninger, gen-30 nem hvilke luften strømmer ind i den primære zone af hjælpeforbrændingskammeret, muliggøre, at der i denne zone sikres tilsvarende driftsbetingelser, som hersker ved og er yderst fordelagtige ved egentlige gasturbiner, og da disse driftsforhold er etableret ved hjælp 35 af kendte midler, bliver konstruktionsomkostningerne overkommelige, og anlæggets samlede effekt er ikke 4 U4 648 formindsket ved skabelse af et ekstra trykfald.

Med et anlæg ifølge opfindelsen opnår man således, at hjælpeforbrændingskammeret under alle belastningsforhold giver en fuldstændig forbrænding, 5 dvs. en god forbrændingseffekt uden koks- og soddannelse, på grund af den ved trykfaldet gennem indstrømningsåbningen til den primære zone skabte turbulens, og en stabil forstøvning af brændslet i kammeret uden tilsigtet slukning og udblæsning af flam-10 men, samtidig med at omkostningerne ved anlægget er begrænset til en rimelig størrelse, og den samlede ydelse af anlægget kan holdes på et højt niveau.

Anlægget ifølge opfindelsen adskiller sig fra den teknik, som er beskrevet i det førnævnte frem-15 læggelses skrift nr. 143.518, ved at drøvleorganeme, som skal tilvejebringe trykfaldet, dér er placeret foran hjælpeforbrændingskammerets primære zone.

For yderligere at sikre en, fuldstændig forbrænding i hjælpeforbrændingskammeret kan anlægget 20 ifølge opfindelsen omfatte reguleringsorganer indrettet til at regulere lysningen af åbningen eller åbningerne til den primære zone og leveringsmængden af brændselstilførselssystemet på en sådan måde, at der i hjælpeforbrændingskammeret tilvejebringes betingel-25 ser, der ligger tilstrækkelig tæt ved de støkiometriske til opretholdelse af stabil forbrænding.

Til sikring af at flammen i hjælpeforbrændingskammeret ikke slukkes og til forbedring af forbrændingseffekten kan ifølge opfindelsen disse regule-30 ringsorganer være aktiveret af et styreorgan, som er påvirket af et tryk, der hersker et eller andet sted i det gasformige fluidums kredsløb mellem kompressorudløbet og turbineindløbet, og dette styreorgan kan være indrettet på en sådan måde, at lysnin-35 gen af åbningen eller åbningerne og brændselstilfør- 144648 5 selssystemets leveringsmængde begge to vil ændres i modsat retning af ændringen af nævnte tryk. Endvidere kan ifølge opfindelsen styreorganet yderligere være underkastet en sammensat påvirkning fra en kontra-5 fjeder og et regulerbart modtryk i modsat retning af påvirkningen fra nævnte tryk på et sted i det gasfor-mige fluidums kredsløb. Ved ændring af det nævnte modtryk kan anlæggets reguleringsområde forskydes, eksempelvis ved igangsætning af hjælpeforbrændingskamme-10 ret.

Til effektiv køling af hjælpeforbrændingskammeret for at sikre dettes pålidelige drift og gode forbrændingseffekt, som omtalt ovenfor, samt til køling af turbinen kan der ifølge opfindelsen fra den første 15 kanalgren, som er forbundet direkte med den sekundære blandezone, og som fortrinsvis udmunder før tilslutningen af udstødsledningen i denne zone, være afgrenet et køleluftkredsløb, der udmunder i den bageste del af blandezonen ved indløbet til turbinen.

20 Herved udnyttes de to forskellige trykniveauer, som tilvejebringes ved hjælp af hovedopfindelsen, til at skabe en køleluftstrøm uden mærkbar forringelse af anlæggets energibalance.

Drøvleorganerne, som findes i kanalens første 25 gren, kan være placeret tæt ved det sted, hvor denne gren er sluttet til hjælpeforbrændingskammerets sekundære zone. Denne udformning giver et særlig enkelt og kort kølekredsløb.

Opfindelsen forklares nærmere i det følgende 30 under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 skematisk viser et planbillede, delvis i snit af et første udførelseseksempel på et motoranlæg ifølge opfindelsen, 144648 6 fig. 2 et planbillede, delvis i snit, af en del af et andet udførelseseksempel på et motoranlæg ifølge opfindelsen, hvor den ikke viste del af anlægget er identisk med anlægget i fig. 1, 5 fig. 3 i stor målestok et aksialsnit gennem et hjælpeforbrændingskammer med organer, der regulerer tilførslen af luft og brændsel, modificeret i forhold til fig. 1 og 2, fig. 4 et perspektivbillede af et hjælpefor-10 brændingskammer modificeret i forhold til fig. 3, fig. 5 og 6 detaljer af fig. 4, og fig. 7 et planbillede, delvis i snit, af et motoranlæg, hvor hjælpeforbrændingskammeret er modificeret i forhold til fig. 3.

15 En dieselmotor 1 er i fig. 1 og 2 trykladet ved hjælp af en turbokompressorgruppe, som omfatter en kompressor 2, en turbine 3, som driver kompressoren 2 gennem en aksel 4, og en omløbskanal 5 mellem udløbet fra kompressoren 2 og indløbet til tur-20 binen 3. Cirkulationen af luften og andre gasformige blandinger er angivet ved hjælp af pile i fig.l og 2.

Motoren har flere arbejdskamre 6 med variabelt rumfang, og disse kamre er forbundet med udløbet fra kompressoren 2 ved hjælp af tilførselsled-25 ninger 7 og med indløbet til turbinen 3 ved hjælp af udstødsledninger 8 på en sådan måde, at arbejds-kamrene 6 er i parallel med i det mindste en del af kanalen 5.

Motoranlægget omfatter i øvrigt et hjælpefor-30 brændingskammer 9, som set i strømningsretningen er delt i en primær forbrændingszone 10, der tilføres frisk luft gennem kanalen 5 og brændsel ved hjælp 7 U4648 af et brændselstilførselssystem 11, og en sekundær blandezone 12, der tilføres frisk luft gennem kanalen 5 og udstødsgas gennem udstødsledningen 8, og som afgiver varm gas til turbinen til drift af denne.

5 Motoranlægget har endvidere i kanalen 5 drøv- leorganer 13 indrettet til mellem luftudløbet fra kompressoren 2 og gasindløbet til turbinen 3 at tilvejebringe et trykfald, som er praktisk talt uafhængigt af forholdet mellem den luftmængde, som 10 passerer kanalen 5, og den totale luftmængde, som leveres af kompressoren 2, hvilket trykfald ændrer sig i samme retning som trykket i kanalen før drøvle-organerne 13.

Som det fremgår af fig. 1 og 2, styres drøvle-15 organerne 13, som kan udgøres af et drejespjæld, et skydespjæld eller et tilsvarende organ, ved hjælp af et dobbelt stempel 14 med to stempelhoveder 15 og 16 med forskellige tværsnit. En kanal 17 overførercht tryk, som hersker i kanalen 5 før drøv-20 leorganerne 13, til rummet mellem stempelhovederne.

På sin modsatte side er det lille stempelhoved 15 underkastet det atmosfæriske tryk, medens den modsatte side af det store stempelhoved 16 er underkastet et tryk, som hersker i kanalen 5 efter drøv-25 leorganerne 13, og som overføres ved hjælp af en kanal 18. Stemplet 14 er forskydelig i en cylinder 19. Enheden, der består af cylinderen 19, stemplet 14, drøvleorganerne 13 og den mekanisme, som forbinder sidstnævnte med stemplet 14, er indret-30 tet således, at man opnår ovennævnte betingelse for trykfaldet over drøvleorganerne 13.

Drøvleorganerne 13 og deres styreaggregat 144648 8 1 form af det dobbelte stenpel 14 kan i stedet udgøres af særskilte elementer, som kan være kombineret på den måde, som er forklaret i det førnævnte danske fremlæggelsesskrift nr. 143.518 eller 5 i fransk patentskrift nr. 2.222.537, og suppleret med dæmpere, tilbageføringsfjedre etc. som beskrevet deri.

Kanalen 5 er delt i to parallelle grene 5a og 5b, af hvilke den første 5a indeholder drøvieorganerne 13 og udmunder efter den primære for-10 brændingszone 10, medens den anden gren 5b er forbundet til den primære zone 10 ved hjælp af mindst én åbning 20 med en sådan lysning, at trykfaldet gennem åbningen er praktisk talt det samme som trykfaldet over drøvleorganerne 13. Brændselstil-15 førselssystemet 11 munder via en injektor 21 ud i et område af den primære zone 10, hvor der skabes turbulens ved luftindstrømningen gennem åbningen 20. Det skal bemærkes, at ovennævnte trykfald ikke skyldes luftens passage gennem åbningen 20 eller åbningerne 20, men tilvejebringes af drøvleorganerne 13, idet dette trykfald dannes uafhængigt af den gennemstrømmende luftmængde.

Motoranlægget omfatter reguleringsorganer indrettet til korrelativt at regulere lysningen af 25 åbningerne 20 og leveringsmængden fra brændselstilførselssystemet 11. I eksemplerne i fig. 1 og 2 aktiveres disse reguleringsorganer af et styreorgan 22, som er vist skematisk ved hjælp af en vippearm, og som er mekanisk forbundet med selve regulerings- 30 organerne, der består af dels en glidebøsning 23, dels en reguleringskegle eller -ventil 24. Bøsningen 23 glider udvendig på en bøsning 25, som indvendigt afgrænser det primære kammer 10 og lukker kanalen 144648 9 5's anden gren 5b, hvorfra luften kun kan strømme videre gennem en krans af åbninger 20 gennem bøsningen 25. Bøsningen 23 lukker mere eller mindre for disse åbninger 20 og regulerer således deres 5 fri lysning. Ventilen 24 regulerer lysningen af en åbning 26, som ved hjælp af en kanal 27 er sluttet til en ikke vist brændselskilde under tryk og ved hjælp af en kanal 28 er sluttet til injektoren 21.

10 Fra kanalen 5's gren 5a (i fig. 2 efter drøvleorganerne 13, i fig. 3 før) udgår et kølekredsløb, som slutter ved indløbet til turbinen 3. Kredsløbet er afgrænset mellem to koaksiale, tilnærmelsesvis cylindriske bøsninger 29 og 30, af hvilke den 15 indre bøsning 29 er sluttet til den anden gren 5b af kanalen 5 gennem bøsningen 25 omkring den primære zone 10. Bøsningen 29 afgrænser indvendigt den sekundære zone 12. Udstødsledningerne 8 munder ud i den indre bøsning 29. Bøsningerne 29 20 og 30 afgrænser mellem sig et ringformet kammer 31, som er sluttet til den første gren 5a af kanalen 5, og som udgør et kølekredsløb for den indre bøsning 29.

I fig. 1 indblæses den sekundære blandeluft i 25 den indre bøsning 29 gennem åbninger 32 i bøsningen efter tilslutningen af udstødsledningerne 8, og hele luftmængden fra kanalen 5's første gren 5a passerer gennem disse åbninger og derfra direkte ind i turbinen.

30 I eksemplet i fig. 2 indføres den sekundære blandeluft for størstedelen i den indre bøsning 29 gennem åbninger 33 med forholdsvis stor lysning og placeret før tilslutningen af udstødsledningerne 8, 144648 10 medens resten af den sekundære luft indføres i den indre bøsning 29 gennem åbninger 34 med forholdsvis lille lysning og placeret på samme sted som åbningerne 32 i fig. 1. Luften, som passerer kanalen 5 5's gren 5a, deler sig mellem den sekundære zone 12 og den del af det ringformede kammer 31, som befinder sig efter åbningerne 33, hovedsagelig i samme forhold som forholdet mellem de totale tværsnit af åbningerne 33 og åbningerne 34.

]_0 Eksemplerne i fig. 3 og 4 adskiller sig fra de foregående eksempler ved to forbedringer.

Ved den første forbedring er styreorganet 22 påvirket af det tryk, som hersker på et eller andet sted i gaskredsløbet fra kompressoren 2's udløb 15 til turbinen 3's indløb, og det er indrettet på en sådan måde, at tværsnittet af åbningen eller åbningerne 20 og den brændselsmængde, som leveres fra brændselstilførselssystemet 11, begge varierer (i det mindste i bevægelseszonen for bøsningen 23) i 20 modsat retning af nævnte tryk og som nævnt i det foregående afhængigt af trykfaldet over åbningerne 20. Til dette formål er styreorganet 22 underkastet et modtryk udøvet dels af en fjeder 35, som ikke er vist i fig. 4, men som ses i fig. 6, dels af et regu-25 lerbart pneumatisk modtryk.

Ved den anden forbedring er drøvleorganerne 13 i den første gren 5a af kanalen 5 placeret enten umiddelbart på det sted, hvor grenen 5a er sluttet til den sekundære zone 12 (fig. 3), eller tæt ved 30 dette sted (fig. 4).

Til dette formål omfatter drøvleorganerne 13 og reguleringsorganerne, som er indrettet til at va- 144648 11 riere lysningen af åbningen eller åbningerne 20, tre hule koaksiale elementer, af hvilke det ene (36 eller 36a) er fast, medens de to andre (37 eller 37a, 38 eller 38a) er bevægelige uafhængigt af hinanden. Det 5 faste element 36 eller 36a, som indvendigt afgrænser i det mindste en del af den sekundære zone 12 af hjælpeforbrændingskammeret 9, bestemmer sammen med det første bevægelige element 37 eller 37a en første række åbninger 39 eller 39a, hvis lysning varie-10 rer med stillingen af elementet 37 eller 37a, og som udgør nævnte drøvleorganer. Det andet bevægelige element 38 eller 38a bestemmer sammen med et af de to andre elementer (henholdsvis det første bevægelige element 37 i fig. 3 og det faste element 36a i 15 fig. 4) en anden række åbninger 20 eller 20a, hvis lysning varierer med stillingen af det andet bevægelige element 38 eller 38a, og som udgør nævnte reguleringsorganer .

I eksemplet i fig. 3 er de to bevægelige ele-20 menter 37 og 38 indrettet til at forskydes aksialt i forhold til det faste element 36. Elementet 38 er placeret inden i elementet 37, som igen er placeret inden i elementet 36. Det faste element 36 svarer til bøsningen 29 i fig. 1 og 2. Det optager 25 udstødsledningerne 8 og danner sammen med den ydre bøsning 30 det ringformede kølekammer 31. Åbningerne 39 er fordelt langs omkredsen af de to elementer 36 og 37 på en sådan måde, at forskydningen af elementet 37 ændrer åbningernes lysning.

30 Det bevægelige element 37 rager ud fra kana len 5 gennem en pakning 40. Uden for kanalen 5 bærer det bevægelige element 37 en cylinder 41, i hvilken styreorganet 22 kan glide. Dette styreorgan 22 har form af et stempel ud i ét med det 35 indre element 38. Åbningerne 20 er fordelt langs omkredsen af de to elementer 37 og 38 på en sådan måde, at den indbyrdes forskydning af disse elementer U4648 12 varierer åbningernes tværsnit.

I cylinderen 41 glider et frit stempel 42, hvori åbningen 26, som regulerer brændselsmængden, er udformet. Ventilen 24 rager ind i åbningen 26 5 og er formet som en nål på den ene ende af en stang 43, som strækker sig aksialt gennem styreorganet 22.

Stangen 43 har indvendigt en langsgående passage, som udgør kanalen 28 (jvf. fig. 1 og 2), og som munder ud i injektoren 21 for enden af styreorga-10 net 22.

Tilførselsledningen 27 for brændslet munder ud i bunden af cylinderen 41. Overskydende brændsel strømmer til en overløbsledning 44 gennem en åbning 45, hvis lysning reguleres af det frie stempel 42.

15 Dette er påvirket i modsatte retninger af brændslet, der tilføres gennem ledningen 27, og af en trykfjeder 46, som hviler mod en tætnende skillevæg 47, der strækker sig tværs over det indre af cylinderen 41. I sin opstrømsende munder længdekanalen 28 ud 20 mellem det fri stempel 42 og skillevæggen 47.

På den anden side af skillevæggen 47 afgrænser styreorganet 22 et kammer 48, i hvilken der udmunder en ledning 49, som overfører nævnte pneumatiske modtryk. I dette kammer 48 er anbragt en fjeder 35, 25 som støtter imod skillevæggen 47.

Det hule element 37 har uden for pakningen 40 et tværsnit s, på hvilket omgivelsernes tryk virker. Dette tværsnit s er mindre end tværsnittet S i den anden ende af det hule element 37 lige 30 før udstødsledningerne 8. Da ydersiden af det hule element 37 med undtagelse af den del, som ligger uden for pakningen 40, er udsat for trykket ved kompressoren 2’s udløb (det tryk som hersker i kanalen 5 før drøvleorganerne 13 eller åbningerne 35 39) er trykfaldet ΔΡ, som skabes ved hjælp af disse 144648 13 drøvleorganer, lig med P2 · f?, uanset mængde strømmen gennem drøvleorganerne, i det mindste så længe drøvle-åbningerne 39 ikke er helt åbne.

Ved regulering og indstilling af fjedrene 35 5 og 36's karakteristik og geometrien af åbningerne 20 og 26 kan der mellem mængden af tilført luft til den primære zone 10 og mængden af brændsel gennem injektoren 21 holdes et forhold, der ligger tilstrækkelig tæt ved det støkiometriske til at sikre en god 10 stabilitet af forbrændingen, og disse mængder varierer i modsat retning af trykket i et eller andet punkt af kanalen 5 (trykket ved indløbet til turbinen i fig. 3 eller ved udløbet fra kompressoren som nævnt ovenfor, ifølge fig. 4). Luft- og brændselsmæng-15 derne kan variere mellem en maksimal værdi (hvor turbokompressoren 2,3 fungerer alene eller med motoren 1 i tomgang) og en minimumværdi i form af et vågeblus (som eventuelt kan være nul) i forhold til den ydelse, for hvilken turbokompressoren er i selvstæn-20 dig funktion med hele ydelsen disponibel for udstødningen fra motoren.

Modtrykket, som virker gennem ledningen 49 i fig. 3, tillader modifikation af reguleringsområdet og samtidig efter ønske at sætte hjælpeforbrændings-25 kammeret 9 i funktion.

Eksemplet i fig. 4 adskiller sig navnlig fra eksemplet i fig. 3 ved, at de bevægelige elementer 37a og 38a er drejelige i stedet for aksialt forskydelige.. Det er kun for at forenkle tegningen, at 30 fig. 4 ikke viser kølekredsløbet i det ringformede kammer 31.

Det faste element 36a er cylindrisk og omfatter dels en luftindgang 50, hvor den del af kanalen 5, som kommer fra kompressoren 2, munder ud, dels en U4648 14 første krans af åbninger, som udgør det første sæt åbninger 39a, og en anden krans af åbninger 33.

Det indvendig i det faste element 36a drejelige element 37a, som ligeledes er cylindrisk, har en 5 krans af åbninger, som udgør det andet sæt åbninger 39a. Ved hjælp af eger 51 og en bøsning 52 er det drejelige element 37a forbundet med en første styrearm 53.

Ved hjælp af en tværliggende tætningsvæg 54 10 er det faste element 36a forbundet med en fast cylindrisk bøsning 55, langs hvis inderside det andet bevægelige element 38a kan dreje. Dette element 38a er også cylindrisk. Elementet 38a og bøsningen 55 har to kranse af åbninger 20a. Ved hjælp af en 15 tværgående tætningsvæg 56, som udgør bunden af den primære zone 10 i forbrændingskammeret 9, og en bøsning 57 er det drejelige element 38a forbundet med en anden styrearm 58 koblet til styreorganet 22 ved hjælp af stangen 43. Bøsningen 52 ligger 20 koaksialt uden om bøsningen 57, og brændselsledningen 28 går gennem bøsningen 57 og bærer injektoren 21 i den ende, som vender mod den primære zone 10.

I fig. 6 er skematisk vist de organer, som korrelativt regulerer mængden af primærluft og brænd-25 sel i udførelseseksemplet i fig. 4. De samme elementer er i de to figurer betegnet med samme henvisningsbetegnelser. Disse organer anvender som drivfluidum brændsel, som tilføres ved konstant tryk gennem en ledning 59. Efter en dyse 60 munder lednin-30 gen 59 ud i en cylinder 61, i hvilken der glider et stempel 62 analogt med styreorganet 22 i fig.

3, og dette stempel er påvirket af en trykfjeder 35, som ikke er vist i fig. 4, og af trykket fra brændslet i cylinderen 61. Stemplet 62 er fastgjort til 35 stangen 43. Brændslet strømmer ud af cylinderen 61 144648 15 gennem et udløb, som er styret ved hjælp af et blandingsreguleringsstempel 63, og via en ledning 64 tilbage til brændselsreservoiret. Stemplet 63 er påvirket dels af en fjeder 65, dels af et reguler-5 bart modtryk, som overføres gennem en ledning 49a.

Sidstnævnte tryk er fortrinsvis proportionalt med det tryk, som hersker på et eller andet sted i kanalen 5, f.eks. ved udløbet fra kompressoren 2, idet proportionalitetskoefficienten kan indstilles efter ønske.

10 Fig. 5 viser skematisk reguleringen af tryk faldet ΔΡ i eksemplet i fig. 4. Denne regulator anvender også som drivfluidum brændslet, som tilføres under tryk gennem ledningen 59. Efter en dyse 66 udmunder ledningen 59 i en cylinder 67, hvori der 15 glider et stempel 68 med en stempelstang 69, der er koblet til en styrearm 53. Stemplet 68 er påvirket af en trykfjeder 70 og af trykket af brændslet i cylinderen 67. Brændslet strømmer gennem et udløb, som er styret ved hjælp af et reguleringsstempel 14, 20 der påvirkes som forklaret under henvisning til fig.

1 og 2, til en ledning 71, der fører det tilbage til reservoiret.

Funktionen af eksemplet i fig. 4-6 er den samme som for fig. 3 med undtagelse af, at styremeka-25 nismerne er hydrauliske, og at en ændring af reguleringsområdet for mekanismen i fig. 6 sker ved direktepåvirkning af tilførselstrykket i ledningen 49a.

Under alle omstændigheder frembringes der ved udgangen fra åbningerne 20 eller 20a en turbu-30 lens, så at brændsel, som indsprøjtes i den primære zone 10, forbrænder under optimale betingelser. Denne turbulens er opnået uden effekttab, da drøvleorga-nerne 13, som frembringer den, indgår i anlæggets kendte komponenter.

35 Udførelseseksemplet i fig. 7 adskiller sig i det

Claims (10)

144648 væsentlige fra det i fig. 3 ved, at drøvleorganerne, som skaber et styret trykfald, og som i fig. 7 er betegnet med 13a, er adskilt fra det geometrisk variable hjælpeforbrændingskammer, her betegnet med 5 9a. Som vist i fig. 7 er kanalen 5 afgrænset af et hus 74, hvorfra der udgår to tilførselsledninger 7, og som har en skillevæg 75 mellem kanalens grene 5a og 5b. Skillevæggen 75 er gennembrudt af en udsparing, hvis kant udgør et sæde 76, der 10 samvirker med en ventilplade 77 anbragt efter sædet. Pladen 77 er fastgjort på en stang 78, som går gennem udsparingen og videre gennem huset 74's ydervæg med et indskudt tætningsorgan 79. Ventilpladen 77 udgør drøvleorganerne 13a og 15 er i ligevægt under påvirkning af det atmosfæriske tryk, som virker på stangen 78's tværsnit uden for huset 74, og af de tryk, som hersker henholdsvis over og under pladen 77, og som påvirker henholdsvis oversiden og undersiden af pladen. Når s^ er tvær-20 snittet af stangen 78, arealet af pladen 77, P0 det atmosfæriske tryk, P2 og P3 trykkene over og under pladen 77, gælder udtrykket ^2 - ^3 S1 =--— = =—. Forbrændingskammeret 9a er begrænset af en bøsning 25, der er fastgjort på huset 74, og 25 af en glidebøsning 38 indrettet og styret ligesom bøsningen 38 i fig. 3. Den eneste forskel er, at fjederen 35 i fig. 3 er erstattet af en elastisk bælg 35a, der samtidig tjener som tætningsorgan mellem kammeret 48 og grenen 5b af kanalen 5, og at cy-30 linderen 41 er fastgjort på huset 74.

1. Motoranlæg omfattende dels en forbrændingsmotor (1), fortrinsvis med kompressionstænding, som 144648 har mindst ét arbejdskammer (6) med variabelt volumen, og som er trykladet ved hjælp af en turbokompressorgruppe, som omfatter en kompressor (2), hvis udløb er sluttet til arbejdskammeret (6) via en tilførsels-5 ledning (7), og en turbine (3), der driver kompressoren (2), og hvis indløb er sluttet til arbejdskammeret (6) via en udstødsledning (8), dels en omløbskanal (5), der forbinder kompressorudløbet med turbineindløbet parallelt med arbejdsro kammeret (6), og som er indrettet til fra kompressoren at lede hele den luftmængde, der ikke passerer motoren (1), til turbinen, dels et hjælpeforbrændingskammer (9), som set i strømningsretningen er delt i en forreste primær 15 forbrændingszone (10), til hvilken der ledes frisk luft gennem omløbskanalen (5) og brændsel gennem et brændselstilførselssystem (11), og en bageste sekundær blandezone (12), der får tilført frisk luft gennem omløbskanalen (5) og udstødsgas gennem ud-20 stødsledningen (8), og som afgiver varm gas til turbinen (3) til drift af denne, dels drøvleorganer (13) i omløbskanalen (5) indrettet til mellem luftudløbet fra kompressoren (2) og gasindløbet til turbinen (3) at tilveje-25 bringe et trykfald, som er praktisk talt uafhængigt af forholdet mellem den luftmængde, som passerer kanalen (5), og den totale luftmængde, som leveres af kompressoren (2), hvilket trykfald ændrer sig i samme retning som trykket i kanalen før drøvleorga-50 nerne (13), kendetegnet ved, at omløbskanalens (5) midterstykke er delt i to parallelle grene (5a, 5b), af hvilke den første (5a) indeholder 144648 de nævnte drøvleorganer (13) og udmunder efter den primære forbrændingszone (10), medens den anden gren (5b) er forbundet til den primære zone (10) gennem mindst én åbning (20) med en sådan lysning, at der 5 over åbningen (20) tilvejebringes praktisk talt samme trykfald som over drøvleorganerne (13), og at åbningen (20) er således beliggende, at indstrømningen af luft skaber turbulens i det område af den primære zone (10), hvor brændselstilførselssy-10 sternet (11) munder ud.

2. Anlæg ifølge krav 1, kendetegnet ved reguleringsorganer (23, 24) indrettet til at regulere lysningen af åbningen eller åbningerne (20) og leveringsmængden af brændselstilførselssystemet 15 (11) på en sådan måde, at der i hjælpeforbrændings- kammeret (9) tilvejebringes betingelser, der ligger tilstrækkeligt tæt ved de støkiometriske til opretholdelse af stabil forbrænding.

3. Anlæg ifølge krav 2, kendetegnet 20 ved, at reguleringsorganerne (23, 24) er aktiveret af et styreorgan (22) , som er påvirkeligt af et tryk, der hersker et eller andet sted i det gasformige fluidvims kredsløb mellem kompressorudløbet og turbineindløbet, og at styreorganet (22) er indrettet på en 25 sådan måde, at lysningen af åbningen eller åbningerne (20) og brændselstilførselssystemets (11) leveringsmængde begge to vil ændres i modsat retning af ændringen af nævnte tryk.

4. Anlæg ifølge krav 3, kendetegnet 30 ved, at styreorganet (22) yderligere er underkastet en sammensat påvirkning fra en kontrafjeder (35) og et regulerbart modtryk i modsat retning af påvirkningen fra nævnte tryk på et sted i det gasformige fluidums kredsløb.

5. Anlæg ifølge ethvert af kravene 1-4, kendetegnet ved, at der fra den første ka- 144548 nalgren (5a), som er forbundet direkte med den sekundære blandezone (12), og som fortrinsvis udmunder før tilslutningen af udstødsledningen (8) i denne zone, er afgrenet et køleluftkredsløb, der udmunder i 5 den bageste del af blandezonen ved indløbet til turbinen.

6. Anlæg ifølge krav 5, kendetegnet ved, at drøvleorganerne (13), som findes i omløbskanalens (5) første gren (5a), er placeret tæt ved det 10 sted, hvor denne gren (5a) er sluttet til hjælpeforbrændingskammerets (9) sekundære blandezone (12) .

7. Anlæg ifølge krav 2, kendetegnet ved, at reguleringsorganerne omfatter to eller flere hule koaksiale elementer (25, 38; 36, 37, 38; 15 36a, 37a, 37a), af hvilke det ene (25, 36, 36a) er fast, medens det eller de andre (37, 38; 37a, 38a) er bevægelige, og at to af elementerne bestemmer en række åbninger (20, 20a), hvis lysning er variabel med elementernes indbyrdes stilling.

8. Anlæg ifølge krav 7 og med to bevægelige koaksiale elementer, kendetegnet ved, at det faste, ydre element (36, 36a), som indvendigt afgrænser i det mindste en del af hjælpeforbrændingskammerets (9) sekundære blandezone (12) , sammen med 25 et første indre, bevægeligt element (37, 37a) bestemmer en yderligere række åbninger (39, 39a), som udgør nævnte drøvleorganer, og hvis lysning er variabel med stillingen af dette første bevægelige element (37, 37a).

9. Anlæg ifølge krav 6 og 8, kendete g-30 net ved, at det andet bevægelige element (38) er placeret inden i det første bevægelige element (37) og sammen med dette bestemmer den førstnævnte række åbninger (20) samt afgrænser hjælpeforbrændingskammerets (9) sekundære blandezone (12).

10. Anlæg ifølge krav 4 og 9, kendeteg net ved, at det andet bevægelige element (38)