DK145551B - Skibsfremdrivningsanlaeg med en ladet dieselmotor - Google Patents

Description

i 145551 1 Opfindelsen angår et skibsfremdrivningsanlæg med en ladet dieselmotor og af den i krav l’s indledning angivne art.

5 Ved skibsfremdrivningsanlæg af denne art består der driftstilstande, ved hvilke den energi, der står til disposition fra spildvarmekedelanlægget , ikke kan udnyttes, medens dieselmotoren samtidig bliver udsat for en høj termisk belastning. Sådanne driftstil-10 stande er typiske fx ved sejlads i tropiske farvande.

Den foreliggende opfindelse tager sigte på at angive et skibsfremdrivningsanlæg af den nævnte art, ved 15 hjælp af hvilket den overflødige spildvarmeenergi, der står til disposition, kan udnyttes til en ekstra køling af motoren for derved at forøge både driftssikkerheden og levetiden af dieselmotoren.

20 Dette opnås ifølge opfindelsen ved, at anlægget er udformet som angivet i krav l’s kendetegnende del.

Den elektrisk drevne hjælpeblæser forøger den skylle-luftmængde, der føres gennem cylindrene i dieselmo-25 toren, hvorved der opnås en indre køling af forbrændingsrummene, der virker gunstig på motorens drift.

Sådanne elektriske drevne hjælpeblæsere findes allerede ved visse typer af ladede dieselmotorer. Disse hjælpeblæsere tjener dog ikke til forøgelse af den 30 luftmængde, der føres gennem motoren under fuldlast, men til forbedring af motorens egenskaber ved tomgang og i et nederste delbelastningsområde, hvor den normale turboladegruppe, der er drevet ved hjælp af spildgas , endnu leverer utilstrækkelig luft. Et ek- 2 145551 1 sempel på en sådan ladet dieselmotor er fx beskrevet i USA-patentskrift nr. 3.447.313·

Ved udformning af skibsfremdrivningsanlægget som an-5 givet i krav 2, får man en meget enkel indretning, ved hjælp af hvilken det tilstræbte formål, en forbedring af kølingen af dieselmotoren med overskydende spildvarmeenergi, opnås under samtidig beskyttelse af turbineanlægget mod overlast.

10

Fortrinsvis kan anlægget være udformet som angivet i krav 3, hvor hjælpeblæseren er indskudt i serie efter ladeblæseren, da hjælpeblæseren på grund af forkompressionen af ladeluft ved hjælp af ladeblæseren skal 15 transportere en mindre luftmængde. Derved kan regulatoren til begrænsning af ydelsen af hjælpeblæseren påvirke ydelsen af hjælpeblæserens drivmotor.

Ved udformning af anlægget som angivet i krav 4 kan 20 regulatoren til begrænsning af hjælpeblæserens ydelse påvirke et i hjælpeblæserens sugeledning anbragt drøvleorgan.

Opfindelsen forklares nærmere under henvisning til 25 tegningen, på hvilken fig. 1 skematisk viser en udførelsesform for skibsfremdrivningsanlægget med en seriekobling af en turboladeblæser med en 30 hjælpeblæser, og fig. 2 en kobling af et anlæg med en motor i-følge USA-patentskrift nr. 3.447.313.

3 145551 1 I fig. 1 er der skematisk vist et skibsfremdrivnings-anlæg med en dieselmotor 1, der tjener til fremdriv-ning af en ikke vist propeller i et skib. Motoren 1 er forsynet med en ladeluftoptager 2 og en spildgas-5 optager 3. Pra spildgasoptageren 3 fører en spildgasledning 4 til en spildgasturbine 5 i en turbolade-gruppe 6. Pra spildgasturbinen 5 når spildgasserne til en spildvarmekedel 7 og fra denne til en skorsten 8.

10

En ladeblæser 10 i turboladegruppen 6 tilsuger luft fra atmosfæren gennem et luftfilter 11 og transporterer den gennem en første luftkøler 12 og en anden køler 13a i en ledning 13 til luftoptageren 2. I

15 ledningen 13 findes der desuden en kontraventil 14, der fx kan have form af klapper. Parallelt med dette énvejsorgan 14 er der i ledningen 13 indskudt en hjælpeblæser 15, der er forbundet med en elektrisk drivmotor 16.

20

Spildvarmekedlen 7 er del af et kraftanlæg med en dampturbine 17, en elektrisk generator 18, en kondensator 20 og en fødepumpe 21.

25 Den damp, der dannes i spildvarmekedlen 7, strømmer gennem en dampledning 22 med en drøvleventil 23 til dampturbinen 17. Fra dampturbinen 17 når den ekspanderede damp gennem en ledning 24 til en kondensator 20, fra hvilken kondensat tilføres en fødeledning 25 30 med en fødepumpe 21. Denne fødepumpe transporterer kondensat til den første ladeluftkøler 12, der her tjener som forvarmer for fødevandet. Fra luftkøleren 12 når det forvarmede vand derefter ind i spildvarmekedlen 7, i hvilken vandet bliver fordampet, og 4 145551 1 den dannede damp bliver overhedet.

Som det også fremgår af fig. 1, er dampturbinen 17 forsynet med en omdrejningstalsføler 30, hvis måle-5 signal tilføres til en omløbstalsregulator 31* der sammenligner signalet med en skal-værdi 32 og påvirker drøvleorganet 23 tilsvarende. Omdrejningstalsregulatoren 31 eller drøvleorganet 23 er tillige forbundet med en stillingsgiver 33, der tilfører et af 10 stillingen af drøvleorganet 23 afhængigt signal gennem en signalledning 34 til en ydelsesregulator 35 for elektromotoren 16. I en ledning 37, der fra et net 36, som bliver fødet af generatoren 18, fører til motoren 16, er der tillige indskudt en afbryder 38, der 15 bliver påvirket af en ind-ud-regulator 40. Denne regulator står over en ledning 4l under indflydelse af en trykføler 42, der måler damptrykket i ledningen 22.

20 Under drift driver spildgasserne fra dieselmotoren 1 spildgasturbinen 5 og strømmer gennem spildvarmekedlen 7 og skorstenen 8 ud i det fri. Den skylle- og ladeluft, der kræves til drift af motoren 1, bliver indsuget gennem blæseren 10, komprimeret og ved 25 hjælp af den første luftkøler 12 og ledningen 13 samt den anden luftkøler 13a transporteret til luftoptageren 2, fra hvilken den i takt med stempelbevægelserne når ind i forbrændingsrummene i motorens enkelte cylindre. Når motoren 16 for hjælpeblæseren 15 ikke er 30 i gang, kan luften strømme enten gennem kontraventilen 14 eller gennem den frit medløbende blæser 15· I spildvarmekedelanlæggget løber fødepumpen 21, der kan være drevet af en synkronmotor, i det væsentlige 145551 5 1 med konstant omdrejningstal og transporterer kondensat fra kondensatoren 20 gennem luftkøleren 12 til spildvarmekedlen 7. Fra spildvarmekedlen 7 bliver damp tilført til turbinen 17 gennem drøvleorganet 23 5 på en sådan måde, at turbinens omdrejningstal forbliver konstant.

Når under disse omstændigheder mængden af damp, der er dannet ved hjælp af spildvarme, overstiger beho-10 vet fra nettet 36 eller generatoren 18, vil trykket i ledningen 22 foran drøvleorganet 23 blive forøget.

Så snart dette tryk, der måles af trykføleren 42, overstiger den skal-værdi, der er forudsat af regulatoren 40, slutter regulatoren 40 afbryderen 38, hvor-15 ved motoren 16 for hjælpeblæseren 15 bliver sat i drift. Hjælpeblæseren 15 transporterer nu luften til ladeblæseren 10 og forøger dermed trykket i luftoptageren 2 og den mængde luft, der føres gennem cylindrene i dieselmotoren 1. Derved løber denne mere 20 koldt, fordi der ved forbrændingen af dieselbrændstoffet opstår lavere toptemperatur.

En overbelastning af dampturbinen 17 bliver undgået ved hjælp af stillingsføleren 33 og regulatoren 35.

25 Bliver drøvleorganet 23 nemlig åbnet stærkere end svarende til den fulde turbineydelse, bliver ydelsen af elektromotoren 16 nedsat, indtil turbinen 17 i-gen løber med fuld ydelse. Nedreguleres denne ydelse til nul, skal trykket i dampledningen 22 ved en rig-30 tigt indstillet regulator 40 synke til en sådan værdi, at afbryderen 18 bliver åbnet.

I fig. 2, der viser en kobling med en dieselmotor ifølge det ovenfor nævnte USA-patentskrift nr.

6 145551 1 3.447-313, er dele, der svarer til udførelsesformen i fig. 1 ovenfor, betegnet med de samme henvisningstal. Det er derfor tilstrækkeligt kun at omtale forskellene.

5

Den i fig. 2 viste motor ifølge USA-patentskriftet nr. 3.447.313 har det nedenfor motorens stempel 13 værende rum tillukket ved hjælp af en skillevæg 51 med en tætning 52, gennem hvilken der er ført en 10 stempelstang 53. Luftoptageren 2 er ved hjælp af en skillevæg 54 opdelt i to dele, nemlig et skylleluft-rum 55 og et stempelundersiderum 56. Mellem de to rum 55 og 56 findes et énvejsorgan 57, der kun tillader en strømning fra rummet 56 til rummet 55.

15

Luftledningen 13 med kontraventilen 14 udmunder på den ene side direkte i rummet 55 i luftoptageren 2.

På den anden side fører der dog fra ledningen 13 til kontraventilen 14 endnu en forbindelsesledning 58 20 med et énvejsorgan 60 til rummet 56 i optageren 2.

Hjælpeblæseren 15 transporterer sin luft over transportledningen 6l med et énvejsorgan 62 til rummet 55. Sugeledningen 63 for hjælpeblæseren 15 fører lige som ledningen 13 fra luftkøleren 13a. I sugeledningen 25 63 findes et drøvlerogan 64, der bliver påvirket af en regulator 65, som får et målesignal fra stillingsgiveren 33.

Under normal drift bliver luften fra ladeblæseren 10 30 tilført til cylindrene i motoren 1 gennem luftledningen 13 med kontraventilen 14. En del af luften når gennem ledningen 58 med énvej sorganet 60 ind i rummet 56 under stemplet 50 og bliver af stemplet ved dettes bevægelse stødagtigt fortrængt gennem énvejsor- 145551 7 1 ganet 57 til rummet 55, hvorved der opstår trykstød, som forbedrer motorens arbejde. Med hensyn til den nøjagtige virkemåde af denne motor skal der henvises til det førnævnte USA-patentskrift nr. 3.447.313.

5

Ved en stigning af damptrykket i ledningen 22 op over en indstillet værdi, bliver afbryderen 58 ligesom ved udførelsesformen i fig. 1 ovenfor lukket ved hjælp af regulatoren 40, og motoren 16 bliver sat i drift.

10 Reguleringen af ydelsen af blæseren og dermed af motoren l6 sker i dette tilfælde ved hjælp af drøvle-organet 64 og regulatoren 65.

Claims (2)

145551

1. Skibsfremdrivningsanlæg med en ladet dieselmotor (1) med en udstødsgasturboladegruppe (6), hvis blæser (10) over mindst én ladeluftledning med en kontraventil (14) er tilsluttet til mindst én luftopsamler (2) 5 for motoren, og med en hjælpeblæser (15) til levering af skylle- og ladeluft, hvilken blæser (15) er elektrisk drevet og indskudt parallelt med kontraventilen (14), samt med en spildvarmekedel (7) og en dampturbine (17) med en elektrisk strømgenerator (18), hvil-10 ken turbine er indrettet til at drives med damp fra spildvarmekedlen, kendetegnet ved en reguleringsindretning (40, 42; 33, 35, 65) til start og indkobling af hjælpeblæseren (15)i når der forekommer overskydende spildvarmeenergi, og til regule-15 ring af hjælpeblæserens ydelse således, at ydelses-grænsen for dampturbinen (17) ikke bliver overskre det. 1 Skibsfremdrivningsanlæg ifølge krav 1, hvor spild-20 varmekedelanlægget har en med i det væsentlige konstant omdrejningstal løbende fødevandspumpe (21) samt med omdrejningstalsregulering af den elektriske generator (18) ved hjælp af mindst ét ved indgangen til turbinen anbragt drøvleorgan (23), kendet e g -25 net ved, at der i dampledningen (22) foran turbinens (17) drøvleorgan (23) er indskudt en måleføler (42) for damptryk, hvilken føler afgiver sit målesignal til en regulator (40), der, når damptrykket når op over en øvre tærskelværdi, starter motoren 30 (16) for hjælpeblæseren (15), og at der findes en regulator (35, 65) til begrænsning af ydelsen af hjælpeblæseren (15) i afhængighed af stillingen af