Motor estacionario de combustión interna.

Dispositivo de regulación para un motor estacionario de combustión interna con un dispositivo compresor que se puede accionar mediante una turbina de gas de escape con geometría variable,

y con un dispositivo de estrangulamiento, el cual regula una magnitud controlable del motor, a un valor teórico en lo esencial constante, pudiendo influenciarse mediante el dispositivo (20) de regulación, al menos dos elementos de ajuste, caracterizado porque un primer elemento de ajuste está previsto para la modificación de la posición del dispositivo (7) de estrangulamiento, y porque un segundo elemento de ajuste está previsto para la modificación de la geometría de la turbina de gas de escape, pudiendo regularse en el régimen de funcionamiento, en el caso de una desviación de la regulación de la magnitud controlable del motor, del valor teórico, mediante el dispositivo de regulación, la cantidad de gas alimenta da al motor de combustión interna, modificando la posición del dispositivo (7) de estrangulamiento como primer elemento de ajuste, y la geometría de la turbina (3) de gas de escape, como segundo elemento de ajuste, estando asignado a cada una de las dos magnitudes de ajuste, un regulador (21, 22), estando configurados los al menos dos reguladores (21, 22) de tal manera que la modificación de la geometría de la turbina (3) de gas de escape esté retardada respecto a la influencia de la posición del dispositivo (7) de estrangulamiento.

Motor estacionario de combustión interna La invención se refiere a un procedimiento para el accionamiento de un motor estacionario de combustión interna, en especial de un motor de gas, con un dispositivo compresor que comprime el gas alimentado al motor de combustión interna, y con un dispositivo de estrangulamiento montado a continuación del dispositivo compresor, con el que se puede modificar la cantidad del gas comprimido alimentado al motor de combustión interna, accionándose el dispositivo compresor mediante una turbina de gas de escape con geometría variable de la turbina, regulándose el motor de combustión interna mediante el accionamiento de al menos dos elementos de ajuste, en una magnitud controlable del motor, en lo esencial constante. Además, la invención se refiere a un dispositivo de regulación para un motor estacionario de combustión interna, para la realización de un procedimiento del tipo antes citado. Finalmente la invención se refiere a un motor de combustión interna, en especial a un motor de gas, con un dispositivo semejante de regulación, así como a un generador que se puede accionar mediante un motor semejante de combustión interna.

Para regular en un motor de combustión interna, en especial en un motor estacionario de gas, una magnitud controlable del motor, como la potencia o el número de revoluciones, se dispone por lo general de varios elementos de ajuste en el motor de combustión interna. En primer lugar, como elemento de ajuste, se acciona válvula de mariposa en el lado se admisión. En el caso de un motor de combustión interna sobrealimentado, se puede influenciar la potencia o el número de revoluciones, por ejemplo, adicionalmente mediante una válvula de control (válvula de bypass) como segundo elemento de ajuste que está dispuesto en paralelo con el compresor, en el lado de admisión del motor de combustión interna. En el documento EP 0 757 169 B1 se propone, por ejemplo, una regulación en la que se regula la magnitud controlable del motor en diferentes estados funcionales para diferentes potencias o números de revoluciones, mediante el ajuste respectivo de un elemento de ajuste. Aquí se ajusta en cada caso siempre solamente un elemento de ajuste mediante un regulador asignado, mientras el otro elemento de ajuste se mantiene en posición fija. Concretamente, el documento EP 0 757 169 B1 propone como elementos respectivos de ajuste para la regulación de la magnitud del motor, modificar la posición de la válvula de mariposa y la abertura de la válvula de bypass. Una regulación semejante resulta ventajosa en el funcionamiento en diferentes estados funcionales.

Con frecuencia se recurre a motores genéricos estacionarios de combustión interna para la obtención de corriente en funcionamiento aislado o en funcionamiento para corriente de emergencia o para funcionamiento en paralelo con la red. En función del respectivo funcionamiento, es necesario mantener constante la potencia inicial o el número de revoluciones del motor de combustión interna. La propensión a perturbaciones y la creciente sensibilidad del dispositivo eléctrico accionado directa o indirectamente por un motor semejante de combustión interna, hacen necesario que la respectiva magnitud del motor se mantenga constante con la máxima precisión, incluso en situaciones cambiantes. Situaciones cambiantes pueden aparecer, por ejemplo, por inducciones parásitas o modificaciones de carga.

Por consiguiente, es misión de la presente invención, crear dispositivos del género citado al comienzo, con los que se pueda obtener una mayor exactitud de la regulación en una magnitud controlable constante del motor, de preferencia el número de revoluciones o la potencia.

Esta misión se resuelve mediante las reivindicaciones independientes.

Un dispositivo correspondiente de regulación para un motor estacionario de combustión interna con un dispositivo compresor que se puede accionar mediante una turbina de gas de escape con geometría variable, y con un dispositivo de estrangulamiento que regula una magnitud controlable del motor a un valor teórico en lo esencial constante, pudiendo influenciarse mediante el dispositivo de regulación al menos dos elementos de ajuste, está caracterizado porque en el régimen de funcionamiento, en el caso de una desviación de la regulación de la magnitud controlable del motor, del valor teórico, mediante el dispositivo de regulación se puede regular la cantidad de gas alimentada al motor de combustión interna, pudiendo modificarse la posición del dispositivo de estrangulamiento como primer elemento de ajuste, y la geometría de la turbina de gas de escape, como segundo elemento de ajuste, retardada una respecto a otra, según la reivindicación 1.

Un motor estacionario de combustión interna, en especial un motor de gas, con un dispositivo compresor para comprimir el gas alimentado al motor, y con una válvula de mariposa montada a continuación del dispositivo compresor, para la limitación de las cantidades del gas comprimido alimentado al motor de combustión interna, pudiendo accionarse el dispositivo compresor mediante una turbina de gas de escape de geometría variable de la turbina, está caracterizado por un dispositivo de regulación antes citado, el cual en el régimen de funcionamiento, regula el motor de combustión interna en una magnitud controlable del motor, en lo esencial constante, mediante la modificación de al menos dos elementos de ajuste, accionando el dispositivo de regulación, el dispositivo de estrangulamiento como primer elemento de ajuste, y modificando la geometría de la turbina de gas de escape, como segundo elemento de ajuste. Por "montada a continuación" se entiende en el marco de la manifestación, que la característica correspondiente está dispuesta corriente abajo del flujo de gas, en dirección del escape.

A la invención sirve de base la idea de recurrir para la regulación a dos elementos de ajuste con los que se puede modificar directa y rápidamente la cantidad de gas alimentada al motor de combustión interna. Una ventaja de la invención reside también en que, en el lado de admisión, no se tienen que colocar volúmenes adicionales ningunos mediante conducciones de bypass, mediante las cuales se llegaría a un retardo. Tanto mediante la modificación de la geometría en la turbina de gas de escape, como también mediante la posición de la válvula de mariposa, se actúa inmediata y directamente sobre la cantidad de gas alimentada al motor de combustión interna.

Otros detalles y ventajas de la invención se deducen de las reivindicaciones secundarias.

Para el procedimiento puede estar previsto, en especial, que el motor de combustión interna accione un generador. En este caso está previsto de preferencia !en especial en el caso de funcionamiento aislado o de funcionamiento para corriente de emergencia! que el generador se regule con número constante de revoluciones y, por tanto, con frecuencia fija, puesto que así se minimiza el peligro de un deterioro en unidades terminales sensibles.

En el caso de funcionamiento en paralelo con la red, está previsto con especial ventaja que el motor de combustión interna se regule a potencia constante. En este caso, por ejemplo, en el accionamiento de un generador, se alimenta permanentemente a una red, una cantidad constante de energía.

Se ha comprobado como característica favorable de regulación, cuando la geometría de la turbina de gas de escape, solamente se modifica en el caso de una desviación de la regulación de la magnitud controlable del motor, del valor teórico, de al menos un 5%. En este caso, para pequeñas oscilaciones sigue siendo necesario regular solamente mediante la válvula de mariposa, mientras que para oscilaciones más intensas, se modifica adicionalmente la geometría de la turbina de gas de escape. Así se puede actuar rápidamente sobre la regulación de la magnitud controlable constante del motor, por ejemplo, en caso de elevadas variaciones bruscas de carga, mientras que en caso de pequeñas desviaciones de la regulación, es suficiente un reajuste solamente mediante el accionamiento de la válvula de mariposa. De preferencia está previsto que se refrigere el gas que afluye al dispositivo de estrangulamiento. En una variante de realización especialmente preferente, está previsto, además, que el gas alimentado al dispositivo compresor, sea una mezcla carburante / aire. Al contrario que en muchos dispositivos compresores convencionales, en los que el gas comprimido se compone, en lo esencial, de aire comprimido que se alimenta directamente al motor, inyectándose al mismo tiempo al motor,... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo de regulación para un motor estacionario de combustión interna con un dispositivo compresor que se puede accionar mediante una turbina de gas de escape con geometría variable, y con un dispositivo de estrangulamiento, el cual regula una magnitud controlable del motor, a un valor teórico en lo esencial constante, pudiendo influenciarse mediante el dispositivo (20) de regulación, al menos dos elementos de ajuste, caracterizado porque un primer elemento de ajuste está previsto para la modificación de la posición del dispositivo (7) de estrangulamiento, y porque un segundo elemento de ajuste está previsto para la modificación de la geometría de la turbina de gas de escape, pudiendo regularse en el régimen de funcionamiento, en el caso de una desviación de la regulación de la magnitud controlable del motor, del valor teórico, mediante el dispositivo de regulación, la cantidad de gas alimentada al motor de combustión interna, modificando la posición del dispositivo (7) de estrangulamiento como primer elemento de ajuste, y la geometría de la turbina (3) de gas de escape, como segundo elemento de ajuste, estando asignado a cada una de las dos magnitudes de ajuste, un regulador (21, 22) , estando configurados los al menos dos reguladores (21, 22) de tal manera que la modificación de la geometría de la turbina (3) de gas de escape esté retardada respecto a la influencia de la posición del dispositivo (7) de estrangulamiento.

2. Dispositivo de regulación según la reivindicación 1, caracterizado porque la magnitud controlable del motor, es la potencia (p) o el número (n) de revoluciones.

3. Dispositivo de regulación según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el dispositivo (20) de regulación está configurado de tal manera que la modificación de la geometría de la turbina (3) de gas de escape, se lleva a cabo en forma subsidiaria.

4. Dispositivo de regulación según alguna de las reivindicación 1 a 3, caracterizado porque el dispositivo (20) de regulación está configurado de tal manera que, en el caso de una desviación de la magnitud de ajuste de al menos el 5% del valor teórico, influencia las dos magnitudes de ajuste.

5. Dispositivo de regulación según alguna de las reivindicación 1 a 4, caracterizado porque al dispositivo (20) de regulación está asignada una limitación (26, 27) de las magnitudes de ajuste, de manera que esté limitado el accionamiento de al menos un elemento de ajuste, de tal manera que la cantidad de gas alimentada al motor de combustión interna, no sobrepase un valor máximo que de preferencia se puede predefinir.

6. Dispositivo de regulación según alguna de las reivindicación 1 a 5, caracterizado porque al menos un regulador presenta una cinta (28) de retardo para la demora de la modificación del elemento de ajuste.

7. Motor estacionario de combustión interna con un dispositivo compresor para la compresión del gas alimentado al motor, y con un dispositivo de estrangulamiento montado a continuación del dispositivo compresor, para la limitación de las cantidades del gas comprimido alimentado al motor de combustión interna, pudiendo accionarse el dispositivo compresor mediante una turbina de gas de escape de geometría variable de la turbina, caracterizado por un dispositivo de regulación según alguna de las reivindicaciones 1 a 6, que en el régimen de funcionamiento, regula el motor

(1) de combustión interna en una magnitud controlable del motor en lo esencial constante, mediante la modificación de al menos dos elementos de ajuste, accionando el dispositivo de regulación, el dispositivo (7) de estrangulamiento como primer elemento de ajuste, y modificando la geometría de la turbina (3) de gas de escape, como segundo elemento de ajuste.

8. Motor de combustión interna según la reivindicación 7, caracterizado porque la magnitud controlable constante del motor, es el número de revoluciones del motor de combustión interna.

9. Motor de combustión interna según la reivindicación 7 ó la reivindicación 8, caracterizado porque la magnitud controlable constante del motor, es la potencia (p) de salida del motor de combustión interna.

10. Motor de combustión interna según alguna de las reivindicaciones 7 a 9, caracterizado porque el motor de combustión interna está configurado como motor de gas.

11. Generador con motor de combustión interna según alguna de las reivindicaciones 7 a 10.