<Desc/Clms Page number 1>
Heizvorrichtung zum Erwärmen des Kühlmittels von Brennkraftmasehinen während Betriebspausen.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Heizvorrichtung zum Erwärmen des Kühlmittels von still- stehenden Brennkraftmaschinen bzw. zum Warmhalten des Kühlmittels in den Betriebspausen. Bei in Kraftfahrzeugen zur Verwendung gelangenden Brennkraftmaschinen wurde bereits vorgeschlagen, zur Erwärmung des Kühlmittels besonders ausgestaltete Öfehen oder elektrische Heizvorrichtungen zu verwenden. Alle diese bis heute vorgeschlagenen Mittel weisen jedoch gewisse Mängel auf, die einer allgemeinen Einführung in die Praxis hindernd im Wege stehen. Die Erfindung schafft nun eine Heiz- vorrichtung besonders einfacher Bauart und sicherer Wirkungsweise, die zum Unterschied von den be- kannten Einrichtungen von jeder fremden Wärmequelle unabhängig ist.
Erfindungsgemäss findet in der Heizvorrichtung eine kontinuierliche Verbrennung eines Brennstoff-
Luft-Gemisches unter Überdruck statt, und der Verbrennungsraum ist hiebei von dem zu erwärmenden
Kühlmittel (Kühlwasser) umspült.
Besonders zweckmässig treiben die aus dem Verbrennungsraum ausströmenden Abgase einen
Hilfsmotor an, der die Fördereinrichtungen für den Brennstoff und die Frischluft in Tätigkeit setzt.
Auf der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes darge- stellt. Fig. 1 zeigt die Heizvorrichtung mit den Hilfsmaschinen in schematischer Darstellung. Fig. 2 zeigt den sich in der Heizvorrichtung abspielenden Vorgang in einem p-v-Diagramm, und Fig. 3 zeigt die Art des Einbaues der Heizvorrichtung mit den Hilfsmaschinen.
1 ist eine doppeltwirkend ausgebildete Kolbenluftpumpe, die Frischluft durch die Leitungen 2, 3 ansaugt und durch die Kanäle 4, 5 in einen Windkessel 6 fördert und dort auf den gewünschten Druck verdichtet. Der Windkessel 6 steht über eine Leitung 7 mit einer doppeltwirkenden Handpumpe 8 in Verbindung. Vom Windkessel 6 geht eine Leitung 9 in eine Verbrennungskammer 10, an die ein schraubenförmig ausgebildetes Rohr 11 anschliesst. Die Kammer 10 und das Rohr 11 sind in einem
Behälter 12 angeordnet, der von dem Kühlmittel durchflossen wird. Vom Rohr 11 leitet ein Rohr 13 zu einem doppeltwirkenden Hilfsmotor mit Zylinder 14 und Kolben 15. Die Steuerung des Hilfsmotors kann auf beliebige Weise, ähnlich wie dies bei Dampfmaschinen erfolgt, bewirkt werden.
Die darge- stellte Ausführungsform zeigt eine ganz einfache Schiebersteuerung, bei der der Schieber 16 über einen
Hebel 17 von der Kolbenstange 18 aus angetrieben wird. Besonders vorteilhaft ist die Kolbenstange 18 sowohl dem Kolben 14 des Hilfsmotors als auch dem Kolben des Luftverdichters 1 gemeinsam, so dass diese beiden Maschinen den bekannten konstruktiven Aufbau einer Tandemanordnung zeigen. Die
Kolbenstange 18 greift mit ihrem freien, den Zylinder der Luftpumpe 1 durchsetzenden Ende 19 an einer
Schubstange 20 an, die auf eine Kurbelwelle 21 wirkt, auf der ein Schwungrad 22 angeordnet ist. Von dieser Kurbelwelle 21 wird eine kleine Brennstoffkolbenpumpe 23 über das Gestänge 24 angetrieben.
Die Brennstoffpumpe ist ebenfalls doppeltwirkend ausgebildet und fördert den Brennstoff durch eine
Leitung 25 in den Verbrennungsraum-M. In diesem ist vorteilhaft ein Glühfaden 26 angeordnet. 27 ist eine weitere Vorwärmeschlange, die von den aus dem Zylinder 14 entweichenden Abgasen gespeist wird und die beispielsweise zur Erwärmung des Öles im Carter dienen kann. 32 ist eine Kühlwasserpumpe, die gegebenenfalls zur Aufrechterhaltung des Kühlwasserkreislaufes in die Kühlwasserleitung 33 ein- geschaltet werden kann.
Die Inbetriebsetzung der Heizvorrichtung erfolgt nun in folgender Weise : Mit Hilfe der beispielsweise vom Armaturenbrett des Wagens aus bedienbaren Handpumpe 8 wird zuerst der erforderliche
<Desc/Clms Page number 2>
Überdruck hergestellt und hierauf wird durch Einschalten des Glühfadens 26 im Verbrennungsraum 10 die Zündung des Gemisches bewirkt. Das einmal entzündete Gemisch brennt im gleichförmigen Gasstrom von selbst weiter, so dass der Glühfaden nach erfolgter Zündung wieder abgeschaltet werden kann.
Die ausströmenden Gase gelangen durch die Rohrleitung 11, 13 in den Hilfsmotorzylinder 14, betätigen dort den Kolben 15 und gelangen schliesslich durch die Rohrschlange 27 ins Freie. Da die Verbrennungskammer, die Rohrleitung 11 und die Schlange 27 vom Kühlmittel umspült sind, wird dieses wirksam erwärmt. Der Hilfsmotorkolben 14 treibt die Frischluftpumpe 1 und die Brennstoffpumpe 23 an, so dass dauernd ein Brennstoff-Luft-Gemisch in der Verbrennungskammer 10 vorhanden ist und demgemäss der Betrieb der Heizeinrichrung so lange fortdauert, als nicht die Gaszufuhr abgesperrt wird oder ein Defekt der Leitung zwischen der Pumpe 1 und dem Hilfsmotorzylinder 14 eintritt. In diesem Fall bleibt der Betrieb der Heizvorrichtung stehen, da infolge der vorhandenen Ventile bzw. Steuermittel weder Brennstoff noch Luft gefördert werden.
Die Fig. 2 zeigt das Diagramm der sich in der Heizvorrichtung abspielenden Vorgänge unter der Voraussetzung, dass der Hilfsmotor als Expansionsmaschine arbeitet. AB ist die Kompressionsadiabate, BO entspricht der im Verbrennungsraum stattfindenden isobaren Erwärmung. Beim Durchströmen des Verbrennungsraumes findet durch Wärmeabgabe an die umgebende Flüssigkeit eine Abkühlung CD statt, die, abgesehen von den kleinen, zur Aufreehterhaltung der Strömung erforderlichen Druekgradienten, nahezu isobar ist. Das Kurvenstück DE stellt die im Hilfsmotorzylinder erfolgende Expansion dar, an welche die in der Wärmeschlange 27 erfolgende, nahezu isobare Abkühlung EF anschliesst. Die schraffierte Fläche unterhalb BA stellt die vom Kompressor verbrauchte, die unterhalb DE schraffierte Fläche stellt die vom Hilfsmotorzylinder geleistete Arbeit dar.
Der Arbeitsübersehuss dient zur Betätigung der Brennstoffpumpe 23 und allenfalls noch zum Betrieb der Kühlwasserpumpe zur Aufrechterhaltung des Kühlmittelkreislaufes. Die Unterteilung des Abkühlungsvorganges in eine vor dem Hilfsmotorzylinder gelegene Stufe CD und eine dahinter gelegene Stufe EF erfolgt unter dem Gesichtspunkt, dass die Temperatur des in den Hilfsmotorzylinder strömenden Gases nicht so hoch sein darf, dass eine Gefährdung des Materials der Kolben, Zylinderwände oder Ventile eintritt, und anderseits nicht zu tief sein darf, weil sonst der erforderliche Arbeitsüberschuss nicht mehr vorhanden ist.
Um die Heizvorrichtung möglichst einfach und kompakt zu machen, so dass man sie neben dem Hauptmotor des Wagens unter der Motorhaube bequem unterbringen kann, ist es zweckmässig, die einzelnen Teile in der in Fig. 3 dargestellten Weise anzuordnen. Der Luftverdichter 1, der Windkessel 6, die Verbrennungskammer 10, der Hilfsmotor M, die Wärmeschlange 27, das Schwungrad 22 und die Brennstoffpumpe 23 sind auf einer gemeinsamen Grundplatte 28 montiert, u. zw. so, dass die zur Heizung dienenden Teile 10, 14 und 27 sich auf der Unterseite, die übrigen auf der Oberseite befinden. Die Montageplatte 28 wird hierauf mit Hilfe eines Flansches als Deckel auf einen Behälter 29 aufgeschraubt, der mit Hilfe der Rohre 30 und 31 in den Kühlwasserkreislauf eingeschaltet ist.
Durch Lösen der Schrauben kann das ganze System abgenommen und erforderlichenfalls gereinigt und wieder instand gesetzt werden.
Das Wärmesystem 27 ist in der vorliegenden Ausführungsform als Röhrenvorwärmer ausgebildet, um dem Gasstrom möglichst geringen Widerstand entgegenzusetzen.
Die im vorstehenden beschriebene Einrichtung zeichnet sich durch besonders einfachen Aufbau und grosse Betriebssicherheit aus. Da der Hilfsmotor keine weitere mechanische Arbeit als die Überwindung der Leerlaufreibung, den Antrieb der Fördereinrichtungen und gegebenenfalls den Antrieb einer kleinen Kühlwasserpumpe zu leisten hat, kommt es hier zum Unterschied von den gebräuchlichen Motoren auf einen besonders hohen Wirkungsgrad nicht an. Der Hilfsmotor kann demnach lediglich nach dem Gesichtspunkt einfachster, billiger und trotzdem betriebssicherer Verhältnisse ge- baut werden.
Der Vorteil dieses Heizsystemes ist darin gelegen, dass der im Luftstrom vor der Verbrennungskammer eingeschaltete Verdichter und der dahinter eingeschaltete Hilfsmotor jeder als eine Art Schleuse wirken und verhindern, dass etwa durch Flammenrüekschlag oder durch die erhitzten Abgase eine Ent- zündung von allfällig im Aussenraum angesammelten brennbaren Gasen erfolgen kann.
An Stelle des beschriebenen Heizsystems, bei dem die Wärme zum Teil zum Antrieb der Förder- einrichtungen ausgenutzt wird, kann man auch ein Heizsystem gemäss der Erfindung anwenden, bei dem beispielsweise die Luft für das Brennstoff-Luft-Gemisch aus einer Druckflasche zugeführt wird und hiebei den Brennstoff selbsttätig mitreisst, oder man kann auch noch den Brennstoff aus einem sogenannten
Falltank, ohne Zuhilfenahme von besonderen Pumpen, dem Verbrennungsraum zuführen.
**WARNUNG** Ende DESC Feld kannt Anfang CLMS uberlappen**.