CH217848A

CH217848A - Brennkraftmaschine, bei der die Luft mindestens einen Wärmeaustauscher durchströmt.

Info

Publication number: CH217848A
Authority: CH
Inventors: Aktiengesellschaft Gebr Sulzer
Original assignee: Sulzer Ag
Priority date: 1940-07-02
Filing date: 1940-07-02
Publication date: 1941-11-15

Description

Brennkraftmaschine, bei der die Luft mindestens einen Wärmeaustauscher durchströmt. Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine, bei der .die Luft vor ihrem Eintritt in den Arbeitszylinder min destens einen Wä.rmeaustauscher durchströmt. Die Erfindung besteht darin, dass der Wärme- austauscher mit Mitteln versehen ist, durch welche die ihn durchströmende Luft je nach dem Betrieb entweder gekühlt oder erwärmt werden kann.

Zweckmässig wird der Wärme- austauscher zwischen zwei Stufen eines die Luft fördernden Verdichters eingeschaltet. Die Erwärmung bezw. die Kühlung der Luft kann zweckmässig selbsttätig in Abhängig keit von einer Betriebsgrösse der Brennkraft- maschine eingestellt werden.

Ein Beispiel des Erfindungsgegenstandes ist auf der Zeichnung vereinfacht .dargestellt. Der Zweitakt-Brennkraftmaschine 1 wird durch die zwei Stufen 2 und 3 ..eines mehr stufigen Verdichters Luft zugeführt; die Ab gase der Brennkraftmaschine treiben die Tur bine 4. Sowohl die Läufer der hintereinander geschalteten Stufen 2 und 3 als auch der Läu fer der Turbine 4 sind auf .einer Welle 5 an- geordnet, die über ein Getriebe 6 mit der Kurbelwelle 7 der Brennkraftmaschine ge kuppelt ist.

Zwischen den Verdichterstufen 2 und 3 ist ein Wärmeaustauscher 8 angeordnet, welcher von der von der Stufe 2 zur Stufe 3 gelan genden Luft, also vor ihrem Eintritt in die Arbeitszylinder der Bremskraftmaschine 1 durchströmt wird. Durch den Anschluss 9 wird dem Wärmeaustauscher ein. Wärme träger zugeführt, der durch den Anschluss 10 wieder abströmen kann.

Die Anschlüsse 9 und 10 können über die Zweiwegorgane 11 und 12 wahlweise ent weder an ein Kaltwassernetz 13, 14 oder an ein Heisswassernetz 15, 16 angeschlossen wer den. In -der in der Zeichnung gezeigten Stel lung der Organe 11 und 12 ist über das Organ 11 eine Verbindung einerseits zwischen der Heisswasserzuführungsleitung 15 und dem Anschluss 9 und anderseits zwischen dem An schluss 10 und der Abführungsleitung 16 her gestellt.

Durch Verstellung der Organe 11 und 12 mittels des Hebels 17 werden die ein- gezeichneten Verbindungen unterbrochen, da für aber eine Verbindung zwischen der Kalt- @vasserzuführungs,leitung 13 und dem An- 21 9 und dem Anschluss 10 und der Ab führungsleitung 14 hergestellt.

Bei kleinerer Belastung, insbesondere beim Inbetriebsetzen der Brennkraftmaschine wird zur Erwärmung der Luft im Wärme- austauscher 8 aus der Leitung 15 Heiss wasser von höherer Temperatur als die Luft temperatur zugeführt, so dass Wärme an die Luft abgegeben und deren Temperatur er höht wird. Umgekehrt wird bei grösserer Be lastung aus der Leitung 13 ein Wärmeträger zugeführt, dessen Temperatur niedriger als die Temperatur der Luft ist, so dass die Luft temperatur erniedrigt wird.

Bei mittleren Belastungen kann von der Zuführung eines Wärmeträgers abgesehen werden. Die Zu führung eines Wärmeträgers von höherer oder niedrigerer Temperatur hängt von der Lufttemperatur beim Eintritt. in die Zylinder der Brennkraftmaschine ab: diese Tempera tur soll zweckmässig im Bereich von 100 C oder etwas höher liegen. Die Temperatur des rärmeträgers kann z. B. so eingestellt wer den, dass die Temperatur der in die Arbeits zylinder eintretenden Luft unverändert bleibt.

Es wäre aber auch möglich, die Umstellung des Betriebes nach Massgabe des Druckes in der Luftleitunder Brennstoffmenge, der Drehzahl oder-der Temperatur der Abgase zu steuern. Die Umstellung des Betriebet von Erwärmung auf Kühlung oder von Kühlung auf Erwärmung bezw. die Einstellung der Temperatur des Wärmeträgers kann z. B.

selbsttätig in Abhängigkeit. von der Tempe ratur der in die Arbeitszylinder der Brenn kraftmaschine eintretenden Luft oder vom Druck in der Druckleitung der Brennkra.ft- maschine oder von der Temperatur der Ab gase der Brennkraftmasehine oder von einer andern Betriebsgrösse selbständig gesteuert. werden.

Als Wärmeträger kann grundsätzlich Flüssigkeit, Dampf oder Gas angewendet werden. Zur Zuführung von Wärme zum Wärmeaustauscher dient insbesondere der Dampf aus irgendeinem Dampferzeuger Heisswasser, heisse Luft oder Abgase einer Brennkraftmaschine. Zur Abführung von Wärme kann Kühlwasser oder Kühlluft ver wendet werden. Als Heisswasser kann bei spielsweise das erwärmte Kühlwasser einer Brennkraftma@schine dienen.

In die Zuführungsleitung und in die Ab führungsleitung des Wärmeaustauschers kön nen Umschaltorgane, z. B. Zweiwegorgane eingesetzt sein, welche auf einfache Weise den Betrieb von Kühlung auf Erwärmung und umgekehrt umzuschalten gestatten. Der Wärmeaustauscher kann auch so ausgebildet sein, dass für ein Heizmittel einerseits und für ein Kühlmittel anderseits je getrennte Räume vorhanden sind, um ein Verschmutzen des einen Mittels durch das andere zu ver- hin.dean.

Der Wärmeaustauscher 8 kann auch zwi schen dem Verdichterteil 3 und der Brenn- kraftmaschine 1 angeordnet sein. Gegebenen falls können auch mehrere Wärmeaustauscher vorgesehen sein. Schliesslich können auch die Verdichterteile 2 und 3 selber als Wärme- austauscher ausgebildet sein, z. B. so, dass sie einen Kühlmantel bezw. einen Erwärmungs- mantel besitzen.

Bei kleinerer Belastung der Brennkraft maschine oder beim Anlaufen vermag die Abgasturbine 4 den Verdichter 2, 3 nicht. allein zu treiben, es wird dann von der Kur belwelle 7 über das Getriebe 6 noch die feh lende Leistung auf die Welle 5 übertragen. Umgekehrt ist bei grösserer Belastung zum Antrieb des Verdichters nicht die ganze Lei stung der Abgasturbine 4 nötig, die von den Verdichtern nicht aufgenommene Leistung wird dann über das Getriebe 6 auf die Kurbelwelle übertragen.

Claims

PATENTANSPRUCH: Brennkraftmasehine, bei der die Luft vor ihrem Eintritt in den Arbeitszylinder min destens einen Wärmeaustauscher durchströmt, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeaus- tauscher mit Mitteln versehen ist, durch welche die ihn durchströmende Luft je nach dem Betrieb entweder gekühlt oder erwärmt werden kann. <B>UNTERANSPRÜCHE:</B> 1. Brennkraftmaschine nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeaustauscher zwischen zwei Stufen eines mehrstufigen Luftverdichters einge schaltet ist.

z. Brennkraftmaschine nach Unteran spruch 1, dadurch gekennzeichnet, :dass der Luftverdichter als mehrstufiges Axialgebläse ausgebildet ist. 3. Brennkraftmaschine nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Erwärmung bezw. die Kühlung der Luft selbsttätig in Abhängigkeit von einer Be triebsgrösse der Brennkraftmaschine einge stellt wird.

4. Brennkraftma;schine nach Unteran spruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Erwärmung bezw. die Kühlung der Luft selbsttätig in Abhängigkeit vom Druck in der Luftleitung der Brennkraftmaschine ein gestellt wird. 5. B:rennkraftmaschine nach Unteran spruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Erwärmung bezw. die Kühlung der .Luft selbsttätig in Abhängigkeit von Zeir Tempe ratur der in den Arbeitszylinder eintretenden Luft eingestellt wird.

6. B:rennkraftmaschine nach Unferan- spruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Erwärmung bezw. :die Kühlung der Luft selbsttätig in Abhängigkeit von der Tempe ratur der Abgase der Brennkraftmaschine eingestellt wird.