DE416116C

DE416116C - Evaporative cooling in connection with waste heat recovery

Info

Publication number: DE416116C
Application number: DEA41335D
Authority: DE
Original assignee: Deutz AG
Current assignee: Deutz AG
Priority date: 1922-12-27
Filing date: 1924-01-14
Publication date: 1925-07-06
Also published as: AT102478B

Description

DEUTSCHES REICH ^J "''" GERMAN REICH ^J "''"

AUSGEGEBEN AM 6 .JULI 1925ISSUED JULY 6, 1925

REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

- JVl 416116 -KLASSE 46 d GRUPPE 11 - JVl 416116 - CLASS 46 d GROUP 11

(A 4i₃₃₅ I\46d)(A 4i ₃₃₅ I \ 46d)

Motorenfabrik Deutz Akt-Ges. in Köln-Deutz. Verdampfungskühlung in Verbindung mit Abwärmeverwertung.Motor factory Deutz Akt-Ges. in Cologne-Deutz. Evaporative cooling in connection with waste heat recovery.

Zusatz zum Patent 396322.Addendum to patent 396322.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 15, Januar 1924 ab. Längste Dauer: 27. Dezember 1940.Patented in the German Empire on January 15, 1924. Longest duration: December 27, 1940.

Gemäß Patent 396322 soll durch den Zy- Verlassen des Zylinders derart entlastet wer-According to patent 396322, the Zy- leaving the cylinder should be relieved in this way

lindermantel einer Verbrennungskraftmaschine den, daß es die aufgenommene Wärme ganzlindermantel an internal combustion engine that it completely absorbs the heat

das Wasser unter einem solchen Druck hin- oder zum Teil durch Dampfbildung verliert.the water under such a pressure loses some or part of it through the formation of steam.

durchgeführt werden, daß Dampfbildung ver- Es ist nun andererseits vorgeschlagen wor-It has now been proposed, on the other hand, that steam formation

S hindert wird, und es soll dann nach dem den, um die Wärme der Ausströmgase beiS is prevented, and it is then supposed to contribute to the warmth of the exhaust gases

einer heiß gekühlten Maschine auszunutzen, das vom Zylinder abströmende überhitzte Kühlwasser zum Teil dadurch in Dampf zu verwandeln, daß man es — ohne vorherige Entspannung — einem von den Abgasen durchströmten Wärmeaustauscher zuführt. Der Dampf kann dann entweder in einem Rückkühler oder in Nutzheizkörpern verdichtet und das Verdichtungswasser dem Zylinder wieder zugeführt werden; ebenso kann das unverdampfte heiße Wasser vor seiner Rückführung zu Heizzwecken Verwendung finden. Die vorliegende Erfindung besteht darin, daß man das heiße Kühlwasser, erst nachdem es durch Entlastung einen Teil seiner Wärme in Form von Dampf verloren hat, einem in bekannter Weise von den Abgasen der Verbrennungskraftmaschine durchströmten Austauscher zuführt.to take advantage of a hot-cooled machine, which overheated flowing from the cylinder To convert cooling water into steam in part by using it - without prior Relaxation - supplied to a heat exchanger through which the exhaust gases flow. Of the Steam can then either be compressed in a dry cooler or in useful radiators and the compression water is returned to the cylinder; the same can be done with the unevaporated hot water can be used for heating purposes before it is returned. The present invention consists in that you can use the hot cooling water only after it has discharged some of its Has lost heat in the form of steam, through which the exhaust gases of the internal combustion engine flowed in a known manner Exchanger supplies.

Gegenüber dem Verfahren des Hauptpatentes wird dadurch außer der Kühlwasserwärme auch die Wärme der Abgase gewonnen. Gegenüber dem erwähnten bekannten Verfahren, das nicht entspannte Wasser der Wärme der Abgase auszusetzen, wird eine größere Wärmemenge in Form von Dampf gewonnen. Denn da im Zylinder eine Dampfbildung vermieden werden soll, muß das Wasser vom Zylinder mit einer gewissen Temperaturspanne unterhalb" des Siedepunktes ab- und dem Wärmeaustauscher zufließen. In diesem muß von der zur Verfügung stehenden Menge der Abgase zunächst eine erhebliche Wärmemenge aufgewendet werden, um das Wasser über diese Temperaturspanne hinweg auf die Siedetemperatur zu erwärmen; dann erst wird mit dem Rest der Abgaswärme Dampf erzeugt. Beim vorliegenden Verfahren dagegen wird durch die Entspannung zunächst unmittelbar eine nutzbare Dampfmenge gewonnen; dann aber außerdem der übrige Teil des Wassers mit der niedrigerem Druck entsprechenden Siedetemperatur dem Wärmeaustauscher zugeführt, so daß dessen ganze Wärme sofort zur Dampfbildung benutzt werden kann. j Besonders vorteilhaft ist es, wenn man die j Dampfbildung durch Entlastung und die I Dampfbildung durch Wärmezufuhr der Ab- i gase in demselben Kessel, nämlich im Wärmeaustauscher selbst, vornimmt, weil dadurch ein Kessel und u. U. ein Wasserabscheider , nebst den nötigen Armaturen und Verbindungsleitungen gespart und Wärmeverluste zwischen der Entlastungsstelle des Heißwas- j sers und dem Wärmeaustauscher vermieden werden.Compared to the process of the main patent, this means that apart from the cooling water heat the heat from the exhaust gases is also obtained. Compared to the known method mentioned, Exposing the unrelaxed water to the heat of the exhaust gases generates a greater amount of heat in the form of steam won. Because the formation of steam is to be avoided in the cylinder, the water must from the cylinder with a certain temperature range below "the boiling point and flow to the heat exchanger. In this must of the available Amount of exhaust gases initially a significant amount of heat is expended to the water over this temperature range to warm to the boiling point; only then is steam generated with the rest of the exhaust gas heat. In the present case on the other hand, through the relaxation, a usable amount of steam is initially generated won; but then also the rest of the water with the lower pressure corresponding boiling temperature fed to the heat exchanger, so that its whole Heat can be used immediately to generate steam. j It is particularly advantageous if you use the j Steam formation through discharge and the I steam formation through the supply of heat to the exhaust i gases in the same boiler, namely in the heat exchanger itself, because it does a boiler and possibly a water separator, along with the necessary fittings and connecting lines saved and heat losses between the hot water relief point and the heat exchanger avoided will.

In dem auf der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel ist A wieder der Wassermantel der Verbrennungskraftmaschine, C das durch ein Rohr P mit dem Zylinder verbundene Entlastungsventil für das Heißwasser, / die einstellbare Regelfeder des Ventiles, welche den vor dem Ventil herrschenden Höchstdruck bestimmt. B ist der Dampfentwickler, in welchem sich das aus dem Zylinder kommende Heißwasser nach Durchströmen des Entlastungsventiles durch das Rohr 5 vom Dampf trennt. Dieser Kessel ist nun gleichzeitig als Wärmeaustauscher ausgebildet, indem er mit einem Unterteil K. und einem Oberteil K.' versehen ist, von denen der erstere mit dem Auspuffrohr M der Maschine, der andere mit dem Abgasrohr L verbunden ist und von Rohren T für den Durchtritt der Abgase durchzogen wird.In the embodiment shown in the drawing, A is again the water jacket of the internal combustion engine, C the relief valve for the hot water connected to the cylinder by a pipe P , / the adjustable control spring of the valve, which determines the maximum pressure prevailing in front of the valve. B is the steam generator, in which the hot water coming out of the cylinder separates from the steam after flowing through the relief valve through the pipe 5. This boiler is now designed as a heat exchanger at the same time by having a lower part K. and an upper part K. ' is provided, of which the former is connected to the exhaust pipe M of the engine, the other is connected to the exhaust pipe L and is traversed by pipes T for the passage of the exhaust gases.

Im Kessel B wird also sowohl Dampf aus dem durch das Rohr 5 zugeführten Wasser entwickelt als auch durch Verdampfung an den Rohren T gebildet. Da mehr Wasser durch das Rohr P zugeführt wird als verdampft, wird der Überschuß durch ein Rohr N abgeführt und durch Pumpe E unter Druck gesetzt und wieder in den Kessel zurückgeführt. Ein Selbstschlußventil U mit einem Schwimmer sorgt für Aufrechterhaltung des Wasserspiegels. Der Dampf wird durch ein Rohr G den Verwendungsstellen O zugeführt; das Verdichtungswasser strömt ebenfalls der Pumpe E zu, um wieder in den Zylinder gedrückt zu werden.In the boiler B , steam is thus both developed from the water supplied through the pipe 5 and formed by evaporation on the pipes T. Since more water is supplied through pipe P than evaporated, the excess is discharged through pipe N and pressurized by pump E and returned to the boiler. A self-closing valve U with a float ensures that the water level is maintained. The steam is fed through a pipe G to the points of use O ; the compression water also flows to the pump E to be pushed back into the cylinder.

Um den Betrieb des Dampfkessels B unabhängig von der Menge und Temperatur der Abgase zu machen, insbesondere wenn mit schwacher Belastung der Maschine ein verhältnismäßig großer Heizdampfbedarf verbunden ist, wird der Kessel gemäß der dargestellten Ausführungsform mit einer Zusatzölfeuerung versehen, indem in den Unterteil K ein Ölbrenner Q mündet, der an ein Ölzuführungsrohr R angeschlossen ist.In order to make the operation of the steam boiler B independent of the amount and temperature of the exhaust gases, in particular if a relatively large heating steam requirement is associated with a low load on the machine, the boiler according to the embodiment shown is provided with an additional oil firing system by placing an oil burner in the lower part K. Q opens, which is connected to an oil supply pipe R.

Claims

P ATENT claim:

Evaporative cooling according to patent 396322 in connection with waste heat recovery, characterized in that the relaxation of the cooling water indirectly in one under the pressure of the relaxed Steam held, heated by the exhaust gases steam boiler takes place.

1 sheet of drawings.