DE430061C

DE430061C - Einrichtung zur Ausnutzung der Kuehlwasserwaerme von Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE430061C
Application number: DEM90600D
Authority: DE
Original assignee: Deutz AG
Current assignee: Deutz AG
Publication date: 1926-06-11

Description

480061

Zur Ausnutzung der an Warmwasser gebundenen Abwärme von Brennkraftmaschinen ist folgende Anordnung bekannt: das vom Motor abfließende Warmwasser wird durch Pumpe in einen Hochbehälter gedrückt und fließt von diesem mit natürlichem Gefälle durch die Heizkörper wieder zum Motor zurück. In dem Heizkörper erfolgt die Wärmeabgabe und die Rückkühlung des Wassers. ίο Der,Nachteil dieser Anordnung liegt darin, daß bei Einschränkung der Heizwirkung (durch Abstellen oder Regelung der Heizkörper) der Motor zu wenig oder zu heißes Wasser erhält und sich in kurzer Zeit überhitzt.

Durch die vorliegende Erfindung wird die Motorkühlung von der Regelung der Heizung unabhängig gemacht. Sie beruht auf folgenden Erwägungen:

An einer Stelle der Leitung vom Hochbehälter zu den Heizkörpern ist eine Zweigleitung angeschlossen, die unter Umgehung der Heizkörper zum Motor zurückführt. Die Verbindung der Zweigleitung mit der Hauptleitung ist nun so hergestellt, daß bei öffnung aller Heizkörper, also Inanspruchnahme des ganzen Kühlwasserstromes zu Heizzwecken, kein Wasser in die Nebenleitung fließt, daß aber bei Drosselung oder Abstellung von Heizkörpern ein mehr oder weniger großer Teil der umlaufenden W^rassermenge in die Nebenleitung abgeführt wird.

Das kann auf verschiedene Weise erreicht werden. Entweder indem man z. B. durch eine Drosselung der Hauptleitung kurz vor der Abzweigstelle den dynamischen Druck in der Hauptleitung an dieser Stelle so vermehrt, daß er bei vollgeöffneten Heizkörpern der vollen Druckhöhe entspricht, also kein statischer Druck mehr auftritt; es wird dann auch bei offener Verbindung zur Nebenleitung kein Wasser in diese eintreten können. Oder indem man einen gewissen statischen Druck an der Abzweigstelle bestehen läßt, aber ein selbsttätiges Ventil einbaut, welches dem statischen Druck gerade das Gleichgewicht hält. In beiden Fällen wird bei Drosselung eines Heizkörpers durch Verminderung des dynamischen und infolgedessen Steigerung des statischen Druckes Wasser in die Zweigleitung gedrückt werden. Dem Motor fließt auf diese Weise bei Drosselung der Heizkörper teils aus der Hauptleitung, teils aus der Nebenleitung Wasser zu, und wenn nun gemäß der Erfindung dem durch die Nebenleitung bisher ungekühlten Strome eine entsprechende Wärmemenge entzogen wird, die der verminderten Heizleistung der Heizkörper entspricht, so muß die Gesamtkühlwirkung auf den Motor die gleiche bleiben, ob die Heizkörper gedrosselt werden oder nicht. Die Zeichnungen stellen verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung dar.

In Abb. ι ist α der Motor, dessen abfließendes Kühlwasser durch eine Pumpe b in den Hochbehälter c gedruckt wird, an welchem an der tiefsten Stelle ein Rohr d, an einer höheren Stelle ein Nebenrahr g angeschlossen ist. Der das Hauptrohr durchfließende Wasserstrom wird weitergeleitet durch den Heizkörper e, welcher durch einen Hahn / regelbar ist. Der das Nebenrohr g durchfließende Strom ■ geht durch einen Rückkühler h, der einen Überlauf i trägt und mit einem Frischwasserzulauf k versehen ist. Beide Wasserströme vereinigen sich dann wieder vor dem Kühlmantel des Motors, um den Kreislauf von neuem anzutreten. Nachdem der Behälter c einmal gefüllt ist, muß bei offenem Hahn f der Kreislauf zwischen Motorhochbehälter und Heizkörper gleichbleibend aufrechterhalten werden; da immer die gleiche Wassermenge umläuft, muß der Behälter voll bleiben und der Überlauf ohne Zufluß bleiben. Erst wenn bei f gedrosselt wird, steigt der »Wasserspiegel in c, und es fließt dann eine entsprechende Wassermenge

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dipl.-Ing. Kurt Schmidt in Köln-Hohveide.

durch den Überlauf in die Nebenleitung g und den Rückkühler h zum Motor zurück. Da in letzteren immer etwas Wasser verdünstet, muß ständig oder in Zwischenräumen durch den Wasserzulauf k der Vorrat im Sammelbehälter ergänzt werden.

In Abb. 2 ist bei einer im übrigen gleichen Anordnung von Motor a, Hochbehälter c und Heizkörper e in die Hauptleitung d zwischen ίο Hochbehälter und Heizkörper eine Drosselstellew eingeschaltet und an dieser Stelle oder unmittelbar darunter die Zweigleitung g für das rückzukühlende, nicht durch die Heizkörper geführte Wasser angeschlossen. Die Rückkühlung geschieht in diesem Falle durch Hinzufügung von frischem Kühlwasser durch die Leitung i unter Einschaltung eines Hochbehälters h. Um die Menge des zuzufügenden Frischwassers richtig zu bemessen, ist in die Abflußleitung des Motorkühlwassermantels ein Temperaturregler η (Thermostat) eingeschaltet, der auf einen Regelhahn in der Zuflußleitung des Frischwassers derart einwirkt, daß die Abflußtemperatur des Motors ungefähr gleichbleibend aufrechterhalten wird. : Abb. 3 zeigt eine andere Lösung der Auf- ! gäbe, durch Zugabe von Frischwasser in richtiger Menge die Kühlleistung für den Motor gleichbleibend zu erhalten.

Im Ausgleichbehälter ν wird das vom . Hochbehälter c zufließende Wasser durch Schwimmer auf stets gleicher Höhe gehalten. Der Überlauf g in der Hauptleitung d ist so ausgebildet, daß für den Fall besonders starker Wasserentnahme ein etwa auftretender Überdruck keine Luftbeimengung zum Wasser verursacht. Die Mündung des Überlaufrohres g liegt daher um eine gewisse Höhe über der Abzweigstelle, d. h. es ist erst die Überwindung eines entsprechenden Überdruckes nötig, um ein Überfließen von Wasser aus ν nach g zu bewirken.

Das in die Zweigleitung bei g eintretende Wasser wird in einem Zwischenbehälter O₁ gesammelt, der neben einem Zusatzbehälter für Frischwasser O₂ angeordnet ist; beide Behälter entleeren ihren Inhalt in einen Mischbehälter s, von wo aus das kühlere Mischwasser durch Leitung / dem Motor wieder zufließt.

Es ist eine Einrichtung getroffen, um das Mischungsverhältnis des durch g in den Behälter O₁ fließenden Warmwassers und des durch :' in den Behälter O₂ fließenden KaItwassers gleichbleibend aufrechtzuerhalten. Da nämlich das abfließende Kühlwasser des Motors gleichbleibend (auf 8o°) erhalten werden soll, auch das Abflußwasser des Heizkörpers e annähernd eine gleiche Temperatur (60 °) annehmen wird, besteht die Forderung, daß auch das durch Z abfließende Wasser stets eine gleichbleibende Temperatur haben muß. Diese wird aber, da ja auch das Frischwasser mit ungefähr gleichbleibender Temperatur zufließt, sich erzwingen lassen, wenn das Verhältnis der durch g und i zufließenden Wassermenge gleich ist.

Die Wirkung der in Abb. 3 dargestellten Einrichtung ist die folgende:
Die Behälter O₁ und O₂ haben durch Schwimmer beeinflußte Spülventile. Der Behälter o„ füllt sich immer bis zu einer bestimmten Höhe, worauf der Schwimmer ρ._λ den Zulauf schließt. Wenn Behälter O₁ auf dieselbe Höhe angestiegen ist, öffnet Schwimmer p_s zunächst das Spülventil des Behälters O₂ und dann dasjenige von O₁. Nach Aufsetzen der Spülventile füllen sich die Behälter von neuem.

Claims

Patent-An Sprüche:

1. Einrichtung zur Ausnutzung der Kühl wasser wärme von Brennkraftmaschinen, bei der warmes Kühlwasser 8g unter etwa gleichbleibender Druckhöhe den Heizkörpern zugeleitet und von diesen zum Motor zurückgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß bei nicht voller Warmwasserentnahme durch die Heizkörper infolge des Ansteigens des hydrostatischen Druckes in der Hauptleitung zu den Heizkörpern selbsttätig ein Teil des den letzteren zulaufenden Wassers in einer Zweigleitung — gegebenenfalls gekühlt — zum Motor geleitet wird.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Zweigleitung eine zusätzliche Kühlvorrichtung zum Zumischen von kaltem Wasser eingeschaltet ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Kühlvorrichtung von einem durch Temperatur beeinflußten Regler (Thermostaten) derart geregelt wird, daß die Kühlwirkung auf den Motor etwa gleichbleibend aufrechterhalten wird.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch selbsttätige volumenmessende Apparate (Abb. 3) ein stets gleiches Mengenverhältnis von Heißwasser und Frischwasser dem Motor durch die Zweigleitung zugeführt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.