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Kühler in Verbindung mit einer Heizvorrichtung für Kraftfahrzeuge
mit Verbrennungsmotor Die Erfindung betrifft einen Kühler in Verbindung mit einer
Heizvorrichtung für Kraftfahrzeuge mit Verbrennungsmotoren bei Anordnung des Kühlers
auf dem Dach des Fahrzeuges . und hat den Zweck, einen einwandfreien Betrieb der
Kühl- und Heizanlage zu gewährleisten.
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Das Prinzip der Anlage besteht darin, daß die bei der Kühlung des
Motors abzuführende Wärme durch die Umwandlung des Wassers in Dampf erfolgt. Dieser
Dampf wird in einem Kühlrohrsystem, dem Kondensator, niedergeschlagen und mit einer
Temperatur, die noch annähernd gleich der Verdampfungstemperatur ist, wieder dem
Motor zur Kühlung zugeleitet. Da das Kondenswasser den Kühler somit noch sehr heiß
verläßt, kann es zweckmäßig für die Heizung des Fahrzeuges verwendet werden.
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Die 'bisher bekannten Anordnungen von verengter Kühlung und Heizung
besitzen verschiedene Nachteile.
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Kondensatoren für Kraftfahrzeuge wurden z. B. schon nach den Wagenenden
zu abfallend angeordnet, wobei der Dampf aber in der Wagenaniitte eingelassen und
an den Enden abgeleitet wurde. Hierdurch kühlt das Kondenswasser leicht zu stark
ab, und es besteht keine Sicherheit gegen das Einfrieren des Kondensators.
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Zur Vermeidung dieses Nachteiles wurde schon das Gegenstromprinzip
angewendet, aber so, daß die Rohre in der Mitte tiefer und an den Enden des Wagens
höher lagen, wobei der Dampf in der Mitte eintrat und das gleichzeitig in der Mitte
austretende Kondenswasser warm erhalten konnte. Die Entlüftung des Kondensators
fand dabei an den Enden statt.
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Diese Anordnungen wirkten aber infolge der an den Wagenenden hochstehenden
Kondensatörrohre, deren Schräglage durch die zu befahrenden Steigungen bestimmt
wird, einerseits unschön, andererseits ergaben sich Schwierigkeiten mit der Ableitung
das Kondenswassers, z. B. beim Anfahren oder Bremsen, in den Steigungen und Gefällen
und ganz besonders bei Beschleunigungen in Steigungen und beim Bremsen in Gefällen,
weil das Kondenswasser sich hierbei in den Kondensatorenden anstaute und entweder
durch die Entlüftungseinrichtung ins Freie ausfließen konnte oder bei Anordnung
einer Entlüftung in einem rückgeführten Rohr gar nicht zum Abfluß kam, sich wiederum
zu stark abkühlte, große Teile des Kondensators außer Betrieb setzen und auch einfrieren
konnte.
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Obgleich die Verwendung des Warmwassers für die Heizung des Wagens
naheliegend ist, bereitete doch ihre Vereinigung mit der Verdampfungskühlung Schwierigkeiten.
Aus diesem Grunde wurde meist die He_ izung mittels der Auspuffgase bevorzugt. Diese
bietet jedoch bei weitem nicht eine so gleichmäßige
Temperatur
und guteReguliermöglichkeit wie die Warmwasserheizung und bewirkt außerdem eine
wesentliche Verschlechterung der Luft durch verbrannte Staubteilchen und leichter
eintretende Rohrundichtigkeiten. Hieraus geht hervor, daß die Verbindung einer Verdampfungskühlung
mit einer Heizvorrichtung bei Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor große Vorteile aufweist.
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Auf der Zeichnung stellen dar: Abb. z eine Ansicht der Erfindung in
senkrechter Längsebene, Abb. 2 einen Grundriß, dessen Teile jedoch zur besseren
Veranschaulichung etwas verlagert sind.
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Abb. 3 zeigt das Umschalt- und Regelventil für die Heizung in zwei
Schnitten.
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Das im Kühlmantel des Verbrennungsmotors a bis zur Siedetemperatur
erhitzte Wasser steigt, vermischt mit .bereits gebildetem Dampf, durch das Rohr
@b in das unter der Decke la des Wagens angebrachte Dampfabseheidungsgefäß c. Der
in diesem Gefäß c abgeschiedene Dampf strömt entsprechend den eingezeichneten gestrichelten
Pfeilen durch das nach beiden Wagenenden zu ansteigende Rohr d im die quer liegenden
Verteilungsrohre e des Kondensators zweckmäßig von oben her ein und von hier in
die nach der Mitte des Wagens zu ansteigenden Kondensrohre f, die der eigentlichen
Kühlung dienen.
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In der Mitte des Wagens ist an höchster Stelle der Kondensatorrohre
f oder in unmittelbarer Nähe derselben eine Verbindung g des Kondensators mit der
Außenluft vorhanden, wobei entweder nur ein Durchgangsloch oder ein regelbares Druck-
oder Saugventilangeordnetvst, jenachdem, welcher Druck im Kondensator erhalten bleiben
soll. Das in den Kondensrohren f gebildete Kondenswasser läuft in Richtung der strichpunktierten
Pfeile durch die Rohre j und d zum Dampfabscheidungsgefäß c zurück.
Das Kondenswasser wird dabei aus den Verteilungsrohren e, welche am Ende bzw. in
geringem Abstand vom Ende der Kondensatorrohre angebracht sind, zweckmäßig nach
unten abgeleitet. Durch diese Anordnung wird das Gegenstromprinzip beibehalten,
während die vorher erwähnten Nachteile vermieden sind.
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Es ist bei dieser Erfindung ausgeschlossen, daß bei starken Schräglagen
des Wagens oder Steigung das Kondenswasser ins Freie gelangt oder aber nicht abfließen
kann. Die Zuführung des Dammfes erfolgt durch das höher liegende Verteilungsrohr
d, während das tiefer liegende Verteilungsrohr nicht einfrieren kann, da es infolge
seiner Verbindung mit dem Dampfabscheidungsgefäß e und der Heizung warm erhalten
wird. Das ganze Kühlrohrsystem paßt sich außerdem der Wagenform gut an.
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An dieKondenswasserrückleitung j sind die Heizkörper i angeschlossen.
Die Kondenswasserrückleitung j steht aber außerdem in unmittelbarer Verbindung mit
dem Dampfabscheidungsgläß c, welches deshalb besondere Bedeutung erhält, weil es
zufolge seiner Höhenlage und der genannten Rohranschlüsse für die Heizung gleichzeitig
als Ausdehnungsgefäß für diese dient.
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Von den Heizkörpern i führt eine Rück-Leitung k zu einem Ventil
l und von hier mittels eines Rohres n zum Motor a zurück, gegebenenfalls
unter Zwischenschaltung einer Pumpe.
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Die Kondenswasserrückleitung j und damit auch das Dampfabscheidungsgefäß
c sind durch das Rohr o unmittelbar mit der Rückleitung k verbunden unter Zwischenschaltung
des Ventils L. Das Ventil l ist ein Dreiwegevenrtil, durch das die Leitung h oder
die Leitung o mehr oder weniger mit der Leitung n verbunden oder ganz abgeschlossen
werden kann, wodurch eine gute Regulierung der Heizung möglich ist, weil entsprechend
mehr oder weniger Wasser durch die Heizkörper fließt. Durch vollständiges Abschließen
der Leitung k wird die Heizung abgestellt, weil das abgekühlte Wasser in den Heizkörperni
und der Rwckleitungk stehenbleibt und .das Warmwasser über die Leitungen jund o
direkt zum Motor a fließt.
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Andererseits kann auch die Leitung o durch das Ventil l abgesperrt
werden, so daß alles heiße Wasser durch die Heizkörper zurückfließt, wodurch die
stärkste Heizung erzielt wird. Infolge der zweckdienlichen Anordnung der Verbindungsleitungen
zwischen Dämpfabscheidungsgefäß c, Kondensator f, Motor a und Heizung
i findet jederzeit eine automatische Verteilung der Heißwassermengen statt,
ganz gleich, welche Wärmemengen vom Motor abgegeben werden, wie stark die Kühlwirkung
des Kondensators ist, in welchem Maße geheizt wird usw. Weiter kann durch die Möglichkeit
der vollen Ausnutzung des Temperaturgefälles der Wasserumlauf thermisch aufrechterhalten
werden, so daB die -sonst übliche Wasserpumpe entbehrlich ist.