DE525637C

DE525637C - Kuehlverfahren und Vorrichtung fuer Brennkraftmaschinen mit Abdampfgewinnung

Info

Publication number: DE525637C
Application number: DEM98514D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Kurt Schmidt
Original assignee: Humboldt Deutzmotoren AG
Current assignee: Humboldt Deutzmotoren AG
Priority date: 1927-02-18
Filing date: 1927-02-18
Publication date: 1931-05-27

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN
27. MAI 1931

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 46 d GRUPPE

M g8$ 14 Ij46'd Tag der Bekanntmachung über die Erteilung des Patents: γ. Mai

Humboldt-Deutzmotoren Akt.-Ges. in Köln-Deutz*)

Patentiert im Deutschen Reiche vom 18. Februar 1927 ab

Das bereits zu Zwecken der Abdampfgewinnung bei Brennkraftmaschinen vorgeschlagene Verdampfungskühlverfahren erfordert zur Vermeidung der Möglichkeit der Bildung von Dampfansammlungen oder Dampfsäcken an den Wärmeaustauschflächen eine besondere Gestaltung der Kühlräume, die so zu treffen ist, daß jede an irgendeiner Stelle der Kühlräume gebildete Dampfperle

ίο sich schnell von der Wandung ablösen und zum gemeinsamen Dampfsammeiraum aufsteigen kann. Diese Anpassung der Zylinder-, Zylinderkopf- und -deckelbauweise an die Eigenart des verwandten Kühlverfahrens läßt sich bei größeren Einheiten, \vie Großgasmaschinen, infolge des zur Verfügung stehenden Raumes durchführen, sie stößt aber bei kleineren und vor allem mittleren Brennkraftmaschinen auf nicht mehr zu beherrsehende Schwierigkeiten.

Vorliegende Erfindung beruht nun auf der Erkenntnis, daß die zur Durchführung eines derartigen Verfahrens erforderlichen hohen Wassergeschwindigkeiten besondere Vorteile bei der zusätzlichen Ausnutzung der Abgaswärme ergeben. Gemäß der Erfindung wird deshalb das die Kühlräume der Brennkraftmaschine verlassende Dampfwassergemisch einem Abgasverwerter zugeführt, um dort Wärme zur Steigerung seines Dampfgehaltes aufzunehmen; in einem besonderen Dampfabscheider wird dann aber das Gemisch in die Gemischbestandteile geschieden.

Während bei den bisher üblichen Abgasverwertern die Wasserzuführungsgeschwindigkeit der je Zeiteinheit in Form von Heißwasser oder Dampf zu \^erbrauchszwecken abgezogenen Kühlmittelmenge entsprach, beträgt sie gemäß der Erfindung ein vom Verbrauch völlig unabhängiges Vielfaches derselben. Infolge der starken Wasserströmung findet daher ein gegenüber früher beträchtlich gesteigerter Wärmeübergang mit entsprechend höherem Wirkungsgrad der Abwärmenutzung statt.

Es sind zwar auch schon Anlagen bekannt geworden, bei denen ein in den Kühlräumen der Brennkraftmaschine hergestelltes Dampfwassergemisch in einen nachgeschalteten Abgasverwerter tritt; derartige Anordnungen unterscheiden sich von dem Gegenstand vorliegender Erfindung dadurch, daß bei ihnen bereits im Abgasverwerter die Scheidung der Gemischbestandteile vor sich geht. Damit aber hängt zunächst die Zuführungsgeschwindigkeit oder die für den Wärmeübergang in Betracht kommende Durchströmgeschwindigkeit des flüssigen Gemischbestandteiles wieder von dem Verbrauch des dampfförmigen Bestandteiles ab. Weitere Nachteile bei der bekannten Anordnung entstehen durch die Ausbildung eines Wasser-

*,' Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dipl.- Ing. Kurt Schmidt in ΚϋΙη-Holweide.

Claims

spiegeis in den abgasbeheizten Räumen. Bekanntlich bilden sich an derartigen Stellen schnell fortschreitende und tiefgreifende Korrosionen aus. Zwar ist es bereits bekannt, die Abwärme von Öfen mittels Siederohren und Dampfabscheider zur Dampferzeugung auszunutzen. Bei der Anwendung dieser Einrichtung auf die Verwertung der Abwärme von Brennkraftmaschinen würde aber nur ein ίο Teil der Abwärme, nämlich die Abwärme in den Abgasen,, wirtschaftlich ausgenutzt werden, während das Kühlwasser aus der Brennkraftmaschine für die Dampferzeugung ungenutzt abfließen würde.

Um bei schwacher Belastung oder Stillstand der Brennkraftmaschine die Dampflieferung unverändert aufrechtzuerhalten oder auch stetig oder absatzweise zu steigern, ist im Dampfabscheider oder im Abgaskessel oder auch in beiden in an sich bekannter Weise eine Zusatzfeuerung vorgesehen, die in den bezeichneten Fällen in Betrieb genommen wird.

Die Zeichnung zeigt eine Ausführung des Erfindungsgedankens am Beispiel einer Brennkraftmaschine mit nachgeschaltetem Abgasverwerter und Dampfabscheider.

Eine Umwälzpumpe α führt den Kühlräumen der Brennkraftmaschine b heißes Kühlwasser mit annähernd Siedetemperatur in so großer Menge zu, daß in den Kühlräumen der Brennkraftmaschine- nur ein kleiner Teil des zugeführten Wassers zur Verdampfung gelangt. Das entstandene Dampfwassergemisch wird über Rohrleitung c in den Abgasverwerter d geleitet, in dem das Gemisch aus den über Auspuffleitung e ,zugeführten heißen Abgasen der Brennkraftmaschine Wärme aufnimmt und eine weitere Steigerung seines Dampfgehaltes erfährt. Die abgekühlten Abgase werden bei f abgezogen. Das Dampf wassergemisch tritt schließlich über Rohrverbindung g in den Dampfabscheider ein, in dessen Dampfsammeiraum Ji₁ der aus dem Gemisch ausgeschiedene Dampf aufgenommen wird. Der angesammelte Dampf wird über einen Entnahmestutzen i der Verwendungsstelle zugeführt. Das vom Dampf befreite, noch nahezu siedende Wasser wird über Rückleitung k und Pumpe α in die Kühlräume der Brennkraftmaschine b wieder rückgefördert.

Eine Zusatzfeuerung I im Dampfabscheider h wird in Betrieb genommen, wenn trotz niederer Belastung oder Stillstand der Brennkraftmaschine die Dampflieferung aufrechterhalten oder eine ständige oder absatzweise Steigerung über das durch den Betrieb der Brennkraftmaschine gegebene Maß erreicht werden soll. Gegebenenfalls kann eine zweite, gestrichelt gezeichnete Zusatzfeuerung m im Abgasverwerter d zusätzlich zur Feuerung / oder auch allein zur Wärmelieferung herangezogen werden.

Ρλ ϊ ε ν τ α ν s pr ü c ii ε :

ι. Kühlverfahren für Brennkraftmaschinen mit Abdampfgewinnung, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennkraftmaschine heißes Kühlmittel, vorzugsweise Kühlwasser, mit annähernd Siedetemperatur in so großer Menge zugeführt wird, daß in den Kühlräumen der Brennkraftmaschine nur ein kleiner Teil zur Verdampfung gelangt, worauf das die Kühlräume der Brennkraftmaschine verlassende Dampfwassergemisch in einem Abgasverwerter Wärme zur Steigerung seines Dampfgehaltes aufnimmt und in einem besonderen Dampfabscheider in die Gemischbestandteile geschieden wird.
2. Kühlvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasserdampfgemisch aus dem Kühlmantel (b) einem Abgasverwerter (d) zugeführt wird, aber erst im Dampfabscheider (Ji) die Trennung von Kühlwasser und Dampf stattfindet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen