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An Brennkraftmaschinen und anderen Vorrichtungen die Ausnutzung der
bei der Verdampfung des Brennstoffes entstehenden Kälte als Nutzkälte Den Gegenstand
der Erfindung bildet ein neues Verfahren und die zu seiner Durchführung erforderlichen
Einrichtungen zur Abkälteverwertung bei Brennkraftmaschinen und anderen Vorrichtungen,
die mit Verbrennungsgemischen aus flüssigen Brennstoffen betrieben werden.
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Die Erfindung ist im wesentlichen.dadurch gekennzeichnet, daß bei
einer Brennkraftmaschine oder anderen Vorrichtung, die mit Verbrennungsgemischen
aus flüssigen Brennstoffen betrieben wird, insbesondere bei gemischverdichtenden
Benzinmotoren, die bei der Verdampfung des Brennstoffes ei,tstehende Kälte (Abkälte)
als Nutzkälte für außerhalb des Maschinenbetriebes liegende Kühlzwecke ausgenutzt
wird. Weitere kennzeichnende Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden
Beschreibung und aus der Zeichnung.
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Es sei hier bemerkt, daß es an und für sich naturgemäß bekannt ist,
daß bei der Vergasung flüssiger Brennstoffe Wärme gebunden wird. Diese an und für
sich bekannte Erscheinung hat man auch bereits dazu ausgenutzt, um die Arbeitszylinder
der mit den betreffenden Brennstoffen betriebenen Maschinen zu kühlen. Die vorliegende
Erfindung nutzt auch die -bei der Verdampfung` des Brennstoffes entstehende Kälte
aus, aber zu .grundsätzlich neuen Zwecken, nämlich als Nutzkälte für außerhalb des
Maschinenbetriebes liegende Kühlzwecke.
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Als Anwendungsgebiet für die Erfindung kommen in erster -Linie Automobile,
Motorboote oder ähnliche Fahrzeuge in Betracht, doch kann die Erfindung naturgemäß
auch bei auf Schienen laufenden Fahrzeugen lind gegebenenfalls auch bei stationären
Anlagen Verwendung finden.
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Auf der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung in einigen beispielsweisen
Ausführungen veranschaulicht, an denen gleichzeitig das neue Verfahren nach der
Erfindung erläutert werden soll: In Abb. i bezeichnet io den Zylinderblock einer
Verbrennungskraftmaschine, beispielsweise eines Automobilmotors; ii ist das Zuführungsrohr
für das Luftgasgemisch, das durch den Saugstutzen 12 den Arbeitszylindern zugeführt
wird; 13 ist der Vergaser der Maschine, und- i¢ sind enge, im Gemischzuführungsrohr
1i angeordnete Rohre, durch die die Frischluft unter Vermittlung des Rohres 15 dem
Vergaser 13 zugeführt wird. Zwischen dem Vergaser 13 und dem Rohr i i ist ein gut
isolierter Behälter oder Rohrteil 16 angeordnet, der der Kälteerzeugung dient.
Im
Innern dieses Behälters liegt eine Schlange 17, die durch die Leitungen 28, 29 mit
einer zweiten Schlange 40 in-Verbindung steht, die von einem Kühlkörper 41 umschlossen
ist, der im Innern eines Kühlschrankes i8 sitzt. Die Rohrschlangen und ihre Verbindungsleitungen
enthalten ein Hilfsmedium, das an irgendeiner zu kühlenden Stelle, beispielsweise
also in dem Kühlschrank 18, Wärme äufnimmt, diese Wärme in den Behälter 16 überführt,
wo sie für die Verdunstung des Arbeitsbrennstoffes der Maschine benötigt wird. Das
Hilfsmedium kann abwechselnd in der Schlange 40 zur Verdampfung und in der Schlänge
17 zur Kondensation gebracht werden.
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Die Arbeitsweise der beschriebenen Einrichtung ist folgende: Die für
die Verbrennung erforderliche, von außen kommende Frischluft streicht durch die
engen Rohre 14 hindurch und über das Rohr 15 zum Vergaser 13, aus
dem sie Brennstoff, z. B. Benzinflüssigkeit, in feinverteiltem Zustand in den Behälter
16 mitreißt, in dem die kleinen Flüssigkeitströpfchen zur Ver= dampfung gelangen.
Durch .die Verdampfung wird Wärme aus der Umgebung gebunden, und zwar kann diese
Wärme, da der Behälter 16 nach außen hin gut isoliert ist, nur dem Innern dieses
Behälters bzw. der Schlange 17 entzogen werden. Auf ihrem weiteren Weg durchstreicht
die jetzt mit Brennstoffdämpfen gesättigte Luft das Saugrohr i i und tritt durch
den Saugstutzen i2 in den Zylinder der Maschine ein, nachdem sie vorher neueinkommende
Frischluft in dem Temperaturwechsler 1i, 14 abgekühlt hat. Infolge dieser Abkühlung
sinkt die Temperatur der Luft mehr und mehr; bis eine gewisse niedrigste Temperatur
erreicht'ist. Wie ohne weiteres ersichtlich ist, herrscht die niedrigste Lufttemperatur
im Gefäß 16, und aus diesem Kälteerzeuger@wird die Kälte dann durch die Rohrschlange
17 der zu kühlenden Stelle, im vorliegenden Falle also dem Kühlschrank i8, unter
Vermittlung der Hilfsflüssigkeit in bekannter Weise zugeführt. Der Behälter 16 kann
naturgemäß auch so ausgebildet sein, daß er imstande ist, unmittelbar zu kühlende
Gegenstände aufzunehmen, wobei also der Kältetransport durch besondere Schlangen
und Hilfsflüssigkeiten usw. entfällt. Als Vergaser kann gegebenenfalls der gewöhnliche
Vergaser einer derartigen Maschine Verwendung finden, so daß sich der Umbau vorhandener
Anlagen lediglich auf Einbau des Behälters 16 hinter dem Vergaser der Maschine und
eines ,Temperaturwechslers beschränkt, ein Umbau, der leicht und ohne große Kosten
bei vorhandenen Fahrzeugen vorgenommen werden kann. Die in Abb. 2 dargestellte Einrichtung
unterscheidet sich von derjenigen nach Abb. i in! wesentlichen nur dadurch, daß
die einkommende Frischluft durch den flüssigen Arbeitsbrennstoff in dem Behälter
ig hindurchtritt, wobei sie mit Brennstoffdämpfen gesättigt wird. Die zur Verdampfung
des Brennstoffes erforderliche Wärmennenge kann unmittelbar dem Behälterinhalt entnommen
werden, wobei Wärme von außen nachströmt, so daß der Behälter 1g (Vergaser) gleichzeitig
als Kälteerzeuger wirkt. Es kann aber auch hier, wie an Hand des ersten Ausführungsbeispieles
beschrieben worden ist, mit Hilfe eines Hilfsmediums gearbeitet werden, das in Rohrschlangen
o. dgl. umläuft, gegebenenfalls unter abwechselnder Verdampfung und Kondensation,
und mit dem Kälte an einer beliebigen Stelle erzeugt werden kann. Der in der Abb.2
dargestellte Temperaturwechsler ri, 14 entspricht dem der Abb. i. Da im Behälter
ig naturgemäß zuerst die leicht flüchtigen Bestandteile des Benzins zur Verdunstung
gelangen, ist es zweckmäßig, eine Einrichtung ,vorzusehen, die gestattet, auch die
schwerer zu verdampfenden Brennstoffteilchen mit Sicherheit zur Verbrennung zu bringen.
Diesem Zweck dient das Rohr 2o, das oben in einer düsenartig geformten Verengung
des Stutzens 21- mündet, der den Behälter ig mit dem Zufuhrrohr i i für das Luftgasgemisch
zum Zylinder verbindet. Mit seinem untersten Ende reicht das Rohr 20 bis nahezu.
auf den Boden des Behälters ig. Beim Austreten des Luftgasgemisches aus dem Behälter
ig entsteht in dem Rohr 2o eine Saugwirkung, durch die das schwere Benzin über dem
Boden des Behälters ig abgesaugt und in den Strom des Luftgasgemisches und dadurch
in die Zylinder der Maschine eingeführt wird. Die im Stutzen -2i vorgesehene Flüssigkeitsäbscheidevorrichtung
22. verhindert, daß größere Benzinteilchen mit in die Zylinder der Maschine hineingerissen
werden. Sie fließen in den Behälter ig zurück. Die Zufuhr von frischem Benzin in
diesen Behälter erfolgt durch das Rohr 36 mittels eines gewöhnlichen Schwimmerventils.
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Bei den beschriebenen Ausführungsformen erfolgt die Verdampfung oder
Vergasung des Brennstoffes in Verbindung mit der Verbrennungsluft. Dabei kühlt sich
die Luft stark ab, wodurch Verluste in bezug auf die Kälteleistung der Einrichtung
gegeben sind. Diese Nachteile sind beider in Abb. 3 dargestellten Ausführungsform
dadurch beseitigt, daß die Verdunstung des Benzins. nicht in Gegenwart der Verbrennungsluft
vor sich geht, sondern in einem besonderen Behälter ä3, in dem -mittels der Pumpe
24 ein Unterdruck erzeugt wird, der das aus-dem Benzinbehälter 25 in
den
Behälter 23 eintretende flüssige Benzin zur Verdampfung kommen läßt. Die Pumpe ist
als Saug- und Druckpumpe ausgebildet, so daß mit ihr gleichzeitig die unter Unterdruck
stehenden Brennstoffdämpfe komprimiert werden können, bevor sie der durch Rohr 26
eintretenden Frischluft zugesetzt werden, mit der sie zusammen durch Rohr 27 in
die Zylinder dei Maschine eintreten. Die Saug- und Druckventile der Pumpe sind mit
38, 39 bezeichnet. Um den Vakuumpumpenbehälter ist ein als Kühlschrank dienender
Behälter 3ö herumgebaut, - dessen Innenraum die zur Verdampfung des Brennstoffes
erforderlichen Wärmemengen entnommen werden, so daß in ihm Kälte entsteht, die zur
Kühlung eingesetzter Gegenstände, gegebenenfalls zur Herstellung von Eis u. dgl.
m., dient. Die Zuführung des müssigen Brennstoffes in den Vakuumvergaser 23 erfolgt
aus dem Behälter 25 durch die Leitung 3i. Sie kann mittels der Regulierschraube
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nach Belieben geregelt werden. Nach seinem Eintritt in den Behälter
23 rieselt der Brennstoff über die in diesem Behälter eingebauten Verteilungsplatten
33 herab, wo er zur Verdunstung kommt. Auch hier ist wiederum eine Einrichtung vorgesehen,
die es gestattet, auch die schwerer verdunstenden Brennstoffteilchen, die sich im
unteren Teil des Behälters 23 sammeln, im Motor auszunutzen, und zwar fließen die
schwereren Brennstoffmengen durch die Verbindung 34 der Saugleitung 35 der Pumpe
zu. In :dieser Leitung ist eine Drosselklappe 36 vorgesehen. Eine ähnliche Klappe
37 befindet sich in der Zufuhrleitung 26 für die einkommende Frischluft. Beide Klappen
können gemeinsam betätigt werden.
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Die Pumpe 2q: wird, wie die Zeichnung ohne weitere Erläuterung erkennen
läßt, von der Verbrennungskraftmaschine 37 angetrieben.
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Die praktische Durchführung des Erfindungsgedankens kann natürlich
in der verschiedensten Weise verwirklicht werden, und es können selbstverständlich
in Verbindung mit den beschriebenen Ausführungen, die nur das Wesen der Erfindung
zu erläutern bestimmt sind, alle Einrichtungen vorgesehen werden, die sowohl im
Kältemaschinenbau als auch ganz allgemein in Verbindung mit Maschinen bekannt sind,
für die die Erfindung hauptsächlich in Prage kommt. Selbstverständlich können auch
Vorkehrungen getroffen -werden, die es gestatten, die Einrichtung für die Kälteerzeugung
nach Belieben ein- und ausschalten zu können. gemischen aus flüssigen Brennstoffen
betrieben werden, insbesondere gemischverdichtenden Benzinmotoren, die Ausnutzung
der bei der Verdampfung des Brennstoffes entstehenden Kälte (Abkälte) als Nutzkälte
für außerhalb des Maschinenbetriebes liegende Kühlzwecke.
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2. Einrichtung zur Abkälteverwertung nach Anspruch i, gekennzeichnet
durch eine Vorrichtung, mit welcher die mit Brennstoffgasen gesättigte kalte Luft
vor ihrem Eintritt in die Arbeitszylinder der Maschine derart in wärmeaustauschender
Verbindung mit in den Vergaser strömender Frischluft steht, daß diese abgekühlt
wird (Abb. i und 2) .
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3. Einrichtung zur Abkälteverwertung nach Anspruch i, gekennzeichnet
durch eine Vorrichtung, bei welcher der Brennstoff getrennt von der Verbrennungsluft
unter Unterdruck in einem Vergaser verdampft und dieser Dampf vor Zusatz der Verbrennungsluft
auf deren Druck verdichtet wird.
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q.. Einrichtung nach Anspruch 3; dadurch gekennzeichnet, daß der zur
Verdampfung des Brennstoffes in einem Vergaser dienende Unterdruck und. die daran
anschließende Verdichtung mittels einer Saug- und Druckpumpe bewirkt wird, die von
der das Gasgemisch verarbeitenden Brennkraftmaschine angetrieben, sein kann.
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5. Einrichtung nach Anspruch i bis q., gekennzeichnet durch einen
mehr oder weniger abgeschlossenen und gegenüber der mit dem Brennstoff betriebenen
Einrichtung (Verbrennungskraftmaschine) isolierten Raum, dem die für die Vergasung
.des Betriebsstoffes erforderliche Wärme entzogen wird.
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6. Einrichtung zur Abkälteverwertung nach Anspruch i bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß der Raum, dem die zur Vergasung des Betriebsstoffes erforderliche
Wärme entzogen wird, unmittelbar oder mittelbar zur Aufnahme zu kühlender Gegenstände
eingerichtet ist.
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7. Einrichtung nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die Vergasungswärme einem zweckmäßig gut isolierten Raum entzogen wird, dem sie
von einer anderen, zu kühlenden Stelle (z. B. einem Kühlschrank) aus zugeführt'
wird.
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B. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die C;berführung
der Wärme von einer zu kühlenden Stelle aus nach der Stelle, an der die Verdunstungswärme
für den Betriebsbrennstoff der Maschine o. dgl. abgenommen wird bzw. die Rückführung
von Kälte von