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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Abwärme-Rückgewinnungsvorrichtung
für einen
Motor und insbesondere eine Abwärme-Rückgewinnungsvorrichtung
für einen
Motor, die dazu angeordnet ist, als Energiequelle in beispielsweise
einem Kraft-Wärme-Kopplungs-System
verwendet zu werden (siehe beispielsweise
EP-A-1 094 214 ).
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Im
Hinblick auf die Förderung
des weltweiten Umweltschutzes sind Kraft-Wärme-Kopplungs-Systeme in den
Schwerpunkt gerückt,
die Wärme
(Abwärme)
rückgewinnen,
die durch den Betrieb einer Wärmequelle
erzeugt wird, und deren Energie nutzen. Beispielsweise hat ein Kraft-Wärme-Kopplungs-System
einen Gasmotor, der als Energiequelle vorgesehen ist und mit Stadtgas
zum Erzeugen von Elektrizität
und für
die Versorgung mit heißem
Wasser betrieben wird. Das Kraft-Wärme-Kopplungs-System hat auch eine
Abwärme-Rückgewinnungsvorrichtung,
in welcher ein Wärmeübertragungsmedium
wie beispielsweise Wasser durch die Wirkung einer Wasserpumpe durch
eine Wasserummantelung hindurch umlaufen gelassen wird, um den Motor
zu kühlen,
und einen Abgaswärmetauscher zum
Rückgewinnen
von Wärme
von dem Abgas des Gasmotors. Genauer gesagt kann thermische Energie
(eine thermische Ausgabe) durch Übertragen
der Wärme
von dem Wärmetransfermedium
produziert werden, das durch das Abgas aufgeheizt worden ist.
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Wenn
die Abwärme-Rückgewinnungsvorrichtung
es aber versäumt,
ihre Wärmetransfermedium-Umlaufleitung
mit einer geeigneten Menge des Wärmetransfermediums
zu versorgen, dann steigt die Temperatur bei der Wärmequelle
oder dem Motor und dem benachbarten Flächenbereich rapide an, so dass
Fehler bei dem Bauteil neben dem Motor verursacht werden. Beispielsweise
wird ein Mangel an dem Wärmetransfermedium
durch ein fehlerhaftes Nachfüllen
bei der Wartung oder bei der anfänglichen Einstellung
verursacht, durch ein Auslaufen aufgrund des Auftretens eines Fehlers,
oder durch eine Mischung der Luft. Eine Modifikation der Abwärme-Rückgewinnungsvorrichtung ist
bekannt, wo ein Motorschutzkreis betätigt wird, wenn die Temperatur des
Kühlwassers
auf einen oberen Grenzwert ansteigt. Eine solche Modifikation ist
in der
japanischen offengelegten
Patentveröffentlichung
(Heisei) 7-247834 offenbart, wo das in den Motorkühlabschnitt
hineingeleitete Kühlwasser
so gesteuert wird, dass es in einem vorbestimmten Temperaturbereich bleibt,
und die Betätigung
des Motorschutzkreises minimiert wird.
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Die
herkömmliche,
mit dem Motorschutzkreis ausgestattete Abwärme-Rückgewinnungsvorrichtung hat
einen Sensor, der angrenzend an die Wärmequelle in der Umlaufleitung
des Kühlwassers vorgesehen
ist und auch zum Erfassen des Auftretens eines Fehlers verwendet
wird, wenn die gemessene Temperatur eine vorbestimmte Schwelle überschreitet.
Da aber eine Zeitverzögerung
von dem eigentlichen Anstieg der Temperatur bis zur Messung der
angestiegenen Temperatur durch den Sensor stattfindet, kann die
Wirkungsweise des thermischen Schutzes kaum adäquat sein. Es ist auch notwendig, die
vorbestimmte Schwellentemperatur zum Erfassen des Auftretens eines
Fehlers auf eine Stufe zu setzen, die höher ist als die obere Grenze
des Wärmetransfermediums.
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Ein
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Abwärme-Rückgewinnungsvorrichtung
für einen Motor
zu schaffen, die die Zirkulation einer unzureichenden Menge des
Wärmetransfermediums
zum frühest
möglichen
Zeitpunkt erfasst, um den Schutz jedes der Wärme ausgesetzten Bauteils sicherzustellen.
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Als
erstes Merkmal der vorliegenden Erfindung wird eine Abwärme-Rückgewinnungsvorrichtung
zum Rückgewinnen
der Abwärme
eines Motors durch Umlaufenlassen eines Wärmeübertragungsmediums durch einen
Wassermantel hindurch geschaffen, um den Motor zu kühlen, mit:
einem ersten Temperatursensor, der an einer Abwärme-Rückgewinnungsstelle über die
Umlaufstrecke des Wärmetransfermediums
hinüber
vorgesehen ist; einem zweiten Temperatursensor, der stromabwärts des ersten
Temperatursensors über
die Umlaufstrecke hinüber
vorgesehen ist; und einem Mittel zum Ausgeben eines Signals bezüglich der
Knappheit des Wärmetransfermediums,
wenn ein Unterschied in der Temperaturmessung zwischen dem ersten
und dem zweiten Temperatursensor größer ist als ein vorbestimmter
Bezugslevel. Als ein zweites Merkmal der vorliegenden Erfindung
kann die Abwärme-Rückgewinnungsvorrichtung
modifiziert werden, worin das Wärmetransfermedium
weiter zu einem Abgaswärmetauscher
befördert
wird, der Wärme
aus dem Abgas des Motors aufnimmt.
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Das
erste und das zweite Merkmal ermöglichen
es, dass die Wärme
durch die Luft zwischen dem ersten und dem zweiten Sensor geleitet
wird, wenn das Wärmetransfermedium
in dem Umlaufweg nicht vorhanden ist. Demzufolge wird der Unterschied
in der Temperaturmessung zwischen den beiden Temperatursensoren
größer sein
als wenn eine ausreichende Menge des Wärmetransfermediums in dem Umlaufweg
umliefe. Als Ergebnis kann ein Mangel an Wärmetransfermedium auf geeignete
Art und Weise erfasst werden, indem überprüft wird, ob der Unterschied
in der Temperaturmessung den Bezugswert überschreitet.
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Als
drittes Merkmal der vorliegenden Erfindung ist/sind der erste und/oder
der zweite Temperatursensor an einer Stelle platziert, wo die Luft
in dem Umlaufweg leicht stillsteht. Selbst wenn ein Mangel des Wärmetransfermediums
gering ist, entwickelt sich eine Masse von Luft mit einer geringen
Stufe der thermischen Leitfähigkeit
zwischen den beiden Temperatursensoren, weil einer der beiden Sensoren sich
dort befindet, wo die Luft leicht stillsteht. Demzufolge kann der
Mangel des Wärmetransfermediums während des
Fortschritts zu einer frühen
Stufe aus dem Unterschied in der Temperaturmessung zwischen den
beiden Sensoren erfasst werden.
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Als
ein viertes Merkmal der vorliegenden Erfindung kann die Abwärme-Rückgewinnungsvorrichtung
modifiziert werden, worin der erste und der zweite Temperatursensor
ein Temperatursensorpaar sind, das in einem ausfallsicheren System
vorgesehen ist. Das vierte Merkmal ermöglicht es, dass die beiden Temperatursensoren
die ausfallsichere Funktion erfüllen,
wobei sie als der erste und der zweite Temperatursensor dienen.
Demzufolge kann die Anwesenheit, Abwesenheit oder der Mangel an
dem Wärmetransfermedium
ohne Verwendung von zusätzlichen Sensoren
geeignet erfasst werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
ein Blockdiagramm, das einen hauptsächlichen Bereich einer Abwärme-Rückgewinnungsvorrichtung
für einen
Motor gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 ist
eine perspektivische Außenansicht der
Vorrichtung von rechts;
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3 ist
eine perspektivische Außenansicht der
Vorrichtung von links;
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4 ist
eine Frontansicht der Vorrichtung, wobei eine Abdeckung abgenommen
ist;
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5 ist
eine Seitenansicht der Vorrichtung von rechts, wobei die Abdeckung
abgenommen ist;
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6 ist
eine Seitenansicht der Vorrichtung von links, wobei die Abdeckung
abgenommen ist;
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7 ist
eine vergrößerte perspektivische Ansicht,
die den Hauptbereich der Vorrichtung zeigt;
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8 ist
ein Blockdiagramm, das einen hauptsächlichen Bereich der Funktion
zeigt, um zu überprüfen, ob
das Wärmetransfermedium
vorhanden ist oder nicht; und
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9 ist
ein Diagramm, das eine Veränderung
der erfassten Ausgabe des Temperatursensors zeigt.
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Eine
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird genauer mit Bezug auf die relevanten Zeichnungen
beschrieben. 1 ist ein Blockdiagramm, das
eine Anordnung einer Abwärme-Rückgewinnungsvorrichtung (im
folgenden auch einfach "Vorrichtung") mit Bezug auf die
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung zeigt. Eine Vorrichtung 1 gewinnt
Wärme von
dem Motor eines Motorgenerators zurück. Die Vorrichtung 1 hat
einen Raum, der mittels einer Trennplatte 100 in einen
oberen und einen unteren Raum unterteilt ist. Eine Luftzirkulation zwischen
diesen beiden Räumen
wird mittels der Trennplatte 100 abgeschnitten. Ein Motor 2 und
ein Generator 3, der mechanisch angeschlossen ist und mittels
des Motors angetrieben wird, sind in dem unteren Raum montiert.
Der Generator 3 wird mittels des Motors 2 angetrieben,
um einen Wechselstrom zu erzeugen. Der Motor 2 hat eine Ölwanne 4 zum Aufnehmen
von Schmieröl.
Die Ölwanne 4 beinhaltet einen Ölkühler (einen Ölwärmetauscher) 5,
der einen Wärmeaustausch
zwischen dem Öl
in der Ölwanne 4 und
dem Wärmetransfermedium
(einem Kühlwasser) ausführt.
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Ein
Luftfilter 7 und eine Batterie 25 sowie eine ECU
(engine control unit – Motorsteuereinheit) sind
in dem oberen Raum montiert, wo der Einfluss der Wärme von
dem Motor 2 so gesteuert wird, dass er klein ist, und zwar
durch Isolieren des unteren Raums, in welchem der Motor 2 untergebracht
ist. Luft, die durch den Luftfilter 7 hindurchströmt, wird
zu einer Zylinderwärme
des Motors 2 hin induziert. Das Abgas von dem Motor 2 wird
durch einen Abgasstutzen 8 und einen Abgaswärmetauscher 9 hindurchgeleitet
und aus einem Schalldämpfer 31 ausgegeben.
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Zum
Rückgewinnen
von von dem Motor 2 erzeugter Wärme mit hoher Effizienz ist
ein Umlaufweg 12 für
das Wärmetransfermedium
vorgesehen. Eine Wasserpumpe 10 ist am Einlass des Umlaufwegs 12 zum
Umlaufenlassen des Wärmetransfermediums angebracht.
Dies ermöglicht
es, dass die Wasserpumpe 10 nicht eine hohe Temperatur
des Wärmetransfermediums
trifft, so dass eine abrupte Beeinträchtigung des Dichtungsmittels
oder dergleichen vermieden wird und die Lebensdauer der Wasserpumpe 10 verlängert wird.
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Das
mittels der Wasserpumpe 10 gepumpte Wärmetransfermedium wird hin
zu dem Abgaswärmetauscher 9 befördert und
dann durch den Ölwärmetauscher 5 in
der Ölwanne 4 hindurch,
durch den Motor 2, den Zylinderkopf 6 und eine
Thermoabdeckung 16 und nach außen ausgegeben. Das Wärmetransfermedium,
das durch den Umlaufweg hindurch gelaufen ist, kann die thermische
Belastung passieren wie beispielsweise einen Heißwasserversorgungstank, der
außerhalb
der Abwärme-Rückgewinnungsvorrichtung vorgesehen
ist. Die Thermoabdeckung 16 hat einen eingebauten Thermostaten
zum Verschließen
eines Ventils, wenn die Temperatur unterhalb eines vorbestimmten
Grads liegt, um zu verhindern, dass das Wärmetransfermedium den Motorzylinder
abkühlt.
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Während das
Wärmetransfermedium
in dem Umlaufweg 12 umlaufen gelassen wird, überträgt es von
dem Motor 2 erzeugte Hitze auf die thermische Last. Genauer
gesagt wird das Wärmetransfermedium
zu dem Ölwärmetauscher 5 in
der Ölwanne 4 befördert, wo
es das Öl
abkühlt
oder dem Öl
des Motors 2 Wärme
entzieht. Das Wärmetransfermedium,
das bei dem Ölwärmetauscher 5 und
dem Abgaswärmetauscher 9 thermische
Energie aufnimmt und eine höhere
Temperatur hat, wird weiter durch die Leitungen in der Zylinderwand
und dem Zylinderkopf 6 oder der Kühleinheit des Motors 2 in
Form einer Wasserummantelung 6A geleitet, und seine Temperatur steigt
an.
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Zwei
Temperatursensoren TW1 und TW2 sind über den Umlaufweg 12 hinweg
vorgesehen, um die Temperatur des Wärmetransfermediums zu messen.
Der Temperatursensor TW1 befindet sich nahe der Wärmequelle
oder nahe dem Motor 2, während sich der Temperatursensor
TW2 stromabwärts
des Sensors TW1 befindet. Die beiden Sensoren TW1 und TW2 können die
Anwesenheit, Abwesenheit oder den Mangel des Wärmetransfermediums in dem Umlaufweg 12 erfassen.
Ihre Anordnung und Funktion werden später genauer beschrieben.
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2 ist
eine perspektivische Seitenansicht von rechts, die das Äußere der
Vorrichtung zeigt, und 3 ist eine perspektivische Seitenansicht
von links, die ebenfalls das Äußere der
Vorrichtung zeigt. Wie in den 2 und 3 dargestellt,
ist eine Vorrichtung 1 in einem schalldichten Gehäuse 13 vorgesehen,
welches Gehäuse
eine obere Platte 13A, eine Bodenplatte 13B und
eine Seitenplatte 13C aufweist. Die Bodenplatte 13B ist
mit Füßen 14 ausgestattet, und
die Seitenplatte 13C hat eine elektrische Eingabe-/Ausgabeanschlussplatte 15 sowie
Griffe 17, die an der rechten Seite vorgesehen sind. Die
Seitenplatte 13C hat auch Öffnungen, die in ihrer rechten
Seite vorgesehen sind, durch welche hindurch eine Wärmetransfermedium-Eingabeleitung 18,
eine Transfermedium-Ausgabeleitung 19, eine Ablassleitung 20 für kondensiertes
Wasser und eine Brennstoffgas-Eingabeleitung 21 sich
erstrecken. Die obere Platte 13A hat Öffnungen, die darin vorgesehen
sind, durch welche hindurch eine Lufteinlassleitung 22 und eine
Auslassleitung 23 sich erstrecken.
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Eine
Eingabesteuertafel 15A und Griffe 17A sind auf
der linken Seite der Seitenplatte 13C vorgesehen. Die Seitenplatte 13C hat
eine Öffnung,
die in ihrer linken Seite vorgesehen ist, durch welche hindurch
eine linke Wärmetransfermedium-Eingabeleitung 47 und
eine linke Wärmetransfermedium-Ausgabeleitung 48 sich
für eine
Verbindung mit der Wärmetransfermedium-Eingabeleitung 18 bzw.
der Wärmetransfermedium-Ausgabeleitung 19 erstrecken. Die
Leitung 18 und die linke Wärmetransfermedium-Eingabeleitung 47 sind
mit nicht dargestellten Leitungen für die Eingabe des Wärmetransfermediums
auf beiden Seiten des Gehäuses 13 verbunden, während die
Wärmetransfermedium-Ausgabeleitung 19 und
die linke Wärmetransfermedium-Ausgabeleitung 48 mit
nicht dargestellten Leitungen zum Ausgeben des Wärmetransfermediums verbunden
sind. In dieser Ausführungsform,
die in 3 dargestellt ist, sind die linke Wärmetransfermedium-Eingabeleitung 47 und
die linke Wärmetransfermedium-Ausgabeleitung 48 zugestopft,
weil das Wärmetransfermedium auf
der rechten Seite der Vorrichtung 1 eingegeben und ausgegeben
wird.
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Der
innere Aufbau der Vorrichtung wird weiter erläutert. 4 ist eine
Frontansicht der Vorrichtung, wobei die Abdeckung teilweise abgenommen ist,
und die 5 und 6 sind eine
Seitenansicht der Vorrichtung gesehen von rechts bzw. links. Wie sich
aus den 4 bis 6 ergibt,
befinden sich der Luftfilter 7, eine Batterie 25,
eine ECU 26, ein automatischer Spannungsregler (AVR) und
ein Druckregler des Brennstoffgases (beide sind nicht dargestellt)
etc. bei einem oberen Bereich, der Abgaswärmetauscher 9 bei
einem unteren Bereich und der Motor 2 bei einem dazwischen
liegenden Bereich der Vorrichtung 1.
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Der
Motor 2 ist ein vertikaler Motor, wo seine Kurbelwelle
(nicht dargestellt) vertikal verlängert und mit dem Energiegenerator 3 verbunden
ist. Die Ölwanne 4 befindet
sich unterhalb des Motors 2. Ein Mischer 27 ist
oberhalb des Zylinderkopfes des Motors 2 angebracht und
mit einem Lufteinlassschlauch 28 verbunden, der sich von
dem Luftfilter 27 erstreckt, und einer Gasleitung 29,
die sich von einer Brennstoffgas-Einlassleitung 21 über den
Druckregler erstreckt.
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Ein
Steg 30 der rechten Seite ist aufrecht an der Bodenplatte 13B angebracht,
so dass er sich entlang der Seitenplatte 13C erstreckt.
Der Steg 30 hat Verbindungselemente 34, 44 und 38 (später genauer beschrieben),
die mit der Wärmetransfermedium-Einlassleitung 18,
der Wärmetransfermedium-Auslassleitung 19 bzw.
der Ablassleitung 20 für kondensiertes
Wasser versehen sind. Der Schalldämpfer 31 erstreckt
sich entlang des Stegs 30 auf der rechten Seite zum Absorbieren
von Geräuschen des
aus dem Abgaswärmetauscher 9 ausgegebenen Abgases.
Der Schalldämpfer 31 ist
mit der Auslassleitung 23 in Verbindung gebracht, während die
Lufteinlassleitung 22 mit dem Luftfilter 7 in
Verbindung steht. Der Schalldämpfer 31 ist
an seinem Einlass mit einer gebogenen Leitung 32 zum Einführen des
Abgases von dem Abgaswärmetauscher 9 in
das Innere des Schalldämpfers 31 hinein
verbunden.
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Während der
Motor 2 vertikal aufgestellt ist und bei seiner sich vertikal
erstreckenden Kurbelwelle mit dem Stellglied oder Energiegenerator 3 gekoppelt
ist, befindet sich der Abgaswärmetauscher 9 unterhalb
des sich horizontal erstreckenden Zylinders des Motors 2.
Dies ermöglicht
es, dass sich die Vorrichtung 1 vertikal erstreckt und
so zu der minimierten Größe der Aufbaufläche beiträgt. Außerdem ermöglicht dies
es einer Ventilatoreinrichtung 110, die unter einer Trennwand 100 vorgesehen
ist, effektiv mit der Ausnutzung natürlicher Luftströme zu arbeiten.
Die Ventilatoreinrichtung 110 hat eine Labyrinthstruktur zum
Ausgeben der Luft, die durch einen Lufteinlass in einer Bodenplatte 13B des
schalldichten Gehäuses 13 hineingenommen
wird, nach außerhalb
des schalldichten Gehäuses 13.
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7 ist
eine perspektivische vergrößerte Ansicht
der Vorrichtung 1, wo Komponenten, der solchen aus den 1 bis 6 gleichen,
mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind. Wie es in 7 dargestellt
ist, wird das Wärmetransfermedium
oder Kühlwasser
in den Abgaswärmetauscher 9 aus
einer Leitung 181 eingeleitet, die mit der Wärmetransfermedium-Eingabeleitung 18 verbunden
ist. Eine Thermoabdeckung 16 ist angrenzend an den Zylinderkopf 6 des
Motors 2 in dem Wärmetransfermedium-Umlaufweg
vorgesehen und mit einer Leitung 191 verbunden, die ihrerseits
mit der Wärmetransfermedium-Ausgabeleitung 19 gekoppelt
ist. Das in den Abgaswärmetauscher 9 hineingeleitete
Wärmetransfermedium
wird in dem Umlaufweg 12 befördert, der unter Verwendung
der 1 erläutert
wird. Genauer gesagt wird das Wärmetransfermedium
durch den Zylinderkopf 6 des Motors 2 hindurchgeleitet
und über
die Thermoabdeckung 16, die Leitung 191 und die
Wärmetransfermedium-Ausgabeleitung 19 zu
einer externen thermischen Belastung (beispielsweise zu einem Heißwasserversorgungsreservoir)
zurückgeführt.
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Die
beiden Temperatursensoren TW1 und TW2 sind über den Wärmetransfermedium-Umlaufweg
zwischen dem Motor 2 und der Wärmetransfermedium-Ausgabeleitung 19 vorgesehen,
um die Temperatur des Wärmetransfermediums
zu messen. Genauer gesagt befindet sich der Temperatursensor TW1
stromaufwärts
des Zylinderkopfs 6 oder der thermischen Abdeckung 16 angrenzend
an die Wärmequelle,
während
der andere Temperatursensor TW2 sich stromabwärts der Leitung 191 oder
nahe an der Wärmetransfermedium-Ausgabeleitung 19 befindet.
Ein Unterschied der Temperatur zwischen den beiden Stellen wird
gemessen und mit einem Algorithmus verwendet, der später beschrieben
wird, um zu bestimmen, um die Menge des Wärmetransfermediums in dem Umlaufweg 12 adäquat ist
oder nicht. Die Temperatursensoren TW1 und TW2 sind nicht auf die
in den 1 und 7 dargestellten Anordnungen
begrenzt. Es reicht aus, wenn der Temperatursensor TW1 sich nahe
der Wärmequelle
befindet oder dem Motor 2 und der Temperatursensor TW2
von dem Sensor TW1 beabstandet und in dem Umlaufweg 12 stromabwärts vorgesehen
ist.
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8 ist
ein Blockdiagramm, das sie Funktion zeigt, um aus den Messungen
der Temperatursensoren TW1 und TW2 zu bestimmen, ob die Menge des
Wärmetransfermediums
adäquat
ist oder nicht. Die Funktion kann durch einen Mikrocomputer implementiert
werden. Die beiden Ausgaben T1 und T2, die analoge Werte von den
Temperatursensoren TW1 und TW2 sind, werden in digitale Werte umgewandelt
und zu einem Temperaturunterschiedserfasser 40 übertragen,
wo ein Unterschied ΔT
zwischen den beiden Ausgaben T1 und T2 berechnet wird. Der Temperaturunterschied ΔT wird dann
von einem Vergleicher 41 empfangen, wo er mit einem Bezugstemperaturunterschied ΔTref verglichen
wird. Wenn der Temperaturunterschied ΔT größer ist als der Bezugswert ΔTref, gibt
der Vergleicher 41 ein Erfassungssignal D aus (ein Signal über den
Mangel an dem Wärmetransfermedium).
Als Antwort auf das Erfassungssignal D kann der Betrieb des Motors 2 gestoppt
werden, oder es kann ein Alarm ausgegeben werden, um das Auftreten
eines Fehlers zu signalisieren.
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9 ist
ein Diagramm, das Profile der beiden Ausgaben T1 und T2 der Sensoren
TW1 und TW2 zeigt, während
das Wärmetransfermedium nicht
umläuft.
Es wird angenommen, dass die Anzahl der Motorumdrehungen Ne konstant
bei 2000 Upm liegt. Wie deutlich wird, wird der Unterschied zwischen
den beiden Ausgaben T1 und T2 mit der Zeit t zunehmen. Dies kann
durch die Tatsache erläutert werden,
dass, wenn das Wärmetransfermedium
oder Kühlwasser
nicht vorhanden ist, die Wärme
durch die Luft geleitet wird, deren thermische Leitfähigkeit
geringer ist als die des Kühlwassers.
In anderen Worten bleibt selbst wenn die Temperatur bei dem Temperatursensor
TW1 nahe dem Auslass des Motors 2 rapide ansteigt, der
Anstieg der Temperatur an einer Stelle beabstandet von der Wärmequelle
oder dem Motor 2 gering.
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Wenn
zwar Wärmetransfermedium
in dem Umlaufweg 12 vorhanden ist, aber nicht übermäßig viel
davon in dem Umlaufweg 12 umläuft, wird der Temperaturunterschied ΔT kaum ansteigen,
so dass der Zeitraum, bevor er den Temperaturunterschied-Bezugswert ΔTref überschreitet,
verlängert wird.
Es ist daher wünschenswert
zum Erfassen des Mangels des Wärmetransfermediums
innerhalb eines kurzen Zeitraums, die beiden Temperatursensoren
TW1 und TW2 an spezifischen Stellen in dem Umlaufweg 12 vorzusehen,
wo die Luft einfach stillsteht. Dies verzögert die Zeit zum Leiten der
Wärme zwischen
einem der beiden Temperatursensoren zum dem anderen und kann den
Temperaturunterschied ΔT
schnell ansteigen lassen. Als Ergebnis kann der Mangel des Wärmetransfermediums
ohne Verzögerung
erfasst werden.
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Diese
Anordnung zum Erfassen der Stelle, wo jeder Temperatursensor vorgesehen
wird, ist effektiver, wenn die thermische Last groß ist und
die Energie der Wärme,
die von dem Motor 2 auf die Sensoren übertragen wird, zunimmt. Es
ist nicht zwingend, beide Temperatursensoren TW1 und TW2 an der
Stelle vorzusehen, wo die Luft einfach stillsteht. Die beiden Temperatursensoren
TW1 und TW2 können
auch so vorgesehen werden, dass zumindest einer der Sensoren nicht
in direkten Kontakt mit dem Wärmetransfermedium
ist, wenn die Menge des Wärmetransfermediums
abnimmt. Beispielsweise kann sich der andere Temperatursensor TW2 auch
an der Position P in 7 befinden. Die Luft kann zunächst beim
oberen Bereich der Leitung 191 gesammelt werden, statt
irgendwo anders, wenn die Menge des Wärmetransfermediums abnimmt.
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Es
ist auch nicht notwendig, die Temperatursensoren TW1 und TW2 nur
zum Erfassen der Menge des Wärmetransfermediums
vorzusehen. Sie können
durch Temperatursensoren ersetzt werden, die allgemein zum Steuern
der Temperatur des Wärmetransfermediums
in der Vorrichtung 1 verwendet werden. Während die
Temperatursensoren TW1 und TW2 nicht nur zum Erfassen der Menge
des Wärmetransfermediums
vorgesehen sind, kann ihre Funktion außerdem durch zwei andere Temperatursensoren
implementiert werden, die gängigerweise
für ausfallsichere
Systeme oder irgendeinen anderen Zweck vorgesehen sind.
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Wenn
beispielsweise ein einzelner Temperatursensor zum Messen des Wärmetransfermediums vorgesehen
ist und es versäumt,
ein korrektes Erfassungssignal zu erzeugen, wird seine Wirkungsweise kaum
hinsichtlich der Richtigkeit bewertet werden. Zwei oder mehr Temperatursensoren
sind daher für das
ausfallsichere System vorgesehen, wo der Betrieb des Systems angehalten
wird, wenn einer der Temperatursensoren eine nicht normale Temperatur misst.
Diese Sensoren für
ein ausfallsicheres System können
vorzugsweise als die Temperatursensoren TW1 und TW2 verwendet werden.
Da keine zusätzlichen
Sensoren erforderlich sind, ist die Erfassung, ob die Menge des
Wärmetransfermediums
in dem Umlaufweg 12 adäquat
ist oder nicht, mit geringen Kosten ausführbar.
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Wie
oben beschrieben, ermöglicht
es die in den Ansprüchen
1 bis 4 definierte vorliegende Erfindung, die vorbestimmte Schwellentemperatur,
die verwendet wird, um zu bestimmen, ob der Unterschied in der Temperaturmessung
zwischen dem ersten und dem zweiten Temperatursensor adäquat ist
oder nicht, auf eine Stufe festzulegen, die geringfügig höher ist
als der beim normalen Betrieb gemessene Unterschied. Demzufolge
wird die Zeitverzögerung
vor der Erfassung eines Fehlers verkürzt werden, was zum Schutz
jedes Bauteils beiträgt,
das sich angrenzend an den Motor befindet.
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Wie
es im Anspruch 3 definiert ist, sind die beiden Sensoren in einer
Kombination angeordnet, um durch eine Masse der Luft die Menge des
Wärmetransfermediums
zu messen, die wahrscheinlich unzureichend ist. Demzufolge kann
der Mangel an dem Wärmetransfermedium
auf günstige
Art und Weise erfasst werden.
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Wie
im Anspruch 3 definiert, werden die Temperatursensoren für das ausfallsichere
System zum Messen der Menge des Wärmetransfermediums verwendet.
Ohne die Verwendung von zusätzlichen Temperatursensoren
kann daher festgestellt werden, dass die Menge des Wärmetransfermediums
ausreicht oder nicht.