DE723689C

DE723689C - Process and device for generating cold

Info

Publication number: DE723689C
Application number: DEF86411D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Julius Farago
Original assignee: JULIUS FARAGO DIPL ING
Current assignee: JULIUS FARAGO DIPL ING
Priority date: 1939-02-25
Filing date: 1939-02-25
Publication date: 1942-08-08

Description

Verfahren und Einrichtung zur Erzeugung von Kälte Zweck der Erfindung ist die Gewinnung von Kälte als Nebenprodukt aus für andere Zwecke dienenden Kolbenverbrennungsmotoren. Die Stellung der Aufgabe ist an sich bekannt. Zur Lösung derselben sind u. a. auch Verfahren und Einrichtungen bekanntgeworden, bei denen der einen Teil des Arbeitsprozesses dienende Saugtakt, während welchem :ein Unterdruck im Saugrohr entsteht, zur Kälteerzeugung nutzbar gemacht wird, in der Weisie, daB unter Einwirkung der zufolge des Unterdruckes im Saugtakt einsetzenden Verdampfung des flüssigen Brennstoffes eine Abkühlung des Luft-Brennstoff-GenlischeS im Vergaserraum eintritt; wodurch ein umlaufendes flüssiges Kühlmittel, eine Sole, abgekühlt wird.Method and device for generating cold. Purpose of the invention is the recovery of cold as a by-product from reciprocating internal combustion engines used for other purposes. The position of the task is known per se. To solve the same are inter alia. even Procedures and facilities have become known in which the part of the work process Serving suction cycle, during which: a negative pressure is created in the suction pipe to generate cold is made usable in the way that under the influence of the negative pressure the evaporation of the liquid fuel, which begins in the suction cycle, results in a cooling of the Air-fuel mixture enters the carburetor chamber; creating a circulating liquid Coolant, a brine, is cooled.

Dabei sind auch andere Verfahren und Einrichtungen vorgeschlagen worden, Luft von atmosphärischem Druck zur Kälteerzeugung zu benutzen. So ist z. B. leine Kältemaschine holr@"*,t ho; @r,- ."o.*.@'hr,l;rho @r",.*@"h@,-;c.-hp Luft durch eine Expansionsturbine arbeitsverrichtend meinen durch Dampf- oder Wasserstrahlgebläse dauernd evakuierten Raum eingesaugt und die Abkühlung der Luft in diesem Raum zu Kühlzwecken ausgenutzt wird. Ferner ist auch die Ausströmung der Abgase aus der Verbrennungskraftmaschine z. B. aus dem Kraftwagenmotor bzw. die adiabatische Expansion dieser Gase zur Kälteerzeugung verwendet worden, in der Weise, daß die Abgase m einer Kammer einen Unterdruck erzeugen, in die atmosphärische Luft nach erfolgter adiabatischer Expansion in einer Expansionsdüse und darauffolgender Kälteabgabe in einem Kühler einströmt. Endlich sind Kältemaschinen mit Wasser als Kälteflüssigkeit bekannt, bei denen mittels eines Kompressors, welcher auch als Dampfstrahlpumpe ausgebildet sein kann, im Verdampfer ein so niedriger Druck erzeugt wird, daB das in ihm befindliche Wasser verdampft und dabei seiner Umgebung Wärme entzieht; ein zweiter Kompressor saugt den aus dem ersten Kompressor austretenden Dampf an und komprimiert ihn so hoch, daß er als Antrieb für den ersten Kompressor dienen kann. Bei der allmählich sich einstellenden Druckerhöhung über i at im Raum vor dem ersten Kompressor strömt ein Teil des umlaufenden Dampfes aus dem Kreislauf nach außen ab.Other methods and facilities have also been proposed to To use air at atmospheric pressure for refrigeration. So is z. B. leash Chiller holr @ "*, t ho; @ r, -." O. *. @ 'Hr, l; rho @r ",. * @" H @, -; c.-hp air through mean an expansion turbine performing work by steam or water jet blowers constantly evacuated room sucked in and the cooling of the air in this room too Is used for cooling purposes. Furthermore, the outflow of the exhaust gases from the Internal combustion engine z. B. from the motor vehicle engine or the adiabatic expansion these gases have been used for refrigeration, in such a way that the exhaust gases m a chamber create a negative pressure in the atmospheric air after done adiabatic expansion in an expansion nozzle and subsequent release of cold flows into a cooler. Finally, there are chillers with water as the cooling liquid known in which by means of a compressor, which is also known as a steam jet pump can be designed, so low a pressure is generated in the evaporator that the the water in it evaporates and removes heat from its surroundings; a second Compressor sucks the emerging from the first compressor Steam and compresses it so high that it drives the first compressor can serve. With the gradually increasing pressure above i at in the room In front of the first compressor, part of the circulating steam flows out of the circuit outwards.

Diesem gegenüber besteht das Grundsätzliche bei dem erfindungsgemäßen Verfahren und der Einrichtung, bei welchen ebenfalls der Saugtakt des Verbrennungsmotors zur Kälteerzeugung herangezogen wird, darin, daß mittels -einer in das Saugrohr eingebauten Einrichtung der Unterdruck in demselben erhöht, zwischen den vergrößerten Druckgrenzen die angesaugte Luft zur Ausdehnung gebracht oder an dem unteren Druckniveau Wasser verdampft und die entstehende Abkühlung zu Kühlzwecken verwendet wird.In contrast to this, there is the fundamental in the case of the invention Method and device in which the suction cycle of the internal combustion engine is used to generate cold, in that means -einer in the intake manifold built-in device increases the negative pressure in the same, between the enlarged Pressure limits caused the sucked air to expand or at the lower pressure level Water evaporates and the resulting cooling is used for cooling purposes.

Die Ausdehnung der angesaugten Luft kann in einem Luftmotor - Kolbenmaschine oder Turbine - oder, wenn die Kühlwirkung durch Wasserverdampfung erzielt werden soll, in einer oder in mehreren nacheinandergeschalteten, in das Saugrohr :eingebauten Luftstrahlpumpen bewerkstelligt werden.The expansion of the sucked in air can occur in an air motor - piston machine or turbine - or, if the cooling effect is achieved by water evaporation should, in one or in several consecutive, in the intake manifold: built-in Air jet pumps are accomplished.

Bei Ansaugen von in höherem Maße verdünnter Luft in den Arbeitszylinder ergibt sich natürlich ein geringeres Luftgewicht je Arbeitshub und dadurch auch eine geringere Motorleistung. Zum Ausgleich dieses Entgarges erfolgt bei einer weiteren Ausbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens das Ansaugen von Luft durch die den Unterdruck erhöhende Einrichtung mittels des Verbrennungsmotors nur in einem Anfangsabschnitt des Saugtaktes, während die weitere Rufladung des Arbeitszylinders mit unmittelbar aus der Atmosphäre angesaugter Luft erfolgt.When drawing in highly diluted air into the working cylinder Of course, there is a lower air weight per working stroke and therefore also a lower engine power. To compensate for this Entgarges takes place with another Formation of the method according to the invention the suction of air through the Device increasing negative pressure by means of the internal combustion engine only in an initial section of the suction stroke, while the further call charge of the working cylinder with immediately air drawn in from the atmosphere takes place.

Die Erfindung umfaßt auch die besondere Ausbildung der zur Ausführung des Verfahrens dienenden Einrichtung.The invention also includes the special design of the execution the institution serving the procedure.

Die Zeichnung veranschaulicht schematisch nvei Ausführungen der zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten Einrichtung im Schnitt. Es zeigen Fig. i eine Einrichtung, bei welcher die Kälteerzeugung durch Ausdehnung der eingesaugten Luft erfolgt und in das Saugrohr zur Erhöhung des Unterdruckes ein Kolbenluftmotor eingebaut ist, Fig.2 eine Einrichtung, bei welcher die Kälteerzeugung durch Wasserverdampfung erfolgt und die Entspannung der einströmenden Luft mittels in das Saugrohr eingebauten Luftstrahlpumpen erzielt wird.The drawing illustrates schematically various embodiments of the Implementation of the method according to the invention suitable device in section. FIG. 1 shows a device in which the cold is generated by expansion the sucked in air takes place and in the suction pipe to increase the negative pressure a piston air motor is installed, Fig. 2 a device in which the cold generation takes place by water evaporation and the relaxation of the incoming air by means of Air jet pumps built into the suction tube is achieved.

In Fig. i ist i der Arbeitszylinder, 2 der Arbeitskolben, 3 das Saugrohr, das mit Rippen versehen und gleichzeitig als Kälteübertrager wirksam ist. Die Außenluft wird durch den Stutzen 4 angesaugt. In das Saugrohr 3 ist der Kolhenluftmotor 5 eingebaut, es könnte auch eine Turbine sein, der im Verhältnis der Erhöhung des Unterdruckes Nutzarbeit leistet, die beliebig verwendet werden kann, z. B. kann durch sie ein Luftverdichter angetrieben werden. Die erzeugte Druckluft kann zur Erhöhung des Druckes bei 4. demzufolge zur Vergrößerung des zwischen i und ¢ vorhandenen Druckgefälles verwendet werden.In Fig. I i is the working cylinder, 2 the working piston, 3 the suction tube, which is provided with ribs and at the same time acts as a cold exchanger. The outside air is sucked in through the nozzle 4. The piston air motor 5 is located in the intake manifold 3 built in, it could also be a turbine that increases in proportion to the Negative pressure performs useful work that can be used as desired, e.g. B. can they are used to drive an air compressor. The compressed air generated can be used to Increase the pressure at 4. consequently to increase the pressure between i and ¢ Pressure gradient can be used.

Der Arbeitszylinder i ist zum nachträglichen Aufladen mit den Luftmotor 5 nicht durchströmender Außenluft eingerichtet. Zu diesem Zweck ist im oberen Teil des Arbeitszylinders i eine von der den Unterdruck erhöhenden Einrichtung, dem Luftmotor 5, unabhängige Lufteinlaßöffnung 6 vorgesehen, deren Öffnen und Schließen durch eine Steuerung oder vom Arbeitskolben 2 selbst bewerkstelligt wird. 7 ist ein Rückschlagventil. Die öffnung 6 steht mit der Atmosphäre in Verbin-,dung. Während des Saughubes erfolgt anfänglich Einströmung höher verdünnter Luft durch das Saugrohr 3 über Ventil 8, das am in den Zylinder einmündenden Ende des Saugrohres angeordnet ist. Nach Durchlaufen eines gewissen Teiles der Kolbenbahn im Saugtakt erfolgt Schließen des Ventils 8 und Aufladen des Arbeitszylinders mit atmosphärischer Frischluft durch die Zylinderöffnung 6.The working cylinder i is for subsequent charging with the air motor 5 set up non-flowing outside air. For this purpose is in the upper part of the working cylinder i one of the device increasing the negative pressure, the air motor 5, independent air inlet opening 6 is provided, the opening and closing of which by a control or from the working piston 2 itself is accomplished. 7 is a check valve. The opening 6 is connected to the atmosphere. Takes place during the suction stroke initially the inflow of more dilute air through the intake manifold 3 via valve 8, which is arranged at the end of the suction pipe opening into the cylinder. After going through valve 8 closes over a certain part of the piston path in the suction cycle and charging the power cylinder with fresh atmospheric air through the cylinder port 6th

Bei der Ausführung nach Fig. 2, in welcher i, 2, 3 ebenfalls Arbeitszylinder, Kolben und Saugrohr darstellen, ist 9 der Wasserverdampfer, welcher hier als Kühlkörper ausgebildet ist und an der Außenwand Rippen trägt. In das Saugrohr 3 sind Luftstrahlpumpen io neingebaut, durch welche der Unterdruck irr Saugrohr erhöht wird. Bei An-Nvendung mehrerer nacheinandergeschalteter Luftstrahlpumpen wird das Druckgefälle namhaft erhöht, da sich die durch die einzelnen Luftstrahlpumpen erzielten Effekte addieren. In die Saugleitung _ sind Kammern i i eingebaut, die als Kondenstöpfe für den Wasserdampf bzw. als Luftsammler wirken.In the embodiment according to Fig. 2, in which i, 2, 3 also working cylinder, Representing the piston and suction tube, 9 is the water evaporator, which is used here as a heat sink is formed and carries ribs on the outer wall. In the suction pipe 3 are air jet pumps io built in, which increases the negative pressure in the intake manifold. When using several air jet pumps connected one after the other, the pressure drop becomes known increased, since the effects achieved by the individual air jet pumps add up. Chambers i i are built into the suction line, which act as condensation pots for the water vapor or act as an air collector.

Auch bei dieser Ausführung ist für ein sekundäres Aufladen des Arbeitszylinders mit atmosphärischer Frischluft gesorgt. Zu diesem Zweck ist außer dem Saugrohr 3 noch ein zweites Saugrohr 3, vorgesehen, das mit der Atmosphäre verbunden ist. Die beiden Saugröhren münden in die Saugkammer 12 und sind in den Saugrohrmündungen die ein einziges '\Vechselventil bildenden Ventile 13 und 131 vorgesehen, die derart miteinander z. B. mittels des Kniehebels 14 verkuppelt und vom Arbeitskolben 2 gesteuert sind, daß, wenn das eine Ventil öffnet, -das andern schli-gßt. Beim öffnen von 131. strömt frische atmosphärische Luft in den Arbeitszylinder.In this version, too, there is a secondary charging of the working cylinder provided with fresh atmospheric air. For this purpose, in addition to the suction pipe 3 a second suction pipe 3 is also provided, which is connected to the atmosphere. the Both suction tubes open into the suction chamber 12 and are in the suction tube mouths the valves 13 and 131 forming a single '\ alternate valve are provided, which are in this way with each other z. B. coupled by means of the toggle lever 14 and controlled by the working piston 2 are that when one valve opens, the other close. At the open from 131st fresh atmospheric air flows into the working cylinder.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht leine große Ersparnis an Einrichtungskosten, Raum und Gewicht. So wird bei der Ausführung nach Fig. i gegenüber den bekannten Kaltluftmaschinen der Antriebsmotor, der Verdichter, der Kondensator, die Kühlwasserpumpe und der ganze Aufwand von Kühlwasser sowie das sonst :erforderliche Vorgelege erspart. Bei der Ausführung" nach Fig. 2 wird gegenüber den bekannten Wasserdampfstrahlmaschinen die ganze Einrichtung zur Erzeugung des Arbeitsdampfes für den Strahlapparat, der Kondensator, der große Aufwand an Kühlwasser und die Kühlit#ass:erpowie die Luftpumpe mit der Antriebsvorrichtung derselben entbehrlich. -Die angeführten Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens und der Vorrichtung machen sich insbesondere bei mit Kolbenverbrennungsmotoren angetriebenen Fahrzeugen geltend.The method according to the invention enables great savings Setup costs, space and weight. So is in the embodiment of Fig. I opposite the well-known cold air machines the drive motor, the compressor, the condenser, the cooling water pump and the whole effort of cooling water as well as the otherwise: required Reduced transmission saves. In the embodiment "according to FIG. 2, compared to the known Steam jet machines the entire device for generating the working steam for the jet device, the condenser, the large amount of cooling water and the Kühlit # ass: like the air pump with the drive device of the same can be dispensed with. -Make the cited advantages of the method and device according to the invention applies in particular to vehicles powered by internal combustion piston engines.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for the additional generation of cold from reciprocating internal combustion engines that are used for other purposes, utilizing the negative pressure occurring during the suction cycle, characterized in that by means of a device built into the suction pipe increases the negative pressure in the same, The sucked in air is made to expand between the increased pressure limits or water evaporates at the lower pressure level and the resulting cooling increases Is used for cooling purposes.

2. The method according to claim i, characterized in that that the expansion of the sucked in air in an air motor built into the intake manifold is made.

3. The method according to claim i, wherein the cooling effect by Water evaporation is achieved, characterized in that the expansion of the sucked Air in one or in several successively connected, built-in in the intake manifold Air jet pumps is made. q ..

A method according to any one of the claims i to 3, characterized in that the suction of air through the negative pressure increasing device by means of the internal combustion engine only in an initial section of the suction cycle takes place while the further charging of the Arbeitszyliiiders takes place with air sucked in directly from the atmosphere.

5. Procedure after any of claims i, 2 and q., characterized in that the air motor is an air compressor kept in operation and the compressed air generated to increase the Druckahfalles in Suction pipe is made usable.

6. Facility for carrying out the procedure according to any one of claims i to 5, characterized by a reciprocating internal combustion engine, an air motor or an air jet pump is built into its intake manifold and the intake manifold itself is designed as a heat sink or is connected to a heat sink.

7. Device according to claim 6, characterized by one in the upper part of the working cylinder arranged, independent of the device increasing the voltage drop in the intake manifold Air inlet opening whose opening and closing by a control or from the working piston is done by itself. B. Device according to claim 6, characterized by two suction tubes connected to the working cylinder, one of which is the one Contains negative pressure increasing device, while the other with the atmosphere is connected, the two suction tubes of one controlled by the working piston Changeover valve opened or closed one after the other -, are.