DE873461C

DE873461C - Hydraulic power transmission system with waste heat recovery for internal combustion engines

Info

Publication number: DE873461C
Application number: DESCH2072A
Authority: DE
Inventors: Gotthilf Schulin
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1950-05-07
Filing date: 1950-05-07
Publication date: 1953-04-13

Description

Hydraulische Kraftübertragungsanlage mit Abwärmeverwertung für Verbrennungskraftmaschinen Beim Arbeitsprozeß der Verbrennungskraftinaschinen sowohl bei den Otto- und Dieselmotoren als auch bei den Gasturbinen geht#der -Irößte Teil der durch den Kraftstoff zugeführten Wärmeenergie durch die Kühlung und die Abgase verloren. Es ist bekannt, 'zur besseren Ausnutzung des Kraftstoffes die bei der Kühlung von VerbrennungskraftmaschinenanfallendeWärmez.B. zu Heizungszwecken außerhalb des Betriebsbereiches der Verbrennungskraftmaschine auszunutzen. Dies wird vielfach bei sehr 'großen (stationären) Maschinen durchgeführt. Wenn dieses Verfahren bei kleineren Maschinen, z. B. bei Fahrzeugen, angewandt wird, geschieht dies weniger zur besseren Ausnutzung des Kraftstoffes, sondern vielmehr deshalb, weil das Kühlmittel oder die Abgase einen einfach auszunutzenden Wärmespender darstellen. Dieses Verfahren der Ausnutzung der überschüssigen Wärme hat den Nachteil, daß es keinen Einfluß auf den effektiven Wirkungsgrad, d. h. auf das Verhältnis von zugeführter Kraftstoffenergie zu abgegebener mechanischer Maschinenleistung hat.Hydraulic power transmission system with waste heat recovery for internal combustion engines In the working process of internal combustion engines, both in Otto and diesel engines and in gas turbines, most of the thermal energy supplied by the fuel is lost through the cooling and the exhaust gases. It is known, for better utilization of the fuel, the heat generated during the cooling of internal combustion engines, e.g. to use for heating purposes outside the operating range of the internal combustion engine. This is often done on very 'large (stationary) machines. If this method is used on smaller machines, e.g. B. in vehicles, this is done less for better utilization of the fuel, but rather because the coolant or the exhaust gases represent a heat source that is easy to use. This method of utilizing the excess heat has the disadvantage that it does not affect the effective efficiency, i. H. on the ratio of fuel energy supplied to mechanical machine power output.

Es ist auch bekannt, die in den Auspuffgasen von Otto- und Dieselmotoren in Form von Druck und Wärme enthaltene Energie in Abgasturbinen zum Antrieb von Hilfsmaschinen, wie Ladern usw., auszunutzen.It is also known to be found in the exhaust gases of gasoline and diesel engines Energy contained in the form of pressure and heat in exhaust gas turbines to drive To take advantage of auxiliary machinery such as loaders, etc.

Eine weitere Möglichkeit der Verwertung der in den Auspuffgasen enthaltenen thermodynamischen Energie besteht in der Anwendung von Schubdüsen, in welchen die Auspuffgase unter Ausdehnung eine Beschleunigung erfahren und dadurch einen Reaktionsdruck in den zu Lavaldüsen ausgebildeten Auspuff stutzen erzeugen. Diese Einrichtung ist mit einigem Erfolg nur bei schnell bewegten Fahrzeugen oder Flugzeugen anzuwenden. Auch in diesem Fall ist die Erhöhung des Wirkungsgrades nur gering.Another possibility of recycling what is contained in the exhaust gases thermodynamic energy consists in the use of thrusters in which the Exhaust gases experience an acceleration with expansion and thus a reaction pressure in the exhaust pipe formed into Laval nozzles. These Establishment is only with some success on fast moving vehicles or airplanes apply. In this case, too, the increase in efficiency is only slight.

Die Abgaswärme wurde auch schon zur Aufheizung der Luft von pneumatischen Kraftübertragungsanlagen oder zur Heizung des Kessels einer getrennt arbeitenden Dampfmaschine herangezogen. Der effektive Wirkungsgrad solcher Anlagen ist besser als bei den vorgenannten, sie haben jedoch den Nachteil, daß sie sehr umfangreiche Dimensionen haben, was sie von vielen Verwendun,gsgebieten ausschließt.The exhaust heat has also been used to heat the air from pneumatic ones Power transmission systems or for heating the boiler of a separately working Steam engine used. The effective efficiency of such systems is better than the aforementioned, however, they have the disadvantage that they are very extensive Have dimensions that exclude them from many areas of application.

Vorliegende Erfindung betrifft eine hydraulische Kraftübertragungsanlage für Brennkraftmaschinen, mit Hilfe derer die bei der Kühlung der Verbrennungskraftinaschinen anfallende Wärme und die Wärme der Abgase abgeführt und in mechanische Arbeit umgewandelt wird.The present invention relates to a hydraulic power transmission system for internal combustion engines, with the help of which the cooling of the internal combustion engines Accumulated heat and the heat of the exhaust gases are dissipated and converted into mechanical work will.

Es sind zwar hydraulische Kraftübertragungsanlagen für Verbrennungskraftmaschinen1bekanntgeworden, bei welchen die mechanische Leistung der Verbrennungskraftmaschine einer Hochdruck.-pumpe zugeführt wird, die dann diese Leistung in -einen Flüssigkeitsstrom verwandelt, der dann in einer geeigneten Kraft- oder Arbeitsmaschine, z. B. eine in umgekehrtem Sinne arbeitende, krafta,bg,ebende'Pumpe, wieder in mechanische Leistung zurückgeführt wird. Diese Art der Kraftübertragung wird meist dort angewandt, wo eine bequeme und stufenlose übersetzungsregulierung erwünscht ist.It is true that hydraulic power transmission systems for internal combustion engines1 have become known, in which the mechanical power of the internal combustion engine of a high pressure pump is supplied, which then converts this power into a flow of liquid, which then in a suitable engine or work machine, z. B. one in reverse Meaning working, krafta, bg, ebende'Pump, returned to mechanical performance will. This type of power transmission is mostly used where it is convenient and stepless translation regulation is desired.

Zur stufenlosen übersetzungsregulierung sind ferner Strömungsgetriebe und -Strömungskupplungen bekanntgeworden, bei welchen Pumpe und Turbine in einem Gehäuse unmittelbar nebeneinander untergebracht sind und die kinetische Energie bzw.Massenträgheit der Flüssigkeit ausgenutzt wird.Fluid gears are also used for stepless gear ratio regulation and flow couplings become known, in which pump and turbine in one Housing are housed directly next to each other and the kinetic energy or inertia of the liquid is used.

Keine dieser hydraulischen Kraftübertragungsanlagen wird jedoch dazu benutzt, die Überflüssige Wärme derVerbrennungskraftmaschine (Kühlungs-und Auspuffwärme) abzuführen, um daraus Arbeit zu gewinnen, wie es dievorliegendeErfindungvorsieht.However, none of these hydraulic power transmission systems will used, the superfluous heat of the internal combustion engine (cooling and exhaust heat) to derive work from it, as the present invention provides.

Um dies zu erreichen, sieht die Erfindung folgenden Aufbau vor: Eine von einer Verbrennungskraftmaschine, z. B. Otto- oder Dieselmotor oder Gasturbine, angetriebene Pumpe fördert eine kraftübertragende Flüssigkeit, welche zum Teil aus leichtsiedenden Stoffen besteht. Nach der Pumpe wird die Flüssigkeit so um die Zylinder des Motors oder Brennkammer der Gasturbine geleitet, daß die Kühlungswärme von der Flüssigkeit aufgenommen wird. Danach- wird die Flüssigkeit durch einen oder mehrere Wärmetauscher geleitet, wo diese durch die Auspuffgase noch mehr aufgeheizt wird. Diese erwärmte Flüssigkeit wird nun einer hydraulischen Kraftmaschine (im umgekehrten Sinne arbeitende Pumpe) zugeleitet. In dieser Kraftmaschine, deren Zylinder bzw. Kammern nur zu einem kleinen Teil mit Flüssigkeit gefüllt werden, hat der vorgenannte leichtsiedende Stoff der Flüssigkeit Gelegenheit, zu verdampfen und sich auszudehnen. Bei dieser Verdampfung und Ausdehnung, welche ja mit einer Abkühlung verbunden ist, wird ein Teil der früher aufgenommenen Wärme in mechanische Wärme umgewandelt.To achieve this, the invention provides the following structure: A from an internal combustion engine, e.g. B. Otto or diesel engine or gas turbine, driven pump conveys a force-transmitting fluid, which is partly out low-boiling substances. After the pump, the liquid is so around the cylinder of the engine or combustion chamber of the gas turbine that the cooling heat from the Liquid is absorbed. After that- the liquid is replaced by one or more Heat exchanger passed, where it is heated even more by the exhaust gases. This heated liquid is now used in a hydraulic power machine (in reverse Working pump). In this engine, the cylinder or The aforementioned has chambers only to a small extent filled with liquid low-boiling substance of the liquid opportunity to evaporate and expand. With this evaporation and expansion, which is associated with cooling, some of the heat previously absorbed is converted into mechanical heat.

Die Rückführung der Dämpfe in den flüssigen Zustand erfolgt entweder durch Aufwand äußerer Kompressionsarbeit in der erstgenannten Flüssigkeitspumpe oder durch Kondensation in einem Kühler zwischen Kraftmaschine und Pumpe.The return of the vapors to the liquid state takes place either by the expenditure of external compression work in the first-mentioned liquid pump or by condensation in a cooler between the engine and the pump.

Wird die gesamte Effektivleistung einer Verbrennungskraftmaschine, z. B. Dieselmotor, durch eine Flüssigkeit übertragen und diese Flüssigkeit zur Wärmeabfuhr in der oben beschriebenen Weise benutzt, so ist infolge der großen umzuwälzenden Flüssigkeitsmenge die Temperaturerhöhung nur gering. Es errechnet sich eine Temperaturdifferenz zwischen den angenommenen Meßpunkten: vor Kühlmanteleintritt bis nach Auspuffwärmetauscheraustritt bei einem Betriebdruck, von 50 atÜ für 01 als kraftübertragendeFlüssigkeit von nur etwa -,'C.If the total effective power of an internal combustion engine, e.g. B. diesel engine, transferred through a liquid and this liquid is used to dissipate heat in the manner described above, the temperature increase is only small due to the large amount of liquid to be circulated. It is calculated a temperature difference between the assumed measurement points: before cooling jacket inlet to exhaust to the heat exchanger outlet at an operating pressure of 50 atm for 01 as a power transmitting fluid of only about - 'C.

Um nun eine größere Temperaturdifferenz erreichen zu können, damit sich die Verdampfung und die Kondensation besser beherrschen läßtund ein höherer Wirkungsgrad erzielt werden kann, muß die Flüssigkeitsnienge im geheizten kraftübertragenden Flüssigkeitskreislauf möglichst klein gehalten werden. Dies kann erreicht werden, wenn die Drücke im Flüssigkeitskreislauf extrem hoch gehalten werden. Wo das aus betrieblichen Gründen nicht möglich ist, wird vorgeschlagen, denFlüssigkeitskreislauf zu teilen und nur einen Teil der kraftübertragenden Flüssigkeit aufzuheizen.In order to be able to achieve a greater temperature difference with it evaporation and condensation can be controlled better and a higher one Efficiency can be achieved, the fluid tightness in the heated power-transmitting The liquid cycle should be kept as small as possible. This can be achieved if the pressures in the fluid circuit are kept extremely high. Where that from If operational reasons are not possible, it is suggested that the liquid cycle to share and only heat part of the force-transmitting fluid.

Bei Verbrennungskraftmaschinen mit bekanntem hydraulischem Hochdruckgetriebe kann dieser ge- teilte Kreislauf dadurch erreicht werden, daß die Flüssigkeit für den vorgeschlagenen geheizten Flüssigkeitskreislauf der Pumpe des obengenannten Hochdruckgetriebes entnommen wird (.ßbb. 3). In internal combustion engines with known hydraulic high-pressure transmission this can overall shared circuit are achieved in that the liquid for the proposed heated liquid circuit of the pump of the above-mentioned high-pressure transmission is taken (.ßbb. 3).

Wird Vorliegende E rfindung bei Verbrennungskraftmaschinen mit mechanischerKraftübertragungg, z. B. Wechselgetriebe, wie bei Fahrzeugen, oder direkter Wellenkupplung, wie bei Propeller oder ,Generatorantrieb, angewandt, so hat die Verbrennungskraftmaschine zusätzlich eine Pumpe anzutreiben, welche die kraftübertragende Flüssigkeit für den geheizten Kreislauf fördert (Abb. 4).Will Present E rfindung in internal combustion engines with mechanischerKraftübertragungg such. B. change gears, as in vehicles, or direct shaft coupling, as in propellers or generator drives, used, the internal combustion engine must also drive a pump that promotes the power-transmitting fluid for the heated circuit (Fig. 4).

Wie oben erwähnt, wird erfindungsgemäß der kraftübertragenden Flüssigkeit ein leichtsiedender Stoff beigemischt. Als Beispiel einer solchen Flüssigkeitsmischung wird ein Gemenge- von etwa 50 % Mineralhydrauliköl und etwa 50 1/o Benzol vorgeschlagen. Das Mineralöl hat als ein Gemisch von verschiedenen Kohlenwasserstoffen einen Siedebereich bei i ata von 300 bis 400' C. Das Benzol hat bei gleichem Druck einen Siedepunkt von So' C. Im praktischen Betrieb vorliegender Kraftübertragungsanla#gen, wo die Verdampfung unter höheren Drücken vor sich geht, liegen auch die Siedepunkte entsprechend höher.As mentioned above, according to the invention, a low-boiling substance is added to the force-transmitting liquid. A mixture of about 50% mineral hydraulic oil and about 50 1 / o benzene is proposed as an example of such a liquid mixture. The mineral oil has a boiling range at i ata of 300 to 400 'C. The benzene has a boiling point at the same pressure of So' as a mixture of various hydrocarbons gen C. In practical operation, the present Kraftübertragungsanla #, where evaporation under higher pressures in front of him goes, the boiling points are correspondingly higher.

In der Abb. i sind Kurven eingetragen, welche den Druck- und Temperaturverlauf im Zylinder bzw. der Kammer der hydraulischen Kraftmaschine wiedergeben. Die ausgezogenen Linien zeigen den Druck-, die gestrichelten Linien den Temperaturverlauf in ALbhängigkeit der Volumenvergrößerung im Arbeitszylinder. Im Punkt 0 beginnt die Füllung des Zylinders oder der Kammer der Kraftmaschine und gleichzeitig die hydraulische Volldruckarbeit des Kolbens bzw. hügels bis zum Punkt A. Die eben genannte hydraulische Volldruckarbeit ist diejenige Arbeit, die der Kolben bzw. Flügel der Kraftmaschine unter unmittelbarer Einwirkung des statischen Flüssigkeitsdruckes leistet, und muß von der Flüssigkeitspumpe, welche von der Verbrennungskraftmaschine angetrieben wird, aufgebracht werden. Bis dahin hat sich weder der Einfluß der aufgenommenen Wärme noch das Vorhandensein eines verdampfbaren Stoffes merklich fühlbar ausgewirkt. Im Punkt A der Kurve in i wird die Zufuhr der kraftübertragenden Flüssigkeit abgesperrt, wodurch der Druck im Zylinder bzw. in der Kammer der hydraulischen Kraftinaschine bei weiterer Bewegung des Kolbens bzw. Flügels plötzlich so weit absinkt, bis der zur jeweils herrschenden Temperatur gehörende Siededruck des leichtsiedenden Stoffes, z. B. Benzol, erreicht ist. Dieser Zeitpunkt ist in der Kurve mit B bezeichnet. Im Punkt B setzt die Verdampfung des leichtsiedenden Stoffes ein. Der entstehende Dampf wird als Bläschen in der übrigen Flüssigkeit in Erscheinung treten. Da nun durch' die fortschreitende Verdampfung die Temperatur der kraftübertragenden Flüssigkeit laufend sinkt, muß auch der Druck stetig abnehmen, weil zur jeweils niedrigen Temperatur auch ein niedrigerer Siededruck gehört. Die Kurve fällt deshalb von Beginn der Verdampfung im Punkt B bis zum Schluß derselben, welcher bei C erreicht ist, ab.In Fig. I curves are plotted, which reproduce the pressure and temperature profile in the cylinder or the chamber of the hydraulic engine. The solid lines show the pressure, the dashed lines the temperature profile as a function of the volume increase in the working cylinder. At point 0 the filling of the cylinder or the chamber of the engine begins and at the same time the hydraulic full pressure work of the piston or hill up to point A. The hydraulic full pressure work just mentioned is the work that the piston or wing of the engine does under the direct influence of the static Liquid pressure makes, and must be applied by the liquid pump, which is driven by the internal combustion engine. Until then, neither the influence of the absorbed heat nor the presence of a vaporizable substance had a noticeable effect. At point A of the curve in i, the supply of the force-transmitting fluid is shut off, whereby the pressure in the cylinder or in the chamber of the hydraulic power engine suddenly drops with further movement of the piston or wing until the boiling pressure of the corresponding to the prevailing temperature low-boiling substance, e.g. B. benzene is reached. This point in time is denoted by B on the curve. At point B, the low-boiling substance begins to evaporate. The resulting vapor will appear as bubbles in the rest of the liquid. Since the temperature of the force-transmitting liquid is continuously falling due to the progressive evaporation, the pressure must also decrease steadily, because a lower boiling pressure also belongs to the lower temperature in each case. The curve therefore falls from the beginning of the evaporation at point B to the end of the same, which is reached at C.

Während dieser Verdampfung wird der Arbeitswert der äußeren Verdampfungswärme auf den Kolben bzw. Flügel der Kraftmaschine abgegeben.During this evaporation, the work value becomes the external heat of evaporation delivered to the piston or wing of the engine.

Da im Punkt C der Druckkurve der ganze im Zylinder bzw. in der Kammer eirIgeschlossene leichtsiedende Stoff, z. B. Benzol, verdampft ist, beginnt dort die arbeitverrichtende polytropische Expansion des entstandenen Dampfes, wobei diesem während der Abkühlung durch die Expansion durch die ihn umgebende Flüssigkeit noch Wärme zugeführt wird, so daß die Polytrope zwischen Adiabate und Isotherme verläuft.Since at point C of the pressure curve all of the low-boiling substance closed in the cylinder or in the chamber, e.g. B. benzene, is evaporated, there begins the work-performing polytropic expansion of the resulting vapor, this is still supplied with heat during the cooling by the expansion by the liquid surrounding it, so that the polytropic runs between adiabatic and isothermal.

Die Punkte der zur oben beschriebenen Druckkurve gehörenden Temperaturkurve sind mit b, c und d bezeichnet.The points of the temperature curve belonging to the pressure curve described above are denoted by b, c and d.

Das Maß der Abkühlung bei der Expansion ist somit bei jeder Zylinder- oder Kammerfüllung der livdratilisclien l#ra'ftmascliiiie gleich. Dies setzt je- doch nicht voraus, daß deshalb auch die Wärmezufuhr bei der Aufheizung der kraftübertragenden Flüssigkeit in der Verbrennungskraftmaschine die gleiche wäre, da sich die Betriebsverhältnisse mit der Belastung ändern. Um eine größere oder kleinere Abkühlung während der Verdampfung und Expansion pro Zylinder- oder Kammerfüllung zu erreichen, kann der Zylinder oder die Kammer mehr oder weniger gefüllf werden, wodurch mehr oder weniger des leichtsiedenden Stoffes mit eingefüllt wird. Wird mehr Flüssigkeit in den Zylinder oder in die Kammer der hydraulischen Kraftmaschine gefüllt, was eine Verlängerung der Strecke 0-A (Abb. i) ergibt, so wird, weil damit auch mehr des leiclitsiedenden Stoffes mit eingefüllt wird, mehr Dampf erzeugt und somit auch mehr Wärme verbraucht. Das umgekehrte tritt ein, wenn weniger Hydraulikflüssigkeit eingefüllt wird.The degree of cooling during expansion is thus the same for every cylinder or chamber filling of the livdratilisclien / ra'ftmascliiiie. However, this does not require that the heat supply when heating the power-transmitting fluid in the internal combustion engine is the same, since the operating conditions change with the load. In order to achieve greater or lesser cooling during evaporation and expansion per cylinder or chamber filling, the cylinder or the chamber can be filled to a greater or lesser extent, as a result of which more or less of the low-boiling substance is also filled. If more liquid is filled into the cylinder or into the chamber of the hydraulic engine, which results in a lengthening of the distance 0-A (Fig. I), then, because more of the low-boiling substance is also filled in, more steam is generated and thus also consumes more heat. The opposite occurs when less hydraulic fluid is added.

Mit Hilfe von Steuerorganen, welche die Füllung der Zylinder bzw. Kammern der Hydraulikkraftinaschine steuern, kann die Abkühlung reguliert werden.With the help of control organs, which regulate the filling of the cylinders or Controlling the chambers of the hydraulic engine, the cooling can be regulated.

Um bei kleineren Anlagen, z. B. Fahrzeugantriebe, komplizierte Regelorgane zur Einhaltung der gewünschten Betriebstemperatur, z. B. bei verschiedenen Leistungen der Verbrennungskraftmaschine, zu vermeiden, wird die Beimischung eines verdampfbaren Stoffes vorgeschlagen, welcher bei konstantem Druck keinen eindeutigen Siedepunkt hat, z. B. Benzin, welches im Gegensatz züi dein obengenannten Benzol bei einem Druck von i ata einen Siedebereich zwischen 30 und 200' C hat (Abb. 2). Dies bedeutet, daß bei gleicher Füllung des Zylinders bzw. Kammer der hydraulischen Kraftmaschine beim Erreichen einer höheren Betriebstemperatur mehr aus der kraftübertragenden Flüssigkeit ausdampft als bei niedriger Temperatur, was seinerseits einen größeren Verbrauch an Verdampfungswärme zur Folge hat.In order to be able to use smaller systems, e.g. B. vehicle drives, complicated control organs to maintain the desired operating temperature, z. B. at different performances of the internal combustion engine to avoid, the admixture of a vaporizable substance is proposed, which has no clear boiling point at constant pressure, z. As gasoline, which, in contrast züi thy above-mentioned benzene at a pressure of i ata a boiling range between 30 and 200 'C has (Fig. 2). This means that with the same filling of the cylinder or chamber of the hydraulic engine, when a higher operating temperature is reached, more evaporates from the power-transmitting fluid than at a lower temperature, which in turn results in a greater consumption of evaporation heat.

Weisen die leichtsiedenden Stoffe bei konstantem Druck eine Siedekurve etwa wie Abb. 2 auf, so werden die Druck- und Temperaturkurven (Abb. i) bei höherer Eintrittstemperatur der kraftübertragenden Flüssigkeit in die hydraulische Kraftmaschine zwischen den Punkten 0, A, B', C und D' bzw. b', c' und d verlaufen.Have the low-boiling substances at constant pressure a boiling curve approximately as in Fig. 2, as are the pressure and temperature curves (Fig. I) at a higher inlet temperature of the force-transmitting fluid in the hydraulic power machine between the points 0, A, B ', C and D 'or b', c 'and d run.

Die Abb. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei welchem der erfindungsmäßig geheizte Flüssigkeitskreislauf vom Kreislauf eines bekannten hydraulischen Getriebes abgezweigt ist und mit diesem die hydraulische Druckpumpe gemeinsam hat. Die Verbrennungskraftmaschine g treibt die FlüssigkeitsdruCkpumpe h an. Während der weitaus größte Teil der von der Druckpumpe h geförderten kraftübertragenden Flüssigkeit über die Leitung i zur hydraulischen Kraftmaschine k fließt und somit fast äie gesamte von der Verbrennungskraftniaschine abgegebene mechanische Leistung überträgt, fließt nur ein kleiner Teil, z. B. .3 bis 101/o, zum geheizten Zweig. Dieser kleiner-- Teil der Flüssigkeit wird zunächst in den Kühlmantel 1 der Verbreni1ungskraftmaschine g geleitet. Dort nimmt die Flüssigkeit die abzuführende Kühlungswärine auf. Anschließend wird die Flüssigkeit in den Wärmetauscher m geleitet, wo ihr von den Auspuffgasen noch mehr Wärme vermittelt wird. Diese aufgewärmte Flüssigkeit gelangt dann in die hydraulische Kraftmaschine n. In dieser Kraftmaschine verlaufen die Drücke und Temperaturen in der nach Abb. i beschriebenen Weise. In der Kraftmaschine wird die früher aufgenommene Wärme zum Teil in Arbeit umgesetzt. Die aus der Kraftmaschine it austretende, infolge der Dampfblasen schaumige Flüssigkeit wird in den Kühler geleitet, wo der Dampf kondensiert wird, so daß der Druckpumpe it schaumfreie Flüssigkeit zuläuft.Fig. 3 shows an embodiment in which the liquid circuit heated according to the invention is branched off from the circuit of a known hydraulic transmission and has the hydraulic pressure pump in common with it. The internal combustion engine g drives the liquid pressure pump h. While the vast majority of the force-transmitting fluid conveyed by the pressure pump h flows via line i to the hydraulic engine k and thus transfers almost all of the mechanical power output by the internal combustion engine, only a small part flows, e.g. B. 3 to 101 / o, to the heated branch. This small part of the liquid is first fed into the cooling jacket 1 of the internal combustion engine g . There the liquid absorbs the cooling heat to be dissipated. The liquid is then passed into the heat exchanger m, where it is given even more heat by the exhaust gases. This heated liquid then reaches the hydraulic engine n. In this engine, the pressures and temperatures run in the manner described according to Fig. I. In the engine, some of the heat previously absorbed is converted into work. The foamy liquid emerging from the engine it as a result of the vapor bubbles is passed into the cooler, where the vapor is condensed so that foam-free liquid flows into the pressure pump.

Um :die Verdampfungstemperatur der kraft:Übertragenden Flüssigkeit und die Betriebstemperatur der Verbrennungskraftmaschine besser aufeinander -abstimmen zu können, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, den Flüssigkeitskreislaufgeschlossen zu gestalten, damit der Enddruck D (Abb. i) nach der Expansion in jeder beliebigen Höhe gehalten werden kann. Durch Änderung der Druckhöhe ändert sich auch die Verdampfungstemperatur und damit die Zvlinder- bzw. Brennkammertemperatur der Verb#ennungskraf tmaschine.In order to be able to better coordinate the evaporation temperature of the power: transmitting liquid and the operating temperature of the internal combustion engine, the invention proposes to make the liquid circuit closed so that the final pressure D (Fig. I) can be kept at any desired level after expansion. Changing the pressure level also changes the evaporation temperature and thus the cylinder or combustion chamber temperature of the connecting power machine.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in Abb. 4 wiedergegeben. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die effektive Leistung der Verbrennungskraftmaschine g im wesentlichen auf mechanische Weise zum Verbraucher übertragen, und nur ein sehr kleiner Teil der Leistung der Verbrennungskraftmaschine wird von der Hydraulikpumpe h auf-. genommen. In diesem Fall wird die gesamte von der Pumpe h geförderte Flüssigkeit geheizt und der Kraftmaschine zugeführt.Another embodiment is shown in Fig. 4. In this exemplary embodiment, the effective power of the internal combustion engine g is transmitted to the consumer essentially in a mechanical manner, and only a very small part of the power of the internal combustion engine is generated by the hydraulic pump h. taken. In this case, all of the liquid delivered by the pump h is heated and supplied to the prime mover.

Claims

PATENTANSPROCIIE.- i, hydraulic power transmission system with A waste heat recovery for internal combustion engines with liquid pumps and liquid power machines, characterized in that the power-transmitting fluid is heated by the cooling heat to be removed from the internal combustion engine and its exhaust gases and this heat is stored in the hydraulic power engine to generate steam from the power-transmitting Liquid is exploited and converted into mechanical work. 2 ..

Hydraulic power transmission system with waste heat recovery for internal combustion engines with liquid pumps and liquid engines according to claim i, characterized in that the force-transmitting liquid a substance is added whose boiling point or boiling curve is significantly below that the rest of the liquid. i.

Hydraulic power transmission system with heat recovery for internal combustion engines with liquid pumps and liquid engines according to claim i and 2, characterized in that the low-boiling substance is at constant pressure does not have a definite boiling point, but a boiling curve, so that more of the substance evaporates at a higher temperature than at a lower temperature.

4. Hydraulic power transmission system with waste heat recovery for internal combustion engines with liquid pump and liquid power machine according to claim i to 3, characterized in that the regulation of the temperature by different filling of the cylinder or the chamber of the engine in which the evaporation takes place takes place. 5. Hydraulic power transmission system with waste heat recovery for internal combustion engines with liquid pump and liquid power machine according to claim i to 4, characterized in that in.dem power-transmitting liquid circuit after the engine, in which the evaporation of the low-boiling substance takes place, and in front of the pressure pump a cooler for condensation of the evaporated substance is switched on. 6. Hydraulic power transmission system with waste heat recovery for internal combustion engines with a liquid pump and liquid power machine according to claims i to 5, characterized in that the circuit of the force-transmitting liquid is closed.

Attracted pamphlets.

German patent specifications No. 583 43 1, 5 14 689, 230771.