DE2558194A1 - COOLING OF MACHINERY, IN PARTICULAR COMBUSTION ENGINE - Google Patents

COOLING OF MACHINERY, IN PARTICULAR COMBUSTION ENGINE

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DE2558194A1
DE2558194A1 DE19752558194 DE2558194A DE2558194A1 DE 2558194 A1 DE2558194 A1 DE 2558194A1 DE 19752558194 DE19752558194 DE 19752558194 DE 2558194 A DE2558194 A DE 2558194A DE 2558194 A1 DE2558194 A1 DE 2558194A1
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coolant
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Hermann Heeren
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MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
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    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
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    • C07C43/02—Ethers
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    • C07C43/04—Saturated ethers
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
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Description

Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg
AktiengesellschaftMaschinenfabrik Augsburg-Nürnberg
Corporation

Nürnberg, I9. Dez. 1975Nuremberg, I9. Dec 1975

Kühlung von Maschinen, insbesondere VerbrennungskraftmaschinenCooling of machines, in particular internal combustion engines

Die Erfindung bezieht sich auf die Kühlung von Maschinen, insbesondere Verbrennungskraftmaschinen, unter Anwendung von Verdampfungskühlung, wobei die Kühlflüssigkeit bei verhältnismäßig geringer Temperatur durch Zufuhr von Wärme verdampft wird und der Dampf anschließend in einer Kühlvorrichtung durch Entzug von Wärme rückverflüssigt wird. The invention relates to the cooling of machines, in particular internal combustion engines, using of evaporative cooling, with the cooling liquid at relatively low temperature is evaporated by supplying heat and the steam is then reliquefied in a cooling device by removing heat.

Für die Kühlung von Maschinen wird Luft- oder Wasserkühlung, vereinzelt auch Verdampfungskühlung angewandt. Die Verdampfungskühlung hat den Vorteil, daß die Temperaturdifferenz zwischen dem Dampf und dem kühlenden Medium größer ist, wodurch die Kühlfläche kleiner sein kann; außerdem ist die in Umlauf zu setzende Kühlflüssigkeitsmenge geringer.Air or water cooling is used to cool machines, occasionally evaporative cooling is also used. The evaporative cooling has the advantage that the temperature difference between the steam and the cooling medium is larger, whereby the cooling surface can be smaller; also is the amount of coolant to be put into circulation less.

Als Kühlflüssigkeit für die Verdampfungskühlung sind Wasser, Kaltdampfflüssigkeiten (Flüssigkeiten mit einer Siedetemperatur von unter 0° C bei Atmosphärendruck) wie Ammoniak, Schwefelsäure oder dgl., Benzol, Benzin und andere bekannt.The cooling liquid used for evaporative cooling is water, cold steam liquids (liquids with a boiling point below 0 ° C at atmospheric pressure) such as ammonia, sulfuric acid or the like, benzene, gasoline and others known.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kühlmittel für die eingangs genannte Kühlung zu finden, das eine hohe Verdampfungswärme und hohe Wärmeübergangskoeffizienten.besitzt, nicht aggressiv gegenüber den Bauteilen ist, mit denen es in Berührung kommt, sowie bei den üblichen irdischen Minustemperaturen nicht gefriert.The invention is based on the object of finding a coolant for the cooling mentioned at the beginning that has a high level of cooling Evaporation heat and high heat transfer coefficients. Possesses, is not aggressive towards the components which it comes into contact with, as well as does not freeze at the usual sub-zero temperatures.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das aktive Kühlmittel das azeotrope Gemisch von Methylpropylenglykol und Wasser ist. Dadurch werden insbesondere folgende Vorteile erreicht:According to the invention, this object is achieved in that the active coolant is the azeotropic mixture of methylpropylene glycol and water is. This achieves the following advantages in particular:

a) Der Phasenwechsel vom flüssigen in den dampfförmigen Zustand erfolgt bei relativ tiefen Temperaturen; bei Anwendung bei Verbrennungsmotoren vorzugsweise bei 80 bis 85° C (entsprechende Dampfdrücke vorausgesetzt),a) The phase change from the liquid to the vapor state takes place at relatively low temperatures; when applying for internal combustion engines preferably at 80 to 85 ° C (assuming corresponding vapor pressures),

b) die Verdampfungswärme ist relativ hoch, z.B. 1,37*10 bei 80° C,b) the heat of evaporation is relatively high, e.g. 1.37 * 10 at 80 ° C,

c) hohe Wärmeübergangskoeffizienten bei Blasenverdampfung und Kondensation «ides Methylpropylenglykol-Wasser-Azeotrops ist 1,0 bis 1,1 mal so groß wie (L des Wassers,c) high heat transfer coefficients with bubble evaporation and condensation «ides methylpropylene glycol-water azeotrope is 1.0 to 1.1 times as large as (L of water,

d) geringe Einfriergefahr im Winter; (Flockenbildung beginnt bei -35° c),d) low risk of freezing in winter; (Flake formation starts at -35 ° c),

e) für den Kühlmittel-Transport ist keine Umwälzpumpe erforderlich, e) no circulation pump is required for the coolant transport,

f) keine Giftigkeit und ausgesprochene Umweltfreundlichkeit, f) no toxicity and pronounced environmental friendliness,

g) Verdampfen und Kondensieren erfolgt bei gleichbleibender Temperatur.g) Evaporation and condensation occurs at constant Temperature.

In weiterer Ausgestaltung der Kühlung ist die zur Rückverflüssigung des Kühlmitteldampfes dienende Kühlvorrichtung ein Wärmetauscher, in dem der Dampf seine Kondensationswärme ..an -in einem getrennten Kreislauf zirkulierendes Kühlmittel abgibt, das in einem RöhrensystemIn a further embodiment of the cooling is that for reliquefaction of the coolant vapor serving cooling device is a heat exchanger in which the vapor is Heat of condensation ..an - circulating in a separate circuit Releases coolant in a system of tubes

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zirkuliert, das z.B." von Luft umspült'ist.circulates, which e.g. "is surrounded by air".

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist in die den Kühlmitteldampf führende Leitung ein temperaturgesteuertes Drosselorgan eingebaut. Dies hat bei Motoren den Vorteil, daß die Motortemperatur auch dann konstant gehalten werden kann, wenn die Wärmeabfuhr des Motors unterschiedlich ist und wenn die Temperatur der für die Kühlung der Kühlvorrichtung verwendeten Luft schwankt.According to a further feature of the invention, a temperature-controlled line is in the coolant vapor leading Built-in throttle body. In the case of engines, this has the advantage that the engine temperature can then be kept constant can when the heat dissipation of the engine is different and when the temperature of the for cooling the cooling device air used varies.

In der Zeichnung ist das Grundschema einer geschlossenen Kühlanlage im Zusammenhang mit einem Verbrennungsmotor dargestellt. The drawing shows the basic scheme of a closed cooling system in connection with an internal combustion engine.

Die Kühlkanäle (Kühlräume) im Zylinderblock eines Motors 1 sind über eine Leitung 2 mit einem Kühler 3 verbunden, dessen Rohre von Luft umspült sind. In die Leitung 2 ist ein temperaturgesteuertes Drosselorgan 4 eingebaut. Das Kühlmedium wird durch die Motorwärme verdampft. Der Dampf strcrr im Selbstumlauf zum Kühler und wird dort kondensiert, wo ti? die Kondensationswärme über die Kühlflächen des Kühlers εζ. die vorbeistreichende Luft abgegeben wird. Das Kondensat strömt dann ebenfalls im Selbstumlauf, d.h. ohne Verwendung einer Umwälzpumpe, zu den Kühlkanälen bzw. Kühlräumen im Zylinderblock zurück.The cooling ducts (cooling spaces) in the cylinder block of an engine 1 are connected via a line 2 to a cooler 3, the tubes of which are surrounded by air. In line 2 is a temperature-controlled throttle element 4 installed. The cooling medium is evaporated by the engine heat. The steam strcrr in self-circulation to the cooler and is condensed there where ti? the heat of condensation over the cooling surfaces of the cooler εζ. the passing air is released. The condensate then also flows naturally, i.e. without being used a circulation pump, back to the cooling ducts or cooling spaces in the cylinder block.

Man kann auch den Dampf zu einem flüssigkeitsgekUhlten Wärmetauscher führen, in dem also ein Wärmeaustausch zwischen dem Dampf und einer zwischen dem Wärmetauscher und einem von Luft umströmten Kühler in einem geschlossenen Kreislauf zirkulierendenKühlflüssigkeit erfolgt.It may also lead the steam to a flüssigkeitsgekUhlten heat exchanger, in which, therefore, heat exchange between the steam and carried between a heat exchanger and a flow around air cooler in a closed circuit zirkulierendenKühlflüssigkeit.

Als Kühlmittel wird das azeotrope Gemisch von MethylpropyLso glykol und Wasser mit 53 Gewichtsprozent Methylpropylengivirl und 47 Gewichtsprozent Wasser verwendet. The azeotropic mixture of MethylpropyLso glycol and water with 53 percent by weight of methylpropylene glycol and 47 percent by weight of water is used as the coolant.

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Das Methylpropylenglykol -(e-Herstellung durch Anlagerung von 1 Mol Propylenoxyd an Methylalkohol) ist in der Verfahrenstechnik bekannt. Es wurde unseres Wissens bisher aber nur als Lacklösungsmittel verwendet.The methyl propylene glycol - (e-manufacture by adding 1 mol of propylene oxide to methyl alcohol) is known in process engineering. It became ours Knowledge so far only used as a paint solvent.

Bei dem angegebenen azeotropen Gemisch handelt es sich um das Kühlmittel, das aktiv am Wärmeaustausch teilnimmt. Kühlmittel, das etwa an dazu geeigneter Stelle im Kreislauf als sog. Totmedium verharrt, ist darin nicht eingeschlossen.The specified azeotropic mixture is the coolant that actively participates in heat exchange. It does not include coolant, which remains at a suitable point in the circuit as a so-called dead medium.

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Claims (3)

sk/krsk / kr Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg
AktiengesellschaftMaschinenfabrik Augsburg-Nürnberg
Corporation Nürnberg, 19. Dez. 1975Nuremberg, Dec. 19, 1975 PatentansprücheClaims Kühlung von Maschinen, insbesondere Verbrennungskraftmaschinen, unter Anwendung von Verdampfungskühlung,
wobei die Kühlflüssigkeit bei verhältnismäßig geringen Temperaturen durch Zufuhr von Wärme verdampft wird und der Dampf anschließend in einer Kühlvorrichtung durch Entzug von Wärme rückverflüssigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das aktive Kühlmittel das azeotrope Gemisch von Methylpropylenglykol und Wasser ist.Cooling of machines, especially internal combustion engines, using evaporative cooling,
wherein the cooling liquid is evaporated at relatively low temperatures by supplying heat and the steam is then reliquefied in a cooling device by removing heat, characterized in that the active coolant is the azeotropic mixture of methylpropylene glycol and water. 2. Kühlung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die zur Rückverflüssigung des Kühlmitteldampfes dienende Kühlvorrichtung ein Wärmetauscher ist, in dem der
Dampf seine Kondensationswärme an in einem getrennten Kreislauf zirkulierendes Kühlmittel abgibt, das in einem Röhrensystem zirkuliert, das von Luft umspült ist.2. Cooling according to claim 1, characterized in that
serving for reliquefaction of the coolant vapor cooling device is a heat exchanger in which the
Steam gives off its heat of condensation to a coolant that circulates in a separate circuit, which circulates in a system of tubes that is surrounded by air. 3. Kühlung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in die den Kühlmitteldampf führende Leitung (2) ein temperaturgesteuertes Drosselorgan (4) eingebaut ist.3. Cooling according to claim I or 2, characterized in that that a temperature-controlled throttle element (4) is installed in the line (2) carrying the coolant vapor. 709827/0043
Ο3.8456 709827/0043
Ο3.8456
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