Способ водяного охлаждения двигателя внутреннего сгорания

 

СПОСОБ ВОДЯНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ путем отвода тепла из системы охлаждег ния при испарении части циркуляционной воды в испарительном устройстве, из которого пар отсасывают вакуумнасосом , отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности путем снижения температуры воды и вакуума, в испарительное устройство подгиот воздух и смешивают его с паром для понижения парциального давления пара и его температуры насыщения. а J f: i (Л 7 О .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

ИЛ

РЕСПУБЛИК

3(59 F 01 Р 9 00

ГОСУДАРСТВЕККЫй KOMHTET CCCP

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИГ) -, Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3354971/25-06

- (22) 17.11 ° 81 (46) 07 ° 09 ° 83. Бюл. 9 33 (72) Е.H.Aíäðååâ и В.K.Ñèìîíÿí (53) 621 ° 43-713(088 ° 8)

1 (56) 1.Авторское свидетельство СССР

9 165619 кл, F 01 Р 3/22 1964, (54) (57) СПОСОБ ВОДЯНОГО О) ЛАЖДЕНИЯ

ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ пу-. тем отвода тепла из системы охлажде„„SU„„1040199 А ния при испарении части циркуляционной воды в испарительном устройстве, из которого пар отсасывают вакуумнасосом, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности путем снижения температуры воды и вакуума в испарительное устройство подают воздух и смешивают его с паром для понижения парциального давления пара и его температуры насыщения.

1040199

Изобретение относится к машиностроению, а именнно двигателестроению, в частности к устройству систем жидкостного охлаждения двигателей внутреннего сгорания с испарением жидких охладителей -в замкнутых 5 циклах, Известны способы водяного охлаждения двигателя внутреннего сгорания путем отвода тепла из системы охлаждения при испарении части циркуля- 10 ционной воды в испарительном устройстве, из которого пар отсасывают вакуум-насосом(1).

Однако в этих способах для отсаcEitBBHHH IIBpB и создания Вакуума В испарителе требуюся вакуум-насосы или компрессоры с довольно высоким вакуумом и производительностью, что технически сложно осуществить, поэтому также вакуумные системы охлаждения практически используются в двигателях малой мощности. Возникает необходимость снизить вакуум. Это же требуется из-за невысокой надежности систем,.так как подсосы в неплотностях при высоком вакууме или срыв вакуума могут привести к перегреву двигателя.

Кроме того, одноконтурная система охлаждения требует подпиточной воды высокого качества (дистиллята), 30 так как вследствие испарения части воды оставшиеся соли накапливаются в проточной части системы в виде накипи, оеобенно на нагретых поверхностях, что также может привести 35 к перегреву двигателя. Однако не удается выполнить систему двухконтурной из-за высокой температуры охлаждающей воды, так как введение второго контура требует еще более 40 увеличить температуру воды, которая может стать выше допустимой для двигателя. Поэтому возникает необходимость снизить температуру охлажденной в испарителе воды. Однако одновременно снизить и температуру и вакуум известными способами не удается.

Цель избретения — повышение эф- фективности водяного охлаждения путем снижения температуры воды и вакуума.

Указанная цель достигается тем, что в способе водяного охлаждения двигателя внутреннего сгорания путем отвода тепла из системы охлажде- 55 ния при испарении части циркуляционной воды в испарительном устройстве, из которого пар отсасывают вакуумнасосом, в испарительное устройство подают воздух и смешивают его с па- 60 ром для понижения парциального давления пара и его температуры насыще ния.

На чертеже изображена принципиальная схема той части системы ох- 65 лаждения, которая связана с испарительным устройством.

Устройство для осуществления предлагаемого способа содержит испарительное устройство 1, вакуум-насос

2, теплообменник 3, снабженный полостью 4 охлаждения и полостью 5 подогрева, турбину б, привод 7 вакуум-насоса 2 и систему охлаждения (не показана) .

Устройство должно иметь также трубопровод 8 подачи жидкости из системы (не показана) охлаждения двигателя, трубопровод 9 отвода охлажденной жидкости и трубопровод 10 подачи дополнительной жидкости.

Способ. осуществляется следунлцим образом.

Циркуляционная вода (охлаждающая жидкость) подается через трубопровод 8 испарительное:, устройство и испаряется в нем. При этом отводится тепло из системы охлаждения при испарении части циркуляционной воды в испарительном устройстве 1, из которого пар отсасывают вакуумнасосом 2, который приводится во вращение приводом 7, и подают на выхлоп.

Перед подачей пара на выхлоп осуществляется его охлаждение в теплоообменнике 3, в котором одновременно нагревают воздух, подаваемый из атмосферы или от постороннего источника, и смешивают его с паром для понижения парциального давления пара и его температуры насыщения.

Газ, нагретый в полости 5 подогрева теплообмениика 3, расширяется в турбине б, а затем подается в вакуумное испарительное устройство, в котором газ смешивается с паром и удаляется при помощи вакуумнасоса 2. Нагретый газ расширяется в турбине 6, понижая свою температуру и давление до того давления (вакуума), которое создается в испарителе 1. Поступая в него, воздух смеФ. шивается с жидкостью и паром.

Температура охлаждаемой воды при отсутствии воздуха определяется только парциальным давлением пара, которое равно давлению в устройстве 1 о уравнению

8,а 6„+ЮЬ

A í t +236

Н где Рн — давление на линии насыщения, мм рт.ст;

t> — температуры на линии насыщения,бС.

В присутствии газа (воздуха) пределом охлаждения воды является теме. пература 1„М газа по смоченному термометру, которая определяется по уравнению

1040199 где. Составитель В. Козлов

Редактор Ве Лазаренко Техред Й.Метелева Корректор И.Ватрушкина

Заказ 6893/38 Тираж 535 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

« ° е «

Филиал ППП Патент г. Ужгород, ул. Проектная, 4

31„„- энтальмия входящего воздуха (газа); г — скрытая теплота парооб: разования;

d « — б — абсолюгное влагосолеР1м р- р жанне газа;

Я (Р = 0 622 — отношение газовых посто- 10

Г Il янных для газа и водяного пара;

Р— давление среды в испари- тельном устройстве.

Как видно иэ этого уравнения, . давление среды P и парциальное давле ние в присутствии газа не совпадает.

Это дает возможность увеличить Р, т.е. снизить вакуум в системе при одинаковой температуре, или снизить температуру при том же вакууме, или же снизитв температуру.и вакуум одновременно.

Возможность снижения вакуума позволяет в ряде случаев упростить. систему охлаждения, повысить ее надежность, уменьшить стоимость. Воэможность снижения температуры позволяет выполнить второй контуР циркуляции воды в системе охлаждения и работать по двухконтурной схеме, . ЗО которая не требует высокого качества подпиточной воды. Это упрощает и удешевляет вспомогательные системы (приготовления дистиллята и т.п.) связанные с системой охлаждения. Невысокая температура воды во втором контуре,позволяет снизить массу и габариты водоводяного теплообменника, который обычно ставится между вторым и первым контуром. Наконец, возможность снижения температуры охлажденной в испа рительном устройстве воды вплоть до температур, близких к нулю, позвоялет использовать ее для охлаждения другого оборудования объекта, например, непосредственно в кондиционерах систем кондиционирования воздуха беэ установки холодильных машин. При этом затраты мощности на привод турбокомпрессора меньше, чем на фреоновые холодильные машины.

Таким образом, предлагаемый способ повышает эффективность системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания и открывает новые возможности варьирования соотношением температуры охлажденной воды и вакуума в испарительном устройстве, дает возможность получения новых технических решений не только системы охлаждения двигателей внутреннего сгорания, но и систем. отвода тепла объЕктов в целом,