DE1256234B - Cooling device for a closed vehicle cabin - Google Patents

Description

Kühlvorrichtung für eine geschlossene Fahrzeugkabine Die Erfindung betrifft eine zur Kühlung einer geschlossenen Fahrzeugkabine dienende Kühlvorrichtung mit einem Luftkreislauf und einer die Luft entspannenden Turbine, bei der die zugeführte Luft aus der Kabine über eine den Druck in der Kabine regelnde Steuereinrichtung abfließt. Solche Kühlvorrichtungen können, wenn auch nicht ausschließlich, beispielsweise bei einer Flugzeugkabine in Anwendung kommen, um dieser gekühlte Frischluft unter Druck zuzuführen.Cooling device for a closed vehicle cabin The invention relates to a cooling device used for cooling a closed vehicle cabin with an air circuit and a turbine that relaxes the air, in which the supplied Air from the cabin via a control device regulating the pressure in the cabin drains. Such cooling devices can, although not exclusively, for example come in an aircraft cabin in application to this cooled fresh air under Apply pressure.

Bei ähnlichen Anlagen ist es bereits, wie aus der USA.-Patentschrift 2 819 590 hervorgeht, bekannt, die in einer Entspannungsturbine gekühlte Luft einem zu klimatisierenden Raum zuzuführen, aus dem die Luft über eine Steuereinrichtung abfließt. Es sind auch bereits Anlagen bekannt, wie z. B. die USA.-Patentschrift 2 698 525 zeigt, bei denen eine Entspannungsturbine und ein Wirbelrohr vorgesehen ist, wobei die im Wirbelrohr gekühlte Luft unmittelbar in Wärmeaustausch mit dem zu kühlenden Raum tritt, während die aus dem Wirbelrohr abströmende heiße Luft zur Entspannungsturbine gelangt. Diese letztere trägt bei der bekannten Anlage also zur Kühlung der Luft nichts bei, die in den zu kühlenden Raum eingeleitet wird.In similar systems, it has already, as appears from the USA. Patent 2,819,590, known a supplying the cooled air in an expansion turbine to be air-conditioned space from which the air flows off via a control device. There are also already known systems such. B. USA.-Patent 2 698 525 shows in which an expansion turbine and a vortex tube are provided, the air cooled in the vortex tube directly exchanging heat with the room to be cooled, while the hot air flowing out of the vortex tube reaches the expansion turbine. In the known system, this latter contributes nothing to the cooling of the air that is introduced into the room to be cooled.

Diesen bekannten Anlagen gegenüber kennzeichnet sich eine Kühlvorrichtung nach der Erfindung dadurch, daß zum Entspannen der Luft außer der Turbine in an sich bekannter Weise noch ein Wirbelrohr dient, das auf seiner warmen Seite geschlossen ist und von der aus der Kabine über die Steuereinrichtung abfließenden Luft gekühlt wird, wobei die Turbine in dem Luftweg zwischen Wirbelrohr und Kabine liegt.A cooling device distinguishes itself from these known systems according to the invention in that to relax the air except for the turbine in on As is known, there is still a vortex tube that is closed on its warm side and cooled by the air flowing out of the cabin via the control device with the turbine in the airway between vortex tube and cabin.

Bei der oben zuletzt erwähnten bekannten Kühlanlage läßt sich offenbar die Kühlwirkung erheblich verbessern, wenn sowohl das Wirbelrohr als auch die Entspannungsturbine gemeinsam für die Abkühlung des zu klimatisierenden Raumes herangezogen werden. Freilich benötigt die aus dem Wirbelrohr abströmende heiße Luft ebenfalls eine Abkühlung. Für diesen Zweck wurde bei der bekannten Anlage die Turbine benutzt.In the case of the known cooling system last mentioned above, it can be evidently greatly improve the cooling effect if both the vortex tube and the expansion turbine can be used together for the cooling of the room to be air-conditioned. Of course, the hot air flowing out of the vortex tube also needs cooling. The turbine was used for this purpose in the known system.

Bei Anwendung der Erfindung jedoch ist es möglich, beide Kühlvorrichtungen, nämlich die Turbine und das Wirbelrohr, gemeinsam auszunutzen, und zwar indem man das die Kabine verlassende Kühlmittel für die Kühlung des Wirbelrohrs ausnutzt.When applying the invention, however, it is possible to use both cooling devices, namely, the turbine and the vortex tube, jointly exploit by utilizes the coolant leaving the cabin for cooling the vortex tube.

Allgemein muß bei derartigen Kühlvorrichtungen außer der Abkühlung des zu klimatisierenden Raumes noch ein gewisser Aufwand an Kühlung getrieben werden, da diese vom Wirbelrohr gefordert wird, weshalb bei der bekannten Anlage eigens hierfür die Entspannungsturbine vorgesehen wurde. Der Erfindung liegt nun der Gedanke zugrunde, daß man die Kühlung des Wirbelrohres gewissermaßen mit einem Abfallprodukt bewirken kann, nämlich mit der die Kabine verlassende Luft.In general, in addition to cooling, such cooling devices must the room to be air-conditioned still requires a certain amount of cooling, since this is required by the vortex tube, which is why in the known system specifically the expansion turbine was provided for this. The idea now lies with the invention based on the fact that the cooling of the vortex tube to a certain extent with a waste product can cause, namely with the air leaving the cabin.

Gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung ist die Kühlvorrichtung so ausgebildet, daß im Kreislauf der Luft vor ihrem Eintritt in das Wirbelrohr ein Vorkühler liegt. Des weiteren kann von der Turbine für den Vorkühler eine Belüftungsvorrichtung angetrieben werden. Ferner kann die Steuereinrichtung selbsttätig durch den Druck in der Kabine gesteuert sein. Eine weitere Verbesserung läßt sich erzielen, wenn diese Steuereinrichtung selbsttätig durch die Temperatur in der Kabine gesteuert ist.According to an expedient development of the invention, the cooling device designed so that in the circulation of the air before it enters the vortex tube Pre-cooler lies. Furthermore, a ventilation device can be provided by the turbine for the precooler are driven. Furthermore, the control device can automatically through the pressure be controlled in the cabin. A further improvement can be achieved if this control device is automatically controlled by the temperature in the cabin is.

Die Erfindung kann in verschiedenerlei Weise verwirklicht werden; eine beispielhafte Ausführungsform wird an Hand der Zeichnung beschrieben, die eine Kühlvorrichtung nach der Erfindung im Schema zeigt.The invention can be implemented in various ways; an exemplary embodiment is described with reference to the drawing, which shows a Shows cooling device according to the invention in the scheme.

Die in der Zeichnung dargestellte Kühlvorrichtung arbeitet mit von einer Quelle 1 (z. B. einem Verdichter) gelieferter heißer verdichteter Luft, die als gekühlte verdichtete Preßluft einem abgeschlossenen Raum, z. B. einer Flugzeugkabine, zugeführt wird.The cooling device shown in the drawing works with a source 1 (z. B. a compressor) supplied hot compressed air, which is a closed space, z. B. an aircraft cabin is supplied.

Die verdichtete erhitzte Frischluft aus dem Verdichter oder der anders gearteten Quelle 1 wird durch die Röhren 2 eines Wärmeaustauschers geführt, die in einer Kühlmittelleitung 4 angeordnet sind und mit ihr einen vorkühlenden Wärmeaustauscher 3 bilden. Ein Fächer 5 treibt einen Luftstrom aus der Umgebung oder ein anderes Kühlmittel durch die Kühlmittelleitung 4. Aus den Röhren 2 des vorkühlenden Wärmeaustauschers strömt die Frischluft durch eine Leitung 6 zur Einlaßkammer 7 eines Wirbelrohrs 8 mit einem mit Kühlflächen 11 versehenen warmen Rohr 9. Das Wirbelrohr 8 besitzt einen kühlen Auslaß 12, aus dem die Frischluft mittels einer Leitung 13 einer Expansionsturbine 14 zugeführt wird, die den Fächer 5 antreibt.The compressed, heated fresh air from the compressor or the other type of source 1 is passed through the tubes 2 of a heat exchanger, which are arranged in a coolant line 4 and form a pre-cooling heat exchanger 3 with it. A fan 5 drives an air flow from the environment or another coolant through the coolant line 4. From the tubes 2 of the pre-cooling heat exchanger, the fresh air flows through a line 6 to the inlet chamber 7 of a vortex tube 8 with a warm tube 9 provided with cooling surfaces 11 8 has a cool outlet 12, from which the fresh air is fed by means of a line 13 to an expansion turbine 14 which drives the fan 5.

Der Auspuff der Turbine 14 gelangt über eine Leitun- 15 zu dem geschlossenen Raum 16, dessen Innenraum gekühlt und unter Druck gehalten werden soll. The exhaust from the turbine 14 reaches the closed space 16 via a line 15 , the interior of which is to be cooled and kept under pressure .

Das den Raum 16 verlassende Gas strömt durch eine Leitung 17, die das warme Rohr 9 des Wirbelrohrs 8 umgibt und mit ihm einen Wärmeaustauscher 18 bildet.The gas leaving the space 16 flows through a line 17 which surrounds the warm tube 9 of the vortex tube 8 and forms a heat exchanger 18 with it.

Der Luftaustritt aus dem Innenraum des geschlossenen Raums 16 durch die Leitung 17 wird durch ein Regelventil 19 gesteuert, das auf den Druck oder die Temperatur im Raum 16, oder auf beides anspricht und die Einregelung bewirkt, indem es den Auslaß entsprechend den Anforderungen, der Menge, der Temperatur und dem Druck der Luft einregelt, die durch die Leitung 15 in den Raum 16 gefördert wird.The air outlet from the interior of the closed space 16 through the line 17 is controlled by a control valve 19 , which responds to the pressure or the temperature in the space 16, or both, and effects the adjustment by opening the outlet according to the requirements, the amount , regulates the temperature and pressure of the air that is conveyed through the line 15 into the room 16 .

Es zeigt sich also, daß der Strom der aus dem Raum16 austretenden Luft mengenmäßig sich mit dem Druck und der Temperatur der vom Verdichter oder der sonstigen Luftquelle gelieferten Luft ändert, während die Menge und die Temperatur der Luft im warmen Rohr9 des Wirbelrohrs8 sich in gleicher Weise mit dem Druck und der Temperatur der zugeführten Luft ändert, so daß sich die Kühlwirkung des Wärmeaustauschers 18 mit der geforderten Wärmeleistung ändert. Daher wird nicht nur von der noch kühlen, aus dem Raum 16 austretenden Luft Gebrauch gemacht, um einen Wärmeaustausch im Wirbelrohr durchzuführen, sondern diese Kühlwirkung wächst und sinkt auch gleichsinnig mit dem geforderten Wärmeverlust in dem warmen Rohr9 des Wirbelrohrs 8, so daß die Anlage sehr wirtschaftlich und vorteilhaft arbeitet.It can therefore be seen that the flow of air emerging from the room 16 changes in quantity with the pressure and temperature of the air supplied by the compressor or other air source, while the quantity and temperature of the air in the warm pipe 9 of the vortex pipe 8 change in the same way changes with the pressure and the temperature of the air supplied, so that the cooling effect of the heat exchanger 18 changes with the required heat output. Therefore, use is not only made of the still cool air emerging from the space 16 in order to carry out a heat exchange in the vortex tube, but this cooling effect also increases and decreases in the same direction as the required heat loss in the warm tube 9 of the vortex tube 8, so that the system is very works economically and advantageously.

Claims (2)

Patentansprüche. 1. Zur Kühlung einer geschlossenen Fahrzeugkabine dienende Kühlvorrichtung mit einem Luftkreislauf und einer die Luft entspannenden Turbine, bei der die zugeführte Luft aus der Kabine über eine den Druck in der Kabine regelnde Steuereinrichtung abfließt, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß zum Entspannen der Luft außer der Turbine (14) in an sich bekannter Weise noch ein Wirbelrohr (8) dient, das auf seiner warmen Seite geschlossen ist und von der aus der Kabine (16) über die Steuereinrichtung (19) abfließenden Luft gekühlt wird, wobei die Turbine in dem Luftweg zwischen Wirbelrohr und Kabine liegt. Claims. 1. In order to cool a closed vehicle compartment serving cooling device with an air circulation and the air relaxing turbine in which the air supplied from the cabin flows through a pressure in the cabin regulatory controller -zeichnet d a d u rch g e k hen that in addition to the turbine (14), a vortex tube (8) which is closed on its warm side and is cooled by the air flowing out of the cabin (16) via the control device (19) is used to relax the air, in addition to the turbine (14), the turbine being in the airway between the vortex tube and the cabin. 2. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Kreislauf der Luft vor ihrem Eintritt in das Wirbelrohr ein Vorkühler (3) angeordnet ist. 3. Kühlvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß von der Turbine eine Belüftungsvorrichtung (5) für den Vorkühler angetrieben ist. 4. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (19) selbsttätig durch den Druck in der Kabine gesteuert ist. 5. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (19) selbsttätig durch die Temperatur in der Kabine gesteuert ist. In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschriften Nr. 2 698 525, 2 819 590, 2861431. 2. Cooling device according to claim 1, characterized in that a precooler (3) is arranged in the circuit of the air before it enters the vortex tube. 3. Cooling device according to claim 2, characterized in that a ventilation device (5) for the precooler is driven by the turbine. 4. Cooling device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the control device (19) is automatically controlled by the pressure in the cabin. 5. Cooling device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the control device (19) is automatically controlled by the temperature in the cabin. Contemplated publications: USA. Patents No. 2,698,525, 2,819,590, the 2,861,431th.