潜热存储器以及用于对内燃机进行温度处理的方法技术

本发明专利技术提供一种用于内燃机的潜热存储器，该潜热存储器具有用于在利用熔化过程的热函的情况下储存热量的能够结晶的存储介质。所述存储介质在环境温度下具有过度冷却的熔化物的状态。此外，所述潜热存储器包括用于在所述存储介质中提供晶种的晶种提供机构，用于在过度冷却的熔化物的状态中触发所述存储介质的结晶以释放所储存的热量。在另外的观点下面，本发明专利技术提供一种具有这样的潜热存储器的内燃机以及一种用于对内燃机进行温度处理的方法。在所述方法的第一步骤中使结晶的存储介质熔化，用于在利用熔化过程的热函的情况下储存热量。而后所述存储介质最大程度地一直冷却到环境温度并且在这过程中形成过度冷却的熔化物。在在存储介质中提供晶种，用于以所定义的方式触发所述存储介质的结晶以释放所储存的热量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于尤其机动车中的内燃机的潜热蓄热以及一种用于借助于潜热存储器对内燃机进行温度处理的方法。
技术介绍
潜热存储器利用存储介质的可逆的热力学上的状态变化的热函比如固相与液相之间的相变的热函，用于以潜伏的也就是隐藏的热量的形式来储存热能。在给传统的潜热存储器的内容加载热量时，多数使作为存储介质的特殊的盐或者石蜡熔化，所述盐或者石蜡为此吸收很多热能也就是熔化热。因为这个过程是可逆的，所以所述存储介质在凝固时又刚好将这种热量释放出来。在机动车中使用潜热存储器，用于储存在机动车的运行过程中产生的过剩的热量并且在需要时比如在冷起动时又提供这种能量。为了在较长的时间间隔里维持所述潜热存储器的载荷并且避免所储存的热量的意外的释放，所述存储介质必须典型地通过麻烦的隔热装置保持在其熔化温度之上。DE 10 2007 045 163 Al提出一种用于机动车的内燃机的潜热存储器，对于该潜热存储器来说将过度冷却的过度饱和的能够再结晶的融解物用作存储介质，以便就这样可以放弃存储介质的热隔绝措施。为了取走所储存的热量，在此提出，借助于发送脉冲的执行机构来通过机械能量的脉冲似的释放来触发再结晶。因此，值得追求的是，能够在用于机动车的得到改进的潜热存储器中在没有麻烦的热隔绝措施的情况下在较长的时间间隔里储存热能并且能够在所期望的时刻可靠地取出所述热能。
技术实现思路
相应地设置了一种用于内燃机的潜热存储器，该潜热存储器具有用于在利用熔化过程的热函的情况下储存热量的能够结晶并且能够过度冷却的存储介质。所述存储介质的典型的熔化温度在此处于30与120°C之间。在此使用一种存储介质，该存储介质对于大约-10°C到58°C的环境温度来说具有过度冷却的熔化物的状态。因此不需要麻烦的热隔绝措施，以避免所述存储介质在不受欢迎的时间再结晶并且意外地释放所储存的热量。此外，所述潜热存储器包括用于在存储介质中提供晶种的晶种提供机构，用于在过度冷却的熔化物的状态中触发所述存储介质的结晶以释放所储存的热量。因为所述晶种提供机构-与比如执行机构的声波和压力波不同-能够通过晶种的有针对性的提供在所期望的时刻可靠地触发再结晶，所以可以以所定义的方式来释放热量。在另外的观点下面，本专利技术提供一种具有按本专利技术的潜热存储器的内燃机以及一种用于对内燃机进行温度处理的方法。在所述方法的第一步骤中，一般在使用机动车的存在的废热源的情况下使已结晶的存储介质熔化。而后所述存储介质有时一直冷却到环境温度并且在这过程中过度冷却。为了释放所储存的热量，在存储介质中提供晶种，用于触发所述存储介质的结晶。按照一种优选的改进方案，所述晶种提供机构包括用于在热方面与存储介质隔离的情况下在熔点之下保存晶种的隔离装置。这能够将所述存储介质的被隔离的部分在结晶的状态中作为晶种来保存，而比如在内燃机的运行中-其余的存储介质则被熔化并且就这样被装载潜热。所述在热方面被分离的晶种随后可以再次使用以便再度利用所述潜热存储器，从而必要时可以节省用于-比如通过所述存储介质的局部的过度冷却-再度产生晶种的能量。按照另一种优选的改进方案，所述晶种提供机构构造用于向所述存储介质加载热力学上的潜能参量，用于在存储介质中产生晶种。在此有利地根据存储介质来如此选择所述热力学上的潜能参量比如温度、压力，从而至少在所述存储介质的局部的范围内调节相应的条件，所述条件可靠地实现晶种的自发的形成。这能够实现所述潜热存储器的点火机制的特别高的可靠性，因为所述点火机制不取决于比如对于较热的环境条件来说在隔离装置中在实际上成功地保存了晶种。优选所述晶种提供机构具有用于将所述存储介质局部冷却到所述存储介质的在统计学上足够可靠的晶种形成温度的冷却装置。这一点可以特别容易并且无危险地比如借助于珀耳贴元件或者珀耳贴元件的串联的布置结构来得到实现。按照一种优选的改进方案，内燃机包括按本专利技术的潜热存储器，其中所述存储介质在内燃机停止时在所述内燃机的油底壳的区域中至少部分地布置在油底壳的静油平面的位置或者下面。通过这种方式，所述存储介质直接对所述内燃机的润滑油进行加热并且就这样在冷起动时降低其粘度，这有利地在起动之后的前数分钟内降低所述内燃机的燃料消耗和有害物质排放。优选所述存储介质在内燃机运行时至少部分地布置在油底壳的工作油平面的上方。由此实现这一点，即首先所述油的在内燃机停止时在油池中处于(静油平面)表面的附近的部分得到加热并且典型地借助于吸入口接头首先到达所述内燃机的有待润滑的区域中。按照一种优选的改进方案，所述存储介质具有相应的表面，该表面在内燃机运行时被流回到油底壳中的油所淹没。通过这种方式，所述存储介质在流回的油与(尤其就在起动内燃机之后不久)油底壳中的还较冷的油相混合之前首先被特别热的直接来自内燃机的有待润滑的区域-比如气缸-的油所加热。这能够在内燃机短暂运行时就已经再次可靠地使所述存储介质熔化并且由此向其加载热量。优选这个表面倾斜，使得流回的油以足够的速度在所述表面上流动并且在这过程中其热量中的特别多的部分排放给所述存储介质。附图说明下面借助于优选的实施方式和附图对本专利技术进行解释。附图示出如下 图IA是具有按一种实施方式的潜热存储器的内燃机的示意性的横截面视图； 图IB是按一种实施方式的潜热存储器的横截面视图2是具有按一种实施方式的潜热存储器的内燃机的冷却剂回路的原理图解； 图3是具有按另一种实施方式的潜热存储器的内燃机的冷却剂回路的原理图解；4图4是潜热存储器材料的热函和温度的关联的图表；并且图5是用于对按一种实施方式的内燃机进行温度处理的方法的流程图。在附图中，如未作相反的说明，那么相同的附图标记就表示相同的或者功能相同的组件。具体实施例方式在图Ia中以示意性的横截面视图示出的内燃机102示范性地构造为具有四个布置在曲轴箱103中的气缸101的汽油机。由能够在所述气缸101中运动的活塞142驱动的曲轴140在所述曲轴箱103中支承在所述气缸101的下方。所述曲轴箱103向下敞开并且以环绕的下面的边缘141终结。用于接纳为了运行内燃机102所需要的润滑油118的油池 133用螺钉栓紧在所述曲轴箱103的下面的边缘141上并且向下将所述曲轴箱103封闭。 在所述油池133的内部构造了加深的作为油底壳110的区域，在所述油底壳110中在内燃机102停止时收集润滑油118直到静油平面112。在所述油底壳110中布置了吸入管128，通过该吸入管128内燃机102在运行中从所述油底壳中取用用于对气缸101和曲轴140 (以及其它部件)进行润滑的润滑油118。在这过程中油底壳110中的油平面一直下降到工作油平面114，在所述工作油平面114上用从所述曲轴箱103的有待润滑的区域中流回的油出现流动平衡。此外，在所述油底壳110中布置了潜热存储器本体100的用包套120包围的存储介质104。所述包套120比如由金属比如铝制成并且优选具有大量的筋条121，用于为了所述存储介质104与将所述包套120的外部的表面包围的油110之间提高了的热传导而实现所述包套120的较大的表面。可以额外地在所述包套120的内部设置一种类似加筋条 (berippt)的或者以其它方式传导热量的结构。所述潜热存储器100布置在所述静油平面 112的下方，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：H布兰德斯，M约翰纳贝尔，M舒尔茨，L劳赫富斯，N韦伯，K欣多夫，
申请(专利权)人：H布兰德斯，M约翰纳贝尔，M舒尔茨，L劳赫富斯，N韦伯，K欣多夫，
类型：发明
国别省市：