DE1022845B

DE1022845B - Kuehlverfahren fuer Rotations-Kolbenmaschinen

Info

Publication number: DE1022845B
Application number: DEN9149A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Walter Froede; Felix Wankel; Dipl-Ing Ernst Hoeppner
Original assignee: NSU Werke AG
Current assignee: NSU Werke AG
Priority date: 1954-07-05
Filing date: 1954-07-05
Publication date: 1958-01-16

Description

Kühlverfahren für Rotations-Kolbenmaschinen Für die Kühlung von Brennkraftmaschinen wird allgemein unterschieden zwischen Flüssigkeitskühlung und Luftkühlung. Die beiden Kühlverfahren werden üblicherweise in der Form angewendet, daß besondere Hilfsaggregate vorgesehen sind, die eine Strömung der Medien erzeugen, die den Wärmetransport übernehmen. Abgesehen von dein Thermosiphonumlauf werden hierbei Kühlwasserpumpen oder Kühlgebläse verwendet.
Im Unterschied zu diesen bekannten Kühlverfahren lassen sich bei Rotations-Kolbenmaschinen andere Mittel anwenden, um die Strömungserzeugung zu erreichen. Ein derartiges Kühlverfahren für Rotations-Kolbenmaschinen ist Gegenstand der Erfindung.
Das Kühlverfahren gemäß der Erfindung besteht darin, daß das Zentrifugalfeld mindestens eines Läufers dazu ausgenutzt wird, ein in dem Läufer befindliches Flüssigkeitsvolumen in Anwendung der Thermosiphonwirkung in Zirkulation zu versetzen und dadurch eine Wärmeverteilung zu erzielen.
Das erfindungsgemäße Verfahren nimmt auf die Eigenart von Rotations-Kolbenmaschinen Rücksicht, wonach die Zündung und die Verbrennung stets an der gleichen Stelle des Motors 13-7.w. des Läufers erfolgt, so daß einzelne Zonen thermisch sehr stark belastet sind. Andere Stellen des Motors werden bei jedem Arbeitsvorgang durch Frischgas gekühlt bzw. gespült. Es treten daher an dem Läufer einer solchen Maschine sehr heiße und sehr kühle Zonen auf. Diese Temperaturunterschiede erzeugen nicht nur eine erhöhte Spannung in dem Maschinenteil, sondern es wird auch eine wirksame und gleichmäßige Wärmeabfuhr durch eine Flüssigkeits- oder Luftkühlung sehr erschwert.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird die Voraussetzung für eine günstige Wärmeverteilung geschaffen. So wird die Wärme beispielsweise von den heißen Brennraumwänden zu den gekühlten Außenwänden unter (lein Einfluß des Zentrifugalfeldes geleitet.
Es ergibt sich somit ein optimaler Kühleffekt, und es besteht die Möglichkeit, der Wärmezirkulation des Flüssigkeitsvolumens eine Kühlflüssigkeitsströmung zu überlagern, die der @,#'ärmeabfuhr aus dem Flüssigkeitsvolumen dient.
Das Verfahren gemäß der Erfindung ist nicht mit jenen Rotations-Kolbenmaschinen vergleichbar, bei denen die Drehzahl des Läufers zur Erzeugung einer Luftströmung herangezogen wird. In diesen bekannten Verfahren wird lediglich die Wärmeabfuhr, nicht dagegen die angestrebte Wärmeverteilung verwirklicht.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat noch den besonderen Vorteil, daß keine Abdichtungen in der Zu-und Ableitung erforderlich sind, daß keine Pump arbeit für das Durchfördern der Flüssigkeit aufgebracht werden muß und daß der Effekt einer im Innern der :Maschine angeordneten Flüssigkeitskühlung mit Wärmeabgabe an fliehkraftgetriebene Luftströme entspricht.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, die erzeugte Kühlluftströmung um den Auspuff zu legen und eine Mischung von Abgas und Kühlluft mit entsprechender niederer Temperatur zu erzeugen.
Das Prinzip des Kühlverfahrens ist an Hand der Fig. 1 und 2 dargestellt.
Fig. 1 zeigt ein Schema der Wärmeverteilung durch Thermosiphonwirkung im Zentrifugalfeld, Fig. 2 ein Schema der direkten und indirekten Luftkühlung durch Ausnutzung des Zentrifugalfeldes als Gebläse.
Fig. 1 deutet den Innenläufer 1 und den Außenläufer 2 einer »innenachsigen« Rotations-Kolbeninaschine an. Der Außenläufer ist mit einem abgeschlossenen Kühlraum 3 versehen, in dem sich die durch Pfeile angedeutete Zirkulation der Kühlflüssigkeit einstellt. Der Brennraum 4 mit Zündkerze 5 ist als Wärmequelle anzusehen, durch die in erster Linie die auf großen Radien liegenden Teile der Maschine aufgeheizt werden. Die Zirkulationsströmung im Zentrifugalfeld bewirkt eine Wärmeverteilung auf die gesamte Außenfläche.
Fig. 2 zeigt ein Beispiel für die unmittelbare und mittelbare Luftkühlung. Der Außenläufer 2 ist mit schaufelartig ausgebildeten Kühlrippen 12 versehen, die einen Luftstrom von 13 nach 14 erzeugen und hierbei eine Wärmeabfuhr von der Außenfläche des Läufers bewirken. Der Innenläufer 1 ist z. B. indirekt gekühlt. Die im Raum 15 eingeschlossene Flüssigkeit übernimmt die Wärmeverteilung, während der Luftstrom von 16 nach 14 die Abfuhr bewirkt. Auch hierbei sind zweckmäßig Kühlrippen 17 schaufelförmig ausgebildet.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Kiihlverfahren für Rotations-Kolbenmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß das Zentrifugalfeld mindestens eines Läufers dazu ausgenutzt wird, ein in dem Läufer befindliches Flüssigkeitsvolumen in Anwendung der Thermosiphonwirkung in Zirkulation zu versetzen und dadurch eine Wärmeverteilung in diesem Läufer zu erzielen.
2. Kühlverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeverteilung durch ein abgeschlossenes Flüssigkeitsvolumen erfolgt, welches bei der Zirkulation an möglichst großen Teilen der dem Brennraum abgewandten Läuferwand entlang strömt.
3. Kühlverfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeabfuhr von dem Läufer, welcher durch das Flüssigkeitsvolumen eine möglichst gleichmäßige Wärmeverteilung besitzt, in an sich bekannter Weise durch fliehkraftgetriebene Luftströme erfolgt.
4. Kühlverfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein Teil der durch schaufelartig ausgebildete Läufer erzeugten Luftströmung zur Ausspülung und inneren Kühlung der Arbeitskammer dient. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 226 721; französische Patentschriften Nr. 444 027, -154 538. 853807.