DE2034492A1 - Hohles Tellerventil - Google Patents

Hohles Tellerventil

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DE2034492A1 DE19702034492 DE2034492A DE2034492A1 DE 2034492 A1 DE2034492 A1 DE 2034492A1 DE 19702034492 DE19702034492 DE 19702034492 DE 2034492 A DE2034492 A DE 2034492A DE 2034492 A1 DE2034492 A1 DE 2034492A1
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DE19702034492
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Louis Joseph Battle Creek Mich Dams (V St A )
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Eaton YaIe & Towne, Inc Cleveland, OhIO(VSt A)
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    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L3/00Lift-valve, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces; Parts or accessories thereof
    • F01L3/12Cooling of valves
    • F01L3/14Cooling of valves by means of a liquid or solid coolant, e.g. sodium, in a closed chamber in a valve
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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Description

Eaton Yale & Towne Inc., 100, Erieview Plaza, Cleveland, Ohio/lTSA
"Hohles Tellerventil"
Die Erfindung bezieht sich auf ein hohles Tellerventil zur Verwendung in einer Kolbenmaschine, das mit einem Kopf und einem Stössel mit verschlossenem Innenraum versehen ist, welscher sich vom Kopf durch den grUssten Teil des Stössels erstreckt.
Derartige Maschinen-iPellerventile finden besonders in solchen Maschinen Anwendung, deren Arbeitsfluidum (im allgemeinen ein Gas) dem freien Ventilkopf so große Wärmemengen zuleiten kann, daß Fehlleistungen entstehen. Die von hohen Temperaturen herrührenden Fehlleistungen können die lebensdauer des Ventils oder einer lokalisierten Zone hoher Temperatur in der Arbeitsfluidkammer beschränken, so daß die Maschinenleistung beeinträchtigt wird.
00888S/1582
In althergebrachten und modernen Flugzeug-Ottomotoren mit hohem Leistungs/öewichtsverhältnis z.B* sind verschiedene Mittel angewendet worden, um übermässige Wärmezufuhr und hohe Temperaturen in den Auspuffventilen zu vermeiden. Einige dieser Hilfsmittel sind :
a) Verwendung extrem hochlegierter Materialien mit annehmbarer lebensdauer bei 650 - 870°0j
b) Verwendung von SpezialÜberzügen auf bereits hochlegierten Ventilmaterialien, um unerwünschtes Vor- und Kachbrennen bei der Verbrennung des eingeführten Brennstoff-Luftgemisches zu vermeiden; und
c) Verwendung besonderer Brennstoffzusätze zur Verhinderung ungeordneter Verbrennungsreaktionen, die durch eine überhitzte Stelle (Ventil) bei den Brennkammerreaktionen hervorgerufen werden, gelegentlich als Vorzündung oder Klopfen bezeichnet.
In ähnlicher Weise werden in modernen PKW-» LKW- und anderen Hochleistungsmotoren sehr hochentwickelte metallurgische Systeme in den Motorventilen verwendet, um der Beeinträchtigung der Lebensdauer oder Funktion aufgrund von erhöhten Temperaturen, Brennstoffzusätzen und unsymmetrischer Wärmeverteilung entgegenzuwirken.
009885/1502
Eine wesentliche Verbesserung in der Vergangenheit (vgl. USA-PS 1 670 965) war die Entwicklung von Ventilen, die mit Salz, Natrium oder einem von natrium abgeleiteten flüssigen Metall gekühlt werden. Bei dieser Art von Ventilen ist ein für den Ventilkopf und Stössel gemeinsamer Innenraum teilweise mit einer Flüssigkeit oder einem verflüssigbaren (schmelzbaren) Salz oder Metallkühlmittel gefüllt. Das Ventil wird im Betrieb durch Bewegung des flüssigen Kühlmittels zwischen dem Kopfinnenraum und dem Stösselinnenraum gekühlt. Am Kopfende nimmt die Flüssigkeit Wärme durch den Ventilkopf auf von der Verbrennung des Brennstoff-Luftgemisches und von der Eigenwärme der Auspuffrückstände der Verbrennung. Am Stösselinnenraum gibt die heiße Flüssigkeit die Wärme durch die Ventilstösselwand in die Ventilführung und damit in das Motorkühlsystem ab.
Dieser Kühlvorgang, der seit Jahren bei Maschinenventilen erfolgreich angewendet wird, hängt fast ausschließlich von der Erwärmung und Abkühlung einer Flüssigkeit ab, leitet aber keine Wärmeenergie durch Verdampfen oder Kondensation, z.B. Dampf-Flüssigkeit-Kreislauf . Tatsächlich war man darauf bedacht, innere Kühlmittel in Maschinenventilen zu vermeiden, die im Betriebsbereich verdampfen könnten, da man die Zerstörung innerer Dampfdrücke befürchtete.
009885/1582
Bei dem herkömmlichen} durch geschmolzenes Salz oder Metall, z.B. Natrium, gekühlten Ventil war die vom erwärmten zum gekühlten Ende des Ventils geleitet« Wärme abhängig von vielen Variablen im Ventilbetrieb, wobei die wichtigste die Wärmekapazität (spez. Wärme) des Kühlmittels ist. In einem natriumgekühlten Ventil z.B., wo die Wärme durch Natrium abgeführt wird, das zwischen 65O0C (12000F) am warmen Ende und 26O0G (5000P) am Stösselinnenraum arbeitet, ergibt die Kühlung von 0,45 kg Natrium zwischen diesen Temperaturen eine Wärmeableitung von (65O0C - 2600C) x 0,136 Kcal/°C oder 53 Kcal (.(12000F 5000F) χ 0,3 BTU or 210 BTU).
0F .
Quecksilber, eines der abgesetzten Ventilkühlmittel, leitet nur 0,0149 x 390 oder 5,8 Kcal/ 0,45 kg (0,033 x 700 oder 23 BTU/lb) beim Kühlen als Flüssigkeit in dem gleichen Temperaturbereich ab.
Im Vergleich mit durch flüssiges Natrium oder Salz gekühlten Ventilen wurde nun gefunden, daß Kühlmittel mit einem Wärmeabsorptionsphasenwechsel zwischen Flüssigkeit und Dampf eine beträchtliche Erhöhung der beim Kühlen durch den Temperaturbereich, in der der Phasenwechsel stattfindet, abgeführten Wärme erbringen.
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Ein Tellerventil eingangs erwähnter Art ist gemäss der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum mindestens zur Halfte mit einer verdampfbaren, Umgebungstemperatur aufweisenden Flüssigkeit gefüllt ist, die durch Hin-und Herbewegung des Ventils in eine wärmeaufnehmende Stellung zur Oberfläche des Innenraums am Kopfende einerseits und eine wärmeabgebende Stellung am gekühlten Ende andererseits bringbar ist, daß das Stösselende des Ventils eine Wärmeabgabefläche enthält und derart an die Wärmeaufnahmefläche des Kopfendes ' angepasst ist, daß auf der gesamten Fläche innerhalb des Ventilinnenraumes ein Ausbrennen oder eine Siedekrise verhindert wird, und daß die gebundene Verdampfungs- und Kondensationswärme der Flüssigkeit den Hauptteil der Wärmeenergie stellt, die beim Betrieb des Ventils vom Kopf durch den Stössel geleitet wird, wobei der Füllgrad des Innenraumes einen wesentlichen !Beil von Kernsiedung und gleichzeitigem Blasenzerfall als Teil des Wärmeübertragungskreislaufes bestimmt.
Unter "Kernsiedung11 wird hierbei verstanden, daß ein Teilchen an jedem Punkt im System in Dampf zerplatzen kann. »•Blasenzerfall1» bedeutet, daß eine Dampfblase an federn Punkt im System in Flüssigkeit zerfallen kann.
Wenn z.B. 0,45 kg Wasserdampf (gesättigter Dampf) bei 372°G
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(70O0F) in flüssiges Wasser bei 26O0C (50O0I1) verwandelt wird, also bei einem Temperaturabfall von nur etwa 1120C (2000P), werden insgesamt 250 minus 123 Kcal/0,45 kg =127 Kcal/Zeiteinheit (995,4 minua 487,8 Βϋτ/lb = 507,6 BTU/Unit time) abgeleitet.
Im Vergleich hierzu leitet Natrium, das eine Phasenwechsel-Wärmeabsorption im 650 - 26Q0C (1200 - 5000P)- Bereich hat, nur 0,136 Koal/o,451ft. 0C (0,3 SEH") ab, während Wasser
* lb°p .
1,13 Kcal/0,45 kg . 0G (2;5 MS ) ableitet. Dementsprechend
Ib0P,■. .
hat Wasser eine um 8,3 mal größere Kühlwirkung als Natrium unter diesen veranschaulichten Bedingungen$ es gibt Bedingungen innerhalb des Bereiches praktischer Ventilkonstruktionen, wo diese Sparine noch vergrößert werden könnte. Zum Beispiel ist der Kühleffekt zwischen 3160O (6000P) Dampf und 2040O (400°P) flüssigem Wasser 1,64 Kcal/0,45 kg . 0O (3,63 2312 ) oder 12,1 mal größer als der von Natrium.
Ib0P .. :,. " . j
TJm den perfekten Dampf-Plüssigkeit-Kreialauf-Wärmeaustausch noch mehr hervorzuheben, sei Wasser bei atmosphärischem Druck angeführt. Der Kreislauf von Verdampfung und Kondensation von 0,45 kg Wasser transportiert 244 Kcal (970 BTU) bei 100°0 (2120P) Wärraeeinlaßtemperatur und 1000C (2120P) Auslaßtemperatur. Die in diesem Kreislauf übertragene Wärme ist 244 Koal/iOO°C - 1000O - 244/0 - unendlich (970 BTU/212°P - 2i2°pe 970/0 * infinity). -
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"V7V 203U92
Dies.-zeigt die enormen Wärmemengen, die pro Grad Temperaturänderung übertragen werden können. Die vorliegende Erfindung wendet dieses unendliche Wärmeübertragungs-Prinzip an, soweit es die praktische Ausführbarkeit erlaubt.
Viele andere Beispiele von Stoffen mit einem Dampf-Flussigkeits-Phasenwechsel in einem nützlichen Wärmeübertragungsbereich können aufgeführt werden. Zum Beispiel gibt "Dowtherm An bei Abkühlung von 4000C Dampf (75O0I1) auf 2600C (5000F) Flüssigkeit 61 Kcal/0,45 kg oder 0,435 Kcal/0,45 kg°C (240 — or·
Oi96 ~S ) ab. Dies ist 3»2 mal mehr als Natrium pro Grad C. lbu j>
"Dowtherm A" ist eine eutektische Mischung, die 26,5 Gewichtsprozent Diphenyl und 73»5 Gewichtsprozent Diphenyloxyd enthält. Es ist eine klare, strohfarbene Flüssigkeit. .
Obwohl "Dowtherm A" nicht so leistungsfähig wie Wasser ist, beträgt der innere Druck des gesättigten "Dowtherm A11-Dampfes bei 4000C (75O0F) nur 9»8 kg/cm2 (140 pounds per square inch), während gesättigter Wasserdampf bei 3720C (7000F) einen Druck von 216 kg/cm2 (308£ pounds per square inch) aufweist.
Verschiedene Konstruktionen können die Verwendung eines bestimmten Kühlmittels oder einer Kombination von Kühlmitteln erfordern. Das einzige Erfordernis ist, daß wenigstens eines
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der Kühlmittel im Betriebstemperaturbereich einen nützlichen Wärmeabsorptions-Phasenwechsel von Flüssigkeit zu Dampf aufweist - ein Erfordernis in absolutem Gegensatz zu denen, die in der Vergangenheit für innengekühlte Tellerventil-Konstruktionen angegeben und befolgt wurden.
In Anbetracht des oben Gesagten sind die wichtigen Ziele der Erfindung folgende : Ein Tellerventil, das im Betrieb gekühlt wird mittels einer in einem geeigneten verschlossenen Innenraum des Ventils enthaltenen Flüssigkeit, wobei das Ventil während des Betriebes Wärme von der Arbeitsfluidkammer am Kopfende des Ventils erhält und einen bedeutenden Teil dieser Wärme durch den Stössel an das Maschinenkühlsystem abgibt, und wobei ein Dampf-Flüssigkeits-TJmwandlungskreislauf der Flüssigkeit ein wichtiger Bestandteil für die Wärmeübertragung vom Wärmezufuhrende zum Wärmeausstoßende des Ventils ist.
Die Erfindung wird nunmehr an Hand einiger in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, /
Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht eines herkömmlichen massiven Tellerventils für eine Verbrennungskraftmaschine.
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Pig. 2 ist ein Längsschnitt eines herkömmlichen natriumgekühlten Tellerventils,
ig. 3 ist ein Längsschnitt eines mit einem Dampf-Plussigkeita-Kreislauf gekühlten Ventils nach der Erfindung.
Pig. 4 ist ein Längsschnitt eines mit einem Dampf-Plüssigkeits-Kreislauf gekühlten Ventils optimaler Ausführungsform nach der Erfindung.
Die Wirkungsweise und der portschritt von Ventilen nach der Erfindung können am besten durch Vergleich und Analyse des praktischen Verhaltens von Ventilen herkömmlicher Bauart und Ventilen, die das Prinzip der Dampf-Plussigkeits-Kreisläuf-Kühlung anwenden, dargelegt werden.
In allen angeführten Fällen wurden herkömmliche und Ventile nach der Erfindung in einem V-8, 500 cm3 Ottomotor betrieben und geprüft, der speziell für jeden Zylinder mit eigenen Vergasern ausgerüstet wurde, um das Verhalten jedes Zylinders auszugleichen« Der Motor war ausgerüstet mit Thermoelementen, Strömungsmessern, Gasanalysatoren und prüfgeräten t um eine gültige und gleichbleibende Ventil-Prüfumgebung zu schaffen. Die Betriebsbedingungen waren 2500 tlmd./min (faat maximales
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Drehmoment), 25° vor dem oberen Totpunkt und 13,3 s 1 Luft-Brennstoff -Verhältnis, um Unterschiede in handelsüblichen Brennstoffen auszuschalten, wurde eine spezielle Laboratoriumsbenzinmischung (Indolene) für alle Versuche verwendet . "Indolene" ist der Handelsname für einen streng überwachten Testbrennstoff, der von vielen Mineralöl- und Automobilfirmen für die Motorenprüfung verwendet wird.
Pig. 1 gibt Durchschnittstemperaturen in wichtigen Bereichen eines herkömmlichen massiven Tellerventils an, das unter den oben beschriebenen Bedingungen arbeitet. Die Temperaturverteilung entspricht so ziemlich den Erwartungen, und ihre Größenordnung ist für den Fachmann leicht erkennbar. Eine mathematische Analyse aufgrund herkömmlich ausgedrückter Wärmeübertragungsverhältnisse bestätigt ebenfalls, daß die Wärmezufuhr zum Ventil etwa 516 Kcal/st (2050 BTU/hr) an die Kopfflächen nach der Zeichnung beträgt. Unter Dauerzustandsbedingungen gibt das dargestellte herkömmliche massive Ventil etwa 386 Kcal/St (1535 BTU/hr) dieser Wärme durch die Ventilsitzberührung mit dem Motorzylindersitz ab, einem Gebiet von 0,3 cm Breite und 3»9 cm Durchmesser. Der Rest der gesamten Wärmeabfuhr (die der Wärmezufuhr entsprechen muß) erfolgt durch den gesohmierten Ventljstössel zum Ventilführungs-Gleitaitz mit einem Durehmesser von 1,1 cm und 6,6 cm Länge. Obwohl die Temperatur von dem oberen zum unteren Bereich des Stössel-Führungssitzea nicht
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gleich ist, ergibt sich für die praktische Berechnung eine Durchschnittstemperatür von 163°C (3250F) für die gesamte Berührungsfläche. Übrigens ruft diese Ventilstössel-Temperatürdifferenz dem Fachmann wohlbekannte Fehler hervor» Die Wärme wird durch die Stösselführungs-Berührungsfläche (wobei die geschmierten Sitze die wichtigsten sind) in das Kühlwasser von 710C (16O0F) geleitet; die Wärmemenge ist 130 Kcal/st (515 BTU/hr) unter herkömmlichen aber strengen Prüfbedingungen. '
Zusammengefaßt ist die Maximaltemperatur des Yentilkopfes 7600C (-14000F), die Durchsehnitts-Ventilkopftemperatur im Wärmezufuhrbereich ist 75O°C (13800F), die des Stössels im Durchschnitt 163°C (325°F). 75 $> der Wärme zum Ventil wird an 3»88 cm2 Sitzberührung abgegeben und nur 25 $ durch die 25,2 cm2 große Stösselführungs-Berührungsflache,
Fig. 2 zeigt experimentell bestimmte Temperaturdurchschnitts- M werte in einer herkömmlichen natriumgeldihlten Abart des Ventils nach Fig. 1. Auch hier sind die Temperaturen und ihre Verteilung für den Fachmann keine Überraschung. Es zeigt sich eine nützliche Verringerung von etwa 1OO°C in der maximalen Ventiltemperatur, wo die Wärme von der Brennkammer und den Auspuffgasen zum Ventil geleitet wird. Während die Wärmeflußanalyse von den vereinfachten Daten dieser Prüfung berechnet werden
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kann, war es überraschend festzustellen, daß dies nie zuvor getan worden war. Wie erwartet, rief der größere Temperaturunterschied zwischen warmen Gasen und dem gekühlten Ventilkopf eine erhöhte Wärmezufuhr zum Ventil hervor. Es nimmt jetzt etwa 605 Kcal/st (2400 BTU/tir) am Kopfende auf, während das massive Ventil nur 516 Zcal/st (2050 BTU/hr) bekam. Die verbesserte Wärmeleitung durch Natrium leitet einen viel größeren Wärmeanteil entlang der Ventilachse zum Stösselsitzbereich und damit zum MascMnenkühlsystem. Die durchschnittliche StÖsßeltemperatur ist jetzt ziemlich gleichbleibend 2330C und nicht mehr ungleiche 1630C (3250F). Das Verhältnis der aufgenommenen und an das Maschinenkühlsystem durch das natrium-gekühlte Ventil abgegebenen Wärme ist jetzt 54 fo vom Ventilsitz und 46 fo vom Ventilstössel, im G-egensatz zum 75 : 25 Verhältnis bei dem massiven Ventil. Aus der niedrigeren Temperatur im Kopf und der gleichmässigeren und doch höheren Temperatur in der Stösselführungs-Berührungsfläche ergibt sich eine verbesserte Lebensdauer des Ventils.
Fig. 3 zeigt die überraschende Wirkung bei Verwendung einer Substanz mit einem Dampf-Flüssigkeits-Phaeenwechsel von wesentlicher latenter Wärme in einem für herkömmliche flüssige Metalle konstruierten Innenraum. Wie alle klassischen flüssigen Ventilkühlmittel leitet sie Wärme nur durch Erwärmung und
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Kühlung der Flüssigkeit, nicht aber durch, den bei der Erfindimg verwendeten Dampf-Flüssigkeits-Kreislauf. Hier beträgt die durchschnittliche Temperatur der Wärmezufuhrfläche des Ventils 54O0G (10000I1), was eine beträchtliche Verringerung von etwa 1000C (2000F) gegenüber der Temperatur natrium-gekühlter Ventile bedeutet. Die das Wärmezuführende des Ventilinnenraums umgebende Temperatur war nur 3940C (7400I1) (in Fig. 3 nicht gezeigt). Das statt Natrium verwendete Kühlmittel war Wasser, , das 65 fo des Innenraums füllte. Dies zeigt anschaulich das verbesserte Leitvermögen des Dampf-Flüssigkeits-Kreislaufs bei einem Ventil. Erstene wurde die Maximaltemperatur des Ventils drastisch verringert; zweitens wurde die Wärmeabfuhr durch den VentilstÖssel-Ventilführungsweg zum Maschinenkühlmittel von 277 Kcal/St (1100 ^S) auf 400 Kcal/st (1600 —) erhöht!
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drittens wurde der Wärmefluß durch den Ventilsitz zur Zylindersitzberührung um weitere 25,2 Koal/St (100 BTTj/hr) verringert j und viertens war die Stösseltemperatur gleichbleibend 3440O (65O0F) mit keiner wahrnehmbaren Abweichung von einem " Ende der Gleitkontaktζone zum anderen.
Die von den dampf-flüssigkeitsgekühlten Ventilen nach Fig. 3 aufgenommene und an das Maschinenkühlsystem abgegebene Wärme war um 40 $ größer als beimraassiven Ventil j davon wurden nur 43 $> durch den Ventilsitz und überraschenderweise 57 # durch den Stössel abgeleitet.
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Viele andere mit dem Ventil nach Fig. 3 durchgeführte Versuche bestätigten nicht nur die ausgezeichnete !leitfähigkeit des Dampf-Flüssigkeits-Kreislaufs, sondern erläuterten auch, wie wichtig" es ist, daß die Wärmezufuhrflächen den Wärmeabfuhrflächen entsprechen, um Kernsiedung für die Wärmeabsorption als weiteres Mittel zur Verringerung der Ventiltemper'atur zu erreichen.
Das in Fig. 4 gezeigte Ventil ist eine Äusführungsform aufgrund von in umfangreichen Versuchen erarbeiteten Daten und zeigt eine so beträchtliche Verringerung der Ventiltemperatur, daß drastische Verminderungen von Materialschwierigkeiten und völlig neue Brennkammereigenschaften möglich werden.
Hier ist die Wärmezufuhroberfläche des dampf-flüssigkeitsgekühlten Innenraums um 60 $> erhöht, die Wärmeableitungsfläche um 70 $, wodurch eine Maximaltemperatür von 4820C ( 9000F) am Kopfende erreicht wird, sowie eine durchschnittliche Wärmezufuhrtemperatur von 4550O (8500F) und eine Stösseltemperatur von 3270O (6200F). " .
Die Wärmeabfuhr vom Ventilsitz beträgt etwa 25 <f9 und von der Ventilstösselführungs-Wärmeausstoß-Berührungszone 75 #. Dies ist das Gegenteil von Fig. 1.
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Es sei noch erwähnt, daß ursprüngliche Befürchtungen, daß das interessanteste Kühlmittel, Wasser, übermässige innere Brücke bei der Verdampfung oder beim Gefrieren hervorrufen würde, bald zerstreut waren. Der Innendruck bei der Ausführungsform nach Fig. 3 ist nur maximal 224 kg/cm2 (3200pounds per square inch gage) entsprechend einer Ringspannung von 630 kg/cm2 (9000 psi) gegenüber einer zulässigen Spannung von 3500 kg/cm2 (50 000 psi) in einem einfachen Martensit-Ventilstahl. Die Gefrierspannungen sind in einem teilweise mit Wasser gefülltem Raum sogar noch geringer. Die Ringspannung bei der Ausführungs form nach Fig. 4 ist 910 kg/cm2 (13 000 psi) mit Wasser, 8,4 kg/cm2-(120 psi) mit "Dowtherm A° und weniger als 7 kg/cm (100 psi) mit Monoisopropylbiphenyl (MIPB). Letzteres ist ein kürzlich entdecktes Arbeitsfluidum zur Raumfahrtanwendung von Rankine-Kreislauf-Kraftanlagen.
Patentansprüche :
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Claims (1)

  1. Patentansprüche j
    .j Hohles Tellerventil zur Verwendung in einer Kolbenmaschine, *-/ das mit einem Kopf und einem Stössel mit verschlossenem Innenraum versehen ist, welcher sich vom Kopf durch den größten Teil des Stössels erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum mindestens zur Hälfte mit einer verdampfbaren, Umgebungstemperatur aufweisenden Flüssigkeit gefüllt ist, die durch Hin- und Herbewegung des Ventils in eine wärmeaufnehmende Stellung zur Oberfläche des Innenraums am Kopfende einerseits und eine wärmeabgebende Stellung am gekühlten Ende andererseits bringbar ist, daß das Stösselende des Ventils eine Wärmeabgabefläche enthält und derart an die Wärmeaufnahmeflache des Kopfendes angepaßt ist, daß auf der gesamten Fläche innerhalb des Ventilinnenraums ein Ausbrennen oder eine Siedekrise verhindert wird, und daß die gebundene Verdampfungs- und Kondensationswärme der Flüssigkeit den Hauptteil der Wärmeenergie stellt, die beim Betrieb des Ventils vom Kopf durch den Stössel geleitet wird, wobei der Füllgrad des Innenraums einen wesentlichen Teil von Kernsiedung und gleichzeitigem Blasenzerfall als .Teil des Wärmeübertragungskreislaufes bestimmt.
    2. Ventil nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Wasser als verdampfbare Flüssigkeit.
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    5. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllgrad ungefähr 65 /^ des Innenraumvolumens bei Umgebungstemperatur beträgt. '■'-._■
    4. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verdampfbare Flüssigkeit eine organische Flüssigkeit ist.
    5. Ventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die verdampfbare Flüssigkeit eine eutektische Mischung ist, die 26,5 $ Diphenyl und 73»5 ?£ Diphenyloxyd enthält.
    6. Ventil nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch Monoisopropylbiphenyl als verdampfbare Flüssigkeit.
    7. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssig keit eine Kombination von bei Umgebungstemperatur flüssigen Kühlmitteln ist, wovon mindestens eines einen nützlichen Warmeaufnahme-Phasenwechsel von Flüssigkeit zu Dampf im Betriebstemperaturbereich des Ventils besitzt.
    8. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum in bezug auf Wärmezufuhr und -abfuhr während des Betrie-
    . bes so bemessen ist, daß die verdampfbare Flüssigkeit durch Kernsiedung bei allen Betriebsbedingungen Wärme aufnimmt.
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    9. Ventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf zur Wärmeaufnahme 60 $ größer als normal und der Stössel zur Wärmeableitung 70 größer als normal ist.
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    Lee rs ei te
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3150919A1 (de) * 1980-12-30 1982-10-07 Chevron Research Co., 94105 San Francisco, Calif. Ansaugventil
DE102016200739A1 (de) * 2016-01-20 2017-07-20 Mahle International Gmbh Metallisches Hohlventil für eine Brennkraftmaschine eines Nutzkraftfahrzeugs
DE102016117698A1 (de) 2016-09-20 2018-03-22 Man Diesel & Turbo Se Ventilkörper eines Gaswechselventils, Gaswechselventil und Brennkraftmaschine

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19714030A1 (de) * 1997-04-04 1998-10-15 Horst Peschel Ventil

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