DE348181C - Auspufftopf mit einer luftdurchspuelten Ummantelung, insbesondere fuer Luftfahrzeugmotoren - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN ABU. FEBRUAR 19»

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 46c GRUPPE 29

· Hugo Junkers in Dessau. Auspuff topf mit einer luftdurchspülten Ummantelung, insbesondere für Luftfahrzeugmotoren. Patentiert im Deutschen Reiche vom 7. Oktober 1919 ab.

Bei Motoren hoher Leistung wird es erforderlich, die Auspufftöpfe oder -sammler zu kühlen, um deren vorzeitige Zerstörung durch die heißen Verbrennungsgase zu verhüten. Bei stationären und Schiffsmotoren ist es aus diesem Grunde bekannt, die Auspufftöpfe und -leitungen mit einem von Wasser durchflossenen Kühlmantel zu umgeben. Bei Luftfahrzeugmotoren ist dier ses Mittel aber kaum anwendbar, da hier der erforderliche Gewichtsaufwand zu hoch wäre.

Man hat sich daher bei Luftfahrzeugen meist damit begnügt, die Auspuff? ammler so anzuordnen, daß sie während des Fluges vom freien Fahrtwind bestrichen werden und dadurch eine Kühlung erfahren. Ein großer Nachteil dieser freiliegenden Auspuffsammler liegt aber darin, daß sie einen verhältnismäßig erheblichen Luftwiderstand bieten.

Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, die ίο Auspuffsammler mit einer lu'ftdurchströmten Ummantelung zu versehen, deren Lufteintrittsöffnung in der Fahrtrichtung vorn liegt, so daß die dort eintretende Luft den Auspuffsammler bestreicht. Diese Anordnung hat aber die Nachteile, daß die in der Längsrichtung des Sammlers entlangstreichende, hinten bereits warme Luft nur den vorderen Teil desselben wirksam kühlen kann und daß die im sogenannten Windschatten vorspringender Teile des Sammlers, namentlich der Anschlußstutzen, liegenden Oberflächenteile nicht genügend von Kühlluft bestrichen werden, sich also leicht überhitzen.

Nach der Erfindung soll der Luftkühlmantel des Auspufftopfes oder -Sammlers derart ausgebildet werden, daß eine ausreichende Kühlung an allen Stellen des Sammlers gewährleistet ist. Zu diesem Zweck werden die Lufteintrittsöffnungen über den Kühlmantel verteilt angeordnet, so daß die den stärksten Wärmeein-Wirkungen ausgesetzten, also der Kühlung besonders bedürftigen Stellen des Sammlers von der einströmenden Kühlluft möglichst unmittelbar bespült werden können. Solche Stellen finden sich namentlich dort, wo die Abgase noch am heißesten sind, also an den Anschlußstutzen, und wo durch Richtungsänderung, Aufstoßen auf Wände oder Zusammentreffen mehrerer Gasströme starke Wirbelungen hervorgerufen werden. Des weiteren lassen sich bei dieser An-Ordnung tote Winkel, zu denen keine Kühlluft hinkommt, leicht vermeiden. Die Kühlluftwege können beträchtlich kurzer gehalten werden, als bei den bekannten Anordnungen, wo jedes Kühlluftteilchen den Sammler in seiner ganzen Länge bestreichen muß; namentlich dann, wenn die Abführung der Kühlluft in der Sammlermitte oder gar an mehreren über den Sammler verteilten Stellen erfolgt. Bei solchem kurzen Kühlweg wird die Kühlwirkung eine wesentlich stärkere, weil sich die Kühlluft weniger erwärmt und weil sie infolge der geringeren j Strömungswiderstände höhere Geschwindigkeit ; annimmt.

Zur weiteren Verbesserung der Kühlluftführung können in dem Raum zwischen Kühlmantel und Sammler noch besondere Leitflächen angeordnet sein, die eine gleichmäßige j Verteilung des Luftstromes über die Oberfläche des Sammlers, namentlich eine sichere Bespü- | lung besonders gefährdeter Stellen gewährleisten, j Werden diese Leitflächen mit den Sammlerwänden wärmeleitend verbunden, so bilden sie überdies eine wirksame Vergrößerung der wärmeabführenden Oberfläche der letzteren. ^! Zur Aufrechterhaltung des künstlichen Kühlluftstromes wird am zweckmäßigsten der während der Fahrt des Luftfahrzeuges erzeugte Staudruck einer der Fahrtrichtung entgegenstehenden öffnung oder der Unterdruck einer in der Fahrtrichtung nach hinten liegenden Mündung benutzt. Bei Benutzung des Stau- - druckes wird die Anordnung vorteilhaft in folgender Weise getroffen: Der Motor des betreffenden Fahrzeuges wird mit einer Ummantelung versehen, deren Innenraum durch Luftauffangöffnungen unter den der jeweiligen Geschwindigkeit entsprechenden Druck gesetzt wird; der Sammler wird nun so eingebaut, daß die Luft- • eintrittsöffnungen seines Kühlmantels innerhalb dieses unter Druck gesetzten Raumes münden, so daß Luft aus diesem Raum in den Kühlmantels, des Sammlers gepreßt wird.

Die Kühlung des Auspuffsammlers ermöglicht es nunmehr auch, den Sammler ganz innerhalb dieser Motorverkleidung anzuordnen, was wiederum in verschiedener Hinsicht vorteilhaft ist. Vor allem wird der schädliche Luftwiderstand eines freiliegenden Sammlers vermieden. Die Motor ummantelung kann· die ganze Motorenanlage völlig umschließen und braucht dabei anstatt der vielen Durchbrechungen für jeden einzelnen Auspuffstutzen des Motors in der Regel nur noch eine einzige für die zweckmäßig konzentrisch angeordneten Kühlluft- und Abgas-Austrittsleitungen.

Um bei einer solchen Anordnung des Sammlers innerhalb der Motorummantelung den Motor bequem zugänglich und auch ein rasches An- und Abbauen des Sammlers möglich zu machen, wird ein Teil der Motorummantelung aufklappbar ausgebildet und die Ableitungen des Sammlers durch diesen aufklappbaren Teil hindurchgeführt. Die außerhalb der Motorummantelung befindlichen Teile der Ableitungen sind entweder mit dem aufklappbaren Teil verbunden und legen sich bei geschlossener Klappe auf die festliegenden Öffnungsränder am Sammler auf, oder sie sind am Sammler befestigt und sind dann nach einem Kreisbogen um den Drehpunkt der Klappe geformt, so daß die Bewegung der Klappe unbehindert erfolgen kann.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel für den Erfindungsgegenständ dargestellt.

Abb. I zeigt den mit einem Auspuffsammler gemäß der Erfindung ausgestatteten Motor eines Luftfahrzeuges im Aufriß, den Auspuffsammler im Schnitt nach Linie I-I der Abb. 2. Abb. 2 zeigt die Anordnung im Grundriß. Dabei ist der Mantel des Auspuffsammlers im iao Schnitt nach Linie II-II der Abb. 1 gezeichnet. Abb. 3 zeigt einen Seitenriß, Auspuffsammler

und Mantel im Schnitt nach Linie III-III der Abb. i.

Abb. 4 zeigt in perspektivischer Ansicht den mit aufgesetzten Kühlluftleitflächen versehenen Auspuffsammler bei abgenommenem Mantel. Der Antriebsmotor ι eines Flugzeuges ist j innerhalb einer ihn allseitig umschließenden ! Verkleidung, welche durch die feststehenden j Wände 2 und die aufklappbare Haube 3 ge- ; bildet wird, eingebaut. Der Auspuffsammler 5 ist innerhalb dieser Motorverkleidung angeordnet, so daß er während der Fahrt keinen schädlichen Widerstand erzeugen kann. Um • den Auspuffsammler 5 ist mit allseitigem Abstand der Mantel 6 gelegt, der zur Führung des den Sammler umstreichenden Kühlluftstromes dient.

Der Lufteintritt in den Raum zwischen Sammler und Mantel erfolgt im dargestellten Beispiel durch die die Anschlußstutzen 8 des Sammlers umgebenden Öffnungen 9 des Mantels 6, also an den Stellen, wo die Auspuffgase die höchste Temperatur besitzen. Der Austritt der Kühlluft aus dem Mantel 6 erfolgt durch Öffnung 10, die das in der Mitte des Sammlers aufgesetzte Auspuffsammeirohr 7 umgibt.

Der Kühlluftstrom wird erzeugt teils durch den Staudruck der an der Stirnseite der Motorverkleidung durch den dort angeordneten Kühler 4 eintretenden Luft, teils durch die Saugwirkung des das Auspuffrohr 7 düsenartig umgebenden, nach hinten schräg abgeschnittenen Rohrstutzens 12, welcher mit der aufklappbaren Haube 3 verbunden ist und sich bei geschloss;ener Haube auf die Austritts öffnung 10 des Mantels 6 derart auflegt, daß die Kühlluft durch den Stutzen 12 ungehindert abströmen kann. Das Auspuffrohr 7 ist nach einem Kreisbogen um den Drehpunkt 11 der Motorhaube ge-

♦o krümmt, um ein ungehindertes öffnen und Schließen der letzteren zu ermöglichen. Abb. 1 zeigt in gestrichelten Linien die Haube im geöffneten Zustand.
Der in Abb. 4 dargestellte Auspuffsammler ist auf seiner Außenseite mit Leitflächen 14 versehen, welche dazu dienen, die Kühlluft derart zu führen, daß sie nicht auf dem kürzesten Wege den Raum zwischen Mantel und Auspuffsammler durchstreicht, sondern gezwungen wird, alle gefährdeten Stellen des Auspuffsammlers wirksam zu bespülen.

Claims (6)

Patent-Ansprüche:

1. Auspufftopf mit einer luftdurchspülten Ummantelung, insbesondere für Luftfahrzeugmötoren, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftzutrittsöffnungen (9) über den Kühlmantel (6) verteilt und an der Kühlung besonders bedürftigen Stellen, beispielsweise in unmittelbarer Nähe der Auspuffstutzen der einzelnen Zylinder, angeordnet sind.

2. Auspufftopf nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlluftaustritt in der Sammlermitte oder an mehreren über den Sammler verteilten Stellen erfolgt.

3. Auspufftopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des Kühlluftstromes der Motor mit einer Ummantelung (2, 3) umgeben ist, innerhalb deren die Lufteinlaßöffnungen des Kühlmantels liegen und deren Innenraum durch Fahrtwindauffangöffnungen unter Druck gesetzt ist.

4. Auspufftopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung oder Verstärkung des Kühlluftstromes an die Luftaustrittsöffnung des Kühlmantels ein von der Fahrtrichtung abgekehrt mündender, ejektorartig saugender Austrittsstutzen (12) angeschlossen ist.

5. Auspufftopf nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil (3) der den Auspuffsammler (5) umschließenden Motorummantelung aufklappbar ausgebildet ist und daß die Ableitungen des Sammlers durch den beweglichen Teil der Ummantelung hindurchgeführt sind, wobei die außerhalb der Ummantelung liegenden Teile der Ableitungen entweder am aufklappbaren Teil befestigt sind und in der Schließlage des letzteren sich auf entsprechende Öffnüngsränder des Sammlers auflegen oder am Sammler festsitzen und nach einem um das Klappengelenk beschriebenen Kreisbogen gekrümmt sind.

6. Auspufftopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Raum zwischen Auspufftopf und Mantel Leitflächen (14) zur Führung der Kühlluft innerhalb des Mantels eingebaut sind, die wärmeleitend mit dem Auspufftopf verbunden sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.