DE393958C

DE393958C - Cooling for valves or other parts of engines u. like

Info

Publication number: DE393958C
Application number: DED37227D
Authority: DE
Original assignee: DOMESTIC ENGINEERING Co
Current assignee: DOMESTIC ENGINEERING Co
Publication date: 1924-04-11

Description

Kühlung für Ventile oder sonstige Teile von Kraftmaschinen u. dgl. Die Erfindung bezieht sich auf Einrichtungen zum Kühlen von Teilen von Kraftmaschinen, und zwar besonders von solchen Teilen, die, wie Ventile, hoher Erhitzung im Betrieb ausgesetzt sind.Cooling for valves or other parts of engines and the like. The invention relates to devices for cooling parts of prime movers, especially of those parts that, like valves, heat up during operation are exposed.

Die Erfindung schafft ein neues, selbstgekühltes Ventil oder sonstigen :@-Iaschinenteil mit innerer Höhlung, in welcher sich eine nur einen Teil des Raumes einmieliinerirle geringe Quecksilbermenge befindet. Beim Betrieb des selbstgekühlten Ventils befindet sich flas Quecksilber in der -Nachbarschaft der heißeren Teile des Ventils und wird dadurch verdampft. Die Dämpfe gehen nach einem kühleren Teile des Ventils, wo sie sich kondensieren und als Flüssigkeit wieder zii den heißeren Teilen des. Ventils zurückströmen. Das Quecksilber wirkt daher als ein stetiger Wärmeträger und hält das Ventil auch hei sehr hohen Maschinentemperaturen kühl. Quecksilber ist für diesen Zweck besonders geeignet, weil es ein Element ist und somit unter hohen Temperaturen nicht zersetzt wird. Außerdem ist die Temperatur, hei welcher Quecksilber verdampft, besonders geeignet für die Verwendung dieses Elements zur Kühlung von Verbrennungskraftmaschinen. Es ist ferner erwünscht, die Innenseite des Ventils mit einem Amalgam zu bekleiden, das die Übertragung der Wärme von den erhitzten Wänden des Ventils auf das Oiiecksilber und von diesem wieder auf die kühleren Wandflächen des Ventils begünstigt.The invention creates a new, self-cooled valve or other : @ - Iaschinenteil with inner cavity, in which one is only part of the room a small amount of mercury is present. When operating the self-cooled Valve, there is flas mercury in the neighborhood of the hotter parts of the valve and is thereby vaporized. The fumes go to a cooler part of the valve, where they condense and return to the hotter as a liquid Flow back parts of the valve. The mercury therefore acts as a steady one Heat transfer medium and keeps the valve cool even at very high machine temperatures. Mercury is particularly suitable for this purpose because it is an element and thus is not decomposed at high temperatures. In addition, the temperature is hot what mercury vaporizes, especially suitable for using this Elements for cooling internal combustion engines. It is also desirable that the Cover the inside of the valve with an amalgam, which enables the transfer of heat from the heated walls of the valve to the silver and from it again favored on the cooler wall surfaces of the valve.

Es ist bereits vorgeschlagen «-orden, ein hohles Ventil bei Kraftmaschinen vorzusehen, das eine geringe Menge einer Flüssigkeit, wie Wasser, in einer Kammer im Ventilkopf enthält, um eine Luftleere in dem Hohlraum des Ventils aufrechtzuerhalten, sowie die Ventilspindel mit Strahlrippen zu versehen. Ferner ist -es auch schon vorgeschlagen worden, Kraftmaschinenzylinder dadurch zu kühlen, daß man eine Anzahl von geschlossenen Strahlröhren an dem zu kühlenden Zvlirider befestigt, deren. jede eine geringe Menge von Wasser oder einer höher siedenden Flüssigkeit enthält. Soweit dem Erfinder bekannt ist, @i=urde es aber noch -riie vorgeschlaben, eine geringe Menge von Quecksilber zwecks Kühlung eines Ventils oder sonstigen hoher 13rhitzun,-, ausgesetzten Maschinenteils in der Weise zu verwenden, daß man das. Quecksilber verdampfen läßt und es dann in Berührung mit Kühlflächen kondensieren läßt. Die Verwendung von Quecksilber besitzt hierbei besonderen Wert, da das Quecksilber sich für die hei Verbrennungskraftmaschinen auftretenden hohen Temperaturen besonders eignet, während Wasser, dessen Siedepunkt weit tiefer liegt, sich alsbald vollständig in Dampf verwandelt. Die oben erwähnte Kühlwirkung gemäß der Erfindung, die auf der ständigen Verdampfung, Kühlung und Wiederverdampfung des Quecksilbers beruht, ist hei Verwendung von Wasser nicht vorhanden. Es ist schon vorgeschlagen worden, eine große \Isenge von Quecksilber als Kühlmittel in der Weise zu verwenden, daß man es in den Kühlmänteln von Verbrennungskraftmaschinen zirkulieren läßt. Dies geschieht aber nicht in der Absicht, irgendeine Kühlwirkung durch die Verdampfung und Kondensation eines kleinen Teils von Quecksilber in einer mit Kondensierflächen versehenen Kammer zu erzielen, und es sind demgemäß auch keine entsprechenden Vorkehrungen getroffen. Gemäß der Erfindung wird die Abführung von Wärme von dem zu kühlenden Punkte dadurch beschleunigt, daß der Dampf aus der verwendeten geringen Quecksilbermenge aufsteigt und sich zur Berührung mit der gesamten Kondensierfläche ausbreitet, die verhältnismäßig groß sein kann.It has already been proposed «-orden, a hollow valve in prime movers provide a small amount of a liquid, such as water, in a chamber contained in the valve head to maintain an air void in the cavity of the valve, and to provide the valve spindle with jet fins. Furthermore, it is already has been proposed to cool engine cylinders by having a number attached by closed radiant tubes to the Zvlirider to be cooled, their. every Contains a small amount of water or a higher boiling liquid. So far is known to the inventor, @ i = it was still suggested, a slight one Amount of mercury for the purpose of cooling a valve or other high heating to use the exposed machine part in such a way that one gets the. Mercury evaporates and then lets it condense in contact with cooling surfaces. the Use of mercury has special value here, since the mercury itself especially for the high temperatures occurring in internal combustion engines suitable, while water, whose boiling point is far lower, is immediately complete turned into steam. The above-mentioned cooling effect according to the invention based on the constant evaporation, cooling and re-evaporation of the mercury is based, is not available when using water. It has already been suggested to use a large amount of mercury as a coolant in such a way that it is allowed to circulate in the cooling jackets of internal combustion engines. this but not with the intention of any cooling effect through evaporation and condensation of a small portion of mercury in one with condensing surfaces provided chamber, and there are accordingly no corresponding precautions met. According to the invention, the removal of heat from the to be cooled Points are accelerated by the fact that the vapor from the small amount of mercury used rises and spreads to contact with the entire condensing surface that can be relatively large.

Auf der Zeichnung sind zwei Ausführungs- Beispiele des Erfindungsgegenstandes schematisch .dargestellt.The drawing shows two execution Examples of the subject matter of the invention .shown schematically.

Abb. i ist ein senkrechter Schnitt durch einen Kraftnnaschinenzylinder mit Ventilen, Abb. 2 ein achsialer Schnitt durch eine erste Ausführungsform des Ventils, Abb.3 ein entsprechender Schnitt durch eine zweite Ausführungsform des Ventils. Der I,#raftmaschinenzylinder io trägt oben die üblichen Ventile. Die Verbindung des Einlaßrohres i i mit dem Zylinder wird durch das Einlaßventil12 gesteuert, das für gewöhnlich durch die Feder 13 geschlossen gehalten wird. Die Erfindung ist bei dem Auslaßventil 1¢ verkörpert, da dieses weit mehr durch Überhitzung gefährdet ist als das Einlaßventil.Fig. I is a vertical section through an engine cylinder with valves, Fig. 2 is an axial section through a first embodiment of the Valve, Fig.3 a corresponding section through a second embodiment of the Valve. The I, # raft machine cylinder io has the usual valves on top. The connection of the intake pipe i i with the cylinder is controlled by the intake valve 12 which is usually kept closed by the spring 13. The invention is at embodied the exhaust valve 1 ¢, as this is far more at risk from overheating is than the inlet valve.

Das Auslaßventil 14 wird für gewöhnlich durch die Feder 15 geschlossen gehalten, so claß es die Verbindung zwischen dem Aus-. puffrohr 16 und dem Zylinder abschließt. Der Teil 17 des Zylinderkopfes enthält die Führungen für die Ventile.The outlet valve 14 is usually closed by the spring 15 held, so it is the connection between the end. puff pipe 16 and the cylinder concludes. Part 17 of the cylinder head contains the guides for the valves.

Das Auspuffventil besitzt einen Kopf 2o und eine Spindel 21. Letztere ist, wie A.bb. 2 zeigt, mit Kühlrippen 22 versehen. Der Kopf 2o kann mit der Spindel 21 in beliebiger Art verbunden sein, beispielsweise so wie in Abb. 2 dargestellt oder durch Schweißung. Ventilkopf und Spindel konnten aber auch aus einem einzigen Stück bestehen, wie dies Abb. 3 zeigt. .The exhaust valve has a head 2o and a spindle 21. The latter is how A.bb. 2 shows, provided with cooling fins 22. The head 2o can with the spindle 21 can be connected in any way, for example as shown in FIG or by welding. The valve head and spindle could also be made from a single one As shown in Fig. 3. .

Der Kopf 2o gemäß Abb. 2 ist hohl, so daß er eine Kammer 25 bildet; in dieser befindet sich eine geringe Quecksilbermenge 30.The head 2o according to Fig. 2 is hollow so that it forms a chamber 25; there is a small amount of mercury 30 in it.

Wenn die Maschine im Betrieb ist, so bewirkt die Erhitzung des Ventilkopfes eine teilweise oder völlige Verdampfung des Quecksilber 30. Der Dampf steigt in der hohen Ventilspindel empor, wird darin kondensiert und fließt zum Boden des Ventils zurück. Dieses Wechselspiel von Verdampfung und. Kondensation zerstreut die Wärme und verringert die Temperatur des Ventils erheblich. Die Kondensation und Wärmezerstreuung wird naturgemäß durch die Rippen 22 unterstützt, die aber nicht unbedingt notwendig sind.When the machine is in operation, it causes the valve head to heat up a partial or total evaporation of the mercury 30. The vapor rises in the tall valve stem, is condensed in it and flows to the bottom of the valve return. This interplay of evaporation and. Condensation dissipates the heat and significantly reduces the temperature of the valve. The condensation and heat dissipation is naturally supported by the ribs 22, but these are not absolutely necessary are.

Die vollständig hohle Ausbildung des Ventilkörpers, wie sie Abb. 2 zeigt, ist unter Umständen vorteilhaft, es lassen sich aber auch unter Aufrechterhaltung ausreichender Kühlung andere Vorteile durch die einfachere Ausführungsform nach Abb. 3 mit massivem Ventilkopf erzielen, in welchen die Bohrung der hohlen Ventilspinde12i hinabreicht. In die hohle Spindel wird eine geringe Quecksilbermenge 31 eingegossen, worauf die Spindel, welche mit oder ohne Kühlrippen ausgeführt ist, verschlossen wird.The completely hollow design of the valve body, as shown in Fig. 2 shows may be beneficial, but it can also be maintained while maintaining adequate cooling, other advantages due to the simpler embodiment Fig. 3 with a solid valve head, in which the bore of the hollow valve spindle 12i reaches down. A small amount of mercury 31 is poured into the hollow spindle, whereupon the spindle, which is designed with or without cooling fins, is closed will.

Diese Ausführung hat vorzügliche Resultate ergeben.This execution has given excellent results.

Wird das Ventil nach Abb. 3 im Betriebe erhitzt, so -wird das in .der Tiefe der Spindelbohrung ruhende Quecksilber verdampft, steigt in den oberen Teil der Spindel, wird gekühlt und verdichtet und fließt wieder in den unteren Teil der Spindel zurück.If the valve according to Fig. 3 is heated in the company, this will be done in the Depth of the spindle bore dormant mercury evaporates, rises in the upper part the spindle, is cooled and compressed and flows back into the lower part of the Spindle back.

Es hat sich gezeigt, daß die Ventilführungen in geeigneten Fällen die Aufgabe der besonderen Strahlungsrippen übernehmen können, indem sie die Wärme aus dem Ventil aufnehmen und zerstreuen. In solchen Fällen sind die Strahlrippen 22 entbehrlich.It has been shown that the valve guides in appropriate cases the task of the special radiation ribs can take over by the heat pick up from the valve and disperse. In such cases the fins are 22 dispensable.

Eine weitere Versbesserung der Wirkung ergibt sich dadurch, daß man die Innenfläche der Spindelkammer amalgamiert, was auf mannigfache Art geschehen kann.A further improvement of the effect results from the fact that one the inner surface of the spindle chamber is amalgamated, which can be done in various ways can.

Das Amalgamieren der Innenwand ist zwar nicht unbedingt nötig, bildet aber eine nicht unerhebliche Verbesserung.The amalgamation of the inner wall is not absolutely necessary, it forms but a not inconsiderable improvement.

Um den Amalgamüberzug zeichnerisch anzudeuten, ist ein Amalgamierfleck q.o hervorgehoben; selbstverständlich ist die gesamte innere Oberfläche des Rohres in der gleichen Weise amalgamiert, um die besten Resultate erzielen zu können.An amalgamation spot is used to graphically indicate the amalgam coating q.o highlighted; of course is the entire inner surface of the tube amalgamated in the same way for the best results.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Cooling for valves or other parts of Power machines and the like with a condensing chamber formed in a metal part, in which there is a relatively small amount of liquid, which is through the heating of the metal part is evaporated, characterized in that the chamber contains a relatively small amount of mercury that is released by evaporation and condensation the heat dissipates and the metal part cools.

2. Valve according to claim i, characterized characterized in that it has a valve stem containing a small amount of mercury owns.

3. valve or other part according to claim i, characterized in that that the inner wall of the metal part and the condensing chamber, which has a low Contains an amount of mercury, mechanically or electrically, a coating obtained from mercury amalgan.