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Kühlvorrichtung für die Motoren von Luftfahrzeugen u. dgl. Es ist
bereits bekannt, in die Kühlwasserleitung einer Verbrennungskraftmaschine Behälter
einzubauen, welche die Wasserspeisung der Leitung und der Kühler, die daran angeschlossen
sind, sichern. Der in der Leitung sich bildende und in die Kühler gelangende Dampf
bei übermäßiger Erhitzung des Motors sammelt sich dann in diesen Räumen und kann
dort teilweise unter der Einwirkung der Außenkühlung kondensieren oder nach außen
entweichen.
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Die bisher bekannten Einrichtungen dieser Art ermöglichen keine genügend
wirksame Abkühlung und ebensowenig eine ausreichend schnelle Kondensation des Dampfes.
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Gegenstand der Erfindung ist nun eine besondere
Einrichtung,
welche diese Übelstände beseitigt. Die Einrichtung besteht im wesentlichen darin,
daß ein Behälter oder eine Kammer von genügender Oberfläche und Rauminhalt an die
Kühlwasserleitung des ,Motors angeschlossen ist, dabei aber mit einem Lufteintrittsstutzen
für den Vergaser verbunden ist derart, daß die durch diesen Stutzen angesaugte kalte
Luft eine kräftige Kühlung der Teile dieser Kammer oder dieses Behälters bewirkt,
wodurch also die Kondensation des Dampfes beschleunigt, der sich in diesem Behälter
sammelt, und ferner auch die Erwärmung des Vergasers erreicht wird, indem die zu
dem Vergaser gelangende Luft erhitzt wird.
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Auf der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsformen der Erfindung
veranschaulicht.
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Abb. i ist ein Schnitt durch eine Ausführungsform nach der Linie i-i
der Abb 2. Abb. 2 ist ein Längsschnitt der gleichen Vorrichtung nach der Linie 2-2
der Abb. i. Abb. 3 ist ein Schnitt in einer wagerechten Ebene nach der Linie 3-3
der Abb. 2.
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Abb. d. ist ein Querschnitt einer weiteren Ausführungsform der Erfindung
in einer senkrechten Ebene rechtwinklig zu der Achse des Luftzuführungsstutzens
für den Vergaser.
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Abb. 5 ist ein Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform. Die
Abb. 6 und 7 zeigen eine vierte Ausführungsform im Quer- und Längsschnitt nach den
Linien 6-6 bzw. 7-7 der Abb. 7 und 6. Die Abb. 8 und 9 veranschaulichen eine fünfte
Ausführungsform und Abb. ro und i i zeigen in schematischer Darstellung die Kühlwasserleitung
für Verbrennungskraftmaschinen.
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Die Vorrichtung nach den Abb. i bis 3 umfaßt einen Behälter i und
einen Rohrstutzen 5, durch den die Luft dem Vergaser zugeführt wird.
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Der Behälter i ist mit einem Füllstutzen 2 versehen und durch die
beiden Leitungen 3 an den Wassermantel des Motors angeschlossen. Im Innern des Behälters
sind Prallflächen ,4 vorgesehen, welche die von dem Motor kommenden Heißwasserströme
ablenken.
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Der Luftzuführungsstutzen 5 ist von einem Mantel 6 umgeben, der so
um den Umfang des Stutzens einen freien Raum 7 bildet, der seinerseits durch Öffnungen
8 mit dem unteren Teil des Behälters i in Verbindung steht, wie auch andererseits
durch den Rohrstutzen 9 mit der Kühlwasserleitung.
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Drei Rohre ro, die einen langgezogenen Querschnitt und Kühlrippen
i i aufweisen (Abb. 3), verbinden den oberen und den unteren Teil des Ringraumes
7, indem sie durch den Innenraum des Luftstutzens 5 hindurchgehen.
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Die soeben beschriebene Einrichtung wirkt in folgender Weise: Wenn
der Motor sich übermäßig erhitzt, so verdampft eine gewisse Menge des Kühl--,vassers.
Der Wasserspiegel senkt sich also in dem Behälter i allmählich, und wenn der Behälter
vollkommen leer ist, so sinkt der Wasserspiegel bis unter den Luftstutzen 5. In
diesem Augenblick sind dann die Rohre ro und der Ringraum 7 vollkommen mit Dampf
gefüllt und werden in wirksamer Weise durch den kalten Luftstrom gekühlt, der in
der Richtung des Pfeiles i¢ durch den Stutzen angesaugt wird. Infolgedessen bilden
diese "@ eile einen Kondensator mit großer Oberfläche, der eine außerordentlich
schnelle Kondensation des in der Kühlwasserleitung gebildeten Dampfes bewirkt. Diese
intensive Kühlwirkung des Kondensators gleicht dann die übermäßige Erhitzung des
Motors aus.
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Läuft der Motor in normaler Weise, so gelangt (las von der Pumpe angesaugte
heiße Wasser durchdieLeitungen3 in denBehälteri. Die beiden Heißwasserströnie werden
durch die Prallwände q. nach unten abgelenkt. Sie gehen durch die Öffnungen 8, dringen
in den Ringraum 7 ein und gehen ebenso durch die Rohre i o, um durch den Stutzen
9 zu entweichen.
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Die durch den Stutzen 5 in der Richtung der Pfeile 14 angesaugte Luft
- umspült die Seitenflächen der Rohre io und der an diesen Rohren sitzenden Kühlrippen
i i.
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Man erzielt demnach während des normalen Ganges des Motors gleichzeitig
eine gewisse Kühlung des durch den Behälter i hindurchgeführten Wassers, wodurch
die Wirkung der Kühler unterstützt und erleichtert wird, ebenauch eine Erwärmung
der den Vergasern zugeführten Luft und demzufolge auch eine Erwärmung des Vergasers
selbst.
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Die hier vorgeschlagene besondere Anordnung des Behälters i in bezug
auf den Luftzuführungsstutzen 5, wobei der Behälter über dem Luftstutzen und den
Rohren ro liegt, bietet den Vorteil, daß bei normalem Motorgange die Rohre ro dauernd
mit warmem Wasser gefüllt sind, also eine ununterbrochene Erwärmung des Vergasers
sichern.
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Die Vorrichtung nach Abb. i bis 3 ist hier nur als Ausführungsbeispiel
beschrieben und gestattet eine große Zahl von Abweichungen, die natürlich auch in
den Rahmen der Erfindung fallen.
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So kann z. B. an Stelle der dargestellten Anordnung der Behälter i
über dem Luftstutzen, wobei die Rohre io den unteren Teil
des Behälters
durch den Innenraum des Luftstutzens verlängern, gemäß Abb. d. der Behälter unterhalb
des Luftstutzens 5 angeordnet werden. In diesem Falle führen die Rohre ro das oben
ankommende Wasser durch den Luftstutzen 5 nach unten zum Behälter i.
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Der Umlauf des heißen Wassers ist bei dieser Ausführungsform, wie
in Abb. ,4 durch die Pfeile angedeutet ist.
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Wenn der Wasserspiegel, sei es durch Lecken oder durch übermäßige
Erhitzung des 12otors, in den Rohren io sinkt, so spielen dann diese Rohre, die
in intensiver Weise von der durch den Luftstutzen 5 angesaugten Luft gekühlt «erden,
sofort die Rolle eines Kondensators und kondensieren den in der Vorrichtung vorhandenen
Dampf.
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Die Rohre erhitzen hierbei übrigens in gleichbleibender Weise die
zu dem Vergaser gelangende Luft, indem sie auf diese Luft einen Teil der Wärmemenge
übertragen, der sich aus derKondensation desDampfes ergibt, oder aber auch einen
Teil der Wärmemenge, die durch das durch diese Rohre umlaufende «arme Wasser abgegeben
wird.
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Bei den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen ist angenommen,
daß der Behälter i direkt mit dem Luftstutzen 5 in Verbindung steht, man kann natürlich
aber auch den Behälter etwas über dem Luftstutzen anordnen, wie dies in Abb. 5 veranschaulicht
ist, wobei dann der Behälter mit dem Ringraum 7 durch einen Rohrstutzen 4.o in Verbindung
steht. Diese Einrichtung wirkt genau so wie die bisher beschriebene: wenn der Wasserspiegel
bis unter den Luftstutzen 5 sinkt, so wirken die Teile io, i i als Kondensator entsprechend
der Erfindung.
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,Man kann auch nach den Abb. 6 und 7 den Wasserraum i im Innern des
Luftstutzens 5 anordnen, wobei dann diese beiden Teile miteinander ein Ganzes bilden.
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In diesem Falle erhält der hier vorgesehene Behälter 2o in seinem
äußeren Profil eine ähnliche Gestalt wie der Stutzen 5. Der Behälter wird dann in
seiner Längsachse durch den Kanal 21 durchbrochen, der für den Luftdurchzug dient.
Der Luftzuführungsstutzen 5 ist wie vorhin mit einem Mantel 6 umgeben, so daß sich
auch hier ein Ringraum bildet, der durch die Längswände 23 in zwei Teile zerlegt
ist. DieserRingraurn steht mit demBehälter2o durch die radialen Leitungen und Stutzen
22 finit Kühlrippen 2.4 in Verbindung.
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Das heiße Wasser, das von dem Motor durch die beiden Leitungen 3 kommt,
füllt den oberen Teil des Ringraumes 7, gelangt dann durch die radialen Rohre 22
in den mittleren Behälter 20, aus diesem durch eine zweite Reihe von radialen Rohren
22 in den unteren Teil des Ringraumes 7 und verläßt diesen, indem es durch den Rohrstutzen
9 in die Kühlwasserleitung abgeführt wird. Die durch den Luftzuführungsstutzen 5
in der Richtung der Pfeile 1¢ angesaugte Luft umspült die radialen Rohre 22 und
ihre Rippen 2:I, die Außenwandungen des mittleren Behälters 2o und ebenso die Innenwandungen
des Behälters, die den mittleren Kanal 21 bilden.
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Man erzielt so eine dauernde Erwärmung der dem Vergaser zugeführten
Luft und gleichzeitig eine intensive Kondensation des Dampfes, wenn der Wasserspiegel
in der Vorrichtung, sei es durch Lecken, sei es durch übermäßige Erhitzung des Motors,
sinkt.
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Bei der soeben beschriebenen Vorrichtung bilden der mittlere Behälter
2o, die radialen Rohre 22 und der Ringraum 7 ein System von Kühlelementen, die miteinander
in Verbindung stehen und ein erhebliches Wasserquantum als Reserve enthalten, das
den Ersatz irgendwelcher .Verluste in der Leitung und den Kühlern selbsttätig bewirkt.
Bei dieser Ausführungsform wird also der Wasserbehälter, d. h. der an die Kühlwasserleitung
des Motors angeschlossene und mit dem Luftstutzen vereinigte Raum, nicht allein
von dem mittleren Behälter 2o gebildet, sondern von der Gesamtheit der Teile 2o,
22 und 7.
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Man kann auch diesen Wasserbehälter in der Weise ausführen, daß man
auf den mittleren Behälter 2o verzichtet und ihn lediglich durch Rohrbündel
30 mit Kühlrippen 31 ersetzt (Abb. 8 und 9), welche durch den Rohrstutzen
5 hindurchgehen und den oberen und unteren Teil des Ringraumes 7 miteinander verbinden,
die voneinander durch Querwände 23 getrennt sind.
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Voraussetzung ist hierbei nur, daß auch eine genügende Zahl dieser
Rohre vorhanden ist und daß man ihnen eine ausreichende Kühloberfläche und einen
genügenden Rauminhalt geben kann.
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Das heiße Wasser vom Motor tritt bei 3 ein, füllt den oberen Teil
des Ringraumes 7, geht durch die senkrechten Rohre 30, füllt dann den unteren Teil
des Ringraumes 7 und erreicht dann durch den Stutzen 9 wieder die Kühlwasserleitung.
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Die Luft zirkuliert hier, wie früher dargestellt, in der Richtung
der Pfeile 1¢.
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Diese Vorrichtung wirkt als Kondensator genau in der gleichen Weise
wie die .Vorrichtung nach den Abb. 6 und 7. Es ist leicht einzusehen, daß, wenn
die Rohre 30 einen normalen Durchmesser erhalten und in ausreichend großer
Zahl im Innern des Luftzuführungsstutzens 5 angeordnet sind, man auf diese Weise
einen Wasservorratsraum von großer Aufnahmefähigkeit schaffen kann, der eine erhebliche
Wassermenge enthält, die genügt,
um selbsttätig alle Verluste in
der Leitung und in den Kühlern auszugleichen.
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Die Vorrichtung nach den Abb. 8 und 9 verkörpert also in durchaus
zweckmäßiger Weise das wesentliche Merkmal der Erfindung, nämlich die Verbindung
eines Behälters und des Luftstutzens, wobei diese Teile zusammen als Dampfkondensator
wirken. Man kann natürlich die soeben beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung
in sehr verschiedener Weise mit der Kühlwasserleitung des Motors verbinden.
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So z. B. kann nach Abb. io eine aus den Teilen i, 2, 5 und io entsprechend
den Abb. i bis 3 beschriebene Vorrichtung einerseits durch das Rohr 3 mit dem Kühlmantel
35 des Motors, anderseits durch das Rohr 9 mit einem Kühler 36 verbunden werden.
Eine Kreiselpumpe 37 saugt durch die Leitung 38 das in dem Kühler 36 herabgekühlte
Wasser aii und drückt dieses Wasser durch die Leitung 39 in den Kühlmantel 35 des
Motors.
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Man kann auch eine Vorrichtung i, 2, 3, 5 und io nach Abb. 5 in den
V-förmigen Zwischenraum einbauen, der von den Motorzylindern nach Abb. i i gebildet
wird. Die Vorrichtung wird dann durch die beiden Rohre 3 mit den Kühlmänteln 35
dieses Motors verbunden und durch die Rohre 9 mit den Kühlern 36. Eine Kreiselpumpe
37 saugt durch die- Leitungen 38 das in den Kühlern 36 herabgekühlte Wasser und
drückt es durch die Leitungen 39 in die Kühlmäntel 35 der Zylinder.
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Man sieht, daß bei diesen verschiedenen Arten des Einbauens das aus
dem Behälter und den Luftstutzen gebildete Aggregat über der Kreiselpumpe angeordnet
ist.