-
Kühleinrichtung für Dieselmotoren. Gegenstand der Erfindung ist eine
Kühlvorrichtung für Dieselmotoren, in deren Zvlinder der Gasdruck fortgesetzt wechselt.
Um die Schwierigkeiten, die sich aus der Dicke des Kühlmantels bei dem Dieselmotor
ergeben, zu vermeiden, setzt man die Zylinderwandung auf der Kühlmantelseite dem
gleichen Druck aus wie auf der Innenseite, so daß der innere Druck sich auf beiden
Seiten der Zylinderwandung ausgleicht.
-
Der Druckausgleich zwischen dem Arbeitsmittel und der Mantelflüssigkeit
wird aufrechtgehalten, ohne daß tatsächliche Verbindung zwischen denselben besteht.
-
Das Neue der Erfindung besteht darin, claß man zwischen dem Arbeits-
und Kühlmittel ein nachgiebiges Element, z. B. einen frei in einer Laufbüchse schwebenden
Kolben, vorsieht, deren eines Ende mit der Mantelkammer und deren anderes Ende mit
der Zylinderkammer verbunden ist, wobei, um im Mantel den richtigen Drück zu unterhalten
oder auszugleichen, an einem Ende des Kolbens Schlitze oder Rillen zwischen "Zylinderinnern
und Kühlmantel vorgesehen .sind. Dadurch wird der Vorteil erzielt, daß die Zylinderwandung
nach einem Ende zu wesentlich dünner ausgeführt werden kann. Auf der Zeichnung ist
die Erfindung veranschaulicht.
-
Abb. i zeigt im senkrechten Schnitt einen Dieselmotor, Abb.2 in größerem
Maßstabe einen Teil der Abb. i.
-
Der Motorkolben 2 mit Kolbenstange 3, Kurbelstange 4. und Kurbel 5
sind, wie allgemein bekannt, vorgesehen. Der Zylinder besteht aus einem äußeren
Kühlmantel 6 und einem inneren Zylindermantel 7, innerhalb welcher der Kolben
2 arbeitet. Der als Kammer dienende Mantelzwischenraum 8 enthält das Kühlwasser.
Zwischen dem Arbeits-und Kübltnittel ist ein nachgiebiges Element angeordnet, z.
B. ein frei in einer Laufbüchse 2o schwebender Kolben i9, deren eines Ende mit der
Mantelkammer 8 und deren anderes Ende mit der Zylinderkammer 9 verbunden ist. Bei
dieser Ausführungsform wird mit einem Außenkühler 15 und einer Umlaufpumpe 16 gearbeitet
und die Erzeugung von Dampf im Mantel vermieden. Das Wasser zur Ergänzung des Verlustes
im Mantel und in der Umlaufeinrichtung wird selbsttätig aus einem Behälter 21 zugeführt,
welcher durch ein Rückschlagventil mit der Kühleinrichtung in Verbindung steht.
Der Behälter 21 bringt
das Wasser am Ventil 22 unter einen wenig
höheren Druck als der niedrigste normale Arbeitsdruck im Motorzylinder. Bei jedem
Auspuffhub des Motors treibt dieser Druck den Kolben bis zum Ende seines Hubes,
wobei selbsttätig Zusatzwasser zugeführt wird, im Falle die Kühleinrichtung nicht
genügend gefüllt sein sollte.
-
Um jede Möglichkeit zu vermeiden, daß in dem Mantel der richtige Druck
deshalb nicht unterhalten werden kann, weil nicht genügend Wasser vorhanden ist,
sind in einem Ende des Kolbens Schlitze 23 vorgesehen, welche mit öffnungen 24 im
Ende der Laufbüchse 20 zu dem Zweck zusammen arbeiten, eine unmittelbare Verbindung
zwischen der Zylinderkammer 9 und der Mantelkammer 8 in dem Falle herzustellen,
daß der Kolben bis zur unteren Grenze seiner Bahn gelangt.
-
Infolge des geringen Nachgehens des Wassers und der Teile, in welche
dieses Wasser eingeschlossen ist, bewegt sich der Kolben z9 während des Arbeitshubes
des Motors rückwärts und vorwärts. Ein mit dem Kolben i9 verbundener Zeiger 25 zeigt
diese Bewegung an, so daß der Maschinenwärter sehen kann, ob der Kolben die richtige
Stellung hat, wenn die Vorrichtung vollständig mit Wasser gefüllt ist.
-
Die Umlaufeinrichtung für das Kühlmittel besteht aus einem Ausflußrohr
13 am unteren Ende des Mantels, einem Rohr 14 am oberen Ende des Mantels, aus Kühlschlangen
15 und einer Umlaufpumpe 16. Zur Ableitung von Luft oder Gas ist ein Ablaßhahn
17 vorgesehen. Eine mit veränderlicher Geschwindigkeit arbeitende Nachfülldruckpumpe
kann besonders vorgesehen sein, wenn der Hochbehälter 21 fortfällt.
-
Diese Anordnung bildet eine in sich abgeschlossene Kühlvorrichtung,
durch welche Wasser umläuft, ohne daß es das Bestreben hätte, aus der Vorrichtung
auszufließen. Jeglicher Wasserverlust wird durch die N achfüllhochdruckpumpe ergänzt,
deren Geschwindigkeit so geregelt ist, daß in der°Vorrichtung beständig die gleiche
Menge Wasser aufrechterhalten wird, wobei die Pumpe den Füllhub ausführt, wenn der
Druck im Motorzylinder hoch ist. Da Luft in dem System komprimiert und expandiert
wird und infolgedessen das Bestreben haben würde, Wasser aus der Vorrichtung auszutreiben,
wird sie durch den Hahn 17 abgelassen, der zu ,diesem Zweck ein wenig offen
bleibt, und ferner zu dem Zweck, den überschuß an Wasser abzulassen, der durch die
Pumpe in die Vorrichtung eingeführt wird. Der Kühler 15 ist so ausgeführt und wird
derart betrieben, daß das Wasser bei atmosphärischem Druck unterhalb des Siedepunktes
gehalten wird.
-
Wenn die Kühlung durch Verdampfung erfolgen soll, fallen die Umlaufpumpe
16, die Kühlschlangen 15 und das Ausflußrohr 14 fort, die Füllpumpe mit Einlaßrohr
13 und Entlüftungshahn 17 sind aber beibehalten. Die Arbeitsweise ist in
diesem Falle so, daß am Ende des Druckhubes und am Anfang des Arbeitshubes des Kolbens
3 das Mantelwasser bis über den Siedepunkt bei atmosphärischem Druck erhitzt wird.
Wenn der Kolben 2 nach abwärts geht, und der Druck im Zylinder und im Kühlmantel
sinkt, so wird in diesem Mantel Dampf erzeugt, welcher seine latente Verdampfungswärme
von dem Rest des Mantelwassers entnimmt und dieses somit kühlt.
-
In der. Praxis können die Außenkühlungseinrichtung und die Verdampfungskühlung
gemeinsam verwendet werden, wobei das eine das andere ergänzt. Mit anderen Worten:
die Umlaufpumpe 16 kann mit geringerer Geschwindigkeit arbeiten, die nicht genügt,
um das Wasser immer unter der Siedehitze bei atmosphärischem Druck zu halten, so
däß, wenn das Wasser beim Nachlassen des Druckes siedet, es selbsttätig den durch
den Kühler nicht aufgenommenen Überschuß an Wärme absorbiert.