DE489034C

DE489034C - Einrichtung zur Waermeisolierung und dadurch bewirkter Kuehlhaltung von einer hohen Erhitzung ausgesetzten Flaechen in Maschinen und von Maschinenteilen, z. B. bei Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE489034C
Application number: DESCH83171D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1927-06-20
Filing date: 1927-07-03
Publication date: 1930-01-11
Also published as: AT126807B; US1835971A

Description

Einrichtung zur Wärmeisolierung und dadurch bewirkter Kühlhaltung von einer hohen Erhitzung ausgesetzten Flächen in 1VIaschinen und von 1Vlaschinenteilen, z. B. bei Brennkraftmaschinen Die bisher z. B. bei Brennkraftmaschinen angewendeten Kühleinrichtungen bezwecken so viel Wärme durch Außenkühlung abzuführen, daß die der Erbitzung unmittelbar ausgesetzte Innenschicht der zu kühlenden Flächen und Teile gerade noch eine für den Werkstoff erträgliche Temperatur annimmt. Der wirksamen Ausnutzung eines hohen Wärmegefälles zwecks Erreichung eines möglichst hohen thermischen Wirkungsgrades sind damit sehr enge Grenzen gezogen, während gleichzeitig die sehr erhebliche dauernde Wärmezufuhr sehr beträchtliche Wärmeverluste verursacht.
Hierher gehört auch die bekannte Vorrichtung zum Schmieren von Heißdampfmaschinen, bei der durch Kondensation des Heißdampfes an der von außen oder innen durch Kühlwasser gekühlten vollwandigen Kolbengleitfläche ein Wasserhäutchen geschaffen werden soll, das allein oder in Verbindung mit einem im zugeführten Wasser enthaltenen Mittel als Schmiermittel dienen soll.
Es ist auch bekannt, die Wärmeabgabe an die Wände von Kraftmaschinen dadurch einzuschränken, daß eine flüssige, Wärme schlecht leitende, zähe Schutzmasse auf die inneren Flächen der Räume nach Bedarf aufgebracht wird, wobei die zu schützendenWände mit Drahtgeweben oder vollen oder gelochten Blechen samt aufsaugenden Schichten als Träger der Schutzmasse zu deren Sicherung gegen Wegreißen und Herabfließen versehen sein können. Die Schaffung einer gleichmäßigen Schutzschicht, die sowohl die Wände als auch die Schutzmasseträger wirksam schützen könnte, ist auf diese Weise ausgeschlossen.
Diese Mängel zu beseitigen und eine neue Wärmeisolierung zu schaffen, die den höchsten thermischen Anforderungen entsprechen kann, ist Zweck der vorliegenden Erfindung.
Der Erfindungsgedanke beruht im wesentlichen auf der Erkenntnis, daß ein poröser, mit geeigneter Flüssigkeit vollgesaugter Körper selbst bei Einwirkung sehr hoher Temperaturen nur unwesentlich erwärmt wird, sofern nur die verdampfendeFlüssigkeitsmenge (meistens durch anhaltende Zufuhr neuer Flüssigkeit) ersetzt wird. Die Erscheinung, auf welcher die Erfindung beruht, kann so erklärt werden, daß sich durch, die Einwirkung großer Hitze sofort eine im Ruhezustande ziemlich beständige Dampf-oder Gashaut bildet, die die poröse Körperwand überzieht und sie als ungemein wirksamer Wärmeisolatorvorweiterer Erwärmung schützt. Eine andere Erscheinung ist dabei, daß durch das Verdampfen der Flüssigkeit Wärme gebunden wird, wodurch, die Wandung auch gekühlt wird. Reste der Wärme, welche die (übrigens äußerst dünne) Dampfzone durchdringen, bringen neue Flüssigkeit zum Verdampfen.
Werden nun hohen Temperaturen unterworfene Flächen und Teile an Maschinen und Maschinenteilen mit einem solchen porösen, mit Flüssigkeit vollgesaugtem Material bekleidet, so besteht die Möglichkeit, einerseits hohe Temperaturen einwirken zu lassen, die ungeschützte Wände schmelzen würden, andererseits beträchtliche Wärmeverluste zu vermeiden.
Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung zur Wärmeisolierung und dadurch bewirkter Kühlhaltung von einer hohen Erhitzung ausgesetzten Flächen und Teilen an Maschinen und Maschinenteilen, gemäß welcher diese Flächen und Teile mit einer porösen, Flüssigkeit durchlässigen Metallbekleidung versehen sind, in welche Flüssigkeit unter Druck eingeführt wird. Dadurch wird auf der den heißen Gasen zugekehrten unebenen Fläche der porösen Metallbekleidung eine isolierende Dampfhaut gebildet, die sowohl die bekleideten Flächen und Teile als auch die Metallbekleidung selbst vor Erwärmung wirksam schützt.
Als Beispiel für Maschinen werden Brennkraftmaschinen und für Maschinenteile Rohrleitungen für heiße Gase, Brennerdüsen, die in einen Heizraum ragen, Roststäbe und sonstige Zubehörteile genannt.
Bei Brennkraftmaschinen umschließt die poröse Metallbekleidung den Raum, in welchem die Hitze wirksam ist, vollständig. Die dadurch erzielte allseitige und wirksame Wärmeisolierung und Kühlhaltung (zum Teil auch Kühlung) sämtlicher der Erhitzung ausgesetzten Flächen und Teile gestattet die Nutzbarmachung von hohen Innentemperaturen, die sonst die Wände und Teile schmelzen würden.
Der Druck, unter dem die Flüssigkeitszufuhr erfolgt, kann in Abhängigkeit von dem jeweiligen, auf die poröse Metallbekleidung wirkenden Druck geregelt werden. Auch die Dauer der Flüssigkeitszufuhr kann während der Arbeitstakte regelbar sein.
Die genannten Wirkungen werden durch die Eigenschaften des porösen Metalles ermöglicht, wie Festigkeit, Bearbeitbarkeit, Formgebung, und wegen der Möglichkeit einer homogenen Verbindung mit dem zu schützenden Teil aus Metall. Diese Verbindung kann durch Ansintern erfolgen; auch ein Warmaufziehen ist möglich.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an einer Brennkraftmaschine im Längsschnitt schematisch veranschaulicht.
Die der Erhitzung am meisten ausgesetzten Flächen und Teile sind mit einer porösen Metallbekleidung a v_ ersehen. Von einer solchen Metallbekleidung ist hier Gebrauch gemacht für die Zylinderwand, und zwar z. B. oberhalb des obersten Kolbenringes bei höchster Kolbenstellung, für den Zylinderdeckel, ferner für den Kolben a, und zwar am Kolbenboden und am Mantel oberhalb des obersten Kolbenringes, für die Ventile 3, q. (Ventilteller und Spindelführung) und für den Auspuffkanal 5. Hierbei können die der Hitze weniger ausgesetzten Teile, z. B. der Zylinder bis zum obersten Kolbenring bei höchster Kolbenstellung, in üblicher Weise z. B. aus Grauguß, dagegen die der Hitze stärker ausgesetzten Teile, wie z. B. der Zylinderoberteil und der Zylinderdeckel, aus dichterem Stoff, z. B. Stahl, bestehen.
Zur Versorgung der porösen Bekleidung mit Flüssigkeit werden miteinander verbundene Kanäle 6 zwischen der Bekleidung und der zu schützenden Wand o. dgl. vorgesehen und diese Kanäle zu einem oder mehreren Hauptkanälen vereinigt, die nach außen führen und mit einem Flüssigkeitsbehälter verbunden sind. Dieser Behälter wird durch eine Speisepumpe gespeist und unter einem regelbaren Druck gehalten, der den auf die Bekleidung von innen her ausgeübten jeweiligen Druck übersteigt.
Der mit den Auspuffgasen entweichende Flüssigkeitsdampf kann durch Kühlung wieder zurückgewonnen werden.

Claims

PATENTANSPRUCH: Einrichtung zur Wärmeisolierung und dadurch bewirkter Kühlhaltung von einer hohen Erhitzung ausgesetzten Flächen in Maschinen und von Maschinenteilen, z. B. bei Brennkraftmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß der Erhitzung ausgesetzte Flächen mit einer porösen, Flüssigkeit durchlässigen Metallbekleidung (a) versehen sind, in welche Flüssigkeit unter Druck eingeführt wird, die auf der porösen Metallbekleidung eine isolierende Dampfhaut bildet.