DE668773C - Reglung des Kuehlwasserkreislaufes bei Brennkraftmaschinen mit Verdampfungskuehlung - Google Patents

Description

• Reglung des Kühlwasserkreislaufes bei Brennkraftmaschinen mit Verdampfungskühlung Die Erfindung bezieht sich auf eine Einr ichtung zur Erzeugung eines ständigen Kühlmittel'kreislaufes zur Kühlung von Brennkraftmaschinen, insbesondere für Flugzeuge, bei .denen das Kühlmittel in den Kühlräumen der Antriebsmaschine teilweise oder ganz verdampft wird. Diese an sich bekannte Verdampfungskühlung hat gegenüber :der reinen Flüssigkeitskühlung zunächst :den Vorteil, daß man mit einem wesentlich geringeren Wasserinhalt auskommt. Der Kühler kann infolgedessen klein und leicht gehalten werden, was für Flugzeuge von großer Bedeutung ist. Der Hauptvorteil der Verdampfungskühlung liegt jedoch in der Unempfindlichkeit des Kühlers gegen Beschädigung; denn da bei der Verdampfungskühlun:g Druckausgleich zwischen dem Innenraum des Kühlers und der Außenluft herrschen kann, treten bei Undichtigkeiten nur geringfügige Verluste an Dampf auf, wobei jedoch die Antriebsmaschine voll betriebsfähig bleibt.
• .Bei mit Verdampfungskühlung betriebenen Br,enukraftmaschinen ist :es bereits bekannt, das sich bildende Darnpfwassergemisch durch einen umlaufenden Abscheider zu trennen, wobei die abgeschiedenen Teile durch den Abscheider gleichzeitig in .die Kühlräume der Brennkraftmaschine wieder eingespeist werden. Des weiteren werden auch die in dem Kühler niedergeschlagenen Teile des Kühlmittels durch den Abschei-der dem Kreislauf wieder zugeführt. Es ist ferner bekannt, das Kühl.mittel durch eine Pumpe den Kühlräumen zuzuführen, die durch das Schaufelrad in zwei Kammern unterteilt ist, welche auf eine gemeinsame Druckleitung arbeiten. Die eine der Kammern dient der Unterdrucksetzung des aus dem Kondensator zugeleiteten Wassers, die andere ist dagegen dazu bestimmt, die in die Kühlräume zuviel eingespeiste, über einen Überlauf ihr unmittelbar zugeführte Kühlflüssigkeit wieder unter Druck zu setzen.
• Während es bei der Erzeugung des Kühlmittelkreislaufes durch den als U.mwälzpumpe gleichzeitig dienenden Abschei:der möglich ist, einen genügenden. Kühlmittelfluß in den Kühlräumen der Antriebsmaschine von Flugzeugen auch bei Lagenänderungen zu erlangen, wird bei der zuletzt beschriebenen Bauart die Kühlmittelzufuhr in solchem Falle unterbunden werden, da die Pumpe sowohl aus der Überlaufleitung als auch aus dem Kondensator kein Wasser ansaugen kann. Die Folge hiervon ist die Bildung von Dampfsäcken, die zu örtlichen Überhitzungen und damit zu Beschädigungen der Kühlraumwandungen führen können. Von großem Nachteil ist aber vor allem, daß mit den vorbekannten Einrichtungen eine Reglung des Kühlmittelzuflusses, d. h. der Menge des frisch eingespeisten, im vorliegenden Falle des dem Kondensator entnommenen Kühlmittels, nicht bewirkt werden kann. Eine solche Reglung ist jedoch sehr erwünscht, um bei allen Betriebszuständen die Einspeisung einer Kühlmittelmenge zu erlangen, die gerade zur Abführung der Wärme im Dampf genügt.
• Diesem Erfordernis trägt die vorliegende Erfindung Rechnung. Erfindungsgemäß wird eine Reglung des Kühlwasserkreislaufes dadurch bewirkt, daß die in den Kühlräumen unverdampften Teiledes Kühlwassers in einem an sich bekannten Abscheider ausgeschleudert und unter dem veränderlichen Förderdruck des Abscheiders entgegen dem Druck des frischen Kühlwassers wieder in die Kühlräume der Maschine eingespeist werden. Zweckmäßig wird hierbei eine mit zwei Kammern ausgestattete Kreiselpumpe benutzt, die auf eine gemeinsame Druckleitung arbeiten, wobei an die eine Kammer die Austrittsleitung für das in den Kühlräumen gebildete Dampfflüs-sigkeitsgemisch und an die andere Kammer die Leitung für die Entnahme des in dem. Kühler kondensierten Kühlwassers angeschlossen ist. Da beide Pumpenseiten im Beharrungszustand auf den gleichen Enddruck fördern, der Abscheiderteil aber unter dem Druck des Dampfes steht, wird sich am äußeren Umfang ein Wasserring ausbilden, der entsprechend der Zufuhr unverdampfter Teile einen Wechsel im Förderdruck des Abscheiderteils bewirkt, unter dessen Einfluß .die Einspeisung der dem Kühler entnommenen Kühlflüssigkeit zeitweise ,gehemmt wird oder aussetzt. Die erfindungsgemäße Einrichtung ermöglicht aber auch einen genügenden Kühlmittelfluß bei Rücken-, Seiten- und Schräglagen des Flugzeuges.
• Die Zeichnung zeigt die erfindungsgemäße Anordnung. Zur Regelung !dient eine Kreiselpumpe 32, welche durch das Schleuderrad 33 in eine Kammer 34 für die Unterdrucksetzung des Kühlwassers und in eine Kammer 35 für die Ausschleuderung der unverdampften Teile des Dampfwassergemisches unterteilt ist. Das an .der Druckkammerseite 34 aus dem Kühler 18 .angesaugte Kühlwasser wird in dieser auf Druckgebracht und durch die Druckleitung 38 den Kühlräumen 15 der Brennkraftmaschine i zugeführt. Das Kühlwasser durchströmt mit großer Geschwindigkeit diese Kühlräume und tritt über die Leitung 37 als Dampfwassergemisch in die Schleuderkammer 35 der Kreiselpumpe 32 ein. Das in dem Dampfwassergemisch noch enthaltene Wasser wird in dieser Kammer ausgeschleudert und wieder unter Druck gesetzt, Da die in der Kammer 35 erzeugte Druckhöhe gleich dem Druck des erzeugten Dampfes vermehrt um den dem ausgeschleuderten Wasser in dieser Kammer erteilten Druck ist, wird das zurückgeführte Kühlwasser entgegen dem in der Druckkammer 34 erzeugten Druck in die gemeinsame Speiseleitung38 wieder eingeführt. Wird zum Beispiel bei gedrosseltem Betrieb weniger Dampf gebildet, so strömt der Schleuderkammer 35 ein wasserreicheres Gemisch zu. Innerhalb dieser Kammer bildet sich daher ein stärkerer Wasserring aus, der eine derartige Drucksteigerung herbeiführt, daß demgegenüber eine Förderung von aus dem Kühler i8 entnommenem Kühlwasser nicht mehr möglich ist. In diesem Felle wird der Kühlwasserzufluß so lange ganz oder teilweise gehemmt, bis wieder Gleichgewicht zwischen den Druckhöhen der beiden Pumpen vorhanden ist.
• Der erzeugte Dampf kann durch einen in der Schleuderkammermitte angeordneten Stutzen 39 über eine Leitung 4o unmittelbar dem Kühler 18 zugeführt werden oder, wie in der Zeichnung beispielsweise dargestellt ist, zur Arbeitsleistung in einer dem Antrieb des Pumpensatzes und eines Gebläses 42 für den Kühler 18 dienenden Turbine 41 verwendet werden. Der Abdampf strömt darauf dem Kühler 18 wieder zu. Die Pumpe für die Unterdrucksetzung des Kühlwassers und die Ausschleeuderung des Dampfwassergemisches kann auch unmittelbar von der Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine angetrieben werden, so daß längere Rohrleitungen entfallen.
• Die Anordnung des Kühlers kann im Flugzeug an einem beliebigen und möglichst gesicherten Platz erfolgen. Der Kühlwasserkreislauf wird in jeder Lage des Flugzeuges aufrechterhalten, da das in dem Kreislauf befindliche Wasser während der Zeit, in der ein Zufluß von Wasser aus dem Kühler i8 unmöglich ist (z. B. bei Rückenlage des Flugzeuges), umgewälzt wird.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Reglung des Kühlwasserkreislaufes bei Brennkraftmaschinen mit Verdampfungskühlung, insbesondere für Flugzeuge, bei welcher frisches Kühlwasser in einer Kreiselpumpe unter Druck gesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß -die in den Kühlräumen unverdampften Teile des Kühlwassers in einem an sich bekannten Abscheider aasgeschleudert und unter :denn veränderlichen Förderdruck des Abschei.-ders entgegen dem Druck des frischen Kühlwassers wieder in die Kühlräume der Maschine eingespeist werden.
2. 2. Einrichtung zur Reglung nach Anspruch i unter Verwendung einer mit zwei Kammern ausgestatteten Kreiselpumpe, die auf eine gemeinsame Druckleitung arbeiten, dadurch gekennzeichnet, daß an die eine Kammer die Austrittsleitung (37) für das in den Kühlräumen gebildete Dampfflüssigkeits@gemisch und an die andere Kammer die Leitung für die Entnahme des in dem Kühler (18) kondensierten Kühlwassers angeschlossen ist.