DE703366C

DE703366C - Mit einer Dampfabscheidungseinrichtung zusammengebaute Kreiselpumpe zum Betrieb von Verdampfungskuehlkreislaeufen fuer Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE703366C
Application number: DE1939J0064034
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Alfred Scheibe
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1939-03-10
Filing date: 1939-03-10
Publication date: 1941-03-07

Description

Mit einer Dampfabscheidungseinrichtung zusammengebaute Kreiselpumpe zum Betrieb von Verdampfungskühlkreisläufen für Brennkraftmaschinen Die Erfindung betrifft eine mit einer Dampfabscheidungseinrichtung 7usammengebaute Kreiselpumpe zum Betriebe von Verdampfungskühlkreisläufen für Brennkraftmaschinen, bei welcher auf der Saugseite an den Pumpenraum der Dampfsammelraum anschließt und die zu .entdampfende heiße Flüssigkeit einem den Pumpenraum umgebenden Ringkanal mit tangentialer Einmündung zugeführt wird.
Bei den bekanntgewordenen Einrichtungen dieser Art sind die Verbindungskanäle zwischen Ringkanal und Abscheideraum in der Weise geführt, daß die unter Druck stehende Flüssigkeit in Form freier Strahlen längs Sehnen zur inneren Mantelfläche und geneigt zur Längsachse des Abscheiders in den Ab- s c 'heideraum eintritt. Solange 21 die Flüssierkeit freie, geradlinige Strahlen bildet, unterliegt sie keiner Fliehkraftbeschleunigung und ist bestrebt, bis zur Angleichung ihrer Temperatur an den Druck im Abscheider zu verdampfen. Da die Höhe dieses Temperaturabfalles ein Maß für den Wirkungsgrad des Verdampfungskühlkreislaufes bildet, ergibt sich die Notwendigkeit, die Ausbreitungsstrecke für die freien Flüssigkeitsstrahlen möglichst weit auszudehnen, damit auch für die Absenkung hoher Flüssigkeitstemperatur genügend Zeit zur Verfügung steht. Der @erforderliche Innendurchmesser des Abscheiders bestimmt demnach die Baugröße solcher Einrichtungen. Da Verdampfungskühlkreisläufe vor allen Dingen für Brennkraftmaschinen in Flugzeugen Verwendung finden, stellt" der Zwang zu großen Bauabmessungen einen erheblichen Nachteil der Dampfflüssigkeitsabscheider dar.
Durch die Erfindung wird dieser Nachteil dadurch beseitigt, daß der Ringkanal einerseits mit nahe der einen Wandung angeordneten, zum Dampfsammelraum gerichteten Kanälen und andererseits mit nahe der äußeren Wandung angeordneten, zum Pumpenrauen gerichteten Kanälen derart versehen ist, daß diese Kanäle das entdampfte Wasser aus dem in dem Ringraum gebildeten Fliehkraftllüssigkeitsring in den Pumpenraum in Strahlen abführen, aus denen noch Dampf nach dem anschließenden Dampfsammelraum entweicht.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
In einem gemeinsamen Gehäuse t sind die Kreiselpumpe mit dem Pumpenläufer 2 und der Dampfflüssigkeitsabscheider mit der Dampfkammer 3 angeordnet. An die Dampfkammer 3 schließt sich die Dampfabströmleitung .l an. Durch die tangentiale Einführung bleibt die Bewegungsenergie der Flüssigkeit im Kanal so weit wie möglich erhalten, und diese bildet unter dem Einfluß der auftretenden Fliehkräfte einen Flüssigkeitsring, der bei entsprechender Abmessung des Ringkanals 5 nur einen Teil desselben ausfüllt. Der Druck der Flüssigkeit im Ringkanal 5 richtet sich nach der Größe der Fliehkraft und ist bei gewöhnlichen Betriebszuständen der Brennkraftmaschine niedriger, als dem Temperaturzustand der Flüssigkeit entspricht, so daß er eine Dampfausscheidung mit entsprechender Abkühlung der Flüssigkeit verursacht. Dampfteile, die schon in der Flüssigkeit enthalten sind, werden durch den Unterschied der Fliehkräfte im Ringkanal s abgesondert. Die ausgeschleuderten und die entstehenden Dampfmengen sammeln sich an der Innenwandung 8 des Ringkanals 5 an, in dessen Näfte zur Ableitung dieser Dampfmengen Verbindungskanäle 9 zum Dampf-e, 3 einmünden. Die im Ringkanal. 5 nicht verdampfte Flüssigkeit tritt durch Kanäle 6 strahlenförmig in den Pumpenraum ein und verdampft dabei weiter bis zur Angleichung ihrer Temperatur an den dort herrschenden Druck oder bis zum Auftreffen auf den Pumpenläufer 2, durch dessen Bewegung die Flüssigkeit erneut der Wirkung von Fliehkräften ausgesetzt und über die Leitung t 2 in die Kühlräume der Brennkrafttnaschine gedrückt wird. Der sich im Ringkanal 5 ausbildende Flüssigkeitsring drängt infolge der auftretenden Fliehkräfte nach außen. Die Kanäle 6 sind deshalb mit ihren Eintrittsöffnungen to bis in die Nähe der nach außen zu liegenden Wandung I I des Ringkanals 5 geführt. Dadurch liegen die Eintrittsöffnungen t o der Kanäle 6 auch bei stärkster Dampfabscheidung immer unter dem Flüssigkeitsspiegel der im Kreise bewegten Flüssigkeit.
Bei Dampfflüssigkeitsabscheidern mit Vorentdampfung der Flüssigkeit gemäß der Erfindung wird der Dampf in zwei Stufen ausgeschieden. Die erste Stufe wird durch den entsprechend ausgebauten Ringkanal 5 dargestellt. In ihm erfolgt eine Verdampfung der Flüssigkeit, bis ihr Temperaturzustand dem Druck entspricht, der durch die Fliehkraft im Ringkanal s hervorgerufen wird. In der zweiten Stufe erfolgt eine weitere Dampfausscheidung der Flüssigkeit, während diese keinen Fliehkräften mehr ausgesetzt ist, bis zu einem Absinken der Flüssigkeitstemperatur auf die durch den Druck im Pumpenraum bestimmte Höhe, welche mit der Druckhöhe im Dampfsammelraum 3 übereinstimmt. Der Dampfsammelraum kann mit der freien Atmosphäre verbunden sein, so daß die Abkühlung der Flüssigkeit in der zweiten Stufe bis unmittelbar an den Siedepunkt herangeführt «-erden kann. Außergewöhnliche Betriebszustände der Brennkraftmaschine, welche mit einer starken Dampfausscheidung aus der Kühlflüssigkeit verbunden sind, verursachen eine Dampfabscheidung vor allen Dingen im Ringkanal 5. Die Dampfabscheidung im Pumpenraum hält sich sowohl bei gewöhnlichen als auch bei außergewöhnlichen Betriebszuständen der Brennkraftmaschine in den Grenzen, die durch den Unterschied des Flüssigkeitsdruckes im Ringkanal und im Dampfsammelraum bestimmt sind, und ist auch hei kleinen Bauabmessungen der Pumpe und des Abscheiders jederzeit zu beherrschen.

Claims

PATENTANSPRUCH: Mit einer Dampfabscheidungseinrichtung zusammengebaute Kreiselpumpe zum Betriebe von Verdampfungskühlkreisläufen für Brennkraftmaschinen, bei welcher auf der Saugseite an den Pumpenraum der Dampfsammelraum anschließt und die zu entdampfende heiße Flüssigkeit einem den Pumpenraum umgebenden Ringkanal mit tangentialer Einmündung zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkanal (5) einerseits mit nahe der inneren Wandung (8) angeordneten, zum Dampfsammelraum (3) gerichteten Kanälen (9) und andererseits mit nahe der äußeren Wandung ( t t ) angeordneten, zum Pumpenraum gerichteten Kanälen (6) derart versehen ist, daß diese Kanäle das entdampfte Wasser aus dem in dem Ringraum (5) gebildeten Fliehkraftflüssigkeitsring in den Pumpenraum in Strahlen abführen, aus denen noch Dampf nach dem anschließenden Dampfsammelraum (3) entweicht.