DE725177C

DE725177C - Air-cooled condenser, in particular in the driving wind, of internal combustion engines of aircraft and vehicles operated with evaporative cooling

Info

Publication number: DE725177C
Application number: DER107748D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Arno Renfordt
Original assignee: Rheinmetall Borsig AG
Current assignee: Rheinmetall AG
Priority date: 1940-06-12
Filing date: 1940-06-12
Publication date: 1942-09-16

Description

Luftgekühlter, insbesondere im Fahrwind liegender Kondensator von mit Verdämpfungskühlung betriebenen Brennkraftmaschinen von Flug- und Fahrzeugen Bei Flug- und Fahrzeugen liegen die Kondensatoren für das Kühlmittel der Antriebsmaschine, wie z. B. des Antriebsmotors oder der Antriebsturbine oder auch von Hilfsmaschinen (Abgasturbinen), zumeist im Fahrwind, um die Niederschlagung des bei der Kühlung verdampfenden Kühlmittels unah: hängig von einem besonderen Wärmeaus; tauschmittel. vornehmen zu können. Die Bemessung der Niederschlagsflächen erfolgt unter Zugrundelegung der höchsten Temperatur des Kondensatorkühlers, also der Luft, damit die Kondensation des verdampften Maschinenkühlmittels (Wasser .oder Glykol) immer gesichert ist. Die Temperatur des Kondensatorkühlmittels unterliegt infolge der Jahreszeit und bei Flugzeugen auch mit zunehmender Flughöhe starken Schwankungen. In größeren Höhen sinkt die Lufttemperatur weit unter dem Nullpunkt, so daß das Kondensat gefriert und die Beschickung der Maschinen mit dem Kühlmittel unterbrochen. wird. Dies führt zu Beeinträchtigungen des Betriebes und der Betriebssicherheit der Ma-°ächinen, zudem es längerer Zeit bedarf, um das. Kondensat wieder aufzutauen. Anderseits besteht die Gefahr, daß das gefrorene Kondensat den Kondensator sprengt.Air-cooled condenser from, especially in the wind Internal combustion engines of aircraft and vehicles operated with evaporation cooling In aircraft and vehicles, the condensers for the engine coolant are located such as B. the drive motor or the drive turbine or auxiliary machines (Exhaust gas turbines), mostly in the driving wind, to suppress the cooling evaporating coolant irrespective of: depending on a particular heat characteristic; medium of exchange. to be able to make. The calculation of the precipitation areas is based on this the highest temperature of the condenser cooler, i.e. the air, so that the condensation the evaporated machine coolant (water or glycol) is always ensured. The temperature of the condenser coolant is subject to the season and in the case of aircraft, strong fluctuations also with increasing flight altitude. At greater heights If the air temperature falls far below zero, the condensate freezes and the charging of the machines with the coolant is interrupted. will. this leads to to impairment of the operation and the operational safety of the machines, it also takes a long time to thaw the condensate again. On the other hand, there is the danger that the frozen condensate will burst the condenser.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein störungsfreier Betrieb der Kühlung dadurch gesichert, daß der Kondensator faltenbalgartige Wände und im Innern eine Anwärmeinrichtung besitzt, die in Abhängigkeit von der Temperatur des Kondensators von einer Wärmequelle der Maschinenanlage des Flug- oder Fahrzeuges gespeist wird. Der Kondensator kann somit den beim Gefrieren des Kühlmittels sich ergebenden größeren Innendruck elastisch aufnehmen, wodurch seine Sprengung verhütet wird. Anderseits läßt sich das Kondensat bei der Inbetriebn:ahmne auch schnell auftauen und während des Betriebes unabhängig von den Kühlbedingungen im flüssigen Zustand erhalten. Daneben ergibt sich noch der Vorteil, daß durch den Faltenbalg die Wärmeaustauschfläche des Kondensators vergrößert wird, sein Platzbedarf und Gewicht also verringert werden kann.According to the present invention, trouble-free operation of the Cooling is ensured by the fact that the condenser has bellows-like walls and inside has a heating device that depends on the temperature of the condenser from a heat source of the machinery of the aircraft or vehicle is fed. The condenser can therefore stop when the coolant freezes absorb resulting larger internal pressure elastically, thereby preventing its detonation will. On the other hand, the condensate can also be thawed quickly during commissioning and during operation regardless of the cooling conditions in the liquid state obtain. In addition, there is the advantage that the heat exchange surface is created by the bellows of the capacitor is enlarged, so its space and weight are reduced can.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens dargestellt. Hierin bezeichnet i den im Fahrtwind liegenden, aus einem miembranfederartigen Rohr oder Hohlkörper bestehenden Kondensator, der den bei der Kühlung des Laufrades 2 einer Abgasturbine sich bildenden Dampf niederschlägt. Der Kondensator ist außen zur Vergrößerung der Kühlfläche mit Verrippungen 3 ausgestattet. Das Kondensat fließt über die Leitung 4 dem hohl ausgebildeten Laufrad zu, in welchem es unter der Einwirkung der Zentrifugalkraft an die Schaufelwurzel 5 gelangt, wo es unter Kühlung des Laufrades verdampft. Der Dampf strömt durch die Leitung 6 zu dem Konden-sator i.In the drawing, an embodiment of the inventive concept is shown. Here, i denotes the condenser, located in the airstream, consisting of a tube or hollow body similar to a Miembranfeder, which precipitates the steam that forms during the cooling of the impeller 2 of an exhaust gas turbine. The condenser is equipped with ribs 3 on the outside to enlarge the cooling surface. The condensate flows via line 4 to the hollow impeller, in which it reaches the blade root 5 under the action of centrifugal force, where it evaporates while cooling the impeller. The steam flows through the conduit 6 to the condensate sator i.

In den Kondensator ist eine Anwärmeeinrichtung 8 eingebaut, die beispielsweise an den Kühlmittelkreislauf der dem Antrieb des Flug- oder Fahrzeuges dienenden Brennkraftmaschine i o angeschlossen ist. i i ist der Kondensator des Kühlmittels der Brennkra:ftmas.chine und 12 eine -- Pumpe, welche die Wiedereinspelsung in den Motor bewirkt. In dem Sammeltopf 7 des Kondensators i ist ein. Thermostat 13 angeordnet, der über eine Impulsleitung 14 einen Dreiwegehahn 15 öffnet, wenn die Temperatur des Kondensates zu tief fällt. Das noch warme Kühlmittel des Motors wird dann zunächst über die Leitung 17 der Rohrschlange 8 dem Kondensator und darauf .erst durch die Leitung 16 dem Motor io zugeleitet und so ein Gefrieren des. Kühlmittels der Abgasturbine 2 vermieden.A heating device 8 is built into the condenser, for example to the coolant circuit of the internal combustion engine used to drive the aircraft or vehicle i o is connected. i i is the condenser of the fuel coolant: ftmas.chine and 12, a pump which effects replenishment into the motor. By doing Collection pot 7 of the capacitor i is a. Thermostat 13 arranged, which has a Impulse line 14 opens a three-way valve 15 when the temperature of the condensate falls too low. The engine coolant, which is still warm, is then first transferred to the Line 17 of the coil 8 to the condenser and then .erst through the line 16 fed to the engine and thus a freezing of the coolant of the exhaust gas turbine 2 avoided.

Sofern auch im Kühlmittelkreissauf der Abgasturbine 2 eine Pumpe 19 vorgesehen und eine Vereisungsgefahr dieser Pumpe zu befürchten ist, kann der Mantel der Pumpe in gleicher Weise wie der Kondensator mit dem wärmezuführenden Mittel beschickt werden, indem die Anwärmeeinrichtung 8 des Kondensators in Reihe mit der Pumpe geschaltet wird.If there is also a pump 19 in the coolant circuit on the exhaust gas turbine 2 provided and a risk of icing of this pump is to be feared, the jacket can the pump in the same way as the condenser with the heat-supplying means be charged by the heating device 8 of the condenser in series with the Pump is switched.

Die Erfindung ist selbstverständlich an die Verwendung warmen Kühlmittels (Wasser oder Glykol) nicht gebunden. So könnte die Vereisung des Kondensators i und der Pumpe i 9 beispielsweise auch durch Abgase der Abgasturbine oder der Brenükraftmaschine oder ein anderes wärmeführendes Mittel, z. B. Abdampf, wenn dieser zur Verfügung steht, oder auch durch -elektrische Beheizung verhindert oder behoben werden. Die Einrichtung kann grundsätzlich auch bei Kondensatoren anderer Kühlmittelkreisläufe, z. B. des Antriebsmotors, und zwar unabhängig von der im Patent beschriebenen besonderen Ausbildung des Konden.sators angewendet werden.The invention is of course related to the use of warm coolant (Water or glycol) not bound. The icing of the capacitor could i and the pump i 9, for example, also by exhaust gases from the exhaust gas turbine or the Brenükraftmaschine or some other heat transfer agent, e.g. B. exhaust steam, if available or can be prevented or remedied by electrical heating. the In principle, the device can also be used for condensers of other coolant circuits, z. B. the drive motor, regardless of the particular described in the patent Training of the Konden.sators be applied.

Claims

PATENT CLAIM: Air-cooled, especially in the wind Condenser of internal combustion engines operated with evaporative cooling of aviation and vehicles, characterized in that the condenser has bellows-like walls and inside it has a heating device that depends on the temperature the condensate from a heat source in the aircraft or vehicle machinery. is fed.