DE753423C

DE753423C - Verdampfungskuehleinrichtung fuer Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE753423C
Application number: DED81040D
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl-Ing Pauling
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1939-08-16
Filing date: 1939-08-16
Publication date: 1952-09-22

Description

Verdampfungskühleinrichtung für Brennkraftmaschinen Die Erfindung betrifft eine Verdampfungskühleinrichtung für Brennkraftmaschinen, insbesondere in Flugzeugen, mit einem Flie'hkraftdampfabscheider an der Austrittsstelle des überhitzten Kühlmittels aus dem Kühlmantel, einem Kondensator und einer Kreislaufpumpe an der Einmündung in: den Kühlmantel.
Es ist bekannt, bei dieser Kühlungsart dem Kreislauf der Brennkraftmas.chine außer der zum Ersatz des verdampften Kühlmittels dienenden Menge ständig eine geringere zusätzliche Menbe frischen Kühlmittels aus dein Hauptvorrats.behälter zuzuführen, um auch bei etwa vorhandnen geringen Undiclitigkeiten des Leitungsnetzes Störungen in der Kühlung der Maschine zu vermeiden. Der überschuß an flüssigem Kühlmittel wird bei den bekannten Kühlanlagen durch besondere Rohrleitungen in den Hauptvorratsbehälter zurückgeführt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung mündet demgegenüber der Dampfauslaß aus denn Dampfahscheider in einen unabhängig von dem lioiidensator angeordneten, teilweise mit einer größeren Kühlmittelmenge gefüllten Vorratsbehälter ein, aus dem die Flüssigkeit durch eine Leitung mit einer zusätzlichen Förderpumpe in den Saugstutzen der Kreislaufpumpe geführt wird.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird das frische Kühlmittel durch die zusätzliche Förderpumpe in solche Zonen auf der Saugseite oder innerhalb der Hauptpumpe des Kühlmittelkreislaufes eingeführt, die bevorzugt zur Dampfbildung neigen.
Das frische: Kühlmittel wird durch eine injektorartig wirkende Düse in den Saugstutzen der Hauptpumpe eingeführt, so, daß es das. im Saugstutzen befindliche Kühlmittel in Richtung auf die Pumpe beschleunigt.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist an den Dampfraum des Vorratsbehälters eine z. B. Vereisung von Flugzeugteilen verhindernde Heizvorrichtung angeschlossen, deren Auslaß in den Kondensator mündet.
Der Kondensator ist an den Dampfraum des Kühlmittelvorratsbehälters mit einer ein Überdruckventil enthaltenden Leitung angeschlossen, während sein Kondensat mit einer Pumpe in den Vorratsbehälter gefördert wird.
Schließlich ist erfindungsgemäß vor der zusätzlichen Förderpumpe ein Kühler ang-,eordnet.
In. der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung planmäßig dargestellt.
Dem Kühlmantel2 der Brennkraftmaschine3 wird das Kühlmittel, im vorliegenden Fall Wasser, durch die Hauptpumpe q. mit einem Druck von mehreren Atmosphären zugeführt. Das im Kühlmantel aufsteigende und dort bis nahe an seinen Siedepunkt erhitzte Wasser verläßt den Kühlmantel durch die Leitung 5 und tritt durch eine an ihrer Mündung spaltförmig verengte Düse 6 unter entsprechendem Druckabfall mit großer Geschwindigkeit tangential in die Trommel ? des Dampfabscheiders ein, in welcher der durch die plötzliche Entspannung verdampfte Teil des Kühlmittels in bekannter Weise unter der Einwirkung der Fliehkraft von dem flüssig gebliebenen Teil abgeschieden wird.
Der flüssig gebliebene Teil des Kühlmittels, dem die für die Verdampfung des anderen Teils benötigte Wärmemenge unter entsprechender Erniedrigung seiner Temperatur entzogen wurde, kehrt durch die Leitung 8 vom Dampfabscheider aus unmittelbar zur Saugseite der Hauptpumpe, zurück, um von dieser wieder in den Kühlmantel. der Maschine gefördert zu werden.
Gleichzeitig wird dem Kühlkreislauf der Maschine zum Ersatz des im Dampfabscheider in Dampfform aus dem Kühlkreislauf ausgeschiedenen Kühlmittels durch eine ebenfalls von der Bremskraftmaschine angetriebene Zusatzpumpe 9 frisches Kühlmittel aus dem Hauptvorratsbehälter io zugeführt. Das frische Kühlmittel wird dem Hauptbehälter durch die Leitung i i entnommen, durchfließt zunächst einen Rückkühler 12 und wird darauf von der Zusatzpumpe 9 durch die Leitung 13 und eine injektorartig wirkende Düse i d. in den Saugstutzen 15 der Hauptpumpe eingeispritzt, wo es das von der Hauptpumpe aus der Leitung 8 angesaugte Kühlmittel in Richtung auf die, Hauptpumpe beschleunigt und die Hauptpumpe somit in ihrer Saugwirkung unterstützt. Gleichzeitig wirkt das frische Kühlmittel auch durch seine niedrigere Temperatur günstig auf den Liefergrad der Hauptpumpe ein, indem es die Temperatur des der Pumpe aus der Leitung 8 zuströmenden Kreislaufkühlmittels herabsetzt und dadurch die Dampfbildung im Saugstutzen 15 der Hauptpumpe unterbindet.
Uni die günstige Wirkung des durch die Zusatzpumpe 9 dem Kreislauf frisch zugeführten Kühlmittels möglichst groß zu machen, werden dem Kreislauf ständig erheblich größere Mengen von frischem Kühlmittel zugeführt, als im Verdampfer 7 in Dampfform aus ihm ausscheiden. Die überschüssigen Kühlmittelmengen werden dann im Verdampfer ebenfalls mit aus dem j#Creislauf ausgeschieden, und zwar in flüssiger Form. Gemäß der Erfindung wird dieses überschüssige Kühlmittel zusammen mit dem dampfförmig abgeschiedenen durch eine gemeinsame Rohrleitung 16 aus dem Verdampfen 7 in den Hauptvorratsbehälter io geleitet.
In dem Vorratsbehälter wird der flüssige Teil des Kühlmittels abgeschieden, während der dampfförmige Teil, sobald er einen bestimmten Druck erreicht hat, ein Überdruckventil 17 öffnet und durch die Leitung 18 in den Kondensator i9 einströmt, wo er verflüssigt wird. Das Kondensat fließt darauf durch die Leitung 2o einer Pumpe 21 zu, die entweder ebenfalls von der Brettnkraftmaschine 3 oder von einem besonderen Elektromotor angetrieben wird. Die Pumpe 2i fördert das Kondensat schließlich in den Hauptvorratsbehälter io zurück.
Im Hauptvorratsbehälter herrscht also während des Betriebes der Brennkrafttnaschine ständig ein gewisser, durch die Einstellung des Ventils 17 regelbarer Überdruck. Dieser Überdruck wird dazu benutzt, um einen Teil des dem Vorratsbehälter durch die Leitung 16 zugeführten Kühlmitteldampfes über eine Zuleitung 22 einem Heizrohr 23 zuzuführen, das in der Flügelnase 24 einer Flugzeugtragfläche 25 angeordnet isst, um diese vor dem Vereisen zu schützen. Nach dem Durchströmen des Heizrohres 23 gelangt der Kühlmitteldampf oder das inzwischen entstandene Kondensat unter der Wirkung des im Vorratsbehälter io herrschenden Überdrucks durch eine Leitung 26 in den Kondensator i9, der durch den offenen Rohrstutzen 27 in ständiger Verbindung mit der Außenfuft steht, so daß sich also in ihm kein Überdruck ausbilden kann: Außer der dargestellten Beheizung einer Flügelnase können selbstverständlich noch weitere Heizstellen zwischen dem Hauptvorratsbehälter und dem Kondensator eingeschaltet werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verdampfungskühleinrichtung für Brennkraftmaschinen, insbesondere in Flugzeugen, mit einem Flie'hkraftdampfabscheider an der Austrittsstelle des überbitzten Kühlmittels aus dem Kühlmantel, einem Kondensator und einer Kreislaufpumpe an der Einmündung in. den Kühlinantel, dadurch gekennzeichnet, daß der Dampfauslaß aus dem Dampfabseheider in einen unabhängig von dem Kondensator (i9) angeordneten, teilweise mit einer größeren@Kühlmittelmenge gefüllten Vorratsbehälter (lo) einmündet, aus dem die Flüssigkeit durch eine Leitung (i i, 13) mit einer zusätzlichen Förderpumpe (9) in den Saugstutzen (15) der Kreislaufpumpe (4) geführt wird.
2. Verdampfungskühleinrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, d'aß das frische Kühlmittel durch die zusätzliche Förderpumpe (9) in solche Zonen auf der Saugseite oder innerhalb der Hauptpumpe (4) des Kühlmittelkreislaufes eingeführt wird, die bevorzugt zur Dampfbildung neigen.
3. Verdampfungskühleinrichtung nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das frische Kühlmittel durch eine injektorartig wirkende Düse (i4) in den. Saugstutzen (15) der Hauptpumpe(4) einführt wird, so daß es das im Saugstutzen (15) befindliche Kühlmittel in Richtung auf die Pumpe (4) beschleunigt.
4. Verdampfun gskühleinrichtung nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an den Dampfraum des Vorratsbehälters (io) eine z. B. Vereisung von Flugzeugteilen. (25) verhindernde Heizvorrichtung (23) angeschlossen ist, deren Auslaß in den Kondensator (i9) mündet.
5. Verdampfungskühleinrichtung nach den Ansprüchen i hiss .1, dadurch gekennzeichnet, daß vor der zusätzlichen Förderpumpe (9) ein Kühler (12) angeordnet ist.
6. Verdampfungsküh.leinrichtung nach deal Ansprüchen i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (i 9) an den Dampfraum des Kühlmittelvorratsbehälters (io) mit einer ein. Überdruckventil (17) enthaltenden Leitung (18) an geschlossen ist, während sein Kondensat mit einer Pumpe (21) in den Vorratsbehälter (io) gefördert wird. ZurAbgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren, folgende Druckschriften in Betracht gezogen, worden: Deutsche Patentschrift Nr. 640 o26; britische Patentschriften Nr. 226 903, 326168, 411 95o, 428 57o; französische Patentschriften Nr. 777 093, 816 359.