DE872690C

DE872690C - Verfahren zur Heisskuehlung von Flugmotoren mit AEthylen-Glykol als Kuehlstoff

Info

Publication number: DE872690C
Application number: DED6745D
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Dr-Ing Glamann
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1943-11-21
Filing date: 1943-11-21
Publication date: 1953-04-02

Description

Verfahren zur Heißkühlung von Flugmotoren mit Äthylen-Glykol als Kühlstoff Für die Heißkühlung von Flugmotoren wird ein Kühlmittel von möglichst 'hohem Siedepunkt benötigt. Am geeignetsten hierfür erschien bisher Äthylen-Glykol. Da diese Kühlflüssigkeit erst bei 1g5° C siedet, kann der Motor mit Temperaturen von 12o° C und darüber arbeiten, während bei Ver-%vendung von Wasser als Kühlstoff eine Betriebstemperatur von 85° C nicht überschritten werden soll, weil sonst Dampf'bilidung und ungenügende Kühlung zu befürchten ist. Wegen des größeren Temperaturgefälles genügt bei Heißkühlung mit Äthylen-Glykol ein kleinerer Kühler. Neben einer gewissen Gewichtsersparnis. ist -der Hauptvorteil, daß der Luftwiderstand eines kleinen Kühlers viel geringer ist.
Äthylen-Glykol hat als Kühlmittel allerdings den Nachteil, daß es schon bei - z2° C gefriert und deshalb keinen genügenden Winterschutz bietet. Die Erfindung geht nun von dein Gedanken aus, daß man bei Zusatz von :2o 'bis 4o°/0' Wasser zu Äthylen-Glykol ein Gemisch mit dem außerordentlich niedrigen Gefrierpunkt von -7i° C erhält. Allerdings siedet dieses Gemisch schon bei iio° C. wobei im wesentlichen das Wasser ausdampft. Bei Anwendung der Heißkühlung ist aber eine möglichst hohe Kühlstoffaustrittstemperatur von etwa 16o° C erwünscht, @damit der, Kühler mö@glichstt klein gehalten werden kann. Man ist also bestrebt, die Kühlstoff austrittstemperatur bis nähe unter den Siedepunkt des reinen Äthylen-Glykols einzustellen. Die Erfindung macht sich die Vorteile des hohen Siedepunkts von reinem Äthylen-Glykol und des niedrigen Gefrierpunkts -des Gemisches von Äthylen-Glykolund Wasser in überraschender Weise zunutze.
Nach :dem erfindungsgemäßen Verfahren wird in den Kühlstoffvorratsbehälter normalerweise ein Kühlstoffgemisch von etwa 8o°/a Äthylen-Glykol und :2o0/9 Wasser gefüllt und das Wässer nach kurzer Flugdauer wieder ausgedampft.
Um zu verhindern, daß bei dem Ausdampfen .des Wassers ins Gewicht fallende Mengen von Äthylen-Glykol verlorengehen, sind innerhalb .des Kühlsystems besondere Aus:dampfvorrichtungen vorgesehen, welche die Geschwindigkeit des austretenden Wasserdampfes vermindern.
In der Zeichnung sind in schematischer einige beispielsweise zur Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens .dienende Vorrichtungen wiedergegeben. Es zeigt Abb. i einen Kühlkreislauf mit Aus!damp4vorrichtungenz ' Abb. 2 und 3 Schnitte nach den entsprechenden Linien der Abb. i, Abb. 4 eine andere Ausführung der Ausdampfvorrichtung in gegenüber Abb. i vergrößertem Maßstab, teils in Ansicht, teils im Schnitt, Abb. 5, 6 und 7 Schnitte nach den entsprechenden Linien der Abb.4.
Nach A'bb. i wird -der Kühlstoff aus ,dem normalerweise Äthylen-Glykol enthaltenden Küblstöffvornatsbehälter io durch die Leitung ii mittels der Umwälzpumpe 12 in - Iden Kühlmantel :des Motors 13 gefördert. Von hier gelangt der Kühlstoff @durch die Leitung 14 in den Kühler 15 und durch die Rückleitung 16, 17 über einen Dampfabscheiider 18 wieder in den Kühlstoffvorratsbehälter io. Im Winter bzw. wenn die Außentemperatur wesentlich unter o° C liegt, wind in den Äthylen-Glykol enthaltenden Kühlstöffvorratsbehälter io :durch den verschließbaren Stutzen i9 so viel Wasser gefüllt, daß in dem Behälter ein Gemisch von etwa vier Teilen Äthylen-Glykol und einem Teil Wasser entsteht: Mit diesem Kühlstoffgemisch, das im Kühlflü.ssigkeitskreislauf (durch die Umwälzpumpe 12 erzeugt wird, kann das Flugzeug bei jeder praktisch vorkommendenAußentemperatur im Freien stehen, ohne daß.ein Einfrieren ,des Kühlstoffs befürchtet werden müßte. Nach dem Start läßt man den Motor so heiß laufen, ,daß das Wasser im wesentlichen ausdampft und schon nach verhältnismäßig kurzer Flugdauer eine. reine Äthylen-Glykolkühlung vorhanden ist, bei welcher ohne Weitere Verminderung .des Kühlstoffvorrats hohe Kühlstoffarastrittstemperäturen bis i8o° C eingehalten werden können.
Um nun zu verhindern, daß beirrt Ausdampfen des Wassers durch mit 'hoher Geschwindigkeit austretenden Wasserdampf beträchtliche Mengen von Äthyl,en-Glylkol mitgerissen wenden und (dem Kühlkreislauf verlorengehen, wird durch tängenfiales Einführen ides heißen Kühlmittels in den Dampfa'bscheider 18 dieses auf dem Wege :durch den Dampfabscheider in kreisende Bewegung versetzt. Die Flüssigkeit wird hierbei gegen die Wandung .des Dampfabscheiders 18 geschleudert und tritt aus demselben durch ,die Leitung 17 tangential wieder aus. Der in der im Kern des Dampfabscheiders sich bildenden Unterdruckzone abgeschiedene Dampf wird (durch .die Leitung 2o ebenfalls wieder tangential in ein an dem Kühlstoffvorratsbehälter io angeordnetes, unten offenes Gefäß 2i geleitet, an dessen Wandung sich das Gemisch aus Äthylen-Glykol und Wasserdampf so weit (abkühlt, daß das Äthylen-Glykol kondensiert wird und in den KühlstoffvorratsbehLter zurücktropft. Der dann noch verbleibende, fast reine Wässendampf gelangt (durch eine nahezu in der ganzen Höhe des Gefäßes 21 heruntergezogene, an ihrem Ende 22 trichterförmig erweiterte Leitung 23 mit geringer Geschwindigkeit ins Freie.
Eine etwas anders ausgeführte Ausdampfvorrichtung ist aus Abb. 4 ersichtlich. Hierbei hat der Dampfa@bscheider 2-q., (der mit tangential angeschlossenen Ein- und Austrittsstutzen 25 bzw. 26 für das Kühlmittel versehen ist, etwa die Form einer Flasche mit seitlich abgebogenem Hals. Die Trennung von Flüssigkeit und Dampf erfolgt in derselben Weise wie in (dem vorhergehend geschilderten Ausführungsbeispiel.
Das abgeschiedene Gemisch von Äthylen-Glykol-und Wasserdampf wird durch den Hals 27 des Dampfabschefders 24 tangential in ein trichterartig auf dem Dampfabscheider angeordnetes Gefäß' 28 eingeführt. Durch Abkühlung an der Wandung des Gefäßes 28 wind- der Athylen-Glykol-Dampf kondensiert. Das flüssige Äthylen-Glykol rinnt nach der tiefsten Stelle des trichterförmigen Gefäßes 28 und tropft durch eine Anzahl von in dem sich flaschenhalsartig verengenden Teil des Dampfabscheiders 24 @angebrachten Öffnungen 29 in den Dampfabscheider zurück. Das Gefäß 28 wird nach oben .durch eine rührchen'kühlerartige Vorrichtung 3o abgedeckt, durch welche der Wasserdampf mit geringer Geschwindigkeit ins Freie entweichen kann. An (der Kühlvorrichtung 30 wird von -dem Wasserdampf evtl. noch mitgeführter Äthylen-Glykol-Dampf endgültig niedergeschlagen. Auf diese Weise wird der Verlust ran Äthylen-Glykol insgesamt auf einen nur geringen Prozentsatz beschränkt.
Nach Beendigung des Fluges wird das verdampfte Wasser durch Nachfüllen von reinem Wasser in den Kühlstoffvorratsbehälter ersetzt.
Ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wirkendes Kühlsystem arbeitet trotz hoher Kühlstoffaustrittstempenatur vollkommen drucklos.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Heißkühlung von Flugmotoren mit Äthylen-Glykol als Kühlstoff, dadurch gekennzeichnet; daß in den Kühlstoffvorratsbehälter normalerweise ein Kühlstoffgemisch von etwa 8o °/o Äthylen-Glykol und 2o % Wasser gefüllt und Idas Wasser nach kurzer Flugdauer wieder ausgedampft wird. a. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß -die Geschwindigkeit des austretenden Wasserdampfes durch innerhalb des Kühlsystems angeordnete Ausdampfvorrichtungen vermindert wird. 3. Verfahren nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß Äthylen-Glykol und Wasser im Kühlstoffkreislauf durch eine Umwälzpumpe od. @dgl. gemischt werden.