-
Kühlungsvorrichtung mit strömender Flüssigkeit. Bei mit Flüssigkeit-
gekühlten Maschinen, wie Verbrennungskraftmaschinen, -Verdichtern u. dgl., wird
die Aufrechterhaltung der erforderlichen Flüssigkeitsströmung, sofern Entnal-ime
aus einer Wasserleitung nicht in Frage kommt, entweder durch mechanisch angetriebene
Pumpen oder, bei Führung der Kühlflüssigkeit im Kreislauf, auch durch den Unterschied
-der spezifischen Gewichte der zuströmenden kälteren und der abströmenden wärmeren
Flüssigkeit bewerkstelligt. Die Verwendung von Pumpen hat -den Nachteil, daß hier
besondere, ständig bewegte und deshalb aueruder Wartung bedürfende Teile vorhanden
sind, .die Ausnutzung des Unterschiedes ier spezifischen Gewichte zwischen -der
kälteren und der wärmeren Flüssigkeit -ergibt nur sehr Geringe Druckhöhen, es können
deshalb auch nur geschlossene Rückkühlvorrichtungen zur Rückkühlung der erwärmten
Flüssigkeit Verwendung finden, die Kühlmittelleitun.gen dürfen nur geringe Widerstände
aufweisen, trotzdem erfolgt der Flüssigkeitsumlauf nur verhältnismäßig langsam.
-
Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, bei Kühlanlagen mit im,
Kreislauf geführtem Kühlmittel mit den Auspuffgasen der zu küh-
lenden Verbrennungskraftmaschine
betriebene Strahlapparate zur Beschleunigung :des Kühl-:nittelumlaufs einzubauen.
Solche Strahlapparate besitzen aber den Nachteil sehr geringen mechanischen Wirkungsgrades,
so daß bei Verwendung yon Gasen mit geringem' Druck und entsprechend geringem Arbeitsvermögen
doch keine Flüssigkeitsförderung gegen nennenswerte Widerstände ermöglicht ist.
.:lußerlem haben solche Strahlapparate in der Pegel eine verhältnismäßig geringe
Betriebssicherkeit, da infolge des geringen Druckes des Fördergases leicht ein Abreißen
der angesaugten Wassersäule und dadurch ein völliges Versagen der Kühlung eintreten
kann.
-
Die Erfindung bezweckt die Schaffung einer Kühlung mit -strömender
Flüssigkeit, bei welcher besondere mechanisch zu bewegende Teile zur Förderung der
Flüssigkeit vermieden sind, bei der aber anderseits die Erzielung verhältnismäßig
größer Druckunterschiede in Zu- und Ableitung ermöglicht ist, so daß beispielsweise
auch bei großen Durchflußwiderständen ein schneller Kühlrnittelumlauf und entsprechend
kräftige Kühlwirkung gewährleistet ist, oder daß Fördertang der Flüssigkeit auf
ein wesentlich höheres Niveau als -das Ausgangsniveau stattfinden kann, so daß auch
die Verwendung der besonders!. wirkungsvollen, dabei wenig Platz beanspruchenden,
einfachen und sehr billigen offenen Kühlvorrichtungen ermöglicht ist.
-
Erreicht wird dies dadurch, daß die Förderung _der Kühlflüssigkeit
durch im Betri-ebsvorgang der Maschinenanlage verwendete Druckgase unter Ausnutzung
ihres Arbeitsvermögens auf statischem Wege erfolgt. Gegenüber Pumpen besteht hier
der Vorteil des Fortfalls aller .mechanisch bewegten Teile, während gegenüber den
bekafinten Umlaufkühlungen, lie mit dem -Unterschie>d der spezifischen Ge-
Wichte
bzw. mit Strahlapparaten arbeiten, der Vorteil erzielt wird, daß infolge des verhältnismäßig
hohen me-hanischen Wirkungsgrades der h.er zur N erwendung gelangenden r lüssigkeitsfördereinrichtungen
auch bei Verwendung von Gasen, die unter verhältnismäßig geringem Druck stehen,
doch erhebliche Förderhöhen erzielt und der Verrauch von Fördergas in verhältnismäß
g geringen Grenzen bleibt, so daß es wirtschaftlich möglich ist, nicht nur Abfallgase
(z. B. Auspuffgase), sondern auch Nutzgase zur Kühltlüssigkeitsförderung zu verwenden.
-
Die Ausnutzung des Arbeitsvermögens der Druckgase auf statischem Wege
erfolgt zweckmäß.g in der an si, h bekannten Weise, daß das Druckgas in das Flüssigkeitssteigrohr
an einer Steile eingeleitet wird, die so tief unter dem Flüssigkeitsspiegel liegt,
daß die Höhe der Fiüss.gkeitssäule zwisch.-n Einführungsstelle und Flüssigke.tsspiegel
geaügt, um das leichtere Gasiiüssigkeitsgemisch im Steigrohr bis zur verlangten
Höhe zu heben. Die Einführung des Druckgases in die Flüsssigkeit erfolgt am zweckmäßigsten
nach dein Austritt :der Flüss gkeit aus dem Kühlmantel. Bei Umlaufkühlung ist an
der höchsten Stelle des Flüssigke.tskre.siaufes ein freier Fiiissigkeitsspiegel
vorzusehen, welcher lie Wiederausscheidung des Fördergases aus Bier Flüsssigkeit
ermöglicht.
-
Zur Überwindung größerer Druckhöhen mit Druckgas von geringem Druck
können entweder mehrere Fördervorrichtungen hintereiaander geschaltet sein; in gewissen
Fällen kann man auch das Druckgas in verschiedenen Höhen in das gleiche Steigrohr
einfuhren.
-
Das Eintreten von Kühlflüssigkeit durch die Gaszuleitungen in die
Gasentnahmeräume (z. B. die Arbeitsräume der zu kühlenden Maschine) beim Abstellen
der Gaszufuhr (z. B. beim Stillsetzen der Maschine) wird zweckmäßig durch eingeschaltete
Sicherheitsvorrichtungen verhütet. Am einfachsten wird die Gasleitung in einer Schleife
bis über den höchsten Punkt des Flüsssigkeitskreislaufes geführt, so daß ein Zurüzktreten
der Flüssigkeit nicht mehr mcglich ist.
-
Zur Förderung der Flüssigkeit können beliebige, im Maschinenbetriebe
vorkommende Druckgase Verwendung finden; beispielsweise können die Gase durch :ein
gesteuertes oder selbsttätiges Entnahmeventil aus den Arbeitszylinder der Maschine
entnommen werden, bei Verdichtern auch aus der Druckleitung oder den Aufspe:cherungsbehältern;
ferner können die Gase den zum Betriebe der betreffenden Maschine erforderlichen
Hilfseinrichtungen, wie beispielsweise Spülpumpen, Spülluftbehältern, Einspritzluftverdichtern,
abgezapft werden; bei Verbrennunzskraftmaschinen können auch Auspuffgase Verwendung
finden. Bei Anlagen, welche mehrere, in gegenseitiger Betr.'ebsabhängig@zeit stehende
Maschinen umfassen, z. B. bei durch Verbrennungsmotoren angetrie_enen Verdichtern,
kann die Kühlflüssigkeit der einen Maschine durch der anderen Maschine entnommenes
Druckgas gefördert werden.
-
Die Zeichnungen zeigen in schematiszher Darstellung verschiedene Anw
cndungsbeispiele der Erfindung.
-
Abb. i zeigt einen Verdichter mit Flüssigkeitskühlung. Die Kühlflüssigkeit
strömt aus dem Vorratsbehälter i durch Leitung 2 zum Kühlmantel 3 des Verdichters
und verläßt diesen durch Leitungq., welche zunächst in einer Schleife 5 nach unten
geführt ist und in ein Auslaufrohr 6 übergeht, welches an seinem Ende AuslauföffnUngen
7 besitzt, durch welche es aus größerer Höhe in fein verteiltem Zustande frei durch
die Luft in den Vorratsbehälter i zurückfällt, wobei es die im Kühlmantel 3 aufgenommene
Wärme an die umge -ende Luft abgibt. Das zur Flüssigkeitsförderung dienende-Druckgas
wird dem Arbeitszylinder durch ein selbsttätig wirkendes. federbelastetes Ventil
8 entnommen und durch Leitung 9 nach einem Drtickausgle-ch-ehälter io gefii'hrt.
aus welchem es über die Schleife i i, die über die größte Höhe des Rohres 6 hinausreicht,
zur Einführungsstelle 12 in der Kühlflüssigkeitsleitung d. geleitet wird. Die Einführungsstelle
12 dies Druckgases muß so liegen, daß die Höhe der Flüssigkeitssäule von der Einführungsstelle
12 bis zum freien Flüssigkeitsspiegel im Behälter i größer ist als die Fallhöhe
zwischen :den Düsen 7 des Rohres 6 und dem Behälter i zuzügiich,der für die Überwindung
der Reibungswiderstände in der Leitung erforderlichen Druckhöhe. Bei tiefliegender
Kihlvorrichtung, wie im vorliegenden Fall, ist es daher erforderlich, die Einführungsstelle
des Druckgases in eine Grube 13 zu verlegen.
-
Abb. 2 zeigt eine Verbrennungskraftmaschine mit Umlaufkühlung mit
geschlossener Rückkühlvorrichtung. Die vom Rückkühler 15 kommende gekühlte Flüssigkeit
strömt durch Leitung 2 zum Kühlmantel 3 des Motors und verläßt diesen durch das
Steigrohr 4. In das Steigrohr mündet bei 12 die Leitung 9, «-elche das zur Flüssigkeitsförderung
dienende Druckgas aus der Spülluftpumpe 16 des Motors zuführt. Das hinter der Einführungsstelle
12 sich bildende Luftflüssigkeitsgemisch wird in dem an der höchsten Stelle der
Umlaufleitung vorgesehenen, oben offenen Behälter 17 entlüftet. Die entlüftete.Flüssigkeit
strömt durch Rohr 18 zum Rückkühler 15. Die Druckgaszuführungsleitung 9 ist wiederum
in einer Schleife i i bis über den höchsten Flüssigkeitsstand im Behälter
17 geführt, um ein Überströmen
von Flüssigkeit nach der
Spülluftpumpe bei Stillstand des Motors zu vermeiden.
-
Bei der Anordnung nach Abb. 3 werden zur Förderung der Kühlflüssigkeit
Auspuffgase einer Verbrennungskraftmaschine benutzt. Zu diesem Zweck ist an dem
Auspuffbehälter 35 die Rohrleitung g angeschlossen, welche in die Steigleitung q.
für die Kühlflüssigkeit einmündet. Die Einführung des Auspuffgases in das Steigrohr
findet an mehreren, übereizianderlie, genden Stellen 12, I2', 12" statt. DL:r_h
die E nführung bei 12 wird das spezifische Gewicht der Flüssigkeitssäule über der
Einführungsstelle vermindert, dementsprechend verringert sich der Flüssigkeitsdruck
auf die Einführungsstelle 12', so daß nun auch hier noch Gas zugeführt werden kann,
während bei Beginn der Förderung der Druck zu hoch gewesen wäre. Das spezifische
Gewicht der Flüssigkeitssäule über der Einführungsstelle 12' wird durch diese Gaszufuhr
weiterhin verringert, so daß Gas nunmehr auch an einer noch tieferen Steile 12"
zugeführt werden kann. Hierdurch ist es möglich, die Flüssigkeit im Steigrohr q.
höher zu fördern, als es bei dem gegebenen Gasdruck bei Anordnung nur einer Gaszufuhrstelle
möglich wäre.
-
Abb. q. zeigt eine aus V erbrennungskraftinaschine 40 und einem von
dieser angetrie-. benen Gebläse 41 bestehende Maschinenanlage, bei welcher dem Gebläse
entnommenes Druckgas zur Förderung der Kühlflüssigkeit für die Verbrennungskraftmaschine
benutzt wird. Dabei ist eine große Förderhöhe für das Kühlmittel, trotz geringen
Druckes des zur Flüssigkeitsförderung benutzten Gases, ,dadurch erreicht, daß mehrere
Förderstufen hintereinander geschaltet sind. Die Kühlflüssigkeit strömt aus einem
Behälter idurch Leitung 2 zur Verbrennungskraftmaschine q.0 und verläßt @diese durch
Rohr q.. Das zur Förderung der Flüssigkeit dienende Druckgas wird dem Druckausgleich_ehälter
42 des Gebläses 41 durch Leitung g entnommen und in einzelnen Zweigleitungen den
verschiedenen Förderstufen zugeführt. Die aus Leitung q. kommende Flüssigkeit wird
so zunächst in den Behälter 5o, aus diesem in den nächst höherliegenden Behälter
51 und endlich in den höchstliegenden Behälter 52 gefördert, aus -dem sie durch
die Verteilungsleitung 6 mit Ausströmöffnungen 7, zwecks Rückkühlung durch die freie
Luft, in den Behälter i zurückfließt. Auch hier ist durch Hochführung der Druckgasleitungen
in Schleifen ii über den jeweils höchsten Wasserspiegel der zugehörigen Förderstufe
dafür gesorgt, daß die Kühlflüssigkeit nicht in dieDruckgasleitungenübertreten kann.