Einrichtung zur Kühlung Fon Nasehinen und Apparaten. Vorliegende Erfindung betrifft eine Ein richtung zur Kühlung von Maschinen und Apparaten bezw. von Maschinen- und Appa ratebestandteilen, die auf neuem Wege eine wirksame Kälteübertragung gewährleistet, ohne dass eine Zirkulation des Kühlmittels selbst erforderlich wäre. Dieser Effekt wird der Erfindung gemäss dadurch erreicht, dass die Kälteübertragung unter Vermittlung eines dampfförmigen Mittels erfolgt, das ein für allemal in ein geschlossenes Kanalsystem eingeschlossen ist.
Als solches Kälteübertra- gungsmittel kann für die nachstehend be schriebenen Ausführungsformen der Erfin dung zum Beispiel Ammoniak verwendet werden. Der Zusammenbau des Kanal systems kann je nach dem Anwendungs gebiete der Erfindung in der verschieden sten Weise erfolgen.
In der Zeichnung sind einige beispiels weise Ausführungsformen der Einrichtung veranschaulicht. Die Fig. 1 und- 2 zeigen die Anwendung der Einrichtung zur Kühlung eines Zylinders einer Verbrennungskraft- maschine; in .den Fig. 3 und 4 ist ein Aus- führungsbeispiel zur Kühlung des Öls von Transformatoren dargestellt.
Vor der Beschreibung der Ausführungs beispiels seien kurz die Grundlagen der vor liegenden Einrichtung erläutert: Es wurde gefunden, dass ein Mittel be stimmter chemischer Natur unter bestimm ten Druck- und Temperaturverhältnissen ein Maximum an Wärmeleitungsfähigkeit be sitzt. Der günstigste Wärmeleitungszustand wird nämlich dann erreicht, wenn sich das Mittel im Zustande des gesättigten Dampfes befindet, welcher Zustand bei jeder Tempe ratur eintreten kann, die zum Beispiel zwi schen dem Siedepunkt und der kritischen Temperatur des Mittels liegt.
Wenn der Druck von 1 Atm. nicht unterschritten wer den soll, so hat demgemäss zum Beispiel Wasser .die grösste Wärmeleitfähigkeit zwi schen ca. -f- 100 und + <B>360';</B> flüssiges Ammoniak zwischen - 33 und -f- 1,30 ; Alkohol zwischen -f- SO und -I- 240 usw.
In Benutzung dieser Erkenntnis hat man daher für die Erzielung bestimmter Kühl temperaturen einerseits in der Wahl des Mit- tels und anderseits durch Berücksichtigung des bei jedem einzelnen Mittel empirisch festzustellenden Maximum der Wärmeleit fähigkeit die Möglichkeit, die für den jewei ligen Zweck geeignetsten Bedingungen zu wählen.
Soll beispielsweise die Kühltemperatur auf 60, gehalten werden (Erfordernis für Motorenkühlungen), so wird zum Beispiel Ammoniak als Übertragungsmittel in Betracht kommen, da die vorgenannte Temperatur von 60 zwischen dem Siedepunkt - 33 und der kritischen Temperatur von + <B>130'</B> liegt. Durch Versuche wurde auch bereits festge stellt, dass bei Verwendung des Ammoniaks zu diesem Zwecke (Motoren- und Transforma- torenkühlunu) tatsächlich die rasche Wärme übertragung sichergestellt ist.
Vorteilhaft wird das Kälteübertragungs- mittel bei einer unterhalb der niedrigsten Verwendungstemperatur desselben liegenden Temperatur in flüssigem Zustande eingefüllt. Die Menge des eingefüllten Kälteübertra- gungsmittels wir.l zweckmässig so gewählt, dass zwischen den Temperaturgrenzen, inner halb welcher die zugeführte Kälte nutzbar gemacht werden soll, immer ein Teil des Kälteübertragungsmittels im flüssigen Zu stande verbleibt. Der übrige Teil des Kälte übertragungsmittels befindet sich dann stets im Zustande des gesättigten Dampfes.
Eine vollständige Verdampfung des eingeschlosse nen Kälteübertragungsmittels innerhalb der genannten Temperaturgrenzen wird besser umgangen, da sonst das Kälteübertragungs- mittel in den Zustand des überhitzten Damp fes kommen könnte und dadurch seine Wärmeleitungsfähigkeit herabgemindert wer den würde, was vermieden werden muss.
Das Ausführungsbeispiel gemäss den Fig. 1 und 2 besitzt folgende Einrichtungen: 1 ist der Zylinder einer Verbrennungs- kraftmaschine, 2 die Ventilkammer des Zy linders und 3 das Kurbelwellengehäuse. An der Mantelfläche des Zylinders 1 und der Ventilkammer 2 sind wulstförinige Angüsse 5 vorgesehen, die eine unten geschlossene Längsbohrung 6 besitzen. Die Bohrungen 6 stellen mit an einem Ende geschlossenen Rohren 7 in Verbindung, die ebenso wie der Zylinder aus Metall bestehen.
Jede Bohrung 6 bildet mit ihrem Anschlussrohr 7 einen geschlossenen Kaital, in welchem das Kälte übertragungsmittel ein für allemal eingefüllt ist. Die Rohre 7 führen zu einer Abküh lungsvorrichtung 1<B>)</B>. Dieselbe besteht aus mehreren auf den Rohren befestigten Schei ben 11, zwischen denen ein Kühlmittel, z. B. Luft, Kühlwasser oder dergleichen, hindurch- streicht. Zur Erhöhung der Kühlwirkung der Abkühlungsvorrichtung 10 können die Scheiben 11. erforderlichenfalls noch mit Stiften, Auspressungen und dergleichen aus gestattet sein.
Befindet sich in dem aus den Kanälen 6 und den Rollren 7 bestehenden geschlossenen Kanalsystem das für den vor liegenden Zweck geeignete Kälteübertra- gungsmittel, so werden beim Betrieb des Motors die heissen Wandungen des Zylinders und der V entilliammer wirksamst gekühlt, weil sich das Ka.lteübertragungsmittel in allen Teilen des Kanalsystems 6,
"i im Zu stande gesättigten Dampfes befindet und weil deshalb an sämtlichen Stellen dieses Kanal systems die Bleielle Temperatur herrscht. Wird die Abkühlungsvorrichtung 10 durch irgendein Kühlmittel wirksamst gekühlt, so wird diese Kühlung sofort auf die Wan dungen des Zylinders 1 und der Ventilka.in- mer ? übertragen.
Die vorliegende Einrichtung eignet sich zum Kühlen sowohl ortsfester Motore, wie auch zum 1,#ühlen von Motoren auf Land-, Wasser- und Luftfahrzeugen. Die einzelnen Teile der Einrichtunb können selbstredend in der verschiedenartigsten Weise durchgebil det werden;
so können beispielsweise bei Mehrzylindermotoren die Kanäle der Zylin derwandungen und der Ventilkammern un tereinander in Verbindung stehen und durch ein oder mehrere Verbindungsrohre mit ir gendeiner Abkühlungsvorrichtung, zum Bei spiel mit einem Bienenkorbkühler, in Verbin dung gebracht werden. Auch können die den Zylinder unmittelbar kühlenden Kanäle aus Rohren bestehen, die an die Zylinderumflä - chen befestigt (angelötet, angeschweisst und dergleichen) sind.
Das Ausführungsbeispiel gemäss den Fig. 3 und 4 weist folgende Einrichtungen auf-, 20 ist das Gehäuse des Transformators, 21 sind die Kerne. 22 die Wicklungen und 27 die Durchführungsisolatoren. Der inner halb des Gehäuses 20 befindliche Hohlraum 25 ist mit<B>01</B> erfüllt. In dem Hohlraum 25 sind Rohre 28 angeordnet, die unten und oben durch Verteilrohre 29, 30 verbunden sind. Von .dem obern Verteilrohr 29 zweigt ein Verbindungsrohr 31 ab, das zu einer Abkühlungsvorrichtung 35 führt. Die Ab kühlungsvorrichtung 3.5 besteht bei vorlie gendem Ausführungsbeispiel aus mehreren Rohren 36, die durch ein Rohr 37 mit dem Verbindungsrohr 31 kommunizieren. Auf den Rohren 36 sind Kühlscheiben 39 aufgesteckt und mit den Rohren verbunden.
Zwischen den Kühlscheiben streicht irgendein Kühl mittel, z. B. Luft, Wasser oder dergleichen, hindurch. Zur Erhöhung der Kühlwirkung der Kühlscheiben 39 können dieselben mit Stiften, Auspressungen und dergleichen ver sehen sein. Die Rohre 28, 29, 30, 31, 36 und 37 bilden ein geschlossenes Kanalsystem, in welches ein für allemal das Kälteübertra- gungsmittel eingefüllt ist. Durch das Kälte übertragungsmittel wird während des Betrie bes des Transformators an allen Stellen des Kanalsystems die gleiche Temperatur auf rechterhalten und das in den Zwischenrän men 25 befindliche 0l wirksamst gekühlt.
Das bei den beschriebenen Einrichtungen angewendete Verfahren kann als ein stati sches Kühlverfahren bezeichnet werden, da. bei demselben keine äussere Kraft verwendet wird, um das Kälteübertragungsmittel in dem Kanalsystem 6, 7 bezw. 28 bis 31, 36 und 37 in Bewegung zu setzen. An allen Stellen des zu kühlenden Konstruktionsmate rials, die unter dem Einfluss des in den Ka nälen befindlichen Kälteübertragungsmit- tels stehen, gleichgültig, ob dieses Mittel flüssig oder dampfförmig ist, herrscht stets ein und dieselbe Temperatur.
Diese Tempe- raturausgleichung findet überdies immer augenblicklich statt.
In dein Augenblicke, in dem an einem Ende des geschlossenen, das Kälteübertra- gungsmittel enthaltenden Konstruktionsteils die Kühlung einsetzt, weist auch das andere Ende den gleichen Temperaturgrad auf. Diese Wirkung ist dadurch leicht nachzuwei sen, dass man an beiden Enden des Kühler kanalsystems Thermometer anbringt, welche zeigen, dass bei Temperaturänderungen an einem Ende sofort die gleiche Temperatur am andern Ende abzulesen ist.
Die Art und Menge des Kälteübertra- gungsmittels, welches in das Kanalsystem ein für allemal eingefüllt wird, wählt man also, wie bereits gesagt, so, dass es sich inner halb der Temperaturgrenzen, zwischen wel chen die Wärme nutzbar gemacht werden soll, im Zustande des gesättigten Dampfes befindet, so dass an allen -Stellen des Kanal systems gleiche Temperaturen herrschen.
Wenn man beispielsweise eine Kälte übertragung zwischen den Temperaturen von - 10 und + 60 unter Vermeidung von Unterdruck vornehmen will, wird man zum Beispiel Ammoniak verwenden, weil die Flüs sigkeiten, welche einen Siedepunkt über -0 haben, sich innerhalb jener Temperatur grenzen nicht im Zustande des gesättigten Dampfes befinden.
Die Einrichtung gemäss der vorliegenden Erfindung kann für die verschiedensten in dustriellen Zwecke angewendet werden und sind die fallweise für diese Zwecke not wendigen Konstruktionen dem Gebrauchs zweck anzupassen.