CH360844A - Luftkühler für die Ladeluft von mehrzylindrigen Verbrennungskraftmaschinen - Google Patents

Description

      Luftkühler        für    die Ladeluft von     mehrzylindrigen        Verbrennungskraftmaschinen       Die Erfindung betrifft einen Luftkühler für die  Ladeluft von mehrzylindrigen Verbrennungskraft  maschinen. Sie kann insbesondere bei     Diesehnaschi-          nen    und vorzugsweise bei     Schiffsdieselmaschinen    ver  wendet werden.  



  Man ist seit langer Zeit dazu übergegangen, die  Verbrennungsluft derartiger Maschinen vorzuverdich  ten, und benutzt zum Antrieb der Lader oft die Ab  gase der     Verbrennungskraftmaschinen,    wodurch  gleichzeitig der Wirkungsgrad erhöht wird. Insbeson  dere verwendet man Ladegebläse, welche von einer  Abgasturbine angetrieben werden. Derartige Lade  gebläse liefern die Ladeluft gleichmässig an,     während     die einzelnen Zylinder der Verbrennungskraft  maschine die Luft periodisch entnehmen. Hierdurch  ergibt sich die Notwendigkeit, zwischen dem Lade  gebläse und den     Lufteintrittsstellen    der einzelnen Zy  linder Pufferräume vorzusehen.

   Ausserdem wird die  Ladeluft bei der Kompression sehr stark     erwärmt,     so dass das Bedürfnis besteht, sie vor der     Einführung     in die     Zylinder    zu kühlen.  



  Demgemäss verwendet man zwischen dem Lader  und den Zylindern einen Luftfilter,     einen    oder meh  rere Pufferräume, welche die Schwingungen unter  drücken, und eine Kühlanlage, welche die erwärmte  Ladeluft auf die zweckmässige Betriebstemperatur  bringt, bei der dem Verbrennungsraum der Verbren  nungskraftmaschine eine ausreichende Luftmenge zu  geführt werden kann. Diese drei Einrichtungen er  fordern bei den üblichen Konstruktionen einen erheb  lichen Raum, der in vielen Fällen, insbesondere bei       Schiffsdieselmaschinen,    nicht zur Verfügung steht  oder nur schwer zu     beschaffen    ist.  



  Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine kon  struktiv günstigere Lösung zu schaffen, bei welcher  die drei Geräte zu einer baulichen Einheit     zusam-          mengefasst    werden können. Die bisher verwendeten    Pufferräume können bei geeigneter Ausbildung der  vorgeschlagenen Konstruktion Kühler und Filter auf  nehmen. In einem solchen Falle erhält der     Kühler     mit Rücksicht auf die Zylinderzahl eine wesentlich  grössere Länge bei entsprechender Verminderung der  Kühlerbreite. Die bauliche Zusammenfassung bringt  eine bedeutende Raumersparnis, was sich insbeson  dere bei     Schiffs-Dieselmaschinen    vorteilhaft auswirkt.

    Ferner erhält man bei einer derartigen Kombination       eine    günstige     Beaufschlagung    der Kühlfläche und  bessere Pufferverhältnisse zum Ausgleich der Luft  schwingungen, da der Kühler an den Ort der un  gleichmässigen Entnahme verlegt wird und dort in  folge seines Strömungswiderstandes als dämpfendes  Glied wirkt.  



  Gemäss der Erfindung ist der Kühler, der als       Ladeluftverteiler    ausgebildet ist, dadurch gekenn  zeichnet, dass er eine     axiale        Luftzuführung    und einen  von der zugeführten Luft durchströmten, ein Kühl  mittel führende Organe enthaltenden und von einem  Mantel umschlossenen Raum besitzt, von dem die       Luftabführungen    abzweigen.  



  Da die Ladeluft häufig nicht     vollständig    rein     ist,     sieht man vorteilhaft zwischen der     Abluftleitung    des  Laders und den Kühlvorrichtungen     zusätzlich        einen     oder mehrere Luftfilter vor, die vorzugsweise aus  tauschbar sind, um eine leichte Reinigung zu ermög  lichen.  



  Der Luftkühler hat zweckmässig eine zylindrische  Gestalt. Die Ladeluft tritt dabei axial     ein,    und es  können mehrere radiale oder     tangentiale,    in ihrer  Zahl und Anordnung den     Ladeluftzuleitungen    der  Zylinder entsprechende     Ladeluftaustritte    vorgesehen  sein.  



  Für die Gestaltung des erfindungsgemässen Luft  kühlers gibt es verschiedene Ausführungsmöglich  keiten.      Bei einer zweckmässigen Ausführungsform ist der  Luftkühler von achsparallel verlaufenden, durch ein       Kühlmittel,    z. B. Wasser, durchströmten geraden  Kühlrohren durchsetzt.  



  Anstelle gerader Kühlrohre können auch Kühl  schlangen verwendet werden.  



  In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele  für den Gegenstand der Erfindung schematisch dar  gestellt. Es zeigen:       Fig.    1 einen Längsschnitt durch einen erfindungs  gemässen Luftkühler, wobei der Mittelteil     fortgebro-          chen    ist,       Fig.    2 den Gegenstand der     Fig.    1 im Querschnitt  im Bereich des Entleerungsanschlusses,       Fig.    3 einen Längsschnitt durch eine andere Aus  bildung des Luftkühlers, wobei der Längsmassstab  gegenüber dem Quermassstab stark verkleinert ist,

    und       Fig.4    einen Querschnitt durch den Gegenstand  der     Fig.    3 am Ort des ersten     Ladeluftaustrittes.     Gemäss     Fig.    1 und 2 wird der Luftkühler im  wesentlichen durch einen Zylindermantel 1 gebildet,  welcher an seinen Enden mit Flanschen 2 und 3 aus  gerüstet ist. Gegen den rechts angeordneten Flansch  2 liegt der erste Rohrboden 4, in welchen die vom  Wasser durchströmten Kühlrohre 5 eingewalzt sind.  Die Kühlrohre endigen in einem zweiten Rohrboden  6, der sich beim Auftreten von     Wärmespannungen     in     axialer    Richtung bewegen kann, wobei eine Stopf  büchse 7 die Dichtung aufrechterhält.

   Auf den Rohr  boden 4 ist eine Haube 8 aufgesetzt, welche den Was  serzuführungsstutzen 9 aufweist. Der Wasserablauf  stutzen 12 ist an der Haube 11 vorgesehen. Die  Haube 8 ist durch das     Ladeluft-Eintrittsrohr    18  durchsetzt, welches die Ladeluft dem Mittelrohr 19  zuführt. Dieses Mittelrohr 19 reicht vom ersten Rohr  boden 4 bis zum zweiten Rohrboden 6 und     ist    gegen  diese abgedichtet, wobei an einer Seite gegebenen  falls eine bewegliche Dichtung, z. B. eine Packung,  vorgesehen sein kann. Innerhalb des Mittelrohres  befindet sich eine Anzahl von rohrförmigen Filter  körpern 20, 21, 22, die durch Ringe 23 an ihren  Enden gegen das Mittelrohr abgestützt werden.

   (Zur  Erleichterung des Verständnisses ist in     Fig.    2 der an  sich sichtbare, dem Filterrohr 22 zugeordnete Ring  23 fortgelassen.) Wie     Fig.2    erkennen lässt, ist das  Mittelrohr 19 gegenüber den     Luftaustrittsöffnungen     13, 14, 15 bei 24 geschlitzt.  



  Ferner ist an dem Luftkühler je ein zusätzlich  oben bzw. unten angeordneter Anschluss für eine Lei  tung 16, 17 vorgesehen, welche zum Spülen bzw. Ent  leeren dient, falls     Undichtigkeiten    aufgetreten sind  oder eine Reinigung erforderlich ist.  



  Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel des  erfindungsgemässen     Ladeluftverteilers    tritt die Luft  bei 18 ein. Sie gelangt von hier aus in den Zentral  teil des Mittelrohres 19 und durchsetzt die Filter  rohre 20, 21, 22 in radialer Richtung. Sie verlässt  das Mittelrohr 19 durch den Schlitz 24 und strömt    dann in Umfangsrichtung zwischen den Kühlrohren  5 hindurch, welche vorzugsweise mit Querrippen  versehen sind, um die Kühlfläche zu vergrössern. Wie       Fig.    2 erkennen lässt, können die Kühlrohre in zwei  Gruppen angeordnet werden, so dass die Ladeluft auf  beiden Seiten (in     Fig.2    oben und unten) um das  Mittelrohr 19     herumströmen    und gekühlt werden  kann.

   Aus dem Innenraum des zylindrischen Mantels  1 tritt die Luft dann in die     Ladeluftaustritte    13, 14,  15 über.  



  Nach Abnehmen der Haube 8 kann man das  Filtersystem 20, 21, 22 bzw. das Kühlsystem 4, 5, 6  getrennt oder gemeinsam aus dem Luftkühler zwecks  Prüfung, Reparatur und Reinigung herausziehen.  



  Bei der in     Fig.    1 und 2 dargestellten Anord  nung durchsetzt jede     Teilluftmenge    einen eigenen  Weg 20, 15 bzw. 21, 14 bzw. 22, 13, soweit nicht  ein gegenseitiger Ausgleich erfolgt. Es ist aber auch  möglich, die Anordnung so zu treffen, dass die ge  samte     Kühlluftmenge    stets das ganze Kühlluft  system durchströmt. Auch dabei ist jedoch die An  ordnung so, dass dem Kühlsystem eine der Zylinder  zahl entsprechende Anzahl von     Ladeluftaustritts-          öffnungen    zugeordnet ist, so dass das gesamte Ge  bilde gleichzeitig als Verteiler, als Pufferraum und  als Kühler dient.

   Die     Fig.    3 und 4     geben    eine solche  andere     Ausführungsmöglichkeit,    die sich in vielen  Fällen besonders bewähren wird. Der zylindrische  Mantel 30 ist mit zwei Endflanschen 31 und 32  versehen. In der zylindrischen Wandung befinden  sich vier     Ladeluftaustrittsöffnungen    33, 34, 35 und  36. An den Flansch 31 liegt ein Rohrboden 37 an,  in welchen die Kühlrohre 38 beispielsweise einge  walzt sind. Diese Kühlrohre endigen auf der an  deren Seite in dem Rohrboden 39, welcher mit einem  dichtenden Flansch 40 an die Innenwand des zylin  drischen Mantels 30 anliegt. Das aus den Rohren  38 bestehende Kühlsystem wird von einem Zwischen  rohr 41 umschlossen, das von dem Rohrboden 39 ge  tragen wird und vor dem Rohrboden 37 endigt.

   Auf  den Rohrboden 37 liegt eine durch eine nicht dar  gestellte Querwand unterteilte Haube 42 auf, welche  mit einer Wasserzuführung 43 und einer Wasser  abführung 44 versehen ist. Das Wasser strömt durch  die unteren Kühlrohre 38 nach links in den Raum  des Umkehrbodens 45 und von dort durch die oberen  Kühlrohre 38 in die obere Hälfte der Haube 42, wo  es bei 44 austreten kann. Die Haube 42 wird von  einem Rohr 46 durchsetzt, welches an den Lader an  geschlossen wird. An dieses Rohr 46 schliesst sich das  Mittelrohr 47 an, welches in den Rohrboden 37 dicht  eingesetzt ist und mit Abstand vor dem Rohrboden  39 endigt. Innerhalb des Mittelrohres 47 befindet sich  das     kegelstumpfförmige    Filter 48, welches an seiner  kleineren     Endfläche    durch eine Haube 49 geschlos  sen ist.

   Die Kühlrohre 38 sind in demjenigen Bereich,  in welchem sich das Zwischenrohr 41 und das Mit  telrohr 47 überlappen, mit Längsrippen versehen,  während sie in dem Bereich zwischen dem Ende des  Zwischenrohres 41 und dem Rohrboden 37 sowie      in dem Bereich zwischen dem Ende des     Mittelrohres     47 und dem Rohrboden 39 rippenfrei     ausgebildet     sind.  



  Bei dem in     Fig.    3 und 4 dargestellten Ausfüh  rungsbeispiel tritt die Ladeluft bei 46 ein und durch  setzt zunächst das austauschbare stumpfkonische Fil  ter 48. Aus dem Mittelrohr 47     tritt    sie am Ende aus  und gelangt nach radialer Umlenkung in den Zwi  schenraum zwischen dem Mittelrohr 47 und dem  Zwischenrohr 41. Hier strömt sie achsparallel an den  Kühlrohren 38 entlang, um anschliessend in dem  Raum zwischen dem freien Ende des Zwischenrohres  41 und dem Rohrboden 37 wiederum radial um  gelenkt zu werden. Nach dieser Umlenkung tritt die  Luft in den Raum zwischen dem Zwischenrohr 41  und dem Mantel 30 ein, aus welchem sie durch  die     Austrittsöffnungen    33, 34, 35 und 36 entnom  men werden kann.

   Auch hier sind das Filter 48 und  das Kühlsystem 37, 38, 39     herausziehbar,    so dass  sie leicht geprüft, repariert und gereinigt werden  können. In vielen Fällen wird es auch bei der Kon  struktion gemäss     Fig.    3 und 4 zweckmässig sein, das  Filter in Teillängen zu zerlegen.  



  Um eine wenigstens teilweise Freilegung der  Rohre 5 bzw. 38 zwecks Besichtigung zu ermög  lichen, kann der Mantel 1 bzw. 30 eine oder meh  rere Öffnungen aufweisen, die durch abnehmbare  Deckel verschlossen sind. Diese Öffnungen und     Dek-          kel    sind in der Zeichnung nicht dargestellt. Beispiels  weise kann eine Öffnung sich über einen     Teil    der  axialen Länge des Mantels 1 bzw. 30 zwischen den  Flanschen 2 und 3 bzw. 31 und 32 erstrecken, oder  der Mantel kann mit mehreren     Öffnungen    versehen  sein, die sich beispielsweise je gegenüber einer der       Luftaustrittsöffnungen    13, 14, 15 bzw. 33, 34, 35, 36  befinden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Luftkühler für Ladeluftgebläse von Brennkraft maschinen, welcher als Ladeluftverteiler für die ein zelnen Zylinder ausgebildet ist, dadurch gekennzeich net, dass er eine axiale Luftzuführung und einen von der zugeführten Luft durchströmten, ein Kühlmittel führende Organe (5, 38) enthaltenden und von einem Mantel (1, 30) umschlossenen Raum aufweist, von dem die Luftabführungen abzweigen. UNTERANSPRÜCHE 1. Luftkühler nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass zwischen dem die Luft zuführen den Anschluss einerseits und den das Kühlmittel füh renden Organen anderseits Luftfilter vorgesehen sind. 2. Luftkühler nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftfilter austauschbar sind.

   3. Luftkühler nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die das Kühlmittel führenden Organe von achsparallel verlaufenden, beiderseits in Rohrböden (4, 6, 37, 40) eingesetzten Kühlrohren gebildet werden. 4. Luftkühler nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlrohre eine herausnehm bare Baugruppe bilden. 5.

   Luftkühler nach Unteranspruch 3, dadurch ge kennzeichnet, dass in seiner Achse ein von Rohrboden zu Rohrboden durchgehendes, an den Luftzufüh- rungsanschluss angeschlossenes und geschlitztes Mit telrohr (19) angeschlossen ist, dessen Schlitz (24) auf der dem radialen Luftaustritt entgegengesetzten Seite liegt und dass die Kühlrohre (5) in den Zylinder räumen zwischen dem Schlitz und dem Ladeluftaus- tritt liegen,

   so dass die zu kühlende Ladeluft die Kühlrohre in Umlaufrichtung zwischen dem Zylinder mantel und dem Mittelrohr umströmt. 6. Luftkühler nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlrohre mit Querrippen versehen sind. 7.

   Luftkühler nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein vom ersten Rohrboden aus gehendes und vor dem zweiten Rohrboden offen endigendes Mittelrohr (47) sowie hierzu gleichachsig ein vom zweiten Rohrboden ausgehendes und vor dem ersten Rohrboden offen endigendes Zwischen rohr (41) angeordnet sind und dass die Kühlrohre in dem Zylinderraum zwischen dem Mittelrohr und dem Zwischenrohr liegen, so dass die zu kühlende Lade luft die Kühlrohre achsparallel zwischen dem Mittel rohr und dem Zwischenrohr umströmt. B. Luftkühler nach Unteranspruch 7, dadurch ge kennzeichnet, dass die Kühlrohre mit Längsrippen versehen sind.

   9. Luftkühler nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass er mit je einem zusätzlich oben bzw. unten angeordneten Anschluss (16, 17) für eine Leitung zur Spülung bzw. Entleerung versehen ist. 10. Luftkühler nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass mindestens ein Abschnitt des Man tels (1, 30) wenigstens eine Öffnung hat, die mit tels eines zur wenigstens teilweisen Freilegung der Rohre (5) zwecks Besichtigung abnehmbaren Dek- kels verschlossen ist.