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Kühlvorrichtung für Verbrennungskraftmaschinen. Die Erfindung betrifft
ein verbessertes Kühlsvstem, «-elches besonders geeignet ist zum kühlen der Zylinderwanchingen
von Automobilmotoren und ähnlichen Maschinen mit innerer Verbrennung. Das Svstein
gehört zu dem sogenannten Siede- und Konriensiersystein, bei welchem der größere
Teil der von :ier Kühlflüssigkeit absorbierten Wärme benutzt wird, um die Kühlflüssigkeit
zu verdampfen, und dann im Kondensator vernichtet wird, in welchem die Flüssigkeit
wieder kondensiert wird und aus dein sie wieder in den Kühlrauen zurückkehrt.
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Verglichen mit den bisher bekannten Kühlsystenien dieser Art wird
das vorliegende System dadurch gekennzeichnet, (laß bei norinaler Wirkung der Einlaßraurn
des Kondensators sowohl Flüssigkeit als Dampf aus dein I<ülilraurci enthält,
und daß im Kondensator längs der eigentlichen Kondensierflächen Flüssigkeitspfade
oder ein solcher vorgesehen sind, durch welche umverdampfte Flüssigkeit aus <lein
Konclensatoreinlaß zu (-lein Kondensatorauslaß übertreten kann, ohne (laß unerwünschte
Kühlung stattfindet, und ohne daß die Kondensierfähigkeit des Kondensators leidet.
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Aus der Kondensatorauslaßkaninier, welche die im Kondensator niedergeschlagene
Flüssigkeit und die durch den Kondensator hindurchtretende umverdampfte Flüssigkeit
aufnimmt, wird die Kühlflüssigkeit in den Kühlrauen mit einer Geschwindigkeit übergeführt,
welche bewirkt, daß ein Teil der Flüssigkeit durch den Kühlraum hindurch und zurück
durch den Kondensator in die Auslaßkammer des letzteren fließt, ohne daß eine Verdampfung
eintritt.
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Das verbesserte Kühlsystem besitzt die üblichen und bekannten Vorteile.
die Siede- und Kondensierkühlsystemen dieser Art gegenüber solchen innewohnen, bei
denen Kühlwasser zirkuliert, in welchem die Wärme mittels eines wit Wasser gefüllten
Radiators abgeführt wird. Diese Vorteile bestehen darin, daß die Maschine rasch
die richtige Wärme bekommt, « enn sie angelassen wird, (laß die Kontrolle iler Temperatur
des Kühlsystems bequem und 1)f-stimmt durchgeführt werden kann, daß ein I#.iiifrieren
verhindert ist u. dgl. Außer den genannten charakteristischen Vorteilen besitzt
das System nach der vorliegenden Erfindung noch den besonderen Vorteil, daß die
richtige Menge von Kühlflüssigkeit in dem Maschinenkühlraum beibehalten wird, ohne
daß eine beson,lere Cberflußleitung oder Vorrichtung zur Innehaltung eines beschränkten
Flüssigkeitsspiegels notwendig ist, und daß das Umlaufsvstein mit einer größeren
Menge von Kühlflüssigkeit beschickt werden kann als es mindestens für die gewünschte
Wirkung notwendig ist, woraus sich ergibt, daß nur seltener eine Nachfüllung von
Kühlflüssigkeit notwendig ist, wobei stets eine Verschwendung von Flüssigkeit eintritt.
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Der zuletzt erwähnte Vorteil wird ferner erreicht, ohne (laß irgendeine
Komplikation in der Vorrichtung eintritt; es ist nur genügender Vorratsraum in der
Kondensatorauslaßkainmer oder eine als Behälter dienende Vorrichtung der letzteren
vorzusehen. Die Möglichkeit der C?berflutung des Kondensators ist vermieden sowie
die Gefahr, daß sich die Menge der im Maschinenraum enthaltenen Flüssigkeit ändert.
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!In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung
dargestellt. Abb. t ist eine Seitenansicht, zum Teil im Schnitt,
Abb.
2 ein Schnitt nach Linie 2-2, Abb. 2a eine vergrößerte Ansicht von vorn. Abb. 3
zeigt eine abgeänderte Ausführungsform.
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Abb. 4. ist ein Schnitt nach Linie .I-.I der Abb. 3.
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Abb. 5 und 6 sind Ansichten ähnlich der Abb.2 von anderen Ausführungsformen
des Kondensators.
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Abb. 7 zeigt ein ergänzendes Merkmal.
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In den Abb. r und 2 ist A der Kühlmantel für die Zylinder A5 einer
gewöhnlichen Automobilmaschine mit innerer Verbrennung. Die Kühlflüssigkeit, welche
gewöhnlich aus Wasser oder einem Gemisch von Wasser und Alkohol besteht, tritt in
den Kühlmantel A bei A' ein und bei A= tritt Wasser und Dampf aus dem Mantel aus
in eine Leitung C, welche eine biegsame Kupplung C' einschließt, in den Kondensator
B. Der Kondensatorraum oder das Innere desselben ist durchsetzt mit Kondensierflächen,
welche irgendeine übliche oder geeignete Form haben können. Diese werden bei der
vorliegenden Ausführungsform durch horizontale, enge Rohre B' gebildet, durch welche
Luft mittels eines Ventilators G1 hindurchgesaugt wird. Die Enden der Rohre BI sind
erweitert und verlötet, um Teile der Kondensatorwand zu bilden. An einem Teil des
Kondensators sind die Rohre BI weggelassen, um eine offene Einlaßkammer B= zu ergeben,
in welche die Leitung C mündet. An den Seiten des Kondensators sind senkrechte Kanäle
B5 und am Boden eine Auslaßkammer B4 zur Aufnahme des Wassers vorgesehen. Eine Verteilungsplatte
B1° am Boden des Raumes BZ lenkt die Flüssigkeit und den. Dampf, die in den Kondensator
aus der Leitung C eintreten, in die Kanäle B:% welche als Verteilungskanäle dienen,
und bilden ferner Flüssigkeitswege für (las Wasser, welches in den Auslaßraum B4
übertritt. Verteilungsplatten oder Rieselplatten R können angewandt werden, um das
an den clarüberliegenden Kondensierflächen niedergeschlagene Wasser abzuleiten und
in die Kanäle B3 überzuführen. Der Wasserraum B4 im Boden des Kondensators ist mit
dem Wassereinlaß A1 des Mantels durch eine Leitung D verbunden, die eine Pumpe E
einschließt. In manchen Fällen ist, um eine Entleerung des Mantels beim Stillstand
der Pumpe zu verhindern, die Leitung D mit einem Schwanenhalsteil Dl versehen, welcher
durch ein Entlüftungsrohr F mit dem Kondensator B verbunden ist. Die Pumpe E wird
durch ein Reduktionsgetriebe El von der Maschinenwelle aus angetrieben, welche auch
den Riemen G für den Ventilator G1 treibt. Vorteilhaft wird ein Luftrohr
H durch einen Dampfabscheider I
mit der Verteilungsleitung L für die
Saugkammern der :Maschine verbunden, so daß Luft aus dem Kondensator ausgesaugt
und ein Unterdruck darin aufrechterhalten wird, durch dessen Wahl die Temperatur
im Kühlsystem bestimmt wird. Die Regelung des Druckes erfolgt durch ein einstellbares
Vakuumrückschlagventil K, welches sich öffnet und Luft dein Kondensator zutreten
läßt, sobald der Druck der Atmosphäre den Druck im Kondensator um eine bestimmte
Größe übersteigt. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel hat dieses Rohr
H erweiterte Teile H=, die so gestaltet sind, daß sie die erweiterten Endteile
einer Gruppe von Rohren B1 vertreten können. Das vordere Ende des Rohrs H kann durch
einen Hahn H-' geschlossen werden, wenn dies erwünscht ist. Ein Sicherheitsventil
M beschränkt den Höchstdruck in dem Umlaufsystem. Die Wandungen der Kondensatorauslaßkammer
und der Kanäle B3 können isoliert sein, um die Abkühlung der durch den Kondensator
laufenden Flüssigkeit zu vermindern.
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Wenn die Verbindung C schräg nach oben gerichtet ist, wie in Abb.
r und 2 ersichtlich und wie es notwendig oder wenigstens erwünscht ist, um die Erfindung
bei Maschinen gewisser Art anbringen zu können, ist der Flüssigkeitsspiegel im System
praktisch in der Höhe der unteren Kante der Austrittsöffnung der Leitung C über
der Oberkante des Dampfmantels. In diesem Falle wird ein Teil des von der im Kühlmantel
absorbierten Wärme erzeugten Dampfes in dem Dampfraum über dem Flüssigkeitsspiegel
in dem Austrittsendteil des Verbindungsrohrs C erzeugt, aber bei schwerer Belastung
wird ein großer Teil des Dampfes von dem Wasser im Kondensatorraum B= abgegeben.
Wenn das Rohr C wagerecht liegt, wie bei Abb. 3 und .I, steht der Flüssigkeitsspiegel
unter der Oberkante des Kühlmantels und unter gewöhnlichen Umständen tritt Flüssigkeit
längs des unteren Teils der Leitung C in den Kondensator ein, während Dampf durch
den oberen Teil der Leitung zufließt. Die relativen Mengen von Flüssigkeit und Dampf,
die in den Kondensator eintreten, können in weiten Grenzen verändert werden, ohne
daß die Betriebsverhältnisse sich wesentlich ändern, und wenn das System mit Wasser
gefüllt wird und der Hahn H3 das Luftrohr H abschließt, so kann das System, welches
in Abb. z und 2 dargestellt ist, als Wasserzirkulationssystem benutzt werden.
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Gewöhnlich wird das System zunächst mit Wasser beschickt, bis der
Kühlmantel und die Leitung C bis zum LYberfließspiegel angefüllt sind und die Kondensatorauslaßkammer
bis zu einem Spiegel gefüllt ist, der etwa unter der Luftabsaugeverbindung H liegt.
Die Menge der Flüssigkeit, welche die zum Betriebe notwendige übersteigt und in
der Auslaßkammer aufgespeichert werden kann, hängt natürlich
von
der Größe des letzteren ab. Die Einführung von Flüssigkeit in den Kühlmantel mit
einer Geschwindigkeit, die größer ist als die, finit welcher die Flüssigkeit durch
die vom Kühlmantel aufgenommene Wärme verdampft, gibt nicht nur die Sicherheit,
daß eine Flüssigkeit durch den Kühlmantel zirkuliert, sondern daß auch eine angegebene
Menge von Flüssigkeit in dem Mantel allzeit vorhanden ist. Die Rückleitung für unverdampfte
Flüssigkeit bildet auf diese Weise eine einfache und wirksame Überfließvorrichtung.
Wo es notwendig ist, die Leistungsfähigkeit zu vergrößern oder aus anderen Gründen,
kann der obere Teil des Kondensators erheblich über dem Auslaß Al des Maschinenkühlmantels
liegen, während die Einlaßkammer B= des Kondensator: zwischen oberen und unteren
Gruppen von Rohren B' liegt, wie bei dem in Abb.3 und .I gezeichneten Kondensator
BAT. In diesem Falle kann die Luftabsauge-Rohrverbindung H mit einer Abzweigung
versehen sein, die sich am Boden des Kondensators öffnet und mit einer zweiten Abzweigung,
die sich in dem Raum B2 öffnet. Verteilungsplatten S ergeben Wasserabschlüsse zwischen
den unteren Enden der Kanäle B3 und dem unmittelbar unter dein Luftrohr H liegenden
Teil des Raumes B4. Bei der in Abb.5 dargestellten Ausführungsform öffnet sich das
Luftauslaßrohr H in dem Kondensator in der Nähe des oberen Endes eines mittleren
Luftkanals B', der zwischen den beiden Kanälen B3 in der Mitte liegt, um zu verhindern,
daß aus dem Raum B2 Luft und Dampf in den Auslaß H übertreten, ohne eine beträchtliche
Kondensier- und Kühlfläche passiert zu haben. In der in Abb. 6 veranschaulichten
Ausführungsform schließt die Platte B16 an einer Seite die Verbindung zwischen dem
Raum B2 und dein oberen Ende des Kanals Be. Das Luftauslaßrohr H ist am oberen Ende
des Kanals B6 angeordnet, und eine Verteilungsplatte S schließt die Verbindung zwischen
den unteren Enden der Kanäle B3 und Bs am Boden des Kondensators. Die Funktion des
Kanals Be entspricht derjenigen des Kanals B6 in Abb. 5.
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Bei jeder der dargestellten Ausführungsformen können in den Kanälen
B3 Rieselplatten 0, 01 angeordnet sein (s. Abb. 7), um die Wasserströme zu
verzögern und zu unterbrechen, wenn ,sie in den Kanälen niederfließen, so daß die
Freigabe von mitgerissener Luft und mitgerissenem Dampf erleichtert wird.
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Die dargestellten Kondensatoren können zweckmäßig auch bei Kühlsystemen
angewandt «-erden, bei denen unter normalen Bedingungen keine Flüssigkeit in den
Kondensator eintreten soll, um mitgerissenes Wasser, welches mit dem Dampf in den
Kondensator eintritt, oder aus anderen Gründen bei unnormalen Arbeitsbedingungen
hier hineinkommt, unschädlich zu machen.