DE399211C - Kuehler fuer Luftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die bisher bei Luftschiffen und Flugzeugen benutzten Kühler weisen eine große Zahl von Nachteilen auf, deren hauptsächlichste sich in folgender Weise zusammenfassen lassen:
Sowohl die sogenannten Bienenkorbkühler wie auch die Kühler vom Röhrentyp nehmen viel Platz fort, haben ein bedeutendes Gewicht und behindern die Fahrt des Luftfahrzeuges durch einen erheblichen Luftwiderstand.

Da der Wasserumlauf in den Rohrbündeln, die in der Fahrtrichtung eine senkrechte Wand bilden, in senkrechter Richtung erfolgt, so bietet der Kühler nicht nur der Vorwärtsbewegung des Luftschiffes einen erheblichen Wider.

stand und erzeugt an seiner Rückseite eine Luftverdünnung, welche diesen Widerstand erhöht, sondern es wird auch die Bewegung der Kühlflüssigkeit durch ihre Trägheit gehemmt, weil nämlich die flüssige Masse notwendigerweise an der wagerechten Bewegung des Luftfahrzeuges teilnimmt.

Weiter sind die bekannten Kühler schwer auszubessern, sobald sie einmal in dem Luftfahrzeug eingebaut sind. Die Schwierigkeit ist natürlich noch viel größer, wenn das Luftfahrzeug in Bewegung ist.

Sowohl bei den Rähnenkühlern wie bei den Bienenkorbkühlern muß die Luft durch röhrenförmige Leitungen von großer Tiefe oder durch ein aus einer großen Zahl von Rohrreihen bestehendes Bündel hindurchstreichen und erhitzt sich dabei sehr schnell, so daß die Kühlung des Wassers an der Rückseite ungenügend ist.

Schließlich haben die jetzt gebräuchlichen Kühler gewöhnlich keinerlei zweckmäßige Vorrichtung zu ihrer Füllung und zur Erhaltung des erforderlichen Wasserniveaus.
Der den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildende Kühler ist von den vorher beschriebenen Unzuträglichkeiten frei.

(Der Kühler ist dadurch gekennzeichnet, daß seine Kühlelemente, die bekannter Weise annähernd parallel zur Längsachse des Flugzeuges liegen und zwischen einem Eintrittssamniler für das heiße Wasser und einem Austrittssammler für das gekühlte Wasser eingebaut sind, einen Längsschnitt zeigen, der nach der Außenseite des Kühlers konvexes Profil aufweist, wodurch das Eindringen des Kühlers in die Luft, der Umlauf des Wassers in den Kühlelementen und die Ausdehnung der Kühlelemente erleichtert wird.

Die Erfindung bezieht sich auch auf verschiedene Längsprofile der Elemente und auf verschiedene Ausführungsformen ihres Querschnittes.

Die Erfindung betrifft auch einen Kühler, der aus einer Zusammenfassung der vorher beschriebenen Elemente besteht, und zwar in einer bestimmten Zahl von um eine annähernd parallel zur Längsachse des Fahrzeuges oder des Flugzeuges liegende Achse verteilten Körben, wobei diese Elemente mit ihren Enden in einen vorderen und einen hinteren Kühler münden, die ringförmig ausgebildet sind und annähernd senkrecht zu der Längsachse des Flugzeuges liegen. Der Korb oder die Umhüllungsform, nach welcher die Kühlelemente verteilt sind, kann zweckmäßigerweise eine ovoide Gestalt haben oder eine spindelförmige Form, d. h. eine Form, die einen verringerten senkrechten Querschnitt hinten und den größten senkrechten Querschnitt in der Nähe des vorderen Endes aufweist. Es folgt aus dieser Form die größte Ausbreitung der Rohre am vorderen Ende und die entsprechende geringste Ausbreitung an dem hinteren Ende.

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Die Verteilung dieser Röhren in Gestalt eines geschlossenen Korbes um eine wagerechte oder annähernd wagerechte Achse beseitigt oder verringert doch (sofern man die Stärke der ringförmigen Sammler berücksichtigt) die senkrechten Wände -und infolgedessen den von diesen senkrechten Wänden geleisteten Widerstand. Sie erleichtert ferner (ien Umlauf des Kühlwassers, der hier der ίο Hauptsache nach in der Bewegungsrichtung des Luftschiffes stattfindet.

Wenn der Röhrenkorb im übrigen auf einer ovoiden Fläche verteilt ist, wie dies bereits ausgeführt wurde, so wird die Luftverdünnung am hinteren Ende, die bei dem Luftablauf entsteht, auf ein Minimum verringert, und da hier besondere Kühlluftströme gleichzeitig innen und außen uim die Röhren strömen, so wird die Kühlwiirkung auf das höchstmöglichste Maß gesteigert, da die Röhren auf ihrer ganzen Außenfläche bestrichen werden und sowohl der Zutritt der Luft wie auch ihr Abfluß infolge der sehr viel größeren Entfernung der Röhren voneinander an der Vorderseite an der Stelle wesentlich erleichtert wird,'wo Wasser mit seiner höchsten Temperatur eintritt.

Die im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele enthalten noch weitere besondere Merkmale, die einzeln beschrieben werden ufld die Herstellung eines Kühlers ermöglichen, der keinen der vorhin namhaft gemachten Nachteile aufweist.

Verschiedene Ausführungsformen der Erfindung sind beispielsweise auf den beiliegenden Zeichnungen veranschaulicht.

Abb. ι zeigt einen Kühler nach der vorliegenden Erfindung im Längsschnitt.

Abb. 2 zeigt rechts eine Teilansicht, links einen halben Querschnitt nach der Linie II-II der Abb. 1.

Abb. 3 zeigt eine zweite Ausführungsform, teilweise in Ansicht, teilweise im Längsschnitt nach der Längsachse des Kühlers.

Abb. 4 veranschaulicht den in vorstehendem dargestellten Kühler teilweise in Vorderansicht, teilweise im Querschnitt nach der Linie II-II der Abb. 3, die

Abb. 5 und 6 zeigen in Seitenansicht und Aufsicht eine weitere Ausführungsform der Erfindung.

Bei der Ausführungsform nach Abb. 1 und 2 sind die Röhren A des Kühlers gleichmäßig in Form eines Korbes oder geschlossenen Schleiers von ovoider Form verteilt, und zwar um die geometrische Achse X-X, die parallel oder annähernd parallel zu der Flugrichtung, d. h. zur Längsrichtung des Luftschiffes liegt. Sie münden mit ihren Enden vorn in einen ringförmigen Sammler B und hinten in einen Sammler C. Diese Sammler werden von einer Achse D getragen, die mit der geometrischen Achse X-X des Kühlers zusammenfällt und aus einem einfachen Rohr bestehen kann, dessen zwischen den Sammlern befindlicher Teil von den Enden des Rohres durch Pfropfen E und F isoliert ist. Die Enden des Rohres drehen sich in Haltern G₁ H, die außerordentlich einfach sind, so daß man sie an jedem beliebigen Punkte des Luftschiffes anbringen kann. An die Enden der röhrenförmigen Achse D wird der gesamte Kühler, den man um diese Achse zum Nachprüfen, zum Ausbessern und zum Isolieren der beschädigten Rohre drehen kann, mittels der Überwurfmuttern d, d mit der Umlaufleitung I für das Kühlwasser verbunden.

Der vordere Sammler B steht mit der röhrenförmigen Achse D durch Rohre b in Verbindung. Dieser Sammler kann gemäß Abb. ι zweckmäßigerweise einen keil- oder tropfenförmigen Querschnitt bekommen, um den Abfluß der Luft zu erleichtern. Der hintere Sammler C ist ein einfacher Behälter, der mit dem hinteren Ende der röhrenförmigen Achse D durch die in dieser Achse vorgesehenen Löcher c in Verbindung steht. Die Rohre A haben ebenfalls einen keil- oder tropfenförmigen Querschnitt, der nach innen verstärkt und abgerundet ist, so daß sie das Maximum ihres Querschnittes bei α im Innern des von den Röhrenbündeln gebildeten Korbes aufweisen, während sich die Rohre nach den äußeren Enden bei a¹ zusammenziehen, wie es der Schnitt auf der linken Seite der Abb. 2 veranschaulicht. Um die Rohrbündel möglichst starr zu machen,, kann man sie an einem beliebigen Punkt zwischen ihren Enden in Schlitze an der Außenkante / eines Metallringes / einlegen.

Ein Behälter K von Schalen- oder anderer geeigneter Form steht durch eine Leitung L mit dem Sammler B in Verbindung. Dieser Behälter, der durch ein federbelastetes Ventil M in dem abnehmbaren Deckel N abgeschlossen ist, bildet einen Kondensator für den Dampf, der sich in dem Umlauf- und Kühlwasser leicht bilden könnte. Die Schale K trägt weiter noch einen Trichter und gestattet das Füllen des Kühlers, wenn der Deckel durch öffnen der Befestigungsklammer oder Haken O abgenommen wird. Die eigenartige Form der Kühlrohre sichert nicht nur einen günstigen Wasserumlauf in ihren ausgebauchten Teilen a, sondern erleichtert auch das Abströmen und Herumströmen der Luft um die Rohre und verhindert jede Bildung einer Luftveränderung an der Rückseite der Rohre. Die Krümmung der Rohre bietet noch außer den bereits beschriebenen Vorteilen die Möglich-

keit von Durchbiegungen und Ausdehnungen, wodurch bekanntlich die Möglichkeit eines Bruches an den Schweißstellen, die bei den Kühlern mit geraden Röhren so häufig auftreten, wesentlich verringert wird.

Eine weitere Ausführungsform der Er^ findung ist in den Abb. 3 und 4 dargestellt. Wie bei den vorher besprochenen Ausführungsbeispielen sind auch hier die xo Rohre A des Kühlers in Form eines Korbes oder eines geschlossenen Schleiers oder auch gegebenenfalls in Gestalt mehrerer Körbe gleichmäßig um eine geometrische Achse X-X verteilt und münden mit ihren Enden vorn in einen ringförmigen Sammler B und hinten in einen Sammler C; die beiden Sammler werden von der Achse D getragen, die aus einem wagerechten Rohr besteht, dessen zwischen den Sammlern gelegener Teil von seinen Enden durch die Abschlußwände E, F isoliert ist. Die beweglichen Abschluß- oder Überwurfmuttern d, d verbinden den Kühler mit der Wasserumlauf leitung /.

Die Sammler B und C sind im Innern durch Scheidewände g, h unterteilt, und zwar in drei Elemente, die voneinander durch Hähne isoliert werden können. Wenn ein Rohr beschädigt ist, so kann man durch Schließen der Hähne B¹ C¹ der vorderen und hinteren Sammler den Teil, in welchen das Rohr mündet, isolieren, während der Wasserumlauf durch die übrigen Teile des Kühlers ununterbrochen weitergeht. Diese Abschlußvorrichtung ermöglicht es auch, daß der Kühler nur mit einem Teil seiner Elemente arbeitet, wenn die wechselnden Arbeitsbedingungen eine geringere Kühlfläche verlangen.

Der vordere Sammler B ist nach dem Innern des Kühlers zu durch eine Trommel oder Hülse B- verlängert, welche die von außen durch die Rohrbündel eintretende Luft in vorteilhafter Weise leitet. Der hintere Sammler C ist nach dem Innern des Kühlers zu verlängert, und zwar in der Form eines Kegels, wodurch sein Rauminhalt und seine Aufnahmefähigkeit vergrößert ist und gleichzeitig auch eine Leitfläche zum Ableiten der Luft bei ihrem Austreten geschaffen ist. In jedem der Teile des hinteren Kühlers wird je ein Rohr C² angeordnet, das vorn offen und hinten geschlossen ist und sich über den größten Teil der Länge des fraglichen Sammlerteiles erstreckt. Dieses Rohr ist an dem dem Wassereintritt entgegengesetzten Ende geschlitzt; weiter ist ein Abschlußhahn C¹ in dem Boden dieses Rohres angeordnet, der mit dem ungeteilten Boden C³ der Eintritts- i kammer des Sammlers zusammenfallen kann. Das Austrittsrohr dieses Hahnes C¹ mündet in diesem Falle in eine Austrittskammer C⁴, die durch öffnungen c mit der Wasserumlaufleitung in Verbindung steht. Diese Wasserumlaufleitung wird durch eineir Aluminiumkegel C⁵ verkleidet, der eine Verlängerung des hinteren Sammlers bildet und dadurch die Keil- oder Tropfenform der ganzen Vorrichtung vervollständigt. Die geschlitzten Rohre C" sichern den Umlauf des Wassers in dem hinteren Sammler. Sie verhindern das direkte Übertreten des Wassers beim Austreten aus dem Kühlrohr durch die Absperrhähne.

Wenn der Kühler eine zu geringe Länge haben würde, könnte man offenbar den Sammler B- und die konische Fläche C miteinander vereinigen oder sie einfach durch einen inneren geschlossenen Behälter ersetzen, der die Luftströme zwischen den Kühlflächen führt. Diese Kühlelemente können, wenn sie eine geradlinige Unterseite zeigen (Abb. 5), mit dieser Seite auf der Leitfläche oder dem Leitbehälter aufliegen.

Es ist leicht zu erkennen, daß bei diesem Kühler alle Einzelteile schnell und leicht zum Zwecke ihrer Ausbesserung zugänglich sind. Man kann also seine einzelnen Teile leicht ausbessern und ersetzen, ohne daß es notwendig ist, den Kühler selbst ganz oder teilweise auseinander- oder abzunehmen. Selbst im Fluge kann jedes einzelne Rohr, falls es notwendig sein sollte, von den anderen isoliert werden, und wie schon vorhin erwähnt, die Drehbarkeit des Kühlers um seine Achse X-X in den Lagern oder Haltern G und H ermöglicht es, jedes einzelne Rohr in Reichweite des Flugzeug- oder Luftschifführers zu bringen.

Die Einzelheiten in dem Zusammenbau des beschriebenen Kühlers können natürlich verändert werden.

Die Korbform, gemäß welcher die Rohre um eine wagerechte Achse verteilt sind, kann anstatt der hier als besonders zweckmäßig dargestellten ovoiden Form eine zylinder- oder kegelförmige Gestalt erhalten, oder die Form eines Kegelstumpfs, eines Pyramidenstumpfs, eines Prismas o. dgl. haben. Die Achse D kann nur an ihren Enden rohrförmig ausgebildet sein, die dann mit den beiden Sammlern in Verbindung stehen usw.

Bei der einen oder anderen der beschriebenen Ausführungsformen kann man vor dem Lufteintritt im Innern des Rohrbündels einen Schirm anordnen, um den Eintritt der Luft nach Belieben zu drosseln. Man kann auch das Längsprofil der Kühlelemente A ändern; man kann auch diese Kühlelemente in verschiedenen voneinander unabhängigen

Gruppen oder Körben anordnen. Man kann den Kühler auf einem Flugzeug in umgekehrtem Sinne, wie es hier angegeben ist, anbringen, d. h. derartig, daß der senkrechte Querschnitt des Kühlers seinen größten Wert in der Nähe des hinteren Endes des Flugzeuges und seinen geringsten Wert am vorderen Ende hat.

Man kann auch den Sammlern Formen

ίο geben, die nicht ringförmig sind, sondern z. B. prismatisch. Mehrere dieser Änderungen sind vereinigt an dem Sammler nach Abb. 5 und 6. ■
Bei diesem Sammler ist das Profil des Kühlelementes innen durch eine gerade Linie A und außen durch eine Kurve a¹ gebildet, deren Gesamtheit konvex nach außen gerichtet ist.
Die Kühlelemente sind hier in zwei Gruppen oder Körben verteilt, eine obere K und eine untere M. Der vordere Sammler B hat die Form eines Rahmens mit prismatischen Seiten und der hintere Sammler C ist selbst prismatisch.

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Kühler für Luftfahrzeuge u. dgl., dessen Kühlelemente annähernd parallel zur Längsachse des Flugzeuges zwischen einem zum Eintritt des heißen Wassers dienenden Sammler und einem für den Abfluß des gekühlten Wassers bestimmten Sammler eingebaut sind, dadurch gekennzeichnet, daß diese Kühlelemente im Längsschnitt ein nach der Außenseite des Kühlers konvexes Profil aufweisen.

2. Kühler für Luftfahrzeuge u. dgl. nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlelemente (A) einen Längsschnitt haben, der im Innern durch eine gerade Linie (a, Abb. 5) und außen durch eine Kurve (α¹) begrenzt ist, wobei sie in ihrer Gesamtheit nach außen zu konvex geformt sind.

3. Kühler für Luftfahrzeuge u. dgl. nach den Ansprüchen 1, 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlelemente in eine gewisse Zahl von Gruppen oder Körben um eine zur Längsachse des Flugzeuges parallele Achse verteilt sind, wobei sie mit ihren Enden in einen vorderen und in einen hinteren ringförmigen Sammler münden, die annähernd senkrecht zu der Längsachse des Flugzeuges angeordnet sind.

4. Kühler für Luftfahrzeuge u. dgl. nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des einen oder beider Sammler spindelförmig ist.

5. Kühler für Luftfahrzeuge u. dgl. nach den Ansprüchen 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitungen und Ableitungen für das Umlaufwaisser in der Mitte der Sammler münden, wobei diese Leitungen durch radiale Rohre (b) mit den Sammlern verbunden sind.

6. Kühler für Luftfahrzeuge u. dgl. nach den Ansprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlelemente derart angeordnet sind, daß sie einen ovoiden Rotationskörper bilden.

7. Kühler für Luftfahrzeuge u. dgl. nach den Ansprüchen 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotationsfläche, nach welcher die Kühlflächen verteilt sind, eine Spindelform (Abb. 1) aufweist, d. h. eine Form, bei der der Querschnitt am hinteren Ende verringert ist und in der Nähe des vorderen Teiles seinen größten Wert hat, oder umgekehrt.

8. Kühler für Luftfahrzeuge u. dgl. nach den Ansprüchen 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Sammler (B und C), in welche die Kühlrohre münden, mit einer Tragachse (D) verbunden sind, die aus einem Rohr besteht oder an ihren beiden Enden ringförmig ausgebildet ist und in geeigneten Lagern (C- und H) drehbar gelagert ist, derart, daß durch Drehung des Kühlers die verschiedenen Kühlrohre erreichbar gemacht werden.

9. Kühler für Luftfahrzeuge u. dgl. nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein innerer Behälter die Luftströine zwischen den Kühlelementen verteilt und leitet.

10. Kühler für Luftfahrzeuge u. dgl. nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der hintere Sammler (C) eine außen konische Form aufweist, wodurch die Luftströme auf die Kühlelemente (A) zusammengeführt werden.

11. Kühler für Luftfahrzeuge u.dgl. nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Teil des hinteren Sammlers ein Rohr (C²) angeordnet ist, das auf der dem Wassereintritt entgegengesetzten Seite geschlitzt ist, derart, daß das aus den Kühlrohren kommende Wasser in diesem Rohr umlaufen muß, bevor es aus dem Sammler durch einen Isolierhahn (C¹) austreten kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.