DE10050852A1 - Cooling water expansion tank for cooling water circuit of motor vehicles has round circumferential wall, and inlet pipe connector enters tank tangentially - Google Patents
Cooling water expansion tank for cooling water circuit of motor vehicles has round circumferential wall, and inlet pipe connector enters tank tangentiallyInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Kühlwasserausgleichsbehälter mit einem in dessen oberen Bereich einmündenden Einlaufstutzen, durch den die Kühlflüssigkeit in den Kühlwasserausgleichsbehäl ter eintritt, und einem am Boden angeordneten Absaugstutzen, durch den die Kühlflüssigkeit mittels einer Pumpe aus dem Kühl wasserausgleichsbehälter wieder abgesaugt wird.The invention relates to a cooling water expansion tank an inlet pipe opening into its upper area, through which the coolant in the cooling water expansion tank ter enters, and a suction nozzle arranged on the floor, through which the coolant is pumped out of the coolant water expansion tank is suctioned off again.
Derartige Kühlwasserausgleichsbehälter sind im Kühlwasserkreis lauf von Kraftfahrzeugen angeordnet und haben ein Puffervolumen aus Luft, das Volumenänderung der Kühlflüssigkeit z. B. infolge der Temperturänderungen, unterschiedlicher Schlauchdehnungen etc. ausgleicht.Such cooling water expansion tanks are in the cooling water circuit arranged by motor vehicles and have a buffer volume from air, the volume change of the coolant z. B. as a result changes in temperature, different hose expansions etc. compensates.
Außerdem sollen im Kühlwasserausgleichsbehälter Luftansammlungen in der Kühlflüssigkeit in Form größerer oder kleinerer Gasblasen abgeschieden werden, durch die anderenfalls der Wirkungsgrad des Kühlsystems erheblich verschlechtert würde.In addition, air should accumulate in the cooling water expansion tank in the coolant in the form of larger or smaller gas bubbles are deposited, otherwise the efficiency of the Cooling system would deteriorate significantly.
Bei den bisher anzutreffenden Kühlwasserausgleichsbehältern ist der Einlaufstutzen senkrecht zur Behälterwand befestigt, wobei die mit großer Geschwindigkeit eintretende Kühlflüssigkeit fron tal auf die Flüssigkeitsoberfläche innerhalb des Behälters auf trifft. Dadurch kommt es zu erheblicher Ausbildung von Schaum, der teilweise von der Wasserpumpe angesaugt wird. Dies ist auch dann der Fall, wenn der eintretende Kühlflüssigkeitsstrahl auf eine Prallwand gelenkt wird, wie dies bei herkömmlichen Kühl wasserausgleichsbehältern häufig der Fall ist.With the cooling water expansion tanks previously encountered the inlet connector is attached perpendicular to the tank wall, whereby the coolant entering at high speed fron valley on the surface of the liquid inside the container meets. This leads to considerable foam formation, which is partially sucked in by the water pump. It is also then the case when the incoming coolant jet is on a baffle is steered, as is the case with conventional cooling water reservoirs is often the case.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kühlwasserausgleichsbehälter anzugeben, in dem die Kühlflüssig keit wirksamer entgast wird.The present invention has for its object a Specify the cooling water expansion tank in which the coolant degassing is more effective.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Pa tentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved by the features of Pa claim 1 solved.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unter ansprüchen gekennzeichnet.Advantageous embodiments of the invention are in the sub claims marked.
Die Erfindung sieht vor, daß der Kühlwasserausgleichsbehälter eine kreisrunde Umfangswand hat und daß der Einlaufstutzen etwa tangential in den Kühlwasserausgleichsbehälter einmündet. Bei dieser Ausgestaltung wird die Kühlflüssigkeit entlang der Innen wand des Kühlwasserausgleichsbehälters geführt, wobei sie nach einer oder mehreren Umdrehungen auf die Flüssigkeitsoberfläche in dem Kühlwasserausgleichsbehälter auftrifft und in die dort angesammelte Flüssigkeit eintritt. Durch das Fließen entlang der Innenwand des Behälters ist die Gasblasen- bzw. Schaumbildung erheblich reduziert.The invention provides that the cooling water expansion tank has a circular peripheral wall and that the inlet connector about opens tangentially into the cooling water expansion tank. at In this configuration, the cooling liquid is along the inside wall of the cooling water expansion tank led, according to one or more turns on the liquid surface in the cooling water expansion tank and in there accumulated liquid enters. By flowing along the The inner wall of the container is the formation of gas bubbles or foam significantly reduced.
Aus Festigkeitsgründen ist dabei bevorzugt, daß der Kühlwasser ausgleichsbehälter im wesentlichen eine Kugelform hat. Dabei liegt aber auch beispielsweise eine kreiszylindrische Ausgestal tung im Rahmen der Erfindung.For reasons of strength, it is preferred that the cooling water expansion tank has a substantially spherical shape. there but is also, for example, a circular cylindrical shape tion within the scope of the invention.
Weiter wird vorgeschlagen, daß der Einlaufstutzen im spitzen Winkel zur Horizontalen nach unten geneigt ist und daß im Be reich der Einmündung des Einlaufstutzens eine Führungswand angeordnet ist, die den Strom der aus der Einmündung des Ein laufstutzens austretenden Kühlflüssigkeit an die Innenwand des Kühlwasserausgleichsbehälters lenkt. Durch geeignete Ausbildung der Führungswand kann erreicht werden, daß die gesamte einge führte Kühlflüssigkeit entlang der Innenwand strömt.It is also proposed that the inlet nozzle in the tip Angle to the horizontal is inclined downwards and that in loading a guide wall extends from the mouth of the inlet connector is arranged, which is the current flowing from the confluence of the one coolant leaked to the inner wall of the Cooling water expansion tank steers. Through suitable training the guide wall can be achieved that the entire one led coolant flows along the inner wall.
Die Entstehung von Gasblasen läßt sich weiter dadurch reduzie ren, daß nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung der End abschnitt des Einlaufstutzens einen stetig sich vergrößernden Querschnitt erhält, wodurch die Austrittsgeschwindigkeit der Kühlflüssigkeit verringert wird. Dies fördert die Entgasung der Flüssigkeit während des Fließens entlang der Umfangswand und verhindert eine Blasenbildung beim Auftreffen auf die Oberfläche der angesammelten Flüssigkeit in dem Behälter.This further reduces the formation of gas bubbles ren that after a further proposal of the invention the end section of the inlet nozzle a constantly increasing Receives cross section, causing the exit velocity of the Coolant is reduced. This promotes the degassing of the Liquid while flowing along the peripheral wall and prevents blistering when hitting the surface the accumulated liquid in the container.
Nach einem weiteren wesentlichen Vorschlag ist vorgesehen, daß sich im unteren Bereich des Kühlwasserausgleichsbehälters eine Platte nahezu über dessen gesamten Innenraum erstreckt. Diese Platte ist etwa auf 1/4 Höhe des Behälters angeordnet und dient dem Zweck, zu verhindern, daß Gasblasen in den Bereich des Ab saugstutzens am Baden des Behälters gelangen.According to a further essential proposal, it is provided that itself in the lower area of the cooling water expansion tank Plate extends almost over the entire interior. This Plate is arranged at about 1/4 the height of the container and serves the purpose of preventing gas bubbles in the area of Ab the suction nozzle when bathing the container.
In näherer Ausgestaltung dieses wichtigen Merkmals ist vorge sehen, daß zwischen der Platte und der Innenwand des Kühlwasse rausgleichsbehälters über einen Umfangsbereich ein Spalt ver bleibt, der entweder eine im wesentlichen konstante Breite von beispielsweise ca. 5 mm hat oder dessen Breite bevorzugt in Drehrichtung der Flüssigkeit ansteigt.In more detail, this important feature is featured see that between the plate and the inner wall of the cooling water compensating container ver a gap over a circumferential area remains of either a substantially constant width of for example, has about 5 mm or its width preferably in The direction of rotation of the liquid increases.
Dieser Spalt erstreckt sich zweckmäßigerweise etwa über die Hälfte des Umfangs, wobei die Platte in dem übrigen Bereich bevorzugt an der Innenwand des Kühlwasserausgleichsbehälters angeschweißt ist. This gap expediently extends approximately over the Half of the circumference, with the plate in the remaining area preferably on the inner wall of the cooling water expansion tank is welded on.
Weiter wird mit besonderem Vorteil vorgeschlagen, daß die Platte eine flache Kegelform hat mit einem Neigungswinkel von bei spielsweise 10 bis 20°, und daß im Zentrum ein vertikal nach oben ragender Entgasungsstutzen angebracht ist, durch den Gas, das unter die Platte geraten ist, nach oben in den Luftbereich des Kühlwasserausgleichsbehälters austritt. Damit werden alle Blasen nach oben transportiert, so daß die abgesaugte Kühlflüssigkeit praktisch gasfrei ist.It is also proposed with particular advantage that the plate has a flat cone shape with an inclination angle of at for example 10 to 20 °, and that in the center a vertically upwards protruding degassing nozzle is attached by the gas that got under the plate, up into the air area of the Cooling water expansion tank emerges. So that all bubbles transported upwards so that the extracted coolant is practically gas-free.
Die Form und Größe des Kühlwasserausgleichsbehälters hängt unter anderem von den jeweiligen räumlichen Verhältnissen im Motorraum eines Kraftfahrzeugs ab. Neben den aus einer Kammer bestehenden Kühlwasserausgleichsbehältern gibt auch Mehrkammersysteme, bei denen der Innenraum des Kühlwasserausgleichsbehälters durch Innenwände in mehrere Kammern unterteilt ist, die über Durchlaß öffnungen miteinander in Verbindung stehen. Die Kühlflüssigkeit tritt dabei in eine erste Kammer ein und gelangt durch weitere Kammern in die Austrittskammer, aus der sie abgesaugt wird.The shape and size of the cooling water expansion tank depends on other of the respective spatial conditions in the engine compartment a motor vehicle. In addition to the one-chamber Cooling water expansion tanks are also available in multi-chamber systems which the interior of the cooling water expansion tank through Interior walls are divided into several chambers that pass through openings are connected. The coolant enters a first chamber and passes through others Chambers into the outlet chamber from which it is sucked off.
Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung bildet der oben beschriebene Kühlwasserausgleichsbehälter eine Kammer eines Mehrkammersystems, und zwar die Kammar, in die die Kühlflüssig keit durch einen Einlaufstutzen eingeführt wird. Die erfindungs gemäß vorgesehene kreisrunde Umfangswand begrenzt somit die Einlaufkammer eines z. B. kubischen Kühlwasserausgleichsbehäl ters, der mehrere weitere Kammern enthält, die durch Innenwände voneinander getrennt und über Durchlässe miteinander verbunden sind. Die Kühlflüssigkeit tritt dabei aus einer im unteren Be reich der Einlaßkammer - bevorzugt unterhalb einer Gasauffang platte - ausgebildeten Durchlaßöffnung nacheinander in die näch sten Kammern ein, die der Kühlflüssigkeit Zeit zu einer restli chen Entgasung geben, bevor die Kühlflüssigkeit aus der letzten Kammer abgesaugt wird.According to a further proposal of the invention, the above forms described cooling water expansion tank a chamber Multi-chamber system, namely the Kammar, in which the coolant speed is introduced through an inlet nozzle. The fiction the circular circumferential wall provided limits the Inlet chamber of a z. B. cubic cooling water expansion tank ters, which contains several other chambers through internal walls separated from one another and connected to one another via passages are. The coolant emerges from a lower Be range of the inlet chamber - preferably below a gas trap plate - trained passage opening one after the other Most chambers that hold the coolant at a time Chen give degassing before the coolant from the last Chamber is suctioned off.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfol genden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen des Kühlwas serausgleichsbehälters sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen auf rein schematische Weise:Further details of the invention emerge from the following description of preferred embodiments of the cooling water expansion tank and based on the drawing. Show in a purely schematic way:
Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch einen kugelförmigen Kühlwasserausgleichsbehälter, teilweise in Ansicht dargestellt; Figure 1 is a vertical section through a spherical cooling water expansion tank, partially shown in view.
Fig. 2 einen Horizontalschnitt durch einen Mehrkammer- Kühlwasserausgleichsbehälter mit einer zylindrischen Einlaufkammer und Fig. 2 shows a horizontal section through a multi-chamber cooling water expansion tank with a cylindrical inlet chamber and
Fig. 3 einen Vertikalschnitt entlang der Linie A-A in Fig. 2, teilweise in Ansicht dargestellt. Fig. 3 is a vertical section along the line AA in Fig. 2, partially shown in view.
Fig. 1 zeigt einen kugelförmigen Kühlwasserausgleichsbehälter 1, der aus zwei Halbschalen 2, 3 zusammengesetzt ist. Ein Einlauf stutzen 4, durch den die Kühlflüssigkeit in den Kühlwasseraus gleichsbehälter 1 eintritt, mündet tangential in den Kühlwasser ausgleichsbehälter 1 ein, wobei der Einlaufstutzen 4 leicht nach unten geneigt ist, wie Fig. 1 zeigt. Fig. 1 shows a spherical cooling water expansion tank 1 , which is composed of two half-shells 2 , 3 . An inlet connection 4, enters through which the cooling liquid in the tank equal Kühlwasseraus 1, opens tangentially in the coolant expansion tank 1, where the inlet nozzle 4 is slightly inclined downwards, as shown in Fig. 1. Fig.
In dem Kühlwasserausgleichsbehälter 1 ist in dessen unterem Bereich eine Platte 5 angeordnet, die eine flache Kegelform hat, die zur Mittelachse 6 hin leicht ansteigt. Konzentrisch zur Mittellängsachse 6 ist an der Platte 5 ein Entgasungsstutzen 7 angesetzt, der sich bis in den oberen Luftbereich im Innenraum des Kühlwasserausgleichsbehälters 1 erstreckt. In the cooling water expansion tank 1 , a plate 5 is arranged in its lower region, which has a flat conical shape that rises slightly towards the central axis 6 . A degassing nozzle 7 is attached to the plate 5 concentrically to the central longitudinal axis 6 and extends into the upper air area in the interior of the cooling water expansion tank 1 .
Die Platte 5 ist über einen Umfangsbereich, der von den jeweili gen Gegebenheiten abhängt, an der Wand der unteren Halbschale 3 angesetzt, beispielsweise angeschweißt, während in dem übrigen Umfangsbereich ein Spalt 8 zwischen der Behälterwand und dem Rand der Platte 5 verbleibt.The plate 5 is applied over a circumferential area, which depends on the respective conditions, on the wall of the lower half-shell 3 , for example welded, while in the remaining circumferential area a gap 8 remains between the container wall and the edge of the plate 5 .
Der Kühlwasserausgleichsbehälter 1 hat am Boden einen Absaug stutzen 9, durch den die Kühlflüssigkeit den Behälter 1 verläßt.The cooling water expansion tank 1 has a suction nozzle 9 through which the cooling liquid leaves the container 1 .
Der obere Bereich des Kühlwasserausgleichsbehälters ist durch einen Deckel 10 verschlossen, dessen Einzelheiten im Zusammen hang mit der vorliegenden Erfindung nicht von Interesse sind.The upper region of the cooling water expansion tank is closed by a cover 10 , the details of which are not of interest in connection with the present invention.
Das in den Kühlwasserausgleichsbehälter mit etwa 1,0 bis 1,4 bar in einer Menge von etwa bis zu 5 l/min eintretende Kühlmedium strömt entlang der Behälterinnenwand nach unten und kann dabei mehrere Umdrehungen zurücklegen, bis es die Flüssigkeitsober fläche in dem Kühlwasserausgleichsbehälter erreicht. Dabei wird die gashaltige Flüssigkeit hochgradig entgast.That in the cooling water expansion tank with about 1.0 to 1.4 bar cooling medium entering in an amount of up to about 5 l / min flows down along the inside wall of the container and can cover several turns until it reaches the top of the liquid Area in the cooling water expansion tank reached. Doing so the gas-containing liquid is highly degassed.
Wenn die durch den Spalt 8 unter die Platte 5 gelangte Kühl flüssigkeit noch Gas mit sich führt, steigt dieses zur Mitte der Platte hin hoch und wird durch den Entgasungsstutzen 7 nach oben in den Luftbereich des Kühlwasserausgleichsbehälters 1 abge führt. Die durch den Stutzen 9 abgesaugte Flüssigkeit ist prak tisch gasfrei.If the cooling liquid passed through the gap 8 under the plate 5 still carries gas with it, this rises to the center of the plate and is led up through the degassing nozzle 7 into the air region of the cooling water expansion tank 1 . The liquid sucked through the nozzle 9 is practically gas-free.
Fig. 2 zeigt - ebenfalls rein schematisch - einen aus fünf Kammern bestehenden Mehrkammer-Kühlwasserausgleichsbehälter 16. Die Einlaufkammer 17, die Fig. 3 im Vertikalschnitt zeigt, hat eine Zylinderform. Die Kühlflüssigkeit gelangt durch den Einlauf stutzen 4 wiederum in tangentialer Richtung ins Innere der Kammer 17 und strömt - wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 - entlang der kreisförmigen Kammerwand nach unten, um durch den Schlitz 8 zwischen der Platte 5 und der Wand der Kammer 17 hindurchzutreten. Eventuell mitgeführtes Gas wird hier wiederum durch den Entgasungsstutzen 7 in den oberen Luftbereich abge führt. Fig. 2 shows - also purely schematically - a multi-chamber cooling water expansion tank 16 consisting of five chambers. The inlet chamber 17 , which is shown in vertical section in FIG. 3, has a cylindrical shape. The coolant passes through the inlet nozzle 4 again in the tangential direction into the interior of the chamber 17 and flows - as in the embodiment according to FIG. 1 - down along the circular chamber wall to through the slot 8 between the plate 5 and the wall of the chamber 17 to step through. Any entrained gas is here abge leads through the degassing 7 in the upper air area.
Die damit hochgradig entgaste Kühlflüssigkeit gelangt durch eine im Bodenbereich in der Wand der Kammer 17 ausgebildete Öffnung 18 in die anschließende Kammer 19 und nachfolgend durch weitere Auslaßöffnungen in die Kammern 20, 21 und 22, aus der die Kühl flüssigkeit durch einen Auslaßstutzen 23 abgesaugt wird.The highly degassed cooling liquid thus passes through an opening 18 formed in the bottom area in the wall of the chamber 17 into the subsequent chamber 19 and subsequently through further outlet openings into the chambers 20 , 21 and 22 , from which the cooling liquid is sucked out through an outlet connection 23 .
Claims (10)
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