DE112004000363T5

DE112004000363T5 - Arrangement for separating gas from a liquid

Info

Publication number: DE112004000363T5
Application number: DE112004000363T
Authority: DE
Inventors: Magnus Hagberg
Original assignee: Scania CV AB
Current assignee: Scania CV AB
Priority date: 2003-02-27
Filing date: 2004-02-19
Publication date: 2006-03-02
Also published as: SE0300511D0; WO2004076022A1; SE0300511L; SE524916C2

Abstract

Vorrichtung zum Abscheiden von Gas von einem flüssigen Medium, wobei die Vorrichtung einen Innenraum (18), eine Einlassöffnung (17a), die zum Zuführen von flüssigem Medium zusammen mit irgendeinem Gas zu dem Raum (18) ausgelegt ist, und ein drehbares Teil (20) aufweist, das dazu ausgelegt ist, das Medium in dem Raum (18) in eine Drehbewegung zu versetzen, dadurch gekennzeichnet, dass das drehbare Teil (20) Mittel (20b) umfasst, die dazu ausgelegt sind, die kinetische Energie des zugeführten Mediums dazu zu verwenden, um auf das Medium in dem Raum (18) eine Drehbewegung auszuüben.contraption for separating gas from a liquid medium, the device an interior space (18), an inlet opening (17a) adapted to supply liquid Medium is designed together with any gas to the space (18), and a rotatable member (20) adapted to Medium in the space (18) in a rotational movement, characterized in that the rotatable member (20) comprises means (20b) adapted thereto are to use the kinetic energy of the supplied medium to to apply a rotational movement to the medium in the space (18).

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG UND STAND DER TECHNIKBACKGROUND THE INVENTION AND PRIOR ART

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Trennen von Gas von einem flüssigen Medium nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.The The present invention relates to a device for separating Gas from a liquid medium according to the preamble of claim 1.

Kühlsysteme in Fahrzeugen umfassen gewöhnlicherweise einen Expansionsbehälter, der oberhalb des Kühlers angeordnet ist. Ein Zweck eines herkömmlichen Expansionsbehälters liegt darin, einen Expansionsraum für das Kühlmittel bereitzustellen. Weitere Zwecke des Expansionsbehälters umfassen das Ermöglichen eines Kühlmittelnachfüllvorgangs und die Bereitstellung eines Kühlsystems mit Entlüftung. Das Bereitstellen eines Kühlsystems mit Entlüftung führt dazu, dass der Expansionsbehälter auf hohem Niveau in dem Kühlsystem anzuordnen ist. Ein Expansionsbehälter erfordert auch ein relativ großes Volumen, um eine Kühlmittelexpansion zu ermöglichen. Ein herkömmlicher Expansionsbehälter nimmt deshalb einen relativ großen Raum an einer Stelle ein, die für andere Komponenten des Fahrzeugs gewünscht ist.cooling systems in vehicles usually include an expansion tank, the above the radiator is arranged. A purpose of a conventional expansion tank is in it, an expansion space for the coolant provide. Further purposes of the expansion tank include the enabling a coolant replenishment process and providing a cooling system with Venting. Providing a cooling system with vent leads to, that the expansion tank at a high level in the cooling system is to be arranged. An expansion tank also requires a relative great Volume to allow for coolant expansion enable. A conventional one expansion tank therefore takes a relatively large Space at one place for other components of the vehicle is desired.

US 2,278,397 bezieht sich auf eine kombinierte Flüssigkeitspumpe und einen Gasabscheider in einem Kühlsystem für einen Verbrennungsmotor. In diesem Fall wird das Kühlmittel in einen zylindrischen Raum über eine Mehrzahl von radial angeordneten Einlassöffnungen eingeführt. Der Raum wird von einer zylindrischen Wandoberfläche begrenzt, die fest mit der Pumpe verbunden ist. Während des Betriebs der Pumpe dreht sich die zylindrische Wandoberfläche, wodurch das Kühlmittel in dem Raum einer Zentrifugalkraft ausgesetzt wird, die das Kühlmittel zu der zylindrischen Wandoberfläche des Raums drängt, während Gase, die erheblich leichter sind als die Flüssigkeit, sich zentrisch in dem Raum sammeln. Die Flüssigkeit wird von den Pumpenschaufeln über einen radial angeordneten Flüssigkeitsauslass abgeführt, während die Gase über einen Gasauslass abgeführt werden, der zentral in dem zylindrischen Raum angeordnet ist. US 2,278,397 relates to a combined liquid pump and a gas separator in a cooling system for an internal combustion engine. In this case, the coolant is introduced into a cylindrical space via a plurality of radially arranged inlet openings. The space is bounded by a cylindrical wall surface, which is firmly connected to the pump. During operation of the pump, the cylindrical wall surface rotates, exposing the coolant in the space to a centrifugal force urging the coolant to the cylindrical wall surface of the space, while gases that are significantly lighter than the liquid collect centrally in the space , The liquid is discharged from the pump blades via a radially disposed liquid outlet, while the gases are discharged via a gas outlet, which is arranged centrally in the cylindrical space.

GB 817 944 bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Trennen von Luft von einem Kühlmittel. In diesem Fall wird das Kühlmittel in einen Raum in einem unteren Bereich der Vorrichtung über einen spiralförmigen Weg mit kontinuierlich wachsendem Radius eingeführt. Die Form des Weges wandelt die lineare Strömungsrichtung des Kühlmittels, welches in den Raum eintritt, in eine Rotationsbewegung um. Eine Auslassöffnung für das Kühlmittel ist radial in dem Raum angeordnet. Die leichtere Luft, die sich zentral in dem Raum sammelt, wird derart geleitet, dass sie zu der Umgebungsatmosphäre über ein zentral angeordnetes Luftrohr geführt wird. GB 817,944 refers to a device for separating air from a coolant. In this case, the refrigerant is introduced into a space in a lower portion of the apparatus via a spiral path of continuously increasing radius. The shape of the path converts the linear flow direction of the coolant entering the space into a rotational movement. An outlet port for the coolant is disposed radially in the space. The lighter air that collects centrally in the space is routed so as to be routed to the ambient atmosphere via a centrally located air tube.

ABRISS DER ERFINDUNGABOLITION OF INVENTION

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, eine Vorrichtung zum Abscheiden von Gas von einem Medium der eingangs bezeichneten Art bereitzustellen, und zwar derart, dass die Gasabscheidung mittels einer relativ einfachen und wirksamen Struktur erreicht wird.The The object of the present invention is a device for separating gas from a medium of the initially designated To provide type, in such a way that the gas separation by means of a relatively simple and effective structure is achieved.

Diese Aufgabe wird mit der Vorrichtung der eingangs bezeichneten Art erreicht, welche durch die in dem kennzeichnenden Teil von Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale charakterisiert ist. Eine Pumpe oder dergleichen ist gewöhnlicherweise derart ausgestaltet, dass sie einen Transport des Mediums in einem Rohrsystem bewirkt, der die Vorrichtung umfasst. Das Medium besitzt daher zumindest eine bestimmte Geschwindigkeit, wenn es die Vorrichtung erreicht. Die kinetische Energie wird dann dazu genutzt, um das drehbare Teil anzutreiben, so dass dieses eine Drehbewegung auf das in dem Raum vorhandene Medium ausübt. Ein derartiges drehbares Teil führt zu einer wirksamen Drehbewegung des Mediums in dem Raum ohne das Erfordernis, eine separate Antriebseinrichtung für das drehbare Teil anzuordnen. Das drehbare Teil verleiht dem Medium eine wirksame Drehbewegung, was bewirkt, dass die schwere Flüssigkeit aufgrund der Zentrifugalkraft zu den Wänden des Raums gedrängt wird, wohingegen sich das beträchtlich leichtere Gas zentral in dem Raum sammelt. Somit wird ein einfacher und wirksamer Weg zur Abscheidung des Gases in dem Medium bereitgestellt. Das zentral gesammelte Gas kann über einen geeignet angeordneten Auslasskanal abgeführt werden.These Task is achieved with the device of the type described, which by the in the characterizing part of claim 1 specified characteristics is characterized. A pump or the like is usually designed such that they transport the medium in one Pipe system causes, which includes the device. The medium possesses therefore at least a certain speed, if it is the device reached. The kinetic energy is then used to to drive rotatable part, so that this on a rotary motion exerts the medium present in the room. Such a rotatable Part leads to an effective rotational movement of the medium in the room without that Requirement to arrange a separate drive device for the rotatable part. The rotatable part gives the medium an effective rotational movement, which causes the heavy liquid due to the centrifugal force is forced to the walls of the room, whereas that's considerable lighter gas collects centrally in the room. Thus, a simple and effective way to deposit the gas provided in the medium. The centrally collected gas can over a suitably arranged outlet channel are removed.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, umfassen die Mittel des drehbaren Teils eine Oberfläche, die sich in einem Winkel zu der Hauptströmungsrichtung des einströmenden Mediums befindet. Eine geeignete Konfiguration der Oberfläche ermöglicht es, dass zumindest ein Teil der kinetischen Energie des Mediums in eine Drehbewegung des drehbaren Teils umgewandelt wird, wenn das Medium auf die Oberfläche trifft. Das Medium besitzt üblicherweise eine orthogonale Strömungsrichtung, wenn es auf die Oberfläche trifft. Das drehbare Teil umfasst eine Oberfläche, die in einem geeigneten Winkel zu der orthogonalen Strömungsrichtung des Mediums angeordnet ist, so dass dieses in eine Drehbewegung versetzt wird. Vorteilhafterweise umfasst das Mittel wenigstens eine Schaufel mit einer derartigen Oberfläche. Das drehbare Teil umfasst vorzugsweise eine geeignete Anzahl derartiger Schaufeln, so dass ein wesentlicher Anteil der kinetischen Energie des Mediums zum Antreiben des drehbaren Teils genutzt werden kann.According to a preferred embodiment of the present invention, the means of the rotatable member comprise a surface which is at an angle to the main flow direction of the inflowing medium. A suitable configuration of the surface allows at least a portion of the kinetic energy of the medium to be converted to rotational motion of the rotatable member as the medium strikes the surface. The medium usually has an orthogonal flow direction when it hits the surface. The rotatable member includes a surface which is disposed at a suitable angle to the orthogonal flow direction of the medium, so that it is set in a rotational movement. Advantageously, the means comprises at least one blade with such a surface. The rotatable member preferably comprises a suitable number of such blades, so that a substantial Proportion of the kinetic energy of the medium can be used to drive the rotatable part.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist das drehbare Teil wenigstens einen Kanal auf, der sich durch dieses hindurch erstreckt, wobei der Kanal eine Materiallage aufweist, die das Hindurchtreten von Flüssigkeit verhindert, jedoch das Hindurchtreten von Gas zulässt. Eine derartige Materiallage erlaubt lediglich das Hindurchtreten von Gas und macht es einfach, dass das Gas, welches sich zentral in der Ausnehmung gesammelt hat, an dem drehbaren Teil vorbeigeführt wird. Vorteilhafterweise umfasst die Vorrichtung einen Auslasskanal für das Gas, das von dem Medium abgeschieden wurde, umfassend eine Materiallage, die das Hindurchtreten von Flüssigkeit verhindert, jedoch das Hindurchtreten von Gas zulässt. Wiederum ist es hierbei vorteilhaft, eine Lage eines flüssigkeitsblockierenden Materials anzuordnen, um zu verhindern, dass Flüssigkeit über den Gasauslasskanal abgeführt wird. Ein derartiger Gasauslasskanal kann in dem Raum eine Öffnung nahe einer Drehachse aufweisen, um die das Medium die Drehbewegung vorsieht. Die Drehbewegung des Mediums bewirkt somit, dass die Flüssigkeit durch die Zentrifugalkraft von der Achse aus radial auswärts gedrängt wird. Gleichzeitig wird sich jegliches Gas in dem Medium zentral in dem Raum in der Nähe der Drehachse sammeln. Es ist deshalb vorteilhaft, die Öffnung für den Gasauslasskanal nahe der Drehachse anzuordnen. Der Gasauslasskanal umfasst vorzugsweise ein Überdruckventil. Abgeschiedenes Gas in dem Auslasskanal wird somit an die Umgebung abgeführt, wenn ein spezifischer Überdruck in dem Auslasskanal herrscht.According to one preferred embodiment According to the present invention, the rotatable part has at least one Channel on, which extends through this, the channel has a material layer, the passage of liquid prevents, however, allows the passage of gas. A Such material layer only allows the passage of Gas and makes it easy that the gas, which is centrally located in has collected the recess, is guided past the rotatable part. Advantageously, the device comprises an outlet channel for the gas, which has been deposited from the medium, comprising a material layer, the passage of liquid prevents, however, allows the passage of gas. In turn It is advantageous here, a layer of a liquid-blocking material to prevent liquid from being discharged through the gas outlet channel. Such a gas outlet channel may close an opening in the space have an axis of rotation about which the medium provides the rotational movement. The rotational movement of the medium thus causes the liquid is urged radially outward by the centrifugal force from the axis. At the same time, any gas in the medium will be centrally located in the medium Room nearby collect the axis of rotation. It is therefore advantageous, the opening for the gas outlet channel to arrange near the axis of rotation. The gas outlet channel preferably comprises a pressure relief valve. Separate gas in the exhaust duct is thus to the environment dissipated if a specific overpressure prevails in the exhaust duct.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst die Vorrichtung einen Auslass für die von dem Gas abgeschiedene Flüssigkeit, der eine Öffnung aufweist, welche in einer Begrenzungsfläche des Raums an einem im Wesentlichen maximalen radialen Abstand von der Achse angeordnet ist. Die Drehbewegung des Mediums in dem Raum bewirkt deshalb, dass die schwerere Flüssigkeit radial auswärts gedrängt wird. Eine derartige Positionierung der Flüssigkeitsauslassöffnung stellt sicher, dass die Flüssigkeit von Gas frei gehalten wird.According to one preferred embodiment According to the present invention, the device comprises an outlet for the liquid separated from the gas, the one opening which in a boundary surface of the space at a substantially maximum radial distance from the axis is arranged. The rotational movement of the medium in the room therefore causes the heavier liquid radially outward packed becomes. Such positioning of the liquid outlet port provides sure the liquid is kept free of gas.

Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, umfasst der Raum eine Materiallage, die das Hindurchtreten von Flüssigkeit verhindert, jedoch das Hindurchtreten von Gas zulässt, und die eine Erstreckung in einer im Wesentlichen horizontalen Ebene auf derselben Höhe aufweist, wie die Flüssigkeitsauslassöffnung. Eine derartige Materiallage verhindert, dass Flüssigkeit über das Niveau der Auslassleitung ansteigt. Gleichzeitig ist jegliches Gas, das sich aus irgendeinem Grund nicht zentral in dem Raum sammelt, dazu in der Lage, durch die Materiallage hindurchzutreten und nach oben zu einem oberen Bereich des Raums aufzusteigen. Aus dem oberen Bereich des Raums kann das Gas dann in den Gasauslass hinein und aus dem Raum abgeführt werden. Alle der vorstehend erwähnten Materiallagen, die das Hindurchtreten von Flüssigkeit verhindern, jedoch das Hindurchtreten von Gas zulassen, können das durch den Markennamen "gortex" (Goretex ^®) bekannte Material umfassen.According to another preferred embodiment of the present invention, the space comprises a sheet of material which prevents the passage of liquid but allows the passage of gas and which has an extent in a substantially horizontal plane at the same height as the liquid outlet opening. Such a material layer prevents liquid from rising above the level of the outlet conduit. At the same time, any gas which for some reason does not collect centrally in the room is able to pass through the sheet of material and ascend up to an upper area of the room. From the upper part of the room, the gas can then be discharged into the gas outlet and out of the room. All of the above mentioned layers of material which prevent the passage of liquid but allow the passage of gas, which may include known by the trademark "Gortex" (Goretex ^®) material.

Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, bildet die Vorrichtung einen Teil eines Kühlsystems eines Fahrzeugs. Ein Fahrzeugkühlsystem umfasst gewöhnlicherweise einen Expansionsbehälter, der auf höchstem Niveau in dem Kühlsystem angeordnet ist. Der Hauptzweck des Expansionsbehälters liegt darin, einen Raum bereitzustellen, der eine Expansion des Kühlmittels zulässt. Weitere Zwecke des Expansionsbehälters umfassen die Möglichkeit, Kühlmittel nachzufüllen und ein Kühlsystem mit einer Entlüftung zu versehen. Das Ausbilden des Kühlsystems mit einer Entlüftung bringt es mit sich, dass der Expansionsbehälter an einer hohen Position angeordnet ist. Verwendet man eine separate Entlüftungsvorrichtung, so wird es möglich, den Expansionsbehälter in erheblich einfacherer Gestalt auszubilden. In derartigen Fällen kann der Expansionsbehälter vorteilhafterweise die Form eines Expansionsbalges aufweisen. Ein Expansionsbalg stellt ein variables Volumen zum Aufnehmen von Kühlmittel bereit. Er benötigt deshalb nicht die Aufnahme von Luft zum Ausfüllen desjenigen Raums, der nicht von dem Kühlmittel eingenommen wird. Gleichzeitig muss ein Expansionsbalg nicht an einer hoch liegenden Stelle in dem Kühlsystem angeordnet werden, sondern kann im Wesentlichen an jeder beliebigen Position angeordnet werden. Eine derartige Entlüftungsvorrichtung und ein Expansionsbalg in einem Kühlsystem führen dazu, dass ein relativ großer Raum frei wird, der von anderen Komponenten des Fahrzeugs genutzt werden kann.According to one another preferred embodiment According to the present invention, the device forms part of a cooling system of a vehicle. A vehicle cooling system usually includes an expansion tank, the highest Level in the cooling system is arranged. The main purpose of the expansion tank is in a room to provide, which allows expansion of the coolant. Further Purposes of the expansion tank include the ability Refill coolant and a cooling system with a vent too Mistake. The formation of the cooling system with a vent It brings with it the expansion tank at a high position is arranged. If one uses a separate venting device, then it is possible the expansion tank in a much simpler form. In such cases can the expansion tank advantageously have the form of an expansion bellows. One Expansion bellows provide a variable volume for holding coolant ready. He therefore needs not the intake of air to fill that space, the not from the coolant is taken. At the same time, an expansion bellows does not have to be placed in a high place in the cooling system, but can be arranged essentially at any position become. Such a ventilation device and an expansion bellows in a cooling system cause, that a relatively large one Space is freed up, used by other components of the vehicle can be.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENSHORT DESCRIPTION THE DRAWINGS

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend beispielhaft mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen:One preferred embodiment The invention will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings Drawings in which:

1 schematisch ein Kühlsystem eines Fahrzeugs mit einer Entlüftungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt und 1 schematically illustrates a cooling system of a vehicle with a ventilation device according to the present invention and

2 schematisch ein Ausführungsbeispiel der Entlüftungsvorrichtung darstellt. 2 schematically represents an embodiment of the ventilation device.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG EINES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISIELS DER ERFINDUNGDETAILED DESCRIPTION OF A PREFERRED EMBODIMENT OF THE INVENTION

1 stellt ein Kühlsystem mit einem zirkulierenden Kühlmittel für eine Kühlung eines Verbrennungsmotors 1 dar. Nachdem es von dem Verbrennungsmotor 1 erwärmt wurde, wird das Kühlmittel in dem Kühlsystem über eine Leitung 2 zu einem Thermostat 3 geführt. Wenn die Temperatur des Kühlmittels eine vorbestimmte Temperatur des Thermostats 3 überschreitet, wird das Kühlmittel durch den Thermostat 3 zu dem Kühler 4 geführt, um gekühlt zu werden. Nachdem es durch den Kühler 4 hindurchgetreten ist, wird das Kühlmittel durch eine Leitung 5 zu einer Kühlerflüssigkeitspumpe 6 gefördert, um den Transport zu dem Verbrennungsmotor 1 über einen Ölkühler 7 fortzusetzen. Wenn die Temperatur des Kühlmittels die vorgegebene Temperatur des Thermostats 3 nicht überschreitet, dann wird das Kühlmittel über den Thermostat und eine Bypassleitung über die Pumpe 6 zurück zum Motor 1 gefördert. Ein Steuerventil 8 kann dazu verwendet werden, um zu veranlassen, dass ein Teil des Kühlmittels von dem Motor 1 für Heizzwecke genutzt wird. Wenn das Steuerventil 8 offen ist, wird heißes Kühlmittel über eine Leitung 9 zu einem Wärmetauscher 10 geführt, um eine Erwärmung, beispielsweise für ein Führerhaus in dem Fahrzeug, zu bewirken. Die Kühlmittelpumpe 6 bewirkt, dass gekühltes Kühlmittel, das durch den Wärmetauscher 10 hindurchgetreten ist, zu dem Motor 1 über die Leitung 6 und die Leitung 5 zurückgeführt wird. 1 provides a cooling system with a circulating coolant for cooling an internal combustion engine 1 After it from the internal combustion engine 1 has been heated, the coolant in the cooling system via a line 2 to a thermostat 3 guided. When the temperature of the coolant reaches a predetermined temperature of the thermostat 3 exceeds, the coolant is through the thermostat 3 to the radiator 4 led to be cooled. After passing through the radiator 4 has passed through, the coolant is passed through a conduit 5 to a radiator fluid pump 6 promoted to the transport to the internal combustion engine 1 over an oil cooler 7 continue. When the temperature of the coolant reaches the specified temperature of the thermostat 3 does not exceed, then the coolant through the thermostat and a bypass line through the pump 6 back to the engine 1 promoted. A control valve 8th can be used to cause a portion of the coolant from the engine 1 used for heating purposes. When the control valve 8th open, hot coolant is flowing through a pipe 9 to a heat exchanger 10 led to a warming, for example, for a cab in the vehicle cause. The coolant pump 6 causes chilled coolant to pass through the heat exchanger 10 has passed through, to the engine 1 over the line 6 and the line 5 is returned.

Eine erste Entlüftungsleitung 12 für das Kühlmittel erstreckt sich von dem Motor 1 zu einer Entlüftungsvorrichtung 13. Eine zweite Entlüftungsleitung 14 für das Kühlmittel erstreckt sich von dem Kühler 4 zu der Kühlvorrichtung 13 über die erste Entlüftungsleitung 12. Die Entlüftungsvorrichtung 13 ist dazu ausgelegt, jegliche Luft, die in dem Kühlsystem aufsteigt, von dem Kühlmittel abzuscheiden. Nach dem Entlüften wird das Kühlmittel über eine Leitung 15 zu einem Expansionsbalg 16 geführt. Ein Expansionsbalg 16 ist ein Speichergefäß für Kühlmittel, das einen Innenraum variabler Größe zum Aufnehmen des Kühlmittels aufweist. Ein Expansionsbalg 16 bedarf somit keines Zugangs zu Luft, um den Innenraum zu füllen, der von dem Kühlmittel nicht eingenommen wird. Der Expansionsbalg 16 muss somit nicht an einer hochliegenden Stelle angeordnet werden, wie ein steifes Expansionsgefäß. Das Kühlmittel von dem Expansionsbalg 16 wird von dem Motor 1 durch die Pumpe 6 über die Leitung 5 angesaugt.A first vent line 12 for the coolant extends from the engine 1 to a venting device 13 , A second vent line 14 for the coolant extends from the radiator 4 to the cooler 13 over the first vent line 12 , The ventilation device 13 is designed to separate any air rising in the refrigeration system from the refrigerant. After venting, the coolant is passed through a pipe 15 to an expansion bellows 16 guided. An expansion bellows 16 is a storage vessel for refrigerant having a variable size interior for receiving the refrigerant. An expansion bellows 16 thus requires no access to air to fill the interior, which is not occupied by the coolant. The expansion bellows 16 thus does not have to be placed in a high place, such as a rigid expansion vessel. The coolant from the expansion bellows 16 is from the engine 1 through the pump 6 over the line 5 sucked.

2 stellt die Entlüftungsvorrichtung 13 detaillierter dar. Die Entlüftungsvorrichtung 13 umfasst ein Gehäuse 17 mit einem Innenraum 18. Kühlmittel wird einer unteren Einlassöffnung 17a des Gehäuses 17 über die Leitung 12 zugeführt. Ein relativ langes und schmales Element 19 erstreckt sich quer durch die Einlassöffnung 17a. Das Querelement 19 umfasst einen zylindrisch geformten Abschnitt 19a, der nach oben vorsteht. Ein drehbares Teil 20 umfasst in einer unteren Endfläche ein Loch 20a mit einer Form, die der des nach oben vorstehenden Abschnitts 19a entspricht. Das drehbare Teil 20 ist somit für eine Drehung um den nach oben vorstehenden Abschnitt 19a angeordnet. Das Kühlmittel strömt in im Wesentlichen linearer Weise durch die Einlassöffnung 17a, an dem Querelement 19 vorbei und in den Raum 18 radial auswärts um den unteren Abschnitt des drehbaren Teils 20 herum. Das drehbare Teil 20 umfasst eine Mehrzahl von Schaufeln 20b, die mit Oberflächen versehen sind, welche in einem Winkel zu dem im Wesentlichen linear verlaufenden Kühlmittelzustrom vorgesehen sind. Wenn der Kühlmittelzustrom auf die abgewinkelten Oberflächen der Klingen 20b trifft, verleiht er dem drehbaren Teil 20 eine Drehbewegung in dem Raum 18 um den nach oben vorstehenden Abschnitt 19a herum. Der nach oben vorstehende Abschnitt 19a umfasst auch eine geeignete Verbindung zu dem drehbaren Teil 20, so dass dieses nicht von dem Kühlmittelzustrom angehoben wird. 2 represents the venting device 13 in more detail dar. The venting device 13 includes a housing 17 with an interior 18 , Coolant is a lower inlet opening 17a of the housing 17 over the line 12 fed. A relatively long and narrow element 19 extends across the inlet opening 17a , The cross element 19 includes a cylindrically shaped portion 19a which projects upwards. A rotatable part 20 includes a hole in a lower end surface 20a with a shape that of the upwardly projecting portion 19a equivalent. The rotatable part 20 is thus for rotation about the upwardly projecting portion 19a arranged. The coolant flows through the inlet opening in a substantially linear manner 17a , on the cross element 19 over and into the room 18 radially outward about the lower portion of the rotatable member 20 around. The rotatable part 20 includes a plurality of blades 20b , which are provided with surfaces which are provided at an angle to the substantially linearly extending coolant flow. When the coolant influx onto the angled surfaces of the blades 20b meets, he gives the rotatable part 20 a rotary motion in the room 18 around the upwardly protruding section 19a around. The upwardly projecting section 19a also includes a suitable connection to the rotatable part 20 so that this is not lifted from the coolant flow.

Das drehbare Teil 20 umfasst eine Mehrzahl von Kanälen 21, die durch dieses hindurch verlaufen und mit einer Materiallage versehen sind, die ein Hindurchtreten von Flüssigkeit verhindert, jedoch ein Hindurchtreten von Luft zulässt. Jegliche Luft, die zentral in dem Raum vorhanden ist, kann deshalb über die Kanäle 21 zu einem Gasauslasskanal 22 aufsteigen, der eine Öffnung 23 nahe einer Drehachse a des drehbaren Teils 20 aufweist. Die Öffnung 23 ist durch einen Rohrabschnitt definiert, der sich nach unten hin öffnet und es ermöglicht, Luft aufzunehmen, die von einem relativ großen Bereich um die Drehachse a herum aufsteigt. Der Gasauslasskanal 22 umfasst eine Materiallage 24, die dazu ausgelegt ist, ein Hindurchtreten von Flüssigkeit zu verhindern, jedoch ein Hindurchtreten von Gas zuzulassen. Dies stellt sicher, dass Flüssigkeit nicht einen oberen Raum 25 des Auslasskanals 22 erreicht. Ein Überdruckventil 26 definiert eine obere Oberfläche des oberen Raums 25. Das Überdruckventil umfasst ein Ventilelement 26a und eine Feder 26b, die dazu ausgelegt ist, eine bestimmte Kraft auszuüben, die das Ventilelement 26b gegen einen Ventilsitz 26c drückt. Das Überdruckventil öffnet sich somit lediglich dann und lässt Luft aus dem oberen Raum 25 an die Umgebung aus, wenn ein bestimmter Überdruck in dem oberen Raum 25 herrscht. Ein rohrförmiges flüssigkeitsdurchlässiges Material 27 definiert einen Wandabschnitt des Gasauslasskanals 22. Die Flüssigkeit, die von der Material lage 24 in dem Gasauslasskanal 22 zurückgehalten wird, kann den Gasauslasskanal 22 über das flüssigkeitsdurchlässige Material 27 verlassen. Die somit den Gasauslasskanal 22 verlassende Flüssigkeit tritt in den oberen Bereich 18a des Raums 18 ein. Der obere Bereich 18a des Raumes ist von dem übrigen Bereich des Raums 18 durch eine bahnartige Materiallage 28 getrennt. Die Flüssigkeit, die durch das Material 27 tröpfchenweise hindurch tritt, läuft an der Oberseite der bahnartigen Materiallage 28 nach unten. Ein Zweck der bahnartigen Materiallage 28 liegt darin, zu verhindern, dass Flüssigkeit in den oberen Bereich 18a des Raumes gelangt. Die bahnartige Materiallage 28 erstreckt sich in einer zu der Drehachse a im Wesentlichen orthogonalen Ebene und im Wesentlichen in derselben Höhe, wie die Flüssigkeitsauslassöffnung 17b in dem Gehäuse. Allerdings weist die bahnartige Materiallage 28 eine leichte Neigung zur Auslassöffnung 17b auf, so dass die Flüssigkeit an ihrer Oberseite zu der Auslassöffnung 17b durch die Schwerkraft nach unten läuft. Der obere Teilraum 18a ist dazu ausgelegt, jegliche Luft aufzunehmen, die aus irgendeinem Grund nicht in dem Gasauslasskanal 22 über die Öffnung 23 aufgenommen ist. Der obere Bereich 18a des Raumes ist an einer oberen Oberfläche durch die Materiallage 24 begrenzt, die somit ein Hindurchtreten von Luft jedoch kein Hindurchtreten von Flüssigkeit erlaubt. Luft von dem oberen Teilraum 18a kann somit durch die Materiallage 24 zu dem oberen Raum 25 des Auslasskanals 22 hindurchtreten. Das gekühlte Kühlmittel wird über die Auslassöffnung 17b zu der Leitung 15 für einen weiteren Transport zu dem Expansionsbalg 16 geführt.The rotatable part 20 includes a plurality of channels 21 which pass therethrough and are provided with a layer of material which prevents the passage of liquid but permits the passage of air. Any air that is centrally present in the room can therefore pass through the channels 21 to a gas outlet duct 22 ascend, the one opening 23 near a rotation axis a of the rotatable member 20 having. The opening 23 is defined by a pipe section that opens downwardly and allows air to be received that rises from a relatively large area about the axis of rotation a. The gas outlet channel 22 includes a material layer 24 , which is designed to prevent a passage of liquid, but to allow passage of gas. This ensures that liquid does not have an upper space 25 the outlet channel 22 reached. A pressure relief valve 26 defines an upper surface of the upper space 25 , The pressure relief valve comprises a valve element 26a and a spring 26b , which is designed to exert a certain force, the valve element 26b against a valve seat 26c suppressed. The pressure relief valve thus only opens and allows air from the upper space 25 to the environment, if a certain overpressure in the upper room 25 prevails. A tubular liquid-permeable material 27 defines a wall portion of the gas outlet channel 22 , The liquid that is from the material 24 in the gas outlet channel 22 is retained, the gas outlet channel 22 over the liquid-permeable material 27 leave. The thus the gas outlet channel 22 leaving liquid enters the upper area 18a of the room 18 one. The upper area 18a of Space is from the rest of the room 18 through a web-like material layer 28 separated. The liquid passing through the material 27 drop by drop passes, runs at the top of the web-like material layer 28 downward. A purpose of the web-like material layer 28 lies in preventing liquid in the upper area 18a of the room. The web-like material layer 28 extends in a plane substantially orthogonal to the axis of rotation a and at substantially the same height as the liquid outlet opening 17b in the case. However, the web-like material layer shows 28 a slight inclination to the outlet opening 17b on, allowing the liquid at its top to the outlet opening 17b by gravity down. The upper subspace 18a is designed to take in any air that for any reason is not in the gas outlet duct 22 over the opening 23 is included. The upper area 18a of space is on an upper surface through the material layer 24 limited, thus allowing passage of air but no passage of liquid. Air from the upper compartment 18a can thus through the material layer 24 to the upper room 25 the outlet channel 22 pass. The cooled coolant is passed over the outlet port 17b to the line 15 for another transport to the expansion bellows 16 guided.

Während eines Betriebs des Kühlsystems fließt Kühlmittel im Wesentlichen kontinuierlich zu der Entlüftungsvorrichtung 13. Das Kühlmittel strömt in im Wesentlichen orthogonaler (rechtwinkliger) Weise durch die Einlassöffnung 17a und in den Raum 18 radial außerhalb um den unteren Bereich 20a des drehbaren Teils herum. Das Kühlmittel weist somit eine im Wesentlichen orthogonale (rechtwinklige) Strömungsrichtung auf, wenn es auf die abgewinkelten Oberflächen der Schaufeln 20b trifft. Dem drehbaren Teil 20 wird somit eine von dem Kühlmittelzustrom übertragene Drehbewegung verliehen. In dieser Situation wird ein wesentlicher Anteil der kinetischen Energie des Kühlmittels in eine Drehbewegung des drehbaren Teils 20 umgewandelt. Gleichzeitig bewirkt das drehbare Teil 20 durch die Schaufeln eine Drehung des in dem Raum vorhandenen Kühlmittels im Wesentlichen um die Drehachse a herum. Da das Kühlmittel wesentlich schwerer ist als jegliche Luft, die sich in dem Kühlmittel gesammelt hat, führt die Drehbewegung dazu, dass das Kühlmittel durch die Zentrifugalkraft radial auswärts an die Wände des Gehäuses 17 gedrängt wird, während jegliche Luft sich zentral in der Ausnehmung 18 sammelt. Die radial angeordneten Wände des Gehäuses 17 weisen eine derartige Neigung auf, dass sie einen maximalen radialen Abstand von der Achse a in der Höhe der Kühlmittelauslassöffnung 17b aufweisen. Das rotierende Kühlmittel in dem Raum 18 wird somit aufsteigen und über die Auslassöffnung 17b durch die Zentrifugalkraft herausgedrängt. Jegliche Luft, die sich zentral in dem Raum 18 in dem Bereich um die Drehachse a herum sammelt, neigt dazu aufgrund ihrer geringen Dichte nach oben aufzusteigen. Die Luft wird somit durch die Kanäle 21 in dem drehbaren Teil 20 hindurch und wird in die Öffnung 23 für den Gasauslasskanal 22 geführt. Die Luft, die in dem Gasauslasskanal 22 nach oben strömt, gelangt durch die Materiallage 24 und sammelt sich in dem oberen Raum 25. Wenn ein bestimmter Überdruck in dem oberen Raum 25 herrscht, öffnet sich das Überdruckventil 26 und die Luft kann in die Umgebung ausströmen. Die in den Gasauslass 22 geführte Flüssigkeit wird von der flüssigkeitsblockierenden Materiallage 24 daran gehindert, den oberen Raum 25 zu erreichen. Diese Flüssigkeit fällt nach unten oder tritt tröpfchenweise über das flüssigkeitsdurchlässige Rohrmaterial 27 aus. Von außerhalb des flüssigkeitsdurchlässigen Rohrmaterials 27 fließt Flüssigkeit durch die bogenartige Materiallage 28. Da die bogenartige Materiallage 28 eine leichte Neigung nach unten zu der Auslassöffnung 17b hin aufweist, läuft die Flüssigkeit aufgrund der Schwerkraft zu der Auslassöffnung 17b. Jegliche Luft in dem Raum, die aus irgendeinem Grund nicht durch die Öffnung 23 austritt, steigt durch den Gasauslasskanal 22 nach oben und sammelt sich an der unteren Oberfläche des bogenartigen Materials 28. Da die bogenartige Materiallage 28 das Hindurchtreten von Luft erlaubt, tritt die Luft durch die Materiallage 28 hindurch und sammelt sich in dem Teilraum 18a. Von dem Teilraum 18a kann die Luft durch die Materiallage 24 hindurch zu dem oberen Raum 25 treten, von welchem sie über das Überdruckventil 26 zu der Umgebung geführt wird, wenn der bestimmte Überdruck in dem oberen Raum 25 herrscht.During operation of the cooling system, coolant flows substantially continuously to the venting device 13 , The coolant flows through the inlet opening in a substantially orthogonal (right-angle) manner 17a and in the room 18 radially outside the lower area 20a of the rotatable part. The coolant thus has a substantially orthogonal (right-angled) flow direction when applied to the angled surfaces of the blades 20b meets. The rotatable part 20 Thus, a transmitted from the coolant flow rotational movement is lent. In this situation, a substantial portion of the kinetic energy of the coolant becomes rotary motion of the rotatable member 20 transformed. At the same time the rotatable part causes 20 a rotation of the coolant present in the space substantially around the axis of rotation a through the blades. Because the coolant is significantly heavier than any air that has accumulated in the coolant, the rotational movement causes the coolant to move radially outwardly against the walls of the housing by the centrifugal force 17 is crowded, while any air is centrally in the recess 18 collects. The radially arranged walls of the housing 17 have a tendency such that they have a maximum radial distance from the axis a in the height of the coolant outlet opening 17b exhibit. The rotating coolant in the room 18 will thus rise and over the outlet opening 17b pushed out by the centrifugal force. Any air that is central in the room 18 accumulates in the area around the rotation axis A tends to ascend due to their low density upwards. The air is thus through the channels 21 in the rotatable part 20 through and gets into the opening 23 for the gas outlet channel 22 guided. The air in the gas outlet duct 22 flows upward, passes through the material layer 24 and collects in the upper room 25 , If a certain overpressure in the upper room 25 prevails, the pressure relief valve opens 26 and the air can flow into the environment. The in the gas outlet 22 guided liquid is from the liquid blocking material layer 24 prevented from the upper room 25 to reach. This liquid will fall down or trickle over the liquid-permeable tubing 27 out. From outside the liquid-permeable pipe material 27 Liquid flows through the sheet-like material layer 28 , Because the sheet-like material layer 28 a slight slope down to the outlet opening 17b Due to gravity, the liquid flows towards the outlet opening 17b , Any air in the room, which for some reason is not through the opening 23 exits, climbs through the gas outlet channel 22 upwards and collects on the lower surface of the sheet-like material 28 , Because the sheet-like material layer 28 permitting the passage of air, the air passes through the material layer 28 through and collects in the subspace 18a , From the subspace 18a Can the air through the material layer 24 through to the upper room 25 from which they pass over the pressure relief valve 26 is led to the environment when the certain overpressure in the upper room 25 prevails.

Die beschriebene Entlüftungsvorrichtung weist einen zuverlässigen Betrieb des drehbaren Teils 20 auf, um das Kühlmittel in Drehung zu versetzen, so dass eine wirksame Abscheidung von Flüssigkeit und Gas erreicht wird. Dabei wird das drehbare Teil 20 durch die kinetische Energie des Kühlmittelzustroms angetrieben. Es ist daher kein spezieller Antriebsmechanismus erforderlich, der zum Antreiben des drehbaren Teils 20 angeordnet werden muss. Ein Vorteil der Verwendung einer separaten Entlüftungsvorrichtung 13 in einem Kühlsystem für einen Verbrennungsmotor 1 anstelle eines herkömmlichen Expansionsbehälters mit einer Entlüftungsfunktion besteht darin, dass der Expansionsbehälter erheblich einfacher ausgestaltet werden kann. Der Expansionsbehälter in der Form eines Expansionsbalgs 16 ist insbesondere dahingehend vorteilhaft, dass er keine Luft enthält und deshalb im Wesentlichen auf jedem gewünschten Niveau in dem Kühlsystem angeordnet werden kann. Alle der vorste hend genannten Materiallagen 21, 24, 28, die ein Hindurchtreten von Flüssigkeit verhindern, jedoch ein Hindurchtreten von Gas zulassen, können das unter dem Handelsnamen gortex (Goretex) bekannte Material umfassen.The described ventilation device has a reliable operation of the rotatable part 20 to turn the coolant in rotation, so that an effective separation of liquid and gas is achieved. This is the rotatable part 20 driven by the kinetic energy of the coolant flow. Therefore, no special drive mechanism is required for driving the rotatable member 20 must be arranged. An advantage of using a separate venting device 13 in a cooling system for an internal combustion engine 1 instead of a conventional expansion tank with a venting function is that the expansion tank can be made much simpler. The expansion tank in the form of an expansion bellows 16 is particularly advantageous in that it contains no air and therefore can be arranged substantially at any desired level in the cooling system. All of the above mentioned material layers 21 . 24 . 28 , which prevent passage of liquid, but allow gas to pass through, may be known under the trade name gortex (Goretex) Ma material.

Die Erfindung ist in keiner Weise auf das mit Bezug auf die Zeichnungen beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern kann frei im Rahmen der Ansprüche verändert werden. Die Vorrichtung ist nicht darauf beschränkt, in einem Kühlsystem für ein Fahrzeug eingesetzt zu werden, und kann in jedem gewünschten Zusammenhang verwendet werden, in dem Gas von einer Flüssigkeit abzuscheiden ist.The The invention is in no way referring to that with reference to the drawings described embodiment limited, but can be changed freely within the scope of the claims. The device is not limited to in a cooling system for a vehicle to be used, and can be used in any desired context be in the gas of a liquid is to be separated.

ZusammenfassungSummary

Anordnung für das Abscheiden von Gas von einer Flüssigkeit Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abscheiden von Gas von einem flüssigen Medium. Die Vorrichtung umfasst einen Innenraum (18), eine Einlassöffnung (17a) zum Zuführen des Mediums zu dem Raum (18) und ein drehbares Teil (20). Das drehbare Teil (20) umfasst Mittel (20b), die dazu ausgelegt sind, die kinetische Energie des zugeführten Mediums dazu auszunutzen, um dem Medium in dem Raum (18) eine Drehbewegung zu verleihen. Die Vorrichtung wird vorteilhafterweise dazu verwendet, um das Kühlmittel in einem Kühlsystem für einen Verbrennungsmotor zu kühlen.Arrangement for separating gas from a liquid The present invention relates to a device for separating gas from a liquid medium. The device comprises an interior ( 18 ), an inlet opening ( 17a ) for supplying the medium to the room ( 18 ) and a rotatable part ( 20 ). The rotatable part ( 20 ) comprises means ( 20b ), which are designed to exploit the kinetic energy of the medium supplied to the medium in the space ( 18 ) to give a rotary motion. The device is advantageously used to cool the coolant in a cooling system for an internal combustion engine.

Claims

Device for separating gas from a liquid medium, the device having an interior space ( 18 ), an inlet opening ( 17a ) for supplying liquid medium together with any gas to the room ( 18 ), and a rotatable part ( 20 ), which is adapted to the medium in the room ( 18 ) in a rotational movement, characterized in that the rotatable part ( 20 ) Medium ( 20b ), which are designed to use the kinetic energy of the supplied medium in order to access the medium in the room ( 18 ) to exercise a rotational movement.

Device according to claim 1, characterized in that the means ( 20b ) of the rotatable member have a surface which is arranged at an angle to the main flow direction of the influx of medium.

Device according to claim 2, characterized in that the means comprise at least one blade ( 20b ) provided with such a surface.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the rotatable part ( 20 ) at least one channel passing therethrough ( 21 ), which is provided with a material layer ( 21a ), which prevents passage of liquid but allows passage of gas.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the device has an outlet channel ( 22 ) for gas separated from the medium which contains a material layer ( 24 ), which prevents passage of liquid but allows passage of gas.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the gas outlet channel ( 22 ) an opening in the room ( 18 ) near an axis (a) about which the medium undergoes the rotational movement.

Apparatus according to claim 6, characterized in that the gas outlet channel ( 22 ) a pressure relief valve ( 26 ).

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the device has an outlet opening ( 17b ) for gas separated from the gas, the liquid outlet opening ( 17b ) in a boundary surface of the room ( 18 ) is arranged at substantially maximum radial distance from the axis (a).

Device according to claim 7, characterized in that the space ( 18 ) a material layer ( 28 ), which prevents the passage of liquid, but allows passage of gas, wherein the material layer ( 28 ) in a substantially horizontal plane at the same height as the coolant outlet opening (FIG. 17b ).

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the device is a part of a cooling system for an internal combustion engine ( 1 ).