DE2062381A1

DE2062381A1 - Gasabscheider, insbesondere für den Kühlkreislauf von Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2062381A1
Application number: DE19702062381
Authority: DE
Inventors: Franz 7251 Schöckingen. P Pigisch
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle Behr GmbH and Co KG
Priority date: 1970-12-18
Filing date: 1970-12-18
Publication date: 1972-06-29
Also published as: DE2062381C3; DE2062381B2

Description

"Gasabsoheider, insbesondere für den Kühikreislauf von Brennkraftmaschinen" Brennkraftmaschinen" Die Erfindung betrifft Gasabscheider, insbesondere für den Kühlkreislauf von Brennkraftmaschinen' z. B. in Schienenfahrzeugen, bestehend aus einem etwa zylinderförmigen Mantel mit oberem Einlauf und unterem Ablauf sowie einem zentralen oberen Luftauslaß.
Gasabscheider für den Kühikreislauf von Brennkraftmaschinen sind in verschiedenen Ausführungen bekannt. In ihnen wird Verbrennungsgas oder Luft, die aus den Zylindern in die Kühlflüssigkeit gelangen können, wieder ausgeschieden. Es ist auch bereits bekannt, in-einen Kühikreislauf von Brennkraftmaschinen für Schienenfahrzeuge, das in einem als Grobabscheider wirkenden Fliehkraftgasabscheider abgeschiedene Gas-Flüssigkeits-Gemisch einem zweiten, als Feinabscheider wirkenden Gasabscheider zuzuführen.
Bei einem bekannten Gasabscheider für den Kühlkreislauf von Brennkraftmaschinen sind Einlauf- und Auslaufspiralen vorgesehen, wobei vor der Austrittsspirale längs des Umfangs der Mantelwandung des Abscheiders ein Ring von Diffusoren angeordnet ist und in der Ringebene der Diffusoren Eintrittsöffnungen für eine Überlaufleitung für Uberschußwasser angeschlossen sind, über welcher oberhalb eine Zufuhreinrichtung für Zusatzwasser ausmündet.
Bei bekannten Zyklon-Gasabseheidern handelt es sich darum, das Gas durch das schwerere Wasser am Umfang zu verdrängen und in die Mitte zu drücken. Im Gegensatz zu den Staubabscheider-Zyklonen ist daher eine Beruhigung der Strömung nicht erwünscht, sondern vielmehr eine im ganzen Bereich des Abscheiders möglichst gleichbleibend starke Wirbeiströmung. Oft ist bei gegebener Bauhöhe die Verweilzeit zu klein, zum anderen erfolgt ein Mitreissen von kleinen Luftblasen entgegen deren Auftrieb.
Durch geringe Bauhöhe, besonders aber infolge des nach unten lenkenden Wassereinlaufes, ist eine so kurze Verweilzeit gegeben, daß nur eine unvollständige Gasabscheidung möglich ist. Da die Zentrierung des Luftzylinders im unteren Teil fehlt, lösen sich Blasen aus dem Luftzylinder ab und werden am Wasseraustritt mitgerissen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gasabscheider insbesondere zur Verwendung als Grob- oder Feinabscheider im Kühlkreislauf von Brennkraftmaschinen zu schaffen, bei dem ein Mitreißen von Gas oder Gas-Wasser-Gemisch in die Wasserabfuhröffnung des Abscheiders mit sicherheit vermieden wird.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung im wesentlichen dadurch gelöst, daß der obere Einlauf waagrecht und tangential, der untere Ablauf tangential angeordnet und/oder im unteren Bereich des zylindrischen Gehäuseteils eine zentrale Düse vorgesehen ist.
Durch den erfindungsgemäß tangentialen oberen Einlauf wird der Wasserstrahl gezielt tangential in einer äußeren Randschicht eingeleitet, und die exzentrische Verdrängung des mittleren Luftzylinders klein gehalten. Dies trägt zur Stabilisierung des mittleren Luftzylinders bei.
Durch die erfindungsgemäß angeordnete Düse wird sichergestellt, daß im Bereich des Rotationszylinders keine örtlichen Geschwindigkeitsänderungen auftreten können durch die die Luft- oder Gassäule in die Abflußleitung hineingezogen werden könnte. Durch die erfindungsgemäße DUse lä#t sich ferner der Austrittsquerschnitt relativ leicht einstellen. Durch Abstimmung des Austrittsquerschnittes auf die übrigen Betriebsbedingungen läßt sich eine optimale Abscheidung erzielen. Ferner wird durch die Düse die Waaserströmung auf einen kleineren Durchmesser gezwungen, wedurch eine erneute Beschleunigung erreicht wird sowie eine ausgezeichnete Zentrierung des Luftzylinders. Der sich mit dem untoren Boden bildende Ringspalt bewirkt zum einen infolge des Gegendruckes eine geschlossene Oberfläche des Luftzylinders, zum anderen wird die Rotation der Wasserströmung erzwungen, da hierbei der Ausflußwiderstand am geringsten ist.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht die Düse aus einem etwa kegelförmigen Offnungsteil und einem sich daran anschließenden rohrförmigen Teil.
In vorteilhafter Weise sind im kegelförmigen Randteil des Düse einsatzes Entlüftungsöffnungen vorgesehen.
Es ist ferner besonders zweckmäßig, wenn die untere Kante des rohrförmigen Düsenteils unter der Mittelachse des unteren tangentialen Ablaufs liegt. Durch entsprechende Abstimmung der Spaltbreite kann der Druckabfall und die Wassermenge am Luftauslaß klein gehalten werden.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden anhand der Zeichnung näher erläutert, die schematisch Ausführungsbeispiele darstellt. Dabei zeigt: Fig. 1 schematisch einen Kühlkreislauf einer Brennkraftmaschine, Fig. 2 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Gasabscheiders, und Fig. 5 eine Draufsicht auf einen Gasabscheider nach Fig. 2.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Kühlkreislauf einer Brennkraftmaschine ist ein Kühler l vorgesehen, von dem die gekühlte Kühlflüssigkeit mit Hilfe einer Pumpe 2 einer Brennkraftmaschine 3 zugeführt#wird. Im Kühlmittelvorlauf 4 ist ein Grobabscheider 6 zwischen dem Motorau Vitt 7 und dem Kühlereintritt 8 angeordnet. Ferner ist ein zweiter Abscheider 9 als Feinabscheider vorgesehen. Vom Grobabscheider 6 direkt oder über den Feinabscheider 9 wird das Gas-Kühlmittel-Gemisch einem Ausgleichsbehälter lo zugeführt. Vom Grobabscheider 6 kann das Kühlmittel über eine Leitung 11 unmittelbar in den Kühler 1 geleitet werden.
Das verbleibende Gas-KUhlmittei-Gemisch wird über eine Leitung 12 zur Feinabscheidung und nochmaliger Trennung dem zweiten.Abscheider 9 zugeführt. Die gasfreie Kühlflüssigkeit aus dem Feinabscheider 9 wird nun unter Verwendung einer Umgehungsleitung 14 direkt der Saugseite der Pumpe 2 zugeführt.
Ein Gasabscheider nach der Erfindung besteht gemäß Fig. 2 aus einem zylindrischen Mantelteil 21 mit einem oberen Deckelteil 31 und einem unteren Bodenteil 32. In den oberen Mantelteil bzw.
oberen Deckelteil mündet waagrecht und extrem tangential ein oberer Einlauf 22, während vom unteren zylindrischen Mantelteil bzw. vom unteren Bodenteil tangential ein Ablauf 25 ausgeht.
Im unteren Bereich des Mantelteils 21 ist eine zentrale Düse 24 angeordnet. Diese zentrale Düse 24 kann als Einsatzstück ausgebildet sein, oder aber auch mit dem Mantelteil fest verbunden, beispielsweise verschweißt sein.
Die zentrale Düse 24 weist einen kegelförmigen Offnungsteil 25 und einen sich daran nach unten anschließenden rohrförmigen Teil 26 auf. Dabei ist die Ausbildung und Anordnung so getroffen, daß die untere Kante 28 des rohrförmigen Teils 26 tiefer liegt als die Mittelachse 29 des unteren tangentialen Ablaufrohres 23.
Dabei sind nach einem weiteren Merkmal der Erfindung im kegelförmigen #ffnungsteil 25, vorzugsweise gleichmäßig verteilt, Füll-bzw. Entlüftungsöffnungen 27 angeordnet. Im oberen Deckelteil 31 ist in bekannter Weise ein Gasauslaßstutzen 30 vorgesehen.
Aus Fig. 3 ist die tangentiale Anordnung des Einlaufs 22 und des Ablaufs 23 ersichtlich. Aus Einbaugründen ist es zweckmäßig, wenn die Verbindungsflansche 55> 54 in etwa parallelen Ebenen parallel zum auf die Mittelachae des Zulaufs 22 senkrechten Durchmesser angeordnet sind.
Das Gas-Flüssigkeits-Gemisch wird bei dem erfindungsgemäßen Gasabscheider in bekannter Weise über den Zulauf 22 zugeführt.
Durch die tangentiale Einführung entsteht eine Rotationsströmung, wobei durch die entstehende F2f#i\hkraft die Flüssigkeit an der Wand des zylindrischen Teils 21 sich sammelt und nach abwärts rinnt. Durch die erfindungsgemäße Düse 24, die mit Hilfe der EntlüStungs- und Füllöffnungen 27 stets mit Flüssigkeit vollständig gefüllt ist, wird verhindert, daß sich ein eventuell bildender Rotationsgaszylihder oder Kegel in die Ablaufleitung 23 hinein fortsetzt und somit Gas mit der Flüssigkeit mitgerissen wird. Bei geringem Durchflußwiderstand wird nämlich eine bessere Zentriefugalwirkung und eine gute Zentrierung des mittleren Luftzylinders erreicht, wodurch sich der Abscheidegrad entscheidend verbessert.
Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiei beschränkt. Sie umfaßt auch alle fachmännisehen Abwandlungen sowie alle Teil- und Unterkombinationen der beschriebenen und/oder dargestellten Merkmale.
- Ansprüche -

Claims

A n s p r ü ch e 1. Gasabscheider, insbesondere für den Kühlkreislauf von Brennkraftmaschinen, z. B. in Schienenfahrzeugen, bestehend aus einem etwa zylinderförmigen Mantel mit oberem Einlauf und unterem Ablauf sowie einem zentralen oberen Luftauslaß, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Einlauf waagrecht und tangential, der untere Ablauf tangential angeordnet und/oder im unteren Bereich des zylindrischen Gehäuseteils eine zentrale Düse vorgesehen ist.
2. Gasabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse aus einem etwa kegelförmigen Offnungsteil und einem sich daran anschließenden rohrförmigen Teil besteht.
5. Gasabscheider nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch Entlüftungsöffnungen im kegelförmigen Randteil des Düseneinsatzes.
4. Gasabscheider nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Kante des rohrförmigen Düsenteils unter der Mittelachse des unteren tangentialen Ablaufs liegt.