DE4331396C1 - Zyklondampfabscheider für Verdampfungskühlsysteme von Brennkraftmaschinen - Google Patents
Zyklondampfabscheider für Verdampfungskühlsysteme von BrennkraftmaschinenInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01P3/00—Liquid cooling
- F01P3/22—Liquid cooling characterised by evaporation and condensation of coolant in closed cycles; characterised by the coolant reaching higher temperatures than normal atmospheric boiling-point
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- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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- F01P3/00—Liquid cooling
- F01P3/22—Liquid cooling characterised by evaporation and condensation of coolant in closed cycles; characterised by the coolant reaching higher temperatures than normal atmospheric boiling-point
- F01P2003/2214—Condensers
- F01P2003/2264—Separators
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung der im
Oberbegriff des ersten Anspruchs angegebenen Art.
Ein gattungsgemäßer Dampfabscheider ist aus der DE-PS 7 10 819
bekannt. Er weist zwei Kühlmittelauslaßstutzen auf,
von denen der eine mit dem Kühlkreislauf verbunden ist
und der andere mit einem Vorratsbehälter. Um zu ver
hindern, daß in den Vorratsbehälter Dampf eintritt, ist
am Eingang der zum Vorratsbehälter führenden Kühlmittel
leitung ein Ventil vorgesehen, das erst dann öffnet, wenn
genügend Kühlmittel vorgelagert ist.
Daneben ist ein anderer Zyklondampfabscheider in der
älteren, nicht vorveröffentlichten DE 42 31 845 A1 be
schrieben.
Er wird angewendet in Verdampfungskühlsystemen,
bei denen bei kalten Kühlmitteln neben den
Kühlräumen der Brennkraftmaschine auch die Vorlauf- und
Rücklaufleitung sowie der Kondensator vollständig mit
Kühlmittel gefüllt sind. Dementsprechend ist auch der
Dampfabscheider mit Kühlmittel gefüllt. Erwärmt sich das
Kühlmittel und bildet sich Dampf, so verdrängt das sich
ausdehnende Kühlmittel in der Brennkraftmaschine das
flüssige Kühlmittel aus dem Kondensator in einen Ausgleichsbehälter.
Diese Anordnung hat sich in der Praxis bewährt, nachteilig
ist jedoch hierbei, daß Steuerschaltungen vorgesehen
werden müssen, um die Kühlmittelpumpe bei kaltem
Kühlmittel abzuschalten, damit sie nicht das Kühlmittel
während der Warmlaufphase durch den Kondensator pumpt,
wodurch es gekühlt wird. Sinn und Zweck eines Ver
dampfungskühlsystemes ist es ja gerade, möglichst schnell
die Siedetemperatur des Kühlmittels zu erreichen, um die
Warmlaufphase der Brennkraftmaschine zu verkürzen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei einem Ver
dampfungskühlsystem der genannten Art auf eine spezielle
Steuerschaltung für die Kühlmittelpumpe verzichten zu
können, ohne daß dadurch die Warmlaufphase verlängert
wird.
Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe durch die
kennzeichnenden Merkmale des ersten Anspruchs gelöst.
Aufgrund eines derartig aufgebauten Zyklondampfab
scheiders ist es möglich, die Kühlmittelpumpe beim Start
der Brennkraftmaschine einzuschalten und eingeschaltet zu
lassen während ihres weiteren Laufes, ohne daß Kühlmittel
durch den Kondensator umgepumpt wird. Solange nämlich der
Dampfabscheider vollständig mit flüssigem Kühlmittel ge
füllt ist, verschließt das schwimmergesteuerte Ventil den
Dampfauslaßstutzen, so daß der Kondensator vom Kühlkreis
lauf abgetrennt ist. Bildet sich Dampf und wird dieser in
den Zyklondampfabscheider geleitet, so verdrängt er
das sich dort befindliche flüssige Kühlmittel. Dadurch kann
der Schwimmer absinken und den Dampfauslaßstutzen freige
ben.
Die Weiterbildungen nach den Ansprüchen 2 bis 6 beschrei
ben vorteilhafte Ausgestaltungen des Zyklondampfab
scheiders.
So hat beispielsweise die Weiterbildung nach Anspruch 2
den Vorteil, daß der Schwimmer keine zusätzlichen Füh
rungselemente benötigt, sondern am Außenumfang des
Dampfaustrittsstutzens geführt werden kann.
Durch die Weiterbildung nach Anspruch 3 wird der Vorteil
erzielt, daß der spezifisch leichtere Dampf beim Absinken
des Flüssigkeitsstandes im Schwimmer sofort auf seine dem
Ventil abgewandte Rückseite strömen kann, so daß er so
fort reagieren kann.
Die Weiterbildung nach Anspruch 6 weist den Vorteil auf,
daß beim Abkühlen des Kühlmittels und einer
Wiederbefüllung der dampfführenden Räume mit flüssigem
Kühlmittel der Schwimmer sofort hochsteigen kann, damit
die Dampfauslaßöffnung verschlossen werden kann.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines bevorzugten
Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der einzigen Ab
bildung ist ein Querschnitt durch einen erfindungsgemäß
aufgebauten Zyklondampfabscheider 1 dargestellt. Er weist
ein trichterförmiges Gehäuse auf, in das ein Kühlmittel-
/Dampfeinlaßstutzen 2 mündet. Mit 3 ist ein Kühlmittel
auslaßstutzen und mit 4 ein Dampfauslaßstutzen bezeich
net. Der Dampfauslaßstutzen ist innerhalb des Zyklon
dampfabscheiders verlängert, und zwar bis nahezu zur Un
terkante des Kühlmittel-/Dampfeinlaßstutzens 2.
Innerhalb des Zyklon
dampfabscheiders 1 und oberhalb des Einlaßstutzens 2 ist
ein Schwimmer 5 angeordnet, der auf dem Außenumfang des
Dampfauslaßstutzens 4 geführt ist. Der Schwimmer 5 ist
mit einem Führungsrohr 6 verbunden, das an seinem unteren
freien Ende einen Ventilkörper 7 trägt. Der Ventilkörper
7 ist als Strömungskörper ausgebildet und wirkt mit der
unteren Einlaßöffnung 8 des Dampfauslaßstutzens 4 zusammen.
In dem gewählten Beispiel sitzt der Schwimmer 5 auf einem
Anschlag 9 auf, der am Umfang des Einlaßstutzens 2 gebil
det ist. In dieser Stellung ist das Ventil 7 geöffnet.
Eine Strömungsverbindung vom Einlaßstutzen 2 zum Dampf
auslaßstutzen 4 wird über Durchbrechungen 10 sicherge
stellt, die am Außenumfang des Führungsrohres 6 ange
ordnet sind.
Eine Entlüftungsbohrung 11 stellt eine Strömungsverbin
dung zwischen dem Inneren des Dampfauslaßstutzens 4 und
dem Raum 12 innerhalb des Dampfabscheiders dar, der sich
oberhalb des Schwimmers 5 in der gezeigten Darstellung
befindet.
Über Umfangsausnehmungen 13 am Schwimmer 5 ist dieser
Raum 12 zusätzlich mit dem unteren Bereich des Zyklon
dampfabscheiders 1 verbunden.
Der hier beschriebene Zyklondampfabscheider 1 kann bei
spielsweise in ein Verdampfungskühlsystem gemäß der DE 42 31 846
A1 eingebaut werden.
Im folgenden wird seine Funktion beschrieben.
Bei kalter Brennkraftmaschine ist das gesamte Kühlsystem
mit flüssigem Kühlmittel gefüllt. Dementsprechend ist
auch in dem Kühlmittel-/Dampfeinlaßstutzen 2 sowie im ge
samten Zyklondampfabscheider 1 flüssiges Kühlmittel vor
handen. In diesem Betriebszustand befindet sich der
Schwimmer 5 in seiner höchsten Position. Dies bedeutet,
daß der Ventilkörper 7 mit der Eintrittsöffnung 8 des Dampfstutzens
zusammenwirkt und
diesen abdichtet. Gleichzeitig ist von
dem Schwimmer die Entlüftungsbohrung 11 verschlossen. So
mit kann bei dem Verdampfungskühlsystem ein Kühlmittelum
lauf nur von dem Kühlmittel-/Dampfeinlaßstutzen 2 zum
Kühlmittelauslaßstutzen 3 stattfinden. Der an dem Dampf
auslaßstutzen 4 angeschlossene Kondensator ist vom Kühl
kreis abgekoppelt.
Beginnt das Kühlmittel in der Brennkraftmaschine zu sie
den und wird infolgedessen ein Flüssigkeitsdampfgemisch
in den Zyklondampfabscheider 1 geleitet, so wird das dort
befindliche Kühlmittel aufgrund der Druckerhöhung ver
drängt von dem Dampf, der - da spezifisch leichter - über
die Ausnehmungen 13 in den Bereich 12 strömt. Mit sinken
dem Kühlmittelstand sinkt der Schwimmer ab, so daß der
Ventilkörper 7 öffnen kann und über die Durchtrittsöffnungen 10
der Dampf in den Dampfauslaßstutzen 4 eintreten kann.
Gleichzeitig wird ein Druckausgleich über die Entlüf
tungsbohrung 11 zwischen dem Raum 12 und dem Inneren des
Dampfauslaßstutzen 4 hergestellt.
Dieser Betriebszustand ist in der Abbildung gezeigt. Er
bleibt so lange aufrechterhalten, bis sich das Kühlmittel
wieder abzukühlen beginnt im Kühlkreis und damit die vor
her dampfgefüllten Räume wieder vom flüssigen Kühlmittel
ausgefüllt werden können. In diesem Fall verschließt mit
steigendem Kühlmittel stand im Zyklondampfabscheider 1 der
Schwimmer 5 über den Ventilkörper 7 wieder den Dampfauslaß
stutzen 4.
Claims (6)
1. Zyklondampfabscheider für Verdampfungskühlsysteme
von Brennkraftmaschinen mit trichterförmiger Ge
stalt, mit einem am Umfang mündenden Kühlmittel-
/Dampfeinlaßstutzen, einem am Trichterhals ange
ordneten Kühlmittelauslaß sowie einem gegenüber
liegend zum Kühlmittelauslaß angeordneten Dampfaus
laßstutzen, der nach innerhalb des
Zyklondampfabscheiders verlängert ist und mit einem
einen Auslaßstutzen steuernden Schwimmerventil,
dadurch gekennzeichnet, daß der Dampfauslaßstutzen
(4) bis fast unterhalb der Unterkante des Kühl
mittel-/Dampfeinlaßstutzens (2) verlängert ist, und daß das Schwimmerventil einen
die Eintrittsöffnung (8) des Dampfauslaßstutzens (4)
steuernden Ventilkörper (7) aufweist, der über
einen oberhalb des Kühlmittel-/Dampfeinlaßstutzens
(2) angeordneten Schwimmer (5) gesteuert wird.
2. Zyklondampfabscheider nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmer (5)
kreisringförmig ausgebildet ist und auf dem
Außenumfang des Dampfauslaßstutzens (4) geführt
ist.
3. Zyklondampfabscheider nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmer (5) an
seinem Umfang axial verlaufende Ausnehmungen (13)
aufweist.
4. Zyklondampfabscheider nach einem der vorangegange
nen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (7) als
Strömungskörper ausgebildet ist, der über ein ge
lochtes (Durchbrechungen 10) Führungsrohr (6) mit
dem Schwimmer (5) verbunden ist.
5. Zyklondampfabscheider nach einem der vorangegange
nen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Außenumfang des
Kühlmittel-/Dampfeinlaßstutzens (2) ein Anschlag
(9) für den Schwimmer (5) vorgesehen ist.
6. Zyklondampfabscheider nach einem der vorangegange
nen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß in dem Dampfauslaß
stutzen (4) eine Entlüftungsbohrung (11) vorgesehen
ist, die sich innerhalb des Zyklondampfabscheiders
(1) befindet und bei geschlossenem Ventilkörper (7) von
dem Schwimmer (5) verdeckt ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19934331396 DE4331396C1 (de) | 1993-09-15 | 1993-09-15 | Zyklondampfabscheider für Verdampfungskühlsysteme von Brennkraftmaschinen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19934331396 DE4331396C1 (de) | 1993-09-15 | 1993-09-15 | Zyklondampfabscheider für Verdampfungskühlsysteme von Brennkraftmaschinen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4331396C1 true DE4331396C1 (de) | 1995-04-13 |
Family
ID=6497817
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19934331396 Expired - Fee Related DE4331396C1 (de) | 1993-09-15 | 1993-09-15 | Zyklondampfabscheider für Verdampfungskühlsysteme von Brennkraftmaschinen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4331396C1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7707860B2 (en) * | 2004-12-10 | 2010-05-04 | Lg Electronics Inc. | Washing machine combined with dryer |
CN113404583A (zh) * | 2021-07-30 | 2021-09-17 | 中国人民解放军陆军装甲兵学院 | 一种高原环境用大功率柴油机冷却系统加水口盖 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE710819C (de) * | 1939-07-28 | 1941-09-22 | Ernst Heinkel Flugzeugwerke G | Dampfabscheider fuer Verdampfungskuehlanlagen fuer Brennkraftmaschinen in Flugzeugen |
DE4231845A1 (de) * | 1992-09-23 | 1993-12-16 | Bayerische Motoren Werke Ag | Verdampfungskühlsystem für eine Brennkraftmaschine |
DE4231846A1 (de) * | 1992-09-23 | 1994-03-24 | Bayerische Motoren Werke Ag | Verdampfungskühlsystem für eine Brennkraftmaschine |
-
1993
- 1993-09-15 DE DE19934331396 patent/DE4331396C1/de not_active Expired - Fee Related
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Legal Events
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D1 | Grant (no unexamined application published) patent law 81 | ||
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