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Einrichtung zum Abscheiden von Gas und Dampf aus strömender Flüssigkeit,
insbesondere aus der Flüssigkeit von Kühlkreisläufen für Brennkraftmaschinen, Verdichter
u. dgl. Bei flüssigkeitsgekühlten Maschinen, insbesondere Brennkraftm,aschinen,
Verdichtern u. dgl., ist .es. bekannt, aus der in einem Kreislauf geführten und
mittels einer Pumpe bewegten Kühlflüssigkeit den durch stellenweise besonders starke
Wärmeaufnahme (z. B. an den Kühlflächen der Arbeitszylinder) gebildeten Dampf sowie
die durch Undichtigk:eiten der Kühlraumwände (z. B. an der Trennfuge zwischen Zylinder
und Zyl#ind@erdeckel) in die Flüssigkeit @eingedrungenen Gase oder Luft abzuscheiden
und aus dem Kühlkreislauf herauszuführen. Im allgemeinen erfolgt diese Abscheidung
aus großen freien Flüssigkeitsoberflächen unmittelbar auf Grund des Unterschiedes
der spezifischen Gewichte von Flüssigkeit und Dampf oder Gas. Beispielsweise läßt
man zu diesem Zweck die nach ihrem Austritt aus der zu kühlenden Maschine mit Dampf
und Gas angereicherte, Kühlflüssigkeit vor ihrem Eintritt in den Rückkühler des
Kreislaufes in dünner Schicht und mit geringer Geschwindigkeit über eine feste Fläche
fließen, wobei die Gas- und Dampfblasen sich aus der Flüssigkeit abscheiden. Eine
solche Anordnung ist aber gegen Änderungen ihrer Lage empfindlich und infolgedessen
in stark bewegten Kühlanlagen beispielsweise vorn geländegängigen Fahrzeugen oder
Flugzeugen ,nicht verwendbar. Außerdem beansprucht sie verhältnismäßig viel Platz,
was bei beschränkten Raumverhältnissen, wie sie z. B. in Fahrzeugen vorliegen, ebenfalls
nachteilig ist.
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Es wurde auch schon vorgeschlagen, Gas und Dampf aus einer strömenden
Flüssigkeit dadurch abzuscheiden, daß man die Flüssigkeit einer Schleuderwirkung
unterwirft, indem man sie in einem Gefäß mit kreisförmig gekrümmter Führungsfläche
zu einer Drehbewegung von solcher Winkelgeschwindigkeit zwingt, daß ein drehender
Flüssigkeitshohlkörper entsteht, an dessen innerer Mantelfläche die Gase und Dämpfe
durch den Unterschied der auf die Flüssigkeits- und Gasteilchen wirkenden Fliehkräfte
ausgeschieden werden. Bei den bekannten Einrichtungen dieser Art sind der Flüssigkeitseintritt
und der Flüssigkeitsaustritt tangential an das Gefäß angeschlossen, aber in Richtung
der Gefäßachse gegeneinander versetzt. Auf diese Weise wird ,eine schraubenförmige
Flüssigkeitsströmung im Gefäß hervorgerufen. Derartige Abscheidungsgefäße konnten
sich jedoch in den Gebrauch nicht einführen. Es hat sich nämlich gezeigt, daß bei
einer Strömung der genannten Art unstetige Wirbel auftreten, die bisweilen ein Wiede,rvermischen
der
bereits abgeschiedenen Gase und Dämpfe mit -der Flüssigkeit zur Folge haben. Mit
solchen Geräten ist daher eine vollständige Trennung der Gase -und Dämpfe von der
Flüssigkeit nicht zu erreichen.
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Die Erfindung bezweckt die Schaffung einer Einrichtung zum Abscheiden
von Gas und Dampf aus strömender Flüssigkeit von Kühlkreisläufen für Brennkraftmaschinen,
Verdichter u. dgl., welche die obererwähnten Mängel nicht aufweist. Eine solche
Einrichtung, die aus einem Gefäß mit kreisförmig gekrümmter innerer Wandfläche und
mit tangential angeschlossenem Flüssigkeitseintritt und -austritt sowie mit einer
Gasab.zugsöffnung in einer Gefäßstirnwand besteht, wird erfindungsgemäß so gestaltet,
daß die Eir-und Austrittsöffnungen, in Achserrichtung des Gefäßes gemessen, sich
über eine größere Wandlänge erstrecken und etwa zwischen gleichen Querebenen liegen,
derart, daß in dem durch die Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit im Gefäß entstehenden
Flüssigkeitsumlaufk örper jedes Flüssigkeitsteilchen nur in einer Ebene senkrecht
zur Drehachse bewegt wird.
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Auf diese Weise wird in einem kleinen Raum eine -wirksame Ausscheidung
der zu entfernenden Gas- und Dampfteilchen erreicht. Da die Strömungsgeschwindigkeit
der Flüssigkeit in dem Ausscheidegefäß zum Zwecke des Erreichens der beabsichtigten,
Wirkung so hoch gewählt werden muß, daß die auf die Flüssigkeit einwirkende Fliehkraft
größer ist als deren Schwere, ist die Flüssigkeitsbewegung bei jeder Lage der Drehachse
stabil, und die Einrichtung. ist somit gegen Lageänderungen unempfindlich.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es zeigt: Abb. i einen Mittellängsschnitt durch eine Einrichtung zum Abscheiden
von Gas und Dampf aus strömender Flüssigkeit (nach Linie I-I der Abb. 2), .
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Abb. 2 einen Querschnitt nach Linie II-II der Abb. i, Abb.3 planmäßig
einen lotrechten Schnitt durch den Kühlkreislauf einer Brennkraftmaschine mit einem
erfindungsgemäß gestalteten Gas- und Dampfabscheider.
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Die Gas- und Dampfabscheideeinrichtung besteht aus .einem zylindrischen
Gefäß i mit den Böden 2 und 3, an welche ein Zuströmstutzen ¢ und ein Abflußstutzen
5 tangential angeschlossen sind, dergestalt, daß sich sowohl die Zulauföffnung 6
als auch die AbstrÖmÖffnung 7 nahezu über die ganze Länge ,des Gefäßes erstrecken
und verhältnismäßig enge spaltartige Unterbrechungen der inneren Gefäßwand bilden.
Im Boden 3 ist :eine Öffnung 8 vorhanden, an welche eine Abflußleiturig 9 für die
ausgeschiedenen Gase und Dämpfe angeschlossen ist. Die Wirkungsweise ist wie f olgt
Die von einer Pumpe unter Druck gesetzte und dem Zuströmstutzen q. zugeführte Flüssigkeit
tritt mit hoher Geschwindigkeit durch die spaltartige öffnung 6 tangential in das
Gefäß i ein und wird in .demselben durch die als Führung wirkende Gefäßinnenwand
umgelenkt, dergestalt, daß sie in dem Gefäß i umläuft. Durch den Austrittsspalt
7, der zweckmäßig einen etwas geringeren Querschnitt besitzt als der Eintrittsspalt
6, wird ein Teil der Flüssigkeit abgeführt, wähnend der übrige Teil an der kreisrunden
Gefäßinnenwand weiterfließt und bei seiner Rückkehr an den Eintrittsspalt 6 durch
die hier zuströmende Flüssigkeit neu beschleunigt wird. Auf diese Weise bildet sich
in dem Gefäß i ,ein drehender Flüssigkeitshohlzylinder aus, dessen äußere Schichten
gas- und dampffrei sind und beim Austrittsspat 7 losgelöst und abgeleitet werden
und dessen Hohlraum vorzugsweise von den Gasen oder den Dämpfen erfüllt ist, die
infolge des, starken überwiegens der Zentrifugalkräfte der F&üssigkeitsteilchen
über die Zentrifugalkräfte der Gas- oder Dampfteilchen aus der Flüssigkeit ausgeschieden
wurden. Diese Gase oder Dämpfe geolangen dann zusammen mit den von ihnen mitgerissenen
Flüssigkeitsteilen über die Bodenöffnung 8 in die Abflußleitung 9.
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Die Abb.3 zeigt die Einfügung eines Gas-und Dampfabscheiders in den
Kühlkreislauf einer Brennkräftmaschine. Dieser umfaßt einen Rücl&kühler i o,
eine Rückleitung i i, 13 für die gekühlte Flüssigkeit mit darin eein# gebauter Flüssigkeitsfärderpumpe
12, den Kühlmantel 14 der Brennkraftmaschine, eine zum Rückkühler führende Leitung
15, 16 für die heiße Flüssigkeit mit der darin eingebauten Dampf- und Gasabscheideeinrichtung
i-g. Der Zuströmstutzen q. des Abscheiders ist dabei an die Leitung i 5 und der
Abflußstutzen 5 an die Leitung 16 angeschlossen, während der Abzugstatzen 9 über
eine Leitung 17 mit dem oberen, mit Flüssigkeit nicht gefüllten Teil des Flüssigkeitsvorratsbehälters
18 verbunden ist. Hier erfoilgt die Trennung der im Gas- und Dampfabscheider ausgeschiedenen
Gas- und Dampfmengen von der mitgerissenen Flüssigkeit. Durch eine Abzugleitung
i9 werden die ausgeschiedenen Gase ins Freie abgeführt, während die niedergeschlagene
Flüssigkeit sich unmittelbar mit -dem Behälterinhalt vereiniga-t. Der Behälter 18
ist durch eine Verbindungsleitung 2o mit der Nachfüllöffnung 2 i der Kreislaufleitung
16 verbwunden.
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Sofern es sich vorzugsweise um die Ausscheidurng
von
Dampf aus dem Flüssigkeitskreislauf handelt, kann in die Leitung 17 auch
ein in der Zeichnung nicht dargestellter Kondensator eingeschaltet werden.