SE524916C2

SE524916C2 - Apparatus for separating gas from a liquid medium

Info

Publication number: SE524916C2
Application number: SE0300511A
Authority: SE
Inventors: Magnus Hagberg
Original assignee: Scania Cv Abp
Priority date: 2003-02-27
Filing date: 2003-02-27
Publication date: 2004-10-19
Also published as: DE112004000363T5; SE0300511D0; SE0300511L; WO2004076022A1

Abstract

The present invention relates to a device for separating gas from a liquid medium. The device comprises an internal space (18), an inlet aperture (17a) for supplying the medium to the space (18), and a rotatable part (20). The rotatable part (20) comprises means (20b) adapted to using the kinetic energy of the medium supplied to impart a rotation movement to the medium in the space (18). The device is used with advantage for cooling the coolant in a cooling system for a combustion engine.

Description

25 30 35 524 '916 2 SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Syftet med föreliggande uppﬁnning är att tillhandahålla en anordning för att separera gas från ett medium av inledningsvis nämnt slag så att en separation av gas erhålls me- delst en relativt enkel och effektiv konstruktion. SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to provide a device for separating gas from a medium of the kind mentioned in the introduction so that a separation of gas is obtained by means of a relatively simple and efficient construction.

Detta syfte uppnås med anordningen av det inledningsvis nämnda slaget, vilken känne- tecknas av de särdrag som anges i patentkravets 1 kännetecknande del. En pump eller dylikt är i regel inrättad att ombesörja transporten av mediet i ett ledningssystem som innefattar nämnda anordning. Mediet har därför åtminstone en viss hastighet då det når anordningen. Denna rörelseenergi utnyttjas således här för att driva det roterbara orga- net så att det tillför en rotationsrörelsen av det befintliga mediet i utrymmet. Med ett sådant roterbart organ erhålls en effektiv rotationsrörelse av mediet i utrymmet utan att någon separat drivanordning för det roterbara organet behöver arrangeras. Det roterba- ra organet tillför en effektiv rotationsrörelse av mediet som medför att den tyngre väts- kan trycks mot utrymmets väggar av centrifugalkraﬁen medan den betydligt lättare gasen ansamlas centralt i utrymmet. Därmed tillhandahålls en separation av gasen i mediet på ett enkelt och effektivt sätt. Den centralt ansamlade gasen kan ledas bort medelst en lämpligt anordnad utloppspassage. Enligt uppfinningen innefattar det roter- bara organet åtminstone en genomgående passage som innefattar ett materialskikt som förhindrar passage av vätska men medger passage av gas. Med ett sådant materialskikt som endast släpper igenom gas underlättas transporten av gas, som samlats centralt i urtagningen, förbi det roterbara organet.This object is achieved with the device of the kind mentioned in the introduction, which is characterized by the features stated in the characterizing part of claim 1. A pump or the like is as a rule arranged to arrange for the transport of the medium in a pipe system which comprises said device. The medium therefore has at least a certain speed when it reaches the device. This kinetic energy is thus used here to drive the rotatable member so that it supplies a rotational motion of the existing medium in the space. With such a rotatable member an efficient rotational movement of the medium in the space is obtained without any separate drive device for the rotatable member having to be arranged. The rotatable member provides an efficient rotational movement of the medium which means that the heavier liquid is pressed against the walls of the space by the centrifugal collar while the much lighter gas accumulates centrally in the space. Thereby a separation of the gas in the medium is provided in a simple and efficient manner. The centrally accumulated gas can be led away by means of a suitably arranged outlet passage. According to the invention, the rotatable member comprises at least one continuous passage which comprises a material layer which prevents the passage of liquid but allows the passage of gas. With such a material layer which only lets gas through, the transport of gas collected centrally in the recess is facilitated past the rotatable member.

Enligt en föredragen utföringsform av föreliggande uppfinning innefattar nämnda me- del hos det roterbara organet en yta som bildar en vinkel mot det inströmmande medi- ets huvudsakliga rörelserilctning. Med en lämpligt utformad sådan yta kan åtminstone en del av mediets rörelseenergi omvandlas till en roterade rörelse av det roterbara or- ganet då mediet träffar närrmda yta. Mediet har i regel en huvudsaklig rätlinjig ström- ningsriktning då det träffar nämnda yta. Det roterbara organet som innefattar en lämp- ligt vinklade yta mot mediets rätlinjiga strömningsriktning erhåller därvid en rotations- rörelse. Med fördel innefattar nämnda medel åtminstone en skovel med en sådan yta.According to a preferred embodiment of the present invention, said means of the rotatable member comprises a surface which forms an angle with the main direction of movement of the inflowing medium. With a suitably designed such surface, at least a part of the kinetic energy of the medium can be converted into a rotated motion of the rotatable member when the medium hits the approximate surface. The medium usually has a mainly rectilinear flow direction when it hits the said surface. The rotatable member which comprises a suitably angled surface towards the rectilinear flow direction of the medium thereby obtains a rotational movement. Advantageously, said means comprises at least one vane with such a surface.

Företrädesvis innefattar det roterbara organet ett lärnpligt antal sådana skovlar så att en väsentlig del av mediets rörelseenergi kan utnyttjas för att driva det roterbara organet.Preferably, the rotatable member comprises a mandatory number of such vanes so that a substantial portion of the kinetic energy of the medium can be utilized to drive the rotatable member.

Enligt en föredragen utföringsform av föreliggande uppfinningen innefattar anordning- en en utlopps- os!! o nano: coon. .. q I: :I o 10 15 20 25 30 35 524 916 3 passage för den gas, som separerats från mediet, vilken utloppspassage innefattar ett materialskikt som förhindrar passage av vätska men medger passage av gas. Även här är det lämpligt att anordna ett vattenavvisande materialskikt fór att förhindra att vätska leds ut genom gasutloppspassagen. En sådan gasutloppspassage kan ha en öppning i utrymmet i anslutning till en rotationsaxel runt vilken mediet tillhandahåller nämnda rotationsrörelse. Mediets rotationsrörelse medför således att vätskan trycks radiellt utåt från rotationsaxeln av centrifugalkraften. Eventuell gas i mediet kommer därvid att samlas centralt i utrymmet i närheten av rotationsaxeln. Det är därför lämpligt att an- ordna öppningen för gasutloppspassagen i anslutning till rotationsaxeln. Företrädesvis innefattar nämnda gasutloppspassage en övertrycksventil. Därmed kommer separerad gas i utloppspassagen endast att ledas ut till en omgivning då ett bestämt övertryck råder i utloppspassagen.According to a preferred embodiment of the present invention, the device comprises an outlet outlet. o nano: coon. The passage of the gas separated from the medium, which outlet passage comprises a layer of material which prevents the passage of liquid but allows the passage of gas. Here, too, it is convenient to provide a water-repellent layer of material to prevent liquid from being discharged through the gas outlet passage. Such a gas outlet passage may have an opening in the space adjacent to an axis of rotation around which the medium provides said rotational movement. The rotational movement of the medium thus causes the liquid to be pushed radially outwards from the axis of rotation by the centrifugal force. Any gas in the medium will then accumulate centrally in the space in the vicinity of the axis of rotation. It is therefore suitable to arrange the opening for the gas outlet passage adjacent to the axis of rotation. Preferably, said gas outlet passage comprises a pressure relief valve. Thus, separated gas in the outlet passage will only be led out to an environment when a certain overpressure prevails in the outlet passage.

Enligt en föredragen utföringsform av föreliggande uppfinning innefattar anordningen ett utlopp för vätska som har separerats från gas, varvid vätskeutlopp innefattar en öppning som är belägen i en begränsningsyta hos utrymmet på ett väsentligen maxi- malt radiellt avstånd från nämnda axel. Mediets rotationsrörelse i utrymmet medför således att den tyngre vätskan trycks radiellt utåt. Med en sådan placering av öppning- en för vätskeutloppet hålls det garanterat fritt från gas.According to a preferred embodiment of the present invention, the device comprises an outlet for liquid which has been separated from gas, wherein liquid outlet comprises an opening which is located in a limiting surface of the space at a substantially maximum radial distance from said axis. The rotational movement of the medium in the space thus means that the heavier liquid is pushed radially outwards. With such a location of the opening for the liquid outlet, it is guaranteed to be kept free of gas.

Enligt en arman föredragen utföringsforrn av föreliggande uppfinning innefattar ut- rymmet ett material skikt, som förhindrar passage av vätska men medger passage av gas, varvid materialskikt har en sträckning i ett väsentligen horisontellt plan i höjd med öppningen för vätskeutloppet. Ett sådant materialskikt förhindrar vätska att tränga upp över utloppsledningens nivå. Eventuell gas som av någon anledning inte samlats cent- ralt i utrymmet har däremot möjlighet att passera materialskiktet och stiga uppåt till en övre del av utrymmet. Från nämnda övre del av utrymmet medges gasen att ledas in i gasutloppet och ut från utrymmet. Samtliga ovan nämnda materialskikt som förhindrar passage av vätska men som medger passage av gas kan innefatta det material som be- nämns med varumärket gortex.According to another preferred embodiment of the present invention, the space comprises a material layer which prevents the passage of liquid but allows the passage of gas, the material layer having a stretch in a substantially horizontal plane at the height of the opening for the liquid outlet. Such a material layer prevents liquid from penetrating above the level of the outlet line. Any gas that for some reason has not accumulated centrally in the space, on the other hand, has the opportunity to pass the material layer and rise upwards to an upper part of the space. From said upper part of the space, the gas is allowed to be led into the gas outlet and out of the space. All the above-mentioned material layers which prevent the passage of liquid but which allow the passage of gas may comprise the material referred to by the trademark gortex.

Enligt en arman föredragen utföringsforrn av föreliggande uppfinning innefattas anord- ningen i ett kylsystem hos ett fordon. Ett kylsystem hos ett fordon har i regel en ex- pansionstank som är anordnad på en högsta nivå i kylsystemet. Expansionstanken har framförallt till uppgift att tillhandahålla ett utrymme som medger en expansion av kyl- vätskan. Expansionstanken har dessutom till uppgift att medge påfyllning av kylväts- 10 15 20 25 30 35 524 916 4 kan och att tillhandahålla en avluftning av kylsystemet. För att tillhandahålla en avluft- ning av kylsystemet erfordras att expansionstanken ges en hög placering. Medelst an- vändning av en separat avluftningsanordning kan expansionstanken ges en betydligt enklare utformning. Med fördel kan här expansionstanken utformas som en expan- sionsbälg. En expansionsbälg tillhandahåller en variabel volym för mottagning av kyl- vätska. Den behöver således inte innehålla luft för att fylla ut det utrymme som inte upptas av kylvätskan. En expansionsbälg erfordrar därvid ingen hög placering i kylsy- stemet utan kan ges en väsentligen godtycklig placering. Med en sådan avluftningsan- ordning och en expansionsbälg i ett kylsystem friläggs ett relativt stort utrymme som kan utnyttjas av andra komponenter i fordonet.According to another preferred embodiment of the present invention, the device is included in a cooling system of a vehicle. A cooling system of a vehicle usually has an expansion tank that is arranged at a highest level in the cooling system. The task of the expansion tank is primarily to provide a space that allows an expansion of the coolant. The purpose of the expansion tank is also to allow filling of the coolant can and to provide a deaeration of the cooling system. In order to provide a venting of the cooling system, it is required that the expansion tank is given a high location. By using a separate venting device, the expansion tank can be given a much simpler design. Advantageously, the expansion tank can be designed here as an expansion bellows. An expansion bellows provides a variable volume for receiving coolant. It thus does not need to contain air to fill the space not occupied by the coolant. An expansion bellows does not require a high placement in the cooling system, but can be given a substantially arbitrary placement. With such a venting device and an expansion bellows in a cooling system, a relatively large space is exposed that can be used by other components in the vehicle.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGEN I det följande beskrivs såsom ett exempel en föredragen utföringsfonn av uppﬁnningen med hänvisning till bifogad ritning, på vilken: Fig. 1 visar schematiskt ett kylsystem hos ett fordon med en avluftningsanordning enligt föreliggande uppﬁnningen och Fig. 2 visar en utföringsforrn av avluftningsanordningen.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS In the following, a preferred embodiment of the invention is described as an example with reference to the accompanying drawing, in which: Fig. 1 schematically shows a cooling system of a vehicle with a deaeration device according to the present invention and Fig. 2 shows an embodiment of the deaeration device. .

DETALJERAD BESKRIVNING Av EN FÖREDRAGEN UTFÖRINGSFoRM Av UPPFINNINGEN Fig. 1 visar ett kylsystem med en cirkulerande kylvätska för att kyla en förbrännings- motor 1. Den av förbränningsmotorn 1 värmda kylvätskan i kylsystemet leds ut, via en ledning 2, i riktning mot en termostat 3. Om kylvätskans temperatur överstiger en in- ställd temperatur hos termostaten 3 leds kylvätskan genom termostaten 3 till kylaren 4 för att kylas. Efter passage av kylaren 4 leds kylvätskan genom en ledning 5 till en kylarvätskepump 6 för fortsatt transport till förbränningsmotorn 1 via en oljekylare 7.DETAILED DESCRIPTION OF A PREFERRED EMBODIMENT OF THE INVENTION Fig. 1 shows a cooling system with a circulating coolant for cooling an internal combustion engine 1. The coolant heated by the internal combustion engine 1 in the cooling system is led out, via a line 2, in a direction 2. If the temperature of the coolant exceeds a set temperature of the thermostat 3, the coolant is led through the thermostat 3 to the cooler 4 to cool. After passing the cooler 4, the coolant is led through a line 5 to a coolant pump 6 for further transport to the internal combustion engine 1 via an oil cooler 7.

Om kylvätskans temperatur inte överstiger tennostatens 3 inställda temperatur leds kylvätskan via terrnostaten och en by-pass ledning tillbaka till motom 1 via pumpen 6.If the temperature of the coolant does not exceed the set temperature of the tin state 3, the coolant is led via the thermostat and a by-pass line back to the motor 1 via the pump 6.

Medelst manövrering av en styrventil 8 kan en del av kylvätskan från motom 1 använ- das för uppvärmningsändamål. Med en öppen styrventil 8 leds varm kylvätska, via en ledning 9, till en värmeväxlare 10 för att tillhandahålla uppvärmning av, exempelvis, ett förarutrymme i fordonet. Efter passage av värmeväxlaren 10 leds den avkylda kyl- .neon ooovø 10 15 20 25 30 35 524916 s vätskan, via ledningen 11 och ledningen 5, av kylvätskepumpen 6 tillbaka till motom 1.By operating a control valve 8, a part of the coolant from the motor 1 can be used for heating purposes. With an open control valve 8, hot coolant is led, via a line 9, to a heat exchanger 10 to provide heating of, for example, a driver's compartment in the vehicle. After passage of the heat exchanger 10, the cooled cooling neon ooovø 10 is led, via line 11 and line 5, by the coolant pump 6 back to the motor 1.

En första avluftningsledning 12 för kylvätskan sträcker sig från motom 1 till en avluﬁ- ningsanordning 13. En andra avluftningsledning 14 för kylvätskan sträcker sig från kylaren 4, via den första avluftningsledningen 12, till avluftningsanordningen 13. Av- luftningsanordningen 13 är inrättad att separera eventuell förekommande luft i kylsy- stemet från kylvätskan. Efter att kylvätskan avluftats leds den, via en ledning 15, till en expansionsbälg 16. En expansionsbälg 16 är ett lagringskärl för kylvätska vilken har ett inre utrymme för mottagning av kylvätskan med en varierbar storlek. En expansions- bälg 16 behövs således inte ha tillgång till luft för fylla ut det inre utrymme som inte upptas av kylvätskan. Expansionsbälgen 16 behöver således inte ges en lika hög pla- cering som ett stelt expansionskärl. Kylvätska från expansionsbälgen 16 sugs av pum- pen 6 via ledningen 5 till motor 1.A first vent line 12 for the coolant extends from the motor 1 to a vent device 13. A second vent line 14 for the coolant extends from the radiator 4, via the first vent line 12, to the vent device 13. The vent device 13 is arranged to separate any air in the cooling system from the coolant. After the coolant has been vented, it is led, via a line 15, to an expansion bellows 16. An expansion bellows 16 is a storage vessel for coolant which has an inner space for receiving the coolant of a variable size. An expansion bellows 16 thus does not need to have access to air to fill the interior space which is not occupied by the coolant. The expansion bellows 16 thus does not have to be placed as high as a rigid expansion vessel. Coolant from the expansion bellows 16 is sucked by the pump 6 via the line 5 to the motor 1.

Fig. 2 visar avluftningsanordningen 13 mer i detalj. Avluftningsanordningen 13 inne- fattar ett hus 17 som har ett inre utrymme 18. Kylvätska tillförs via ledningen 12 till en nedre inloppsöppning 17a i huset 17. Ett relativt långsmalt element 19 sträcker sig tvärs över inloppsöppningen l7a. Det tvärgående elementet 19 innefattar ett cylindriskt formad uppåt skjutande parti 19a. Ett roterbart organ 20 innefattar vid en nedre ändyta ett hål 20a med en motsvarande form som det uppåt skjutande partiet 19a. Det roterba- ra organet 20 är således roterbart anordnat runt det uppåt skjutande partiet 19a. Kyl- vätskan strömmar väsentligen linjärt genom inloppsöppningen 17a, förbi det tvärgåen- de elementet 19 och in i utrymmet 18 radiellt utvändigt om det nedre partiet hos det roterbara organet 20. Det roterbara organet 20 innefattar ett ﬂertal skovlar 20b som är försedda med ytor som bildar en vinkel mot den väsentligen linjärt inströmmande kyl- vätskan. Då den inströmmande kylvätskan träffar skovlarnas 20b vinklade ytor tillhan- dahåller det roterbara organet 20 en rotationsrörelse i utrymmet 18 rund det uppåt skjutande partiet 19a. Det utskjutande partiet 19a innefattar även en lämplig förbind- ning med det roterbara organet 20 så att det inte lyfts av den inströmmande kylvätskan.Fig. 2 shows the venting device 13 in more detail. The venting device 13 comprises a housing 17 which has an inner space 18. Coolant is supplied via the line 12 to a lower inlet opening 17a in the housing 17. A relatively elongate element 19 extends across the inlet opening 17a. The transverse element 19 comprises a cylindrically shaped upwardly projecting portion 19a. A rotatable member 20 includes at a lower end surface a hole 20a having a shape similar to the upwardly projecting portion 19a. The rotatable member 20 is thus rotatably arranged around the upwardly projecting portion 19a. The coolant flows substantially linearly through the inlet opening 17a, past the transverse element 19 and into the space 18 radially outside the lower portion of the rotatable member 20. The rotatable member 20 comprises a plurality of vanes 20b provided with surfaces forming an angle to the substantially linearly inflowing coolant. When the inflowing coolant hits the angled surfaces of the vanes 20b, the rotatable member 20 provides a rotational movement in the space 18 around the upwardly projecting portion 19a. The projecting portion 19a also includes a suitable connection to the rotatable member 20 so that it is not lifted by the inflowing coolant.

Det roterbara organet 20 innefattar ett ﬂertal genomgående passager 21 som är försed- da med ett materialskikt som förhindrar passage av vätska men som medger passage av luft. Därmed kan eventuell centralt belägen luft i utrymmet stiga uppåt, via nämnda genomgående passager 21, till en gasutloppspassage 22 som har en öppning 23 i an- slutning till en rotationsaxel a hos det roterbara organet 20. Öppningen 23 definieras av onqoo 10 15 20 25 30 35 524 916 6 ett nedåt vidgat rörparti som medger mottagning av uppåt stigande luft från ett relativt stort område runt rotationsaxeln a. Gasutloppspassagen 22 innefattar ett materialskikt 24 som är inrättat att förhindrar passage av vätska men medger passage av gas. Därmed säkerställs att vätska inte når ett övre utrymme 25 hos gasutloppspassagen 22. En _ övertrycksventil 26 deﬁnierar en övre yta hos det övre utrymmet 25. Övertrycksventi- len innefattar en ventilorgan 26a och en fjäder 26b som är inrättad att med en bestämd kraft hålla ventilorganet 26b mot ett ventilsäte 26c. Övertrycksventilen öppnar och släpper ut luft från det övre utrymmet 25 till en omgivning således endast när det råder ett bestämt övertryck i det övre utrymmet 25. Ett rörformat vätskeledande material 27 deﬁnierar ett väggparti av gasutloppspassagen 22. Den vätska som stoppas av material- skiktet 24 i gasutloppspassagen 22 medges lärnna gasutloppspassagen 22 via det väts- keledande materialet 27. Den vätska som lämnar gasutloppspassagen 22 på detta sätt mottas i en övre del 18a av utrymmet 18. Den övre delen 18a av utrynnnet är separerad från den övriga delen av utrymmet 18 medelst ett skivformigt materialskikt 28. Väts- kan som sipprat igenom materialet 27 rinner nedåt till ovansidan av det skivformiga materialskiktet 28. En uppgift hos det skivfonniga materialskiktet 28 är att förhindra vätska att nedifrån tränga upp till övre delen 18a av utrymmet. Det skivfonniga materi- alskiktet 28 har en sträckning i ett plan väsentligen vinkelrät mot nämnda rotationsaxel a och väsentligen i höjd med en utloppsöppning 17b i huset för vätskan. Det skivfor- miga materialskiktet 28 har dock en svag lutning mot utloppsöppningen 17b så att vätskan på dess ovansida rinner mot utloppsöppning 17b medelst gravitationskraften.The rotatable member 20 comprises a plurality of through passages 21 which are provided with a material layer which prevents the passage of liquid but which allows the passage of air. Thus, any centrally located air in the space can rise upwards, via said through passage 21, to a gas outlet passage 22 which has an opening 23 in connection with a axis of rotation a of the rotatable member 20. The opening 23 is defined by onqoo 10 15 20 25 30 5 524 916 6 a downwardly widened pipe section which allows upward rising air from a relatively large area around the axis of rotation a. The gas outlet passage 22 comprises a material layer 24 which is arranged to prevent passage of liquid but allows passage of gas. This ensures that liquid does not reach an upper space 25 of the gas outlet passage 22. An overpressure valve 26 defines an upper surface of the upper space 25. The overpressure valve comprises a valve means 26a and a spring 26b which is arranged to hold the valve means 26b with a certain force. against a valve seat 26c. The pressure relief valve opens and releases air from the upper space 25 to an environment thus only when there is a certain overpressure in the upper space 25. A tubular liquid-conducting material 27 defines a wall portion of the gas outlet passage 22. The liquid which is stopped by the material layer 24 in the gas outlet passage 22 is allowed to drain the gas outlet passage 22 via the liquid conducting material 27. The liquid leaving the gas outlet passage 22 in this way is received in an upper part 18a of the space 18. The upper part 18a of the drain is separated from the rest of the space 18 by a sheet-shaped material layer 28. The liquid which has seeped through the material 27 flows downwards to the top of the sheet-shaped material layer 28. A task of the sheet-shaped material layer 28 is to prevent liquid from penetrating from the bottom up to the upper part 18a of the space. The sheet-shaped material layer 28 has a stretch in a plane substantially perpendicular to said axis of rotation a and substantially at a height with an outlet opening 17b in the housing for the liquid. However, the sheet-shaped material layer 28 has a slight inclination towards the outlet opening 17b so that the liquid on its upper side flows towards the outlet opening 17b by means of the gravitational force.

Det övre delutrymmet 18a är inrättat att mottaga eventuell luft som inte av någon an- ledning mottagits in i gasutloppspassagen 22 via öppningen 23. Den övre delen 18a av utrymmet begränsas vid en övre yta av materialskiktet 24 som således medger passage av luft men inte av vätska. Luft från det övre delutrymmet 18a kan därvid passera ge- nom materialskiktet 24 och till det övre utrymmet 25 av utloppspassagen 22. Den av- luftade kylvätskan är inrättad att ledas ut via utloppsöppningen 17b till ledningen 15 for vidare transport mot expansionsbälgen 16.The upper part space 18a is arranged to receive any air which for some reason has not been received into the gas outlet passage 22 via the opening 23. The upper part 18a of the space is limited to an upper surface of the material layer 24 which thus allows passage of air but not of liquid . Air from the upper sub-space 18a can then pass through the material layer 24 and to the upper space 25 of the outlet passage 22. The deaerated coolant is arranged to be discharged via the outlet opening 17b to the line 15 for further transport towards the expansion bellows 16.

Under drift av kylsystemet strömmar väsentligen kontinuerligt kylvätska till avluñ- ningsanordningen 13. Kylvätskan strömmar väsentligen rätlinjigt igenom inloppsöpp- ningen 17a och in i utrymmet 18 radiellt utvändigt om det roterbara organets nedre del 20a. Kylvätskan har därmed en huvudsaklig rätlinjig strömningsriktning då det träffar skovlarnas 20b vinklade ytor. Det roterbara organet 20 erhåller härvid en roterande rörelse av den inströmmande kylvätskan. En väsentlig del av kylvätskans rörelseenergi överförs här till en roterade rörelse av det roterbara organet 20. Det roterbara organet ço-øo nano» 10 15 20 25 30 35 524 916 7 20 tillhandahåller därvid medelst skovlarna en rotation av den befintliga kylvätskan i utrymmet väsentligen runt rotationsaxeln a. Eftersom kylvätskan är betydligt tyngre än eventuell luft som ansamlats i kylvätskan trycks kylvätskan under nänmda rotationsrö- relse radiellt utåt av centrifugalkraften mot husets 17 väggar medan eventuell luft kommer att samlas centralt i urtagningen 18. Husets 17 radiellt anordnade väggar inne- fattar en lutning så att har de har ett maximalt radiellt avstånd från nämnda axel a i höjd med utloppsöppningen 17b för vätskan. Den roterande kylvätskan i utrymmet 18 kommer därvid att stiga uppåt och tryckas ut genom utloppsöppningen 17b medelst centriﬁigalkraften. Eventuell luft som samlas centralt i utrymmet 18 i området runt rotationsaxeln a tenderar att stiga uppåt genom sin ringa densitet. Luñen kommer där- vid att passera passagerna 21 i det roterbara organet 20 och ledas in i öppningen 23 för gasutloppspassagen 22. Den uppåt strömmande luften i gasutloppspassagen 22 passe- rar genom materialskiktet 24 och samlas i det övre utryrmnet 25. Då ett bestämt över- tryck erhålls i det övre utrymmet 25 öppnar övertrycksventilen 26 och luften kan strömma ut till omgivningen. Den vätska som leds in i gasutloppet 22 förhindras av det vätskeavstötande materialskiktet 24 att nå det övre utrymmet 25. Sådan vätska faller nedåt eller sipprar ut via det vätskegenomsläppliga rörmaterialet 27. Från utsidan av det vätskegenomsläppliga rörrnaterialet 27 rinner vätskan ned till det skivformiga ma- terialskiktet 28. Eftersom det skivformiga materialskiktet 28 har en svag lutning nedåt mot utloppsöppningen 17b rinner vätskan av gravitationskraﬁen mot utloppsöppningen 17b. Eventuell luft i utrymmet, vilken inte av någon anledning passerat in genom öpp- ningen 23 hos gasutloppspassagen 22, stiger uppåt och ansamlas vid en nedre yta hos det skivformiga materialet 28. Eﬁersom det skivforrnade materialskiktet 28 medger passage av luft passerar luften genom materialskiktet 28 och samlas i delutrymmet l8a.During operation of the cooling system, substantially continuous coolant flows to the chuck 13. The coolant flows substantially rectilinearly through the inlet opening 17a and into the space 18 radially outside the lower part 20a of the rotatable member. The coolant thus has a substantially rectilinear flow direction as it strikes the angled surfaces of the vanes 20b. The rotatable member 20 thereby receives a rotating movement of the inflowing coolant. A substantial part of the kinetic energy of the coolant is here transferred to a rotating motion of the rotatable member 20. The rotatable member ço-øo nano »10 15 20 25 30 35 524 916 7 20 thereby provides by means of the vanes a rotation of the existing coolant in the space substantially around axis of rotation a. Since the coolant is significantly heavier than any air accumulated in the coolant, during said rotational movement the coolant is pushed radially outwards by the centrifugal force against the walls 17 of the housing while any air will collect centrally in the recess 18. The radially arranged walls of the housing 17 comprise a slope so that they have a maximum radial distance from said axis a at the height of the outlet opening 17b of the liquid. The rotating coolant in the space 18 will then rise upwards and be pushed out through the outlet opening 17b by means of the centrifugal force. Any air that collects centrally in the space 18 in the area around the axis of rotation a tends to rise upwards due to its low density. The air will then pass the passages 21 in the rotatable member 20 and be led into the opening 23 for the gas outlet passage 22. The upwardly flowing air in the gas outlet passage 22 passes through the material layer 24 and collects in the upper space 25. Then a certain pressure is obtained in the upper space 25, the pressure relief valve 26 opens and the air can flow out to the surroundings. The liquid which is led into the gas outlet 22 is prevented by the liquid-repellent material layer 24 from reaching the upper space 25. Such liquid falls downwards or seeps out via the liquid-permeable tube material 27. From the outside of the liquid-permeable tube material 27 the liquid flows down to the disc-layered material. 28. Since the disc-shaped material layer 28 has a slight slope downwards towards the outlet opening 17b, the liquid of the gravity crane flows towards the outlet opening 17b. Any air in the space, which for some reason has not passed through the opening 23 of the gas outlet passage 22, rises upwards and accumulates at a lower surface of the disc-shaped material 28. Since the disc-shaped material layer 28 allows passage of air, the air passes through the material layer 28 and gather in sub-space l8a.

Från delutryrnmet l8a kan luften passera materialskiktet 24 till det övre utrymmet 25, varifrån det leds ut via övertrycksventilen 26 till omgivningen då det bestämda över- trycket erhålls i det övre utrymmet 25.From the sub-space 18a the air can pass the material layer 24 to the upper space 25, from where it is led out via the overpressure valve 26 to the surroundings when the determined overpressure is obtained in the upper space 25.

Med den beskrivna avluftningsanordningen erhålls en säker drift av ett roterbart organ 20 fór att tillhandahålla en rotation av kylvätskan så att en effektiv separation av vätska och gas erhålls. Det roterbara organet 20 drivs här av den inströmmande kylvätskans rörelseenergi. Därmed behövs inte någon speciell drivmekanism anordnas för att driva av det roterbara organet 20. En fördel med att använda en separat avluftningsanordning 13 i ett kylsystem för en förbränningsmotor 1 stället för en konventionell expansions- tank med en avluftningsfunktion är att expansionskärlet kan ges en betydligt enklare utfomming. Att utforma expansionskärlet som en expansionsbälg 16 är särskilt fór- »nano 524916 s månligt då en sådan inte innehåller luft och därför kan anordnas på en väsentligen godtycklig nivå i kylsystemet. Samtliga ovan nänmda materialskikt 21, 24, 28 som förhindrar passage av vätska men som medger passage av gas kan innefatta det materi- al som benämns med varumärket gortex.With the described deaeration device a safe operation of a rotatable member 20 is obtained in order to provide a rotation of the coolant so that an efficient separation of liquid and gas is obtained. The rotatable member 20 is here driven by the kinetic energy of the inflowing coolant. Thus, no special drive mechanism needs to be provided to drive the rotatable member 20. 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 vessel can be given a much simpler omfomming. Designing the expansion vessel as an expansion bellows 16 is particularly convenient as it does not contain air and can therefore be arranged at a substantially arbitrary level in the cooling system. All the above-mentioned material layers 21, 24, 28 which prevent the passage of liquid but which allow the passage of gas may comprise the material designated by the trademark gortex.

Uppﬁnningen är på intet sätt begränsad till den på ritningen beskrivna utfóringsforrnen utan kan varieras fritt inom patentkravens ramar. Anordningen är inte begränsad till att användas i ett kylsystem hos ett fordon utan kan användas i godtyckliga sammanhang där gas ska separeras från en vätska.The invention is in no way limited to the embodiments described in the drawing but can be varied freely within the scope of the claims. The device is not limited to use in a cooling system of a vehicle but can be used in any context where gas is to be separated from a liquid.

Claims

10 15 20 25 30 35. . u - now 524 916 9 Patent claims

A device for separating gas from a liquid medium, the device comprising an inner space (18), an inlet opening (17a), which is arranged to supply the liquid medium with any gas to the space (18), and a rotatable member ( 20) arranged to provide a rotational movement of the medium in the space (18), the rotatable member (20) comprising means (20b) arranged to utilize the kinetic energy of the supplied medium to provide said rotational movement of the medium in the space (18). ) characterized in that the rotatable member (20) comprises at least one through passage (21) which is provided with a material layer (21a) which prevents the passage of liquid but allows the passage of gas.

Device according to claim 1, characterized in that said means (20b) of the rotatable member comprise a surface which forms an angle with the main direction of movement of the inflowing medium.

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

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

Device according to any one of the preceding claims, characterized in that said gas outlet passage (22) has an opening in the space (18) in connection with a shaft (a) around which the medium provides said rotational movement.

Device according to claim 5, characterized in that said gas outlet passage (22) comprises a pressure relief valve (26).

Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the device comprises an outlet opening (17b) for liquid which has been separated from gas, the liquid outlet opening (17b) being located in a limiting surface of the space (18) on a device. substantially maximum radial distance from said axis (a). 5 2 4 9 1 6 gi:. Ijfâ- 10

Device according to claim 6, characterized in that the space (18) comprises a material layer (28) which prevents the passage of liquid but allows the passage of gas, the material layer (28) having a stretch in a substantially horizontal plane in height with the outlet opening (17b) for the liquid.

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