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Vorrichtung zum Entgasen von Flüssigkeiten Die vorliegende Erfindung
bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Entgasen von Flüssigkeiten, insbesondere zum
Abscheiden von Luft und Dampf aus dem Kühlwasser von Brennkraftmaschinen, durch
die Wirkung der Fliehkraft auf einen in einer Abscheidertrommel kreisenden Flüssigkeitszylinder.
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Die Erfindung besteht darin, daß am Auslaßende der Abscheidertrommel
ein ringförmiger Spalt und dahinter ein allmählich sich düsenartig erweiternder,
spiralig gekrümmter Auslaß anschließt.
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Gegenüber den bekannten Abscheidern ähnlicher Art, bei welchen die
Flüssigkeit aus einer verhältnismäßig kleinen Tangentialöffnung aus der Abscheidertrommel
austritt wird beim Erfindungsgegenstand die Flüssigkeit an dem ganzen Rande, an
welchem sich das spiralförmig ausgebildete Gehäuse an die Abscheidertrommel anschließt,
radial abgeschleudert. Dadurch wird ein Anstauen der Flüssigkeit in der Abscheidertrommel
verhindert und ein gleichmäßiger Abfluß der entgasten Flüssigkeit erreicht. Auch
wird der Vorgang der Flüssigkeitsableitung durch eine solche Anordnung erheblich
beschleunigt. Die beschleunigte Abführung der entgasten Flüssigkeit hat außerdem
die Folge, daß die zu reinigende Flüssigkeit auch beschleunigt zugeführt werden
kann. Dadurch wird die Gesamtleistung des Abscheiders erheblich gesteigert. ' Die
beschleunigte Flüssigkeitszufuhr kann entweder dadurch erfolgen, daß am Einlaßende
der Abscheidertrommel ebenfalls ein ringförmiger Spalt und vor diesem ein allmählich
sich düsenartig verengender, spiralig gekrümmter Einlaßkanal angeordnet ist, aus
welchem die zu reinigende Flüssigkeit in den Ringspalt ein- und über dessen ganzen
Umfang radial in die Abscheidertrommel übertritt. Infolge der großen Übertrittskante
kann die zu entgasende Flüssigkeit beschleunigt zugeführt werden, oder man bildet
die Einznündung der Zuströmleitung als einen schmalen Eintrittsspalt aus, welcher
parallel
zur Abscheidertrommelachse verläuft. Auch auf diese Weise
ist eine breite tangentiale Eintrittsöffnung an der Abscheidertrommel geschaft:n.
Es ist zwar an sich bekannt, die Einlallöffnung als einen Tangentialspalt auszubilden,
doch bestreicht bei der bekannten Einrichtung das dünne Band des eintretenden Flüssigkeitsstromes
nur einen Bruchteil, etwa den halben t'niiatig der Abscheidertromniel. und außerdem
ist bei der belzümiten Einrichtung nicht iür eine beschleunigte Abführung der entgasten
Flüssigkeit Sorge getragen. Der Weg, welchen das Flüssigleitsband in der Abscheidertrommel
zurücklegt, ist bei der bekannten Einrichtung viel zu kurz, urn eine wirksame Entgasung
zu erzielen. Auch hat lie gegenüber dein Erfindungsgegenstand v erhältnismäl:lig
kleine Austrittsöffnung bei der bekannten Einrichtung ein unerwünschtes Anstauen
von Flüssigkeit in der Abscheidertrommel zur Folge.
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Wenn eine beschleunigte Zu- und Ableitun g der Flüssigkeit stattfindet,
ist es naturgemäß wichtig, dali für einen geordneten Verlauf der Strömung innerhalb
der Abscheidertroinniel gesorgt ist. Dies ist beim Erfindungsgegenstand dadurch
geschehen, daß die Einlaßöffnung gegenüber der Auslaßöffnung versetzt ist und daß
die Einlaßleitung derart schräg zur Abscheiderironimel verläuft. daß dein eintretenden
Flüssigkeitsstrom ein in Wchtun- nach der -@ttstrittsöffnung zu sich @-er;clüebender,
schraubenlinig verlaufendet-Drall erteilt wird. Es ist zwar an sich ebenialls bekannt.
die Ein- und Auslaßleitungen gegeneinander zu versetzen und der in der Absch,-idertroinniel
kreisenden Flüssigkeit durch eine schräge Zuleitung eine schraubeniöi-niig verlaufende
Strömungsrichtung zti geben. Bei dieser bekannten Einrichtung ist aber für eine
beschleunigte Zti- und Ableitung der Flüssigkeit nicht gesorgt. Gerade durch die
Vereinigung dieser zuin Teil an sich bekannten -Merkmale wird durch den - Erfindungsgegenstand
ein Abscheider geschaffen, welcher 1@ei bess,rer =lhscli,i:ierwirkung und Beschleunigung
des Abscheidervorgaiiges erlieblich leisttingsfiiliiger ist als die bekannten AbscheHer.
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_\ui der Zeichnung ist die Erfindung in zwei Ausführungsbeispielen
dargestellt, und "Zwar zeigen: Abb. i das Schema eines durch eine Brennkraftmaschine
angetriebenen Lufti&lirzeuges mit einem Luft- und Danipfabscheider an der =@ustrittsstelle
für das heiße -Iotorl:i.ililwasser.
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_1b.2 eine Abscheidertronimel finit einer !,lachclüse an einem und
ein,-r Spiraldiise am anderen Ende der Abscheiclertrommel, in Seitenans ficht, Abb.3
den Abscheider nach Abb.2 in Stirnansicht, A11. 4 den Abscheider im Querschnitt
::ach der Linie I-1 von Abb. 2, ;1b. 5 den Abscheider im Schnitt nach der Linie
II-II von Abb. 2, Abb.6 einen Längsschnitt durch den Abscheider nach der Linie 111-III
von Abb. 2, Abb.7 einen Abscheider im Längsschnitt mit einer Eintrittsspirale an
einem und einer Austrittsspirale am anderen Ende der Abscheidertronimel, Abb.B einen
Querschnitt durch den Abscheider nach der Linie IV-IV von Abb. 7. Wie die Abb. r
zeigt, ist der Alischeider i mit einem Ablaufstutzen 2 des Kühlwasser= inantels
3 einer Brennkraftmaschine d. angeschlossen. Vom Abscheider i führt erstens eine
Leitung 5 zu dem Kondensator und Flüssigkeitssammelbehälter 6 und zweitens eine
Rückleitung 7 durch einen Kühler 8 zu einer Pumpe 9, welche das Kühlmittel
über die Leitung io wieder in den Kühlwasserinantel 3 der Brennkraftmaschine zurückbefördert.
Die Rücl,_leitung i i des Sanimelbehälters 6 mündet vor dem Kühler 8 ebenfalls in
die Rückleitung 7 ein.
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Wie die A11. i bis 6 zeigen, besteht der Abscheider aus einer zylindrischen
Abscheidertrommel a (Abb. 2), in welche tangential eine flache Eintrittsdüse b einmündet.
Die Wand der flachen Eintrittsdüse liegt zur Achse der Abscheidertrommel a parallel.
Am anderen Ende der Abscheidertrommel ist eine Spiralform c( angeordnet, deren Durchlaßduerschnitt
sich von außen nach innen stetig verjüngt und deren kleinster Durchmesser etwa so
groß ist wie der Durchmesser der Abscheidertronimel. Die beiden Stirnseiten cler
Trommel a «eisen je ein mit Gewinde versehenes Mittelloch e auf (z. B. Abb. .I),
an welches eine Ableitung f (_b1. 2) für die abgeschiedenen und durch diese Leitung
abziehenden Gase oder für den ausgeschiedenen Dampf angeschlossen «-erden kann.
Bei Nichtbedarf des betreffenden Loches e wird dieses durch eine Auf- oder Einschraubkappe.
g abgeschlossen. :Außerdem können an den Dü#enformen zusätzliche Stuten h angeordnet
sein, welche, in Strömungsrichtung der durch die Düsenform !> fließenden Flüssigkeit
gesehen, z. B. unter einem spitzen Winkel von vorne oder rückwärts her einmünden,
je nachdem inan einen Druck oder einen Saugzug der strömenden Flüssigkeit ausnützen
will, indem man z. B. einen solchen Stutzen an ein Entlüftungsrohr anschließt.
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Die \%"irkungsweise der geschilderten Anordnung ist folgende.
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Der Abscheider wird an der mit der Bezugsziffer i in Fig. i angedeuteten
Stelle
zwischen den Kühlwassermantel 3 der Brennkraftmaschine und
den Kondensator 6 vorzugsweise in waagerechter Lage eingesetzt. Sobald nun die Brennkraftmaschine
bzw. die durch sie angetriebene Kühlwasserpumpe arbeitet, tritt die zu entgasende
Flüssigkeit in den Stutzen b in Pfeilrichtung nach Abb. 2 ein und wird durch die
flache Form der Eintrittsmündung c (Abb. 6) zu einem flachen Flüssigkeitsstrahl
geformt. Infolge der Quer-23 an der Düsenmündung erhöht sich auch die Strömungsgeschwindigkeit
der Flüssigkeit, und-es gerät der Strahl in kreisende Bewegung mit der Wirkung,
daß dieser sich zu einem dünnen Flüssigkeitszylinder formt, welcher sich längs der
Abscheidertrommelwand a gegen die Austrittsspirale d hin verschiebt. 3\ ach mehrmaligem
Umlauf innerhalb der Trommel a tritt die Flüssigkeit über den ganzen Umfang des
Trommelendes in den Spiralquerschnitt über und strömt durch die Spiraldüse d und
die Leitungen i i, j wieder ab nach dem Kühler 8 (Abb. i).
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Die Gase und Dämpfe sind während des Umlaufes des Flüssigkeitszylinders
aus der Flüssigkeit ausgeschieden worden, und zwar in der Weise, daß sich die schwere
Flüssigkeit infolge der Fliehkraft gegen die Zylinderwand a nach außen gedrängt
hat, während die leichten Gase und Dämpfe mehr im Inneren der Abscheidertrommel
sich angesammelt haben und durch die axiale Leitung f_ abgezogen sind.
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Beim Ausführungsbeispiel nach den Abb. 7 und 8 ist all jedem Ende
der Abscheidertrommel a je eine Spirale d, i angeordnet. Die Spirale d dient
zum Eintritt und die Spirale i zum Austritt der zu entgasenden Flüssigkeit. Der
Stutzen f dient wieder zum Abzug der ausgeschiedenen Gase und Dämpfe. Die Anordnung
nach der Erfindung wirkt in ähnlicher Weise wie diejenige nach den Abb.2 bis 6,
nur mit dem Unterschied, daß dieses .Mal der Flüssigkeitszylinder nicht durch Einrollen
eines flachen Flüssigkeitsstromes erzeugt wird, sondern die Zylinderform aus dem
kleinsten Durchmesser der Spirale d in die Abscheidertrommel hineinwächst. Infolge
der stetigen Verkleinerung des hohlen Spiralraurnes ci läuft die Flüssigkeit in
der Spirale d
über und in die Abscheidertrommel a hinein, und dort wandert
sie während ihres Umlaufes wiederum als dünner Flüssigkeitszylinder gegen die Spirale
i hin.
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Der Stutzen h beim Ausführungsbeispiel nach den Abb.2 bis 5 (siehe
insbesondere Abb. 4) kann z. B. zum Anschluß eines Druckmessers dienen. Ein Teil
der durch den Kanal b eintretenden Flüssigkeit tritt in die Leitung h ein, worauf
das an diese Leitung angeschlossene Meßgerät anspricht. Die Leitung la kann aber
auch in einer solchen Richtung an die Leitung b angeschlossen werden, daß in-dieser
durch eine auftretende Injektorwirkung ein Saugzug entsteht. Es kann dann die Saugleitung
h dazu benutzt werden, Abgase oder Explosivgase an irgendeiner beliebigen Stelle
des Luftfahrzeuges abzusaugen.