Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hydrozyklon-Entgasungsvorrichtung zur Ent gasung einer Flüssigkeit.

Bei der Hydrozyklon-Entgasung handelt es sich um eine Vakuum-Entgasung, bei welcher die zu entgasende Flüssigkeit mit einem Unterdrück in Kontakt gebracht wird, um die in der Flüssigkeit enthaltenen Gase zu entfernen.

Wichtige Kriterien für die Effizienz einer Vakuum-Entgasung sind eine große Kon taktfläche zwischen der zu entgasenden Flüssigkeit und dem Vakuum, ein mög lichst niedriges Druckniveau sowie eine möglichst lange Verweilzeit.

Im Bereich der Vakuum-Entgasung existieren bereits eine Reihe von unterschiedli chen Verfahren mit jeweils spezifischen Vor- und Nachteilen.

Zum einen kann die Entgasung über eine semipermeable Membran mit oder ohne Strippgas erfolgen. Diese Ermöglicht eine sehr hohe Entgasungsleistung und die Entfernung von gelösten Gasen bis in den Bereich der Spurengase. Darüber hinaus handelt es sich um einen kontinuierlichen Prozess. Die Vakuum-Entgasung über eine semipermeable Membran ist jedoch anfällig gegenüber Verschmutzungen und nur mit vorgereinigten Flüssigkeiten sinnvoll. Weiterhin bestehen hohe Anschaf fungskosten.

Eine weitere Technik setzt Vakuum-Sprührohr-Entgaser ein, bei welchen die Flüs sigkeit im Vakuum versprüht wird. Auch hier lässt sich eine hohe Entgasungsleis tung erzielen. Das Verfahren ist jedoch ebenfalls anfällig gegenüber Verschmut zung, da die Entgasungsleistung von der Sprühdüse abhängt, was enge Quer schnitte erfordert. Darüber hinaus handelt es sich um einen diskontinuierlichen Pro zess, welcher damit nicht spülfähig ist.

Weiterhin kann die Entgasung nach dem Injektorprinzip durch eine Druckabsen kung durch hohe Strömungsgeschwindigkeiten erfolgen.

Bei der Flydrozyklon-Entgasung wird die Flüssigkeit in einen Entgasungsbehälter geleitet, in welchem sich aufgrund der eingesetzten Strömungsgeometrie ein äuße rer Flüssigkeitszyklon und ein innerer Gaszyklon bilden. Durch Anlegen eines Un terdrucks kann nun aus dem Gaszyklon Gas abgezogen werden. Die Flydrozyklon- Entgasung stellt geringe Anforderungen an die Wasserqualität und toleriert daher Verschmutzungen besser als die oben genannten Prozesse. Weiterhin handelt es sich um einen kontinuierlichen Prozess, so dass eine Spülfunktion gegeben ist. Al lerdings war bei Flydrozyklon-Entgasungsvorrichtungen gemäß dem Stand der Technik die Entgasungsleistung relativ gering.

Druckschrift DE 36 41 781 A1 zeigt eine Flydrozyklon-Entgasungsvorrichtung, bei welcher sowohl das Zulauf- als auch das Ablaufrohr tangential an dem Mantel des Entgasungsbehälters angeordnet sind. Dabei wird die Flüssigkeit dem Flydrozyklon mit einem Mindestdruck von 6 bis 8 bar zugeführt. Die Druckschrift GB 2440726 A zeigt eine Hydrozyklon-Entgasungsvorrichtung mit einer speziellen Geometrie des Entgasungsbehälters.

Die Druckschrift DE 10 2016 011 540 B3 zeigt ein Wirbelrohr zur Trennung eines Fluidstroms. Die Druckschrift DE 10 2017 113 888 B3 zeigt einen Fliehkraft abscheider zur Fluidtrennung.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Hydrozyklon- Entgasungsvorrichtung mit verbesserten Eigenschaften zur Verfügung zu stellen.

Diese Aufgabe wird durch Flydrozyklon-Entgasungsvorrichtungen gemäß den un abhängigen Ansprüchen gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der vorliegenden Er findung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die vorliegende Erfindung umfasst in einem ersten Aspekt eine Hdyrozyklon- Entgasungsvorrichtung zur Entgasung einer Flüssigkeit, mit einer Flüssigkeitspum pe und mit einem Entgasungsbehälter, im welchem sich entlang einer Rotations achse ein äußerer Flüssigkeitszyklon und ein innerer Gaszyklon bilden, wobei der Entgasungsbehälter mindestens einen Zulauf für die Flüssigkeit, mindestens einem Ablauf für die Flüssigkeit und mindestens eine Absaugöffnung für das Absaugen von Gas aufweist. Gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung steht der Ablauf des Entgasungsbehälters in hydraulischer Verbindung mit der Saugseite der Flüssigkeitspumpe.

Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben erkannt, dass durch die stromab wärts des Entgasungsbehälters angeordnete Flüssigkeitspumpe die Entgasungs leistung erheblich verbessert werden kann.

Gemäß einer möglichen Ausgestaltung ist der Entgasungsbehälter so ausgestaltet, dass die Flüssigkeit tangential über den mindestens einen Zulauf in den Entga sungsbehälter einströmt. Flierdurch wird die rotierende Flüssigkeitsströmung inner halb des Entgasungsbehälters erzielt. Gemäß einer möglichen Ausgestaltung ist der Entgasungsbehälter so ausgestaltet, dass die Flüssigkeit axial über den mindestens einen Ablauf aus dem Entgasungs behälter abgezogen wird. Eine solche axiale Absaugung der Flüssigkeit ist kon struktiv erheblich einfacher umzusetzen. Die Erfinder haben dabei erkannt, dass eine tangentiale Abführung der Flüssigkeit nicht notwendig ist, um in Kombination mit einer Absaugung der Flüssigkeit aus dem Entgasungsbehälter eine ausreichen de Entgasungsleistung zu erreichen.

Gemäß einer möglichen Ausgestaltung steht die Absaugöffnung in hydraulischer Verbindung mit der Saugseite einer Unterdruckquelle. Diese liefert den Unterdrück, durch welchen Gas aus der durch den Entgasungsbehälter strömenden Flüssigkeit abgezogen wird.

Gemäß einer möglichen Ausgestaltung liegt die Absaugöffnung dem Ablauf für die Flüssigkeit axial gegenüber.

Gemäß einer möglichen Ausgestaltung ist zwischen der Absaugöffnung und der Saugseite der Unterdruckquelle ein Absperrventil vorgesehen.

In einem zweiten Aspekt umfasst die vorliegende Erfindung eine Fldyrozyklon- Entgasungsvorrichtung zur Entgasung einer Flüssigkeit, mit einer Flüssigkeitspum pe und mit einem Entgasungsbehälter, im welchem sich entlang einer Rotations achse ein äußerer Flüssigkeitszyklon und ein innerer Gaszyklon bilden, wobei der Entgasungsbehälter mindestens einen Zulauf für die Flüssigkeit, mindestens einem Ablauf für die Flüssigkeit und mindestens eine Absaugöffnung für das Absaugen von Gas aufweist, wobei die Absaugöffnung in hydraulischer Verbindung mit der Saugseite einer Unterdruckquelle steht. Der zweite Aspekt sieht vor, dass es sich bei der Unterdruckquelle um eine Wasserstrahlpumpe handelt, welche in einem sekundären Flydraulikkreislauf angeordnet ist. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben erkannt, dass eine Wasserstrahl pumpe erheblich unempfindlicher ist als andere Arten von Vakuum-Pumpen, und insbesondere unempfindlich gegenüber aus dem Entgasungsbehälter eintretender Flüssigkeit. Zudem lässt sich über eine Wasserstrahlpumpe ein hoher Unterdrück und damit eine hohe Entgasungsleistung erzielen.

Gemäß einer möglichen Ausgestaltung umfasst der sekundäre Hydraulikkreislauf eine Pumpe, insbesondere eine Membranpumpe, und ein Flüssigkeitsreservoir.

Gemäß einer möglichen Ausgestaltung ist eine Steuerung vorgesehen, welche bei zu hohem Füllstand im Flüssigkeitsreservoir die Pumpe des sekundären Hydraulik kreislaufs ausschaltet, um das Flüssigkeitsreservoir zu entleeren. Bevorzugt erfolgt die Entleerung automatisch.

Bevorzugt umfasst das Flüssigkeitsreservoir hierfür einen Füllstandssensor.

Gemäß einer möglichen Ausgestaltung ist im sekundären Hydraulikkreislauf eine Anordnung zum Kühlen des im sekundären Hydraulikkreislauf zirkulierenden Fluids vorgesehen.

Insbesondere kann es sich hierbei um einen Kühler und/oder Wärmetauscher han deln.

Gemäß einer möglichen Ausgestaltung ist zwischen der Absaugöffnung und der Saugseite der Unterdruckquelle ein Absperrventil vorgesehen. Bevorzugt wird die ses automatisch gesteuert.

Die Ausgestaltung gemäß dem zweiten Aspekt ist zunächst unabhängig von dem ersten Aspekt. Insbesondere kann erfindungsgemäß eine Wasserstrahlpumpe auch dann eingesetzt werden, wenn die Flüssigkeitspumpe im Primärkreislauf stromauf wärts des Entgasungsbehälters angeordnet ist. Umgekehrt kann die Ausgestaltung gemäß dem ersten Aspekt auch unabhängig von dem zweiten Aspekt zum Einsatz kommen. Insbesondere kann erfindungsge mäß stromabwärts des Entgasungsbehälters angeordnete Flüssigkeitspumpe auch in Kombination mit anderen Arten von Unterdruckerzeugern eingesetzt werden.

Bevorzugt kommen die Merkmale gemäß dem ersten Aspekt jedoch mit jenen ge mäß dem zweiten Aspekt kombiniert.

Bevorzugte Ausgestaltungen einer Hdyrozyklon-Entgasungsvorrichtung gemäß dem ersten und/oder dem zweiten Aspekt werden im Folgenden näher beschrie ben.

Gemäß einer möglichen Ausgestaltung erzeugt die Unterdruckquelle einen Druck von weniger als 0,3 bar abs, bevorzugt von weniger als 0,2 bar abs.

Gemäß einer möglichen Ausgestaltung erzeugt die Unterdruckquelle einen Druck von mehr als 0,01 bar abs, bevorzugt von mehr als 0,05 bar abs.

Insbesondere erzeugt die Unterdruckquelle einen Druck von zwischen 0,08 bar abs und 0,1 bar abs.

Wird als Unterdruckquelle eine Wasserstrahlpumpe eingesetzt, oder eine Pumpen bauform, bei welcher der Druck von der Temperatur abhängt, so beziehen sich die obigen Angaben zum Druck auf den Betrieb bei einer Temperatur von 25° Celsius, insbesondere einer Temperatur von 25° Celsius der Flüssigkeit im Sekundär- Kreislauf.

Gemäß einer möglichen Ausgestaltung umfasst die Fldyrozyklon- Entgasungsvorrichtung ein in einer Zulaufleitung zum Entgasungsbehälter ange ordnetes Element zum Verringern des Volumenstroms und/oder Drucks am Zulauf, wobei es sich bevorzugt um ein Einstell- und/oder Regelorgan, insbesondere ein Ventil und/oder einen Druckminderer handelt. Zur Energierückgewinnung bei der Druckabsenkung kann an dieser Stelle auch eine Turbine angeordnet werden.

Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben dabei erkannt, dass die Entga sungsleistung verbessert werden kann, wenn der Flüssigkeitsstrom vor dem Eintritt in den Entgasungsbehälter gedrosselt wird.

Gemäß einer möglichen Ausgestaltung umfasst die Hdyrozyklon- Entgasungsvorrichtung ein stromabwärts der Pumpe angeordnetes Druckaus gleichselement, insbesondere einen Druckausgleichsbehälter.

Gemäß einer möglichen Ausgestaltung ist der mindestens eine Zulauf in einem Zu laufring vorgesehen, welcher sich an mindestens ein Mantelelement des Entga sungsbehälters axial anschließt.

Die Zulaufgeometrie kann hierdurch in einem separaten Element angeordnet wer den, was den Aufbau des Entgasungsbehälters vereinfacht.

Gemäß einer möglichen Ausgestaltung ist der Zulaufring zwischen zwei Mante lelementen des Entgasungsbehälters angeordnet.

Gemäß einer möglichen Ausgestaltung umfasst der Zulaufring mehrere über den Umfang verteilte Zuläufe, welche bevorzugt tangential in eine Innenumfangsfläche des Zulaufrings münden.

Gemäß einer möglichen Ausgestaltung umfasst der Zulaufring eine Innenumfangs fläche, in welcher der oder die Zuläufe münden. Die Innenumfangsfläche des Zu laufrings bildet bevorzugt einen Teil der Innenumfangsfläche des Entgasungsbehäl ters. Gemäß einer möglichen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Innenumfangsflä che des Zulaufrings an die Innenumfangsfläche des mindestens einen Mantelele ments anschließt und bevorzugt mit dieser fluchtet.

Gemäß einer möglichen Ausgestaltung ist der mindestens eine Zulauf in einem Be reich zwischen einer axialen Mitte des Entgasungsbehälters und einem axialen En de, an welchem die Absaugöffnung vorgesehen ist, angeordnet.

Gemäß einer möglichen Ausgestaltung ist der mindestens eine Zulauf von einer axialen Position der Absaugöffnung axial in Richtung auf die Ablaufseite beab- standet angeordnet, insbesondere um mindestens 5 %, bevorzugt mindestens 10 % der axialen Erstreckung des Entgasungsbehälters.

Durch die beabstandete Anordnung wird verhindert, dass Flüssigkeit in die Absau göffnung angesaugt wird und/oder der Zyklon in dem Entgasungsbehälter beein trächtigt wird.

Gemäß einer möglichen Ausgestaltung ist in einer Zulaufleitung zu dem mindestens einen Zulauf in den Entgasungsbehälter ein Primärverwirbelungselement vorgese hen.

Insbesondere kann das Primärverwirbelungselement am Eingang eines Zulaufka nals, welcher zum Zulauf führt, angeordnet sein. Insbesondere kann das Primär verwirbelungselement die Flüssigkeit verwirbeln, bevor diese durch den Zulauf in den Entgasungsbehälter strömt. In einer möglichen Ausgestaltung kann dies erfol gen, indem das Primärverwirbelungselement die Flüssigkeit tangential in den Zu laufkanal einströmen lässt.

Gemäß einer möglichen Ausgestaltung umfasst das Primärverwirbelungselement mindestens ein Primärverwirbelungsgehäuse mit mindestens einem tangentialen Zulauf und/oder einem axialen Ablauf. Gemäß einer möglichen Ausgestaltung umfasst der Entgasungsbehälter eine mit einer Mittelbohrung versehene obere Verschlussplatte, wobei bevorzugt die Mittel bohrung der oberen Verschlussplatte die Absaugöffnung bildet.

Gemäß einer möglichen Ausgestaltung umfasst der Entgasungsbehälter eine mit einer Mittelbohrung versehene untere Verschlussplatte, wobei bevorzugt die Mittel bohrung der unteren Verschlussplatte den Ablauf für die Flüssigkeit bildet.

Gemäß einer möglichen Ausgestaltung umfasst der Entgasungsbehälter einen rota tionssymmetrischen Innenraum. Bevorzugt weist dieser entlang seiner axialen Er streckung eine zumindest über Teilbereiche zylindrische, konische und/oder hyper bolische Form auf.

Gemäß einer möglichen Ausgestaltung weist der Entgasungsbehälter entlang sei ner axialen Erstreckung eine zylindrische Grundform auf. Dies erlaubt eine beson ders einfache Konstruktion.

Gemäß einer möglichen Ausgestaltung umfasst der Entgasungsbehälter mindes tens ein kreiszylinderförmiges Mantelelement.

Bevorzugt umfasst der Entgasungsbehälter mindestens zwei kreiszylinderförmige Mantelelemente.

Bevorzugt schließen das oder die Mantelelement(e) an einen Zulaufring an, wie er oben beschrieben wurde.

Gemäß einer möglichen Ausgestaltung umfasst die Hdyrozyklon- Entgasungsvorrichtung eine Mehrzahl von Entgasungsbehältern, welche parallel und/oder seriell angeordnet sind. Flierdurch lässt sich die Entgasungsleistung erhö hen. Gemäß einer möglichen Ausgestaltung werden die Entgasungsbehälter, insbeson dere soweit sie seriell angeordnet sind, bei unterschiedlichen Unterdruckniveaus betrieben.

Gemäß einer möglichen Ausgestaltung bildet die Hdyrozyklon- Entgasungsvorrichtung eine mobile Baueinheit.

Die vorliegende Erfindung umfasst weiterhin die Verwendung einer Hdyrozyklon- Entgasungsvorrichtung, wie sie oben beschrieben wurde, zum Entgasen einer Flüssigkeit.

Die Hydronzyklon-Entgasungsvorrichtung kann hierbei bei allen Entgasungsan wendungen zum Einsatz kommen.

Mögliche Anwendungen sind beispielsweise die Entgasung von Heiz- und/oder Kühlkreisläufen und/oder zur Desorbtion von Waschflüssigkeiten und/oder als mo bile Entgasungsvorrichtung.

Die vorliegende Erfindung umfasst weiterhin einen Entgasungsbehälter für eine Hdyrozyklon-Entgasungsvorrichtung, wie er oben beschrieben wurde.

Der Entgasungsbehälter weist dabei insbesondere mindestens einen Zulauf für die Flüssigkeit, mindestens einen Ablauf für die Flüssigkeit und mindestens eine Ab saugöffnung für das Absaugen von Gas auf. Er ist so ausgebildet, dass sich in sei nem Innenraum entlang einer Rotationsachse ein äußerer Flüssigkeitszyklon und ein innerer Gaszyklon bilden.

Der Entgasungsbehälter weist bevorzugt eines oder mehrere der konstruktiven Merkmale auf, welche oben beschrieben wurden.

Beispielsweise kann der Entgasungsbehälter einen Zulaufring umfassen, wie er oben beschrieben wurde. Der erfindungsgemäße Entgasungsbehälter kann auch unabhängig von den oben beschriebenen weiteren Merkmalen der erfindungsgemäßen Hdyrozyklon- Entgasungsvorrichtung zum Einsatz kommen. Insbesondere kann er auch dann zum Einsatz kommen, wenn die Flüssigkeitspumpe stromaufwärts des Entga sungsbehälters angeordnet ist. Besonders bevorzugt kommt er jedoch in einer er findungsgemäßen Hdyrozyklon-Entgasungsvorrichtung zum Einsatz.

Die vorliegende Erfindung umfasst weiterhin ein Verfahren zum Betrieb einer Hdy- rozyklon-Entgasungsvorrichtung zur Entgasung einer Flüssigkeit, wobei Flüssigkeit über mindestens einen Zulauf in einen Entgasungsbehälter zufließt und Gas über mindestens eine Absaugöffnung aus dem Entgasungsbehälter abgesaugt wird. Da bei ist vorgesehen, dass die Flüssigkeit zur Erzeugung des Zyklons im Entga sungsbehälter von einen Ablauf des Entgasungsbehälters abgepumpt wird.

Der Betrieb kann insbesondere so erfolgen, wie dies oben bereits beschrieben wurde.

Weiterhin kann eine Fldyrozyklon-Entgasungsvorrichtung und/oder ein Entga sungsbehälter zum Einsatz kommen, wie diese oben beschrieben wurden.

Gemäß einer möglichen Ausgestaltung ist innerhalb des Entgasungsbehälters kein rotierendes Element vorgesehen. Es rotieren daher nur die Flüssigkeit und das Gas, jedoch keine Bauteile der Fldyrozyklon-Entgasungsvorrichtung.

Gemäß einer möglichen Ausgestaltung sind keine beweglichen Teile innerhalb des Entgasungsbehälters vorgesehen.

Gemäß einer möglichen Ausgestaltung ist bei der der Fldyrozyklon- Entgasungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung keine Membran vorge sehen. Die Trennung zwischen Flüssigkeit und Gas erfolgt vielmehr über den Zyk lon. Die vorliegende Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen und Zeich nungen näher beschrieben.

Dabei zeigen:

Fig. 1: ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Entgasungsbehälters in einer perspektivischen Ansicht,

Fig. 2: das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel des Entgasungsbehälters in einer Schnittansicht,

Fig. 3: eine perspektivische Ansicht eines im Rahmen der Erfindung zum Ein satz kommenden Zulaufrings,

Fig. 4: eine Schnittansicht des in Fig. 3 dargestellten Zulaufrings,

Fig. 5: eine Draufsicht eines an einem erfindungsgemäßen Zulauf angeordne ten Primärverwirbelungselementes,

Fig. 6: das in Fig. 5 gezeigte Ausführungsbeispiel eines Primärverwirbelungs elementes in einer Schnittansicht, und

Fig. 7: ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Flydrozyklon-

Entgasungsvorrichtung.

Fig. 1 und 2 zeigen ein Ausführungsbeispiel eines Entgasungsbehälters, wie er bei einer erfindungsgemäßen Flydrozyklon-Entgasungsvorrichtung zum Einsatz kom men kann.

Der Entgasungsbehälter 10 weist einen Innenraum auf, in welchen über einen oder mehrere Zuläufe 11 Flüssigkeit einströmt und in dem Innenraum des Entgasungs- behälters entlang einer Rotationsachse des Entgasungsbehälters einen äußeren Flüssigkeitszyklon und einen inneren Gaszyklon bildet. Weiterhin ist ein Ablauf 12 für die Flüssigkeit und eine Absaugöffnung 13 zum Absaugen von Gas vorgesehen.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung steht der Ablauf 12 des Entgasungsbehälters in hydraulischer Verbindung mit der Saugseite der Flüssig keitspumpe. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben erkannt, dass sich durch die Anordnung in der Flüssigkeitspumpe stromabwärts des Entgasungsbe hälters eine deutlich verbesserte Entgasungsleistung erreichen lässt.

Der in Fig. 1 und 2 gezeigte Entgasungsbehälter ist jedoch auch unabhängig von der Anordnung der Flüssigkeitspumpe Gegenstand der vorliegenden Erfindung.

Bei dem in Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel sind der eine oder die meh reren Zuläufe 11 in einem Zulaufring 14 angeordnet. Flierdurch kann die relativ komplexe Geometrie der Zuläufe in einem separaten Element, welches mit den üb rigen Elementen des Entgasungsbehälters verbunden wird, bereitgestellt werden.

Der Zulaufring 14 weist dabei einen Flüssigkeitseinlass 19 auf, an welchen eine Zulaufleitung für die zu entgasende Flüssigkeit angeschlossen wird. Von dem Flüs sigkeitseinlass 19 strömt die zu entgasende Flüssigkeit innerhalb des Zulaufrings zu dem Zulauf oder den mehreren Zuläufen, über welche die Flüssigkeit in den In nenraum des Entgasungsbehälters einströmt.

Der Zulaufring 14 weist eine ringförmige Innenumfangsfläche 25 auf, in welche die Zuläufe 11 münden, und welche einen Teil der Innenumfangsfläche des Entga sungsbehälters bildet.

Der Zulaufring 14 wird mit einem oder mehreren Mantelelementen 15, 16 des Ent gasungsbehälters verbunden, welche die restliche Innenumfangsfläche des Entga sungsbehälters bereitstellen. lm Ausführungsbeispiel ist der Zulaufring 14 zwischen einem unteren Mantelele ment 15 und einem oberen Mantelelement 16 angeordnet. Die Innenumfangsflä chen des oder der Mantelelemente fluchten bevorzugt mit der Innenumfangsfläche 25 des Zulaufrings 14.

Im Ausführungsbeispiel weist der Entgasungsbehälter einen kreiszylinderförmigen Innenraum auf. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben erkannt, dass sich der eigentlich hyperbolisch geformte Flüssigkeitszyklon auch bei einer solchen Ge häuseform bildet, und daher auf aufwändigere Gehäuseformen verzichtet werden kann. Die Mantelelemente 15 und 16 können hierdurch durch hohlzylinderförmige Rohrelemente gebildet werden. Diese weisen ebenfalls einen kreisförmigen Quer schnitt auf.

Der Entgasungsbehälter 10 ist oben und unten durch Verschlussplatten 17 und 18 verschlossen. Die obere Verschlussplatte 18 ist auf das obere Mantelelement 18 aufgesetzt und verschließt dieses nach oben, die untere Verschlussplatte 17 auf das untere Mantelelement 15 unten aufgesetzt und verschließt dieses nach unten.

Die obere Verschlussplatte 18 weist eine Mittenbohrung 13 auf, welche die Absaug öffnung für das Absaugen von Gas bildet. Die untere Verschlussplatte 17 weist ebenfalls eine Mittenbohrung 12 auf, welche als Ablauf für die Flüssigkeit dient.

Bei dem Ausführungsbeispiel des Entgasungsbehälters erfolgt der Ablauf der Flüs sigkeit daher axial. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben erkannt, dass der für einen tangentialen Ablauf notwendige Aufwand nicht notwendig ist und auch ein axialer Ablauf zu einer guten Entgasungsleistung führt.

Im Ausführungsbeispiel weist der Zulaufring 14 oberhalb und unterhalb der Innen umfangsfläche 25 eine stufenförmige Abkantung 24 auf, an welche die Mantelele mente 15 beziehungsweise 16 angesetzt werden. Die Abdichtung erfolgt über Dichtringe, welche am Außenumfang der Mantelelemente 15, 16 angreifen und in Nuten am Innenumfang der Stufe des Zulaufrings verlaufen. Der Zulaufring weist ein Mantelteil 21 auf, an welchem der Flüssigkeitseinlass 19 angeordnet ist, und in welches axial ein flüssigkeitsführendes Ringelement 22 ein gesetzt ist.

Zwischen dem Mantelteil 21 und dem flüssigkeitsführenden Ringelement 22 ist ein Ringraum gebildet, über welchen die Flüssigkeit von dem Flüssigkeitseinlass 19 zu den Zulaufbereichen fließt.

Figuren 3 und 4 zeigen ein Ausführungsbeispiel des flüssigkeitsführenden Ring elementes 22. Dieses ist über O-Ring-Dichtungen 23 dichtend in das Mantelteil 21 eingesetzt.

Das flüssigkeitsführende Ringelementes 22 dient als Drallerzeuger für die in den Entgasungsbehälter einströmende Flüssigkeit. Von dem Außenumfang des flüssig keitsführenden Ringelementes führen jeweils Zulaufkanäle 26 zu den Zuläufen 11 in den Entgasungsbehälter. Die Zulaufkanäle 26 sind so angeordnet, dass die Flüs sigkeit über die Zuläufe 11 tangential in Innenraum des Entgasungsbehälters ein strömt. Insbesondere verläuft dabei eine Achse der Zulaufkanäle 26 tangential zur Oberfläche der Innenumfangsfläche 25 im Bereich des jeweiligen Zulaufes 11.

Die Zulaufkanäle 26 weisen jeweils einen sich verjüngenden Querschnitt auf und bilden damit Zulaufdüsen.

Gemäß einer ersten Variante der vorliegenden Erfindung stehen die Zulaufkanäle 26 unmittelbar mit dem Ringraum, über welchen sie mit Flüssigkeit von dem Flüs sigkeitsanschluss 19 versorgt werden, in Verbindung. Die Flüssigkeit fließt in die sem Fall bevorzugt weitgehend laminar durch die Zulaufkanäle zum jeweiligen Zu lauf.

Gemäß einer zweiten Variante ist dagegen am Eingang der Zulaufkanäle 26 ein Primärverwirbelungselement 28 vorgesehen, über welches die Flüssigkeit verwir- belt in die Zulaufkanäle 26 einströmt. Durch die Primärverwirbelungselemente lässt sich die Entgasungsleistung noch einmal erhöhen.

Ein Ausführungsbeispiel eines solchen Primärverwirbelungselementes 28 ist in Fig. 5 und 6 gezeigt. Im Ausführungsbeispiel weist das Primärverwirbelungselement eine Kappenform auf, und wird mit seinem Innenumfang an einem Außenumfang des Eingangsbereichs 27 der Zulaufkanäle 26 angeordnet.

Das Primärverwirbelungselement 28 weist einen oder mehrere Primärzuläufe 30 auf, über welche Flüssigkeit tangential in das Primärverwirbelungselement ein strömt. Die so rotierende Flüssigkeit strömt dann weiter in den Zugangskanal 26 und von dort zum jeweiligen Zugang 11 in den Entgasungsbehälter.

Hierfür weist das Primärverwirbelungselement 28 einen oder mehrere Primärzu laufkanäle 31 auf, welche durch einen Mantelbereich des Primärverwirbelungsele ments hindurch zu den Primärzuläufen 30 führen. Die Primärzulaufkanäle 31 wei sen jeweils einen sich in Strömungsrichtung verjüngenden Querschnitt auf und bil den daher Düsen.

Das Primärverwirbelungselement verschließt den Zugangskanal an seinem Ein gang in axialer Richtung, und führt die Flüssigkeit tangential in diesen ein. Die Pri märzugänge 30 sind hierfür in einem Bereich 29' der Innenumfangsfläche des Pri märverwirbelungselementes angeordnet, welche nach der Anordnung an dem Ein gangsbereich 27 des Zugangskanals 26 axial an den Eingang zum Zugangskanal angrenzt.

Ein Innenumfang 29 des Primärverwirbelungselementes ist am Außenumfang des Zugangsbereichs 27 angeordnet, beispielsweise ist das Primärverwirbelungsele ment auf den Eingangsbereich 27 aufgeschoben oder mit diesem verschraubt. lm Ausführungsbeispiel sind die Eingangsbereiche 27 für die Zulaufkanäle 26 in einen Außenumfang des flüssigkeitsführenden Ringelementes eingelassen, insbe sondere in dieses eingefräst.

Ebenso sind bevorzugt die Zugangskanäle 26 sowie die Primärzugangskanäle 31 in die jeweiligen Elemente eingefräst.

Im Ausführungsbeispiel sind die Zuläufe 11 in den Entgasungsbehälter axial von der Absaugöffnung 13 und/oder der oberen Verschlussplatte 18 beabstandet ange ordnet. Insbesondere ist dabei das obere Mantelelement 16 zwischen dem Zulauf ring 14 und der oberen Verschlussplatte 18 angeordnet. Hierdurch wird verhindert, dass Flüssigkeit über die Absaugöffnung 13 abgesaugt wird.

In alternativen Ausgestaltungen könnten die Zuläufe 11 beziehungsweise der Zu laufring 14 jedoch auch unmittelbar unterhalb der Absaugöffnung 13 und/oder der oberen Verschlussplatte 18 angeordnet sein.

Bevorzugt sind der oder die Zuläufe 11 beziehungsweise der Zukaufring 14 in ei nem Bereich zwischen der axialen Mitte des Entgasungsbehälters und der Entga sungsöffnung 13 und/oder oberen Verschlussplatte 18 angeordnet. Besonders be vorzugt sind der oder die Zuläufe 11 beziehungsweise der Zulaufring jedoch hier von axial beabstandet, insbesondere um mindestens 5 % der axialen Erstreckung des Entgasungsbehälters, weiter bevorzugt um mindestens 10 %. Insbesondere kann der axiale Abstand mindestens 20 % der axialen Erstreckung des Entga sungsbehälters betragen.

Die axiale Höhe die Innenumfangsfläche 25 des Zulaufrings beträgt bevorzugt we niger als 20 % der axialen Erstreckung des Entgasungsbehälters, weiter bevorzugt weniger als 10 % der axialen Erstreckung.

Der Entgasungsbehälter kann durch in den Figuren nicht dargestellte Spannele mente, beispielsweise in Form von Zahnstangen oder Spannbolzen, welche axial von der oberen Verschlussplatte 18 zur unteren Verschlussplatte 17 verlaufen, zu einer Einheit zusammengefügt werden. Die Zugelemente können durch entspre chende Öffnungen im Zulaufring 14 hindurchgehen. Alternativ können diese auch jeweils mit dem Zulaufring 14 verbunden sein.

Die oben beschriebenen einzelnen Komponenten des Entgasungsbehälters können jeweils auch unabhängig voneinander als Teil eines ansonsten anders gestalteten Entgasungsbehälters zum Einsatz kommen.

Insbesondere kann der Innenraum des Entgasungsbehälters konisch und/oder hy perbolisch geformt sein. Beispielsweise können hierfür anders ausgestaltete Mante lelemente 15 und/oder 16 eingesetzt werden.

Fig. 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Hydrozyklon- Entgasungsvorrichtung. Bevorzugt kommt im Rahmen dieser Hydrozyklon- Entgasungsvorrichtung ein Entgasungsbehälter zum Einsatz, wie er soeben be schrieben und/oder in Fig. 1 - 6 dargestellt ist. Die in Fig. 7 dargestellte Flydrozyk- lon-Entgasungsvorrichtung kann jedoch auch mit jeder anderen Bauform von Ent gasungsbehälter betrieben werden.

Bei dem Ausführungsbeispiel in Fig. 7 weist der Primär-Flüssigkeitskreislauf der Flydrozyklon-Entgasungsvorrichtung Anschlüsse 2 und 3 für eine Zulaufleitung für die zu entgasende Flüssigkeit und eine Ablaufleitung für die entgaste Flüssigkeit auf.

Der Anschluss 2 für die Zulaufleitung steht über den Flüssigkeitseinlass 19 des Entgasungsbehälters mit dem oder den Zuläufen des Entgasungsbehälters 10 flui- disch in Verbindung, der Anschluss 3 für die Ablaufleitung mit dem Ablauf 12 des Entgasungsbehälters.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist zwischen dem Ablauf 12 des Entgasungsbehälters und dem Anschluss 3 für die Ablaufleitung eine Flüssigkeits- pumpe 1 vorgesehen. Die Saugseite der Flüssigkeitspumpe 1 steht daher fluidisch mit dem Ablauf 12 des Entgasungsbehälters in Verbindung und saugt die Flüssig keit aus dem Entgasungsbehälter ab.

Bei der Flüssigkeitspumpe 1 handelt es sich insbesondere um eine Kreiselpumpe, bevorzugt um eine mehrstufige Kreiselpumpe.

Im Ausführungsbeispiel ist zwischen dem Anschluss 3 für die Ablaufleitung und der Flüssigkeitspumpe 1 weiterhin ein Druckausgleichsbehälter 5 vorgesehen, um den Druck der aus der Flydrozyklon-Entgasungsvorrichtung austretenden Flüssigkeit zu verringern. Der Druckausgleichsbehälter 5 ist jedoch optional.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist zwischen dem An schluss 2 für die Zulaufleitung und dem Zulauf in den Entgasungsbehälter, hier zwi schen dem Anschluss 2 und dem Flüssigkeitseinlass 19, ein Organ 4 zur Drosse lung des in den Entgasungsbehälter eintretenden Volumenstroms vorgesehen. Im Ausführungsbeispiel handelt es sich hier um ein Drosselventil 4. Insbesondere handelt es sich um einstellbares Drosselventil.

Alternativ könnte ein Druckminderer eingesetzt werden. Weiterhin könnte auch eine Turbine als Organ zur Drosselung eingesetzt werden, um eine Energierückgewin nung zu ermöglichen.

Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben erkannt, dass die Drosselung des in den Entgasungsbehälter einströmenden Volumenstroms entscheidende Bedeutung für die Entgasungsleistung aufweist.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Flydrozyklon-Entgasungsvorrichtung steht die Absaugöffnung 13 mit einer Unterdruckquelle in Verbindung. Im Ausführungsbei spiel liegt die Absaugöffnung 13 dem Ablauf 12 axial gegenüber. lm Ausführungsbeispiel ist ein Absperrventil 6 in der Unterdruckleitung zwischen der Absaugöffnung 13 und der Unterdruckquelle vorgesehen. Bei dem Absperrven til kann es sich insbesondere um ein Magnetventil handeln.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kommt als Unterdruck quelle eine Wasserstrahlpumpe 7 zum Einsatz, welche in einem sekundären Hyd raulikkreislauf 3 angeordnet ist. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben er kannt, dass eine solche Wasserstrahlpumpe zum einen sehr tiefe Vakua erzeugen kann und zum anderen robust gegenüber aus dem Entgasungsbehälter einströ mender Flüssigkeit ist.

Der sekundäre Flüssigkeitskreislauf 8 umfasst ein Flüssigkeitsreservoir 31, aus welchem eine Pumpe 9 Flüssigkeit abpumpt und zur Wasserstrahlpumpe 7 pumpt, von welcher aus die Flüssigkeit wieder ins Flüssigkeitsreservoir 31 strömt.

Bei der Pumpe 9 des sekundären Hydraulikkreislaufes kann es sich insbesondere um eine Membranpumpe handeln.

Im Ausführungsbeispiel umfasst das Flüssigkeitsreservoir 31 einen Füllstands sensor 32, über welchen der Füllstand des Flüssigkeitsreservoirs 31 überwacht wird. Weiterhin ist eine Steuerung vorgesehen, welche bei einem zu hohen Füll stand das Flüssigkeitsreservoir 31 entleert.

Zum Entleeren des Flüssigkeitsreservoirs 31 wird die Pumpe 9 im sekundären Hyd raulikkreislauf gestoppt, so dass Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsreservoir 31 durch den Unterdrück im Entgasungsbehälter über die Wasserstrahlpumpe 7 in den Ent gasungsbehälter abgesaugt wird.

Über das Absperrventil 6 wird die Verbindungsleitung zwischen der Absaugöffnung 13 und der Wasserstrahlpumpe 7 verschlossen, sobald der Füllstand im Flüssig keitsreservoir 31 einen unteren Grenzwert unterschreitet. Daraufhin kann der se- kundäre Hydraulikkreislauf wieder in Betrieb genommen und das Absperrventil 6 geöffnet werden.

Da die Effizienz der Wasserstrahlpumpe 7 von der Temperatur der Flüssigkeit im sekundären Hydraulikkreislauf abhängt, kann eine Anordnung zum Kühlen des im sekundären Hydraulikkreislauf zirkulierenden Fluids vorgesehen sein. Im Ausfüh rungsbeispiel ist ein Wärmetauscher 33 vorgesehen, welcher die Flüssigkeit kühlt.

Die vorliegende Erfindung stellt damit eine Hydrozyklon-Entgasungsvorrichtung zur Verfügung, bei welcher der Zyklon durch eine Pumpe erzeugt wird. Gemäß einem Aspekt ist die Pumpe am Auslass des Entgasungsbehälters angeordnet.

Gemäß einem weiteren Aspekt ist eine Primär-Verwirbelung am Eingang der Zuläu fe in den Entgasungsbehälter vorgesehen, so dass eine Primär- und eine Sekun- där-Verwirbelung erfolgt.

Gemäß einem weiteren Aspekt stellt die Vorrichtung eine Spül- und Entgasungs kombination dar.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht damit eine Vakuumentgasung ohne den Ein satz einer Membran. Hierbei sind für die effektive und effiziente Vakuumentgasung folgende Parameter von Bedeutung: große Kontaktoberfläche zwischen der zu entgasenden Flüssigkeit und dem Vakuum kleine Tröpfchen oder niedrige Schichtdicken für kurze Diffusionswege Druckniveau so niedrig wie möglich lange Verweilzeit oder hoher Durchsatz.

Diese Parameter werden durch die unterschiedlichen Aspekte der vorliegenden Erfindung bedient. Insbesondere wird kontinuierlich ein gewisser, bevorzugt ein stellbarer Volumenstrom in einer ein- oder mehrstufigen Verwirbelung so durch den Entgasungsbehälter geführt, dass in dessen Zentrum eine konstante Gassäule ent steht. Die Gassäule bietet eine große Oberfläche für die Abscheidung freier Gas blasen, gelöster Gase und der gelösten Gase, die in den Einlaufdüsen frei werden.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht dabei einen kontinuierlichen Entgasungspro zess mit einer hohen Entgasungsleistung und einer Spülfunktion.

Die erfindungsgemäße Hydrozyklon-Entgasungsvorrichtung arbeitet kontinuierlich mit einem konstanten, vorzugsweise einstellbaren Volumenstrom. Der Volumen strom kann insbesondere über die Pumpleistung der Flüssigkeitspumpe und/oder über das Drosselorgan, welches stromabwärts des Entgasungsbehälters vorgese hen ist, eingestellt werden.

Bezogen auf die Größe des Entgasungsbehälters weist die erfindungsgemäße Technologie eine hohe Entgasungsleistung auf.

Weiterhin wird bevorzugt eine Spülfunktion zur Verfügung gestellt. Die Entgasung erfolgt in einem kontinuierlichen Prozess. Hierbei wird ein Volumenstrom kontinuier lich entgast, so dass die Hydrozyklon-Entgasungsvorrichtung für Spülzwecke ver wendet werden kann. So haften Gasbläschen in der Regel an Oberflächen und werden mit dem Spülstrom direkt in den Entgasungsbehälter transportiert.

Wird die Hydrozyklon-Entgasungsvorrichtung als mobile Spül- und Entgasungsvor richtung eingesetzt, ist die Pumpe bevorzugt so ausgelegt, dass sie neben der Ent gasung (interne Druckverluste) auch für einen Förderstrom in dem Flüssigkeitssys tem, an welchem sie angeschlossen wird, d.h. z.B. Rohrleitungen oder Wärmetau schern, sorgt um so anhaftende Bläschen direkt in den Entgasungsbehälter zu spü len.

Insbesondere kann die mobile Spül- und Entgasungsvorrichtung daher für die Inbe triebnahme eines Flüssigkeitssystems wie eines Rohrsystems eingesetzt werden, um dieses vor Inbetriebnahme zu spülen und zu entgasen. Beim Stand der Technik gibt es die Spülmöglichkeit nicht. So muss die Flüssigkeit erst untersättigt werden um anderorts Gasbläschen zu lösen. Das ist signifikant weniger effizient.

Wird die mobile Spül- und Entgasungsvorrichtung im stationären Einsatz betrieben, bei welchem eine solche Spülfunktion nicht benötigt wird, kann daher ein Drossel organ stromaufwärts des Entgasungsbehälters vorgesehen und/oder dessen Dros selfunktion erhöht und/oder aktiviert werden, um die Entgasungseffizienz zu erhö hen.

Das Drosselorgan kann bei einem stationären Entgaser entfallen, allerdings wird dann insbesondere bei Großanlagen an dieser Stelle eine Turbine zur Energierück gewinnung eingesetzt.

Die erfindungsgemäße Hydrozyklon-Entgasungsvorrichtung kann insbesondere als mobile Entgasungsvorrichtung eingesetzt werden. Die Hydrozyklon- Entgasungsvorrichtung kann jedoch auch als stationäre Anlage eingesetzt werden.

Die Vorrichtung kann insbesondere zum Entgasen von Rohrleitungen, beispiels weise von Flächenheizungen oder Wärmetauschern oder andern Komponenten von Wärme- und/oder Kältevorrichtungen eingesetzt werden.

Der grundlegende Aufbau eines Ausführungsbeispiels der Flydrozyklon- Entgasungsvorrichtung wird im Folgenden noch einmal zusammenfassend be schrieben:

Die Saugseite einer Flüssigkeitspumpe 1, insbesondere einer mehrstufigen, vor zugsweise selbstsaugenden Kreiselpumpe, steht in fluidischer Verbindung mit dem Auslass 12 des Entgasungsbehälters 10. Die Druckseite der Flüssigkeitspumpe 1 fördert das entgaste oder teilentgaste Fluid zurück in das System, wobei der Druckausgleich entweder im zu entgasenden System oder als zusätzliches Bauteil mittels eines Druckausgleichsgefäßes 5 in der Vorrichtung sichergestellt wird.

Die zu entgasende Flüssigkeit strömt über eine optionale Primärverwirbelung in den unter Unterdrück stehenden Entgasungsbehälter 10 tangential ein, so dass eine (Sekundär-)Verwirbelung entsteht. Dem Zulauf in den Entgasungsbehälter vorge schaltet ist optional ein Filtersieb und ein Organ 4 zur Drosselung des eintretenden Volumenstroms. Im Zentrum des Entgasungsbehälters bildet sich eine rotierende Gassäule.

Zur Evakuierung des freiwerdenden Gases aus dem Entgasungsbehälter 10 ist an der Absaugöffnung 13 ein Vakuumerzeuger angeschlossen. Als Vakuumerzeuger kann insbesondre ein sekundärer Wasserkreislauf mit einer Membranpumpe einge setzt werden, der eine Wasserstrahlpumpe versorgt.

Zur Erhöhung des Volumenstroms und/oder der Entgasungsleistung können meh rere Entgasungsbehälter und/oder Flydrozyklon-Entgasungsvorrichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung parallel oder seriell zusammengeschaltet werden. Bei serieller Schaltung können die einzelnen Entgasungsbehälter 10 insbesondere auf unterschiedlichen Druckniveaus betrieben werden, um hierdurch Gasfraktionen mit unterschiedlicher Löslichkeit zu separieren.

Der Entgasungsbehälter kann einen zylindrischen, konischen oder sich hyperbo lisch verjüngenden Innenraum aufweisen.

Der sekundäre Wasserkreislauf kann ein Reservoir mit einem kapazitiven Füll standssensor aufweisen, wobei die Regelung bei zu hohem Füllstand die Memb ranpumpe des sekundären Wasserkreislaufs ausschaltet, um das Reservoir zu ent leeren. Zwischen der Absaugöffnung 13 des Entgasungsbehälters und dem Unter druckerzeuger, insbesondere der Ansaugung der Wasserstrahlpumpe, befindet sich ein Absperrventil 6, insbesondere in Form eines Magnetventils. Die Unterdruckquelle, insbesondere die Wasserstrahlpumpe, erzeugt bevorzugt einen niedrigen Absolutdruck von unter 0,2 bar abs. Insbesondere erzeugt diese einen Absolutdruck zwischen 0,08 - 0,01 bar abs bei 25 °C. Der erreichbare Abso lutdruck hängt dabei von der Wassertemperatur ab, wenn eine Wasserstrahlpumpe eingesetzt wird. Gegebenenfalls kann daher eine Kühlanordnung zum Kühlen des Wassers im sekundären Wasserkreislauf eingesetzt werden.

Anstelle der Wasserstrahlpumpe kann jedoch auch eine andere Form von Vaku umpumpe eingesetzt werden.

Die Hydrozyklon-Entgasungsvorrichtung kann insbesondere als mobile Spül- und Entgasungseinrichtung eingesetzt werden, und von Anlagenbauern und/oder Anla genbetreibern an wasserführenden Anlagen angeschlossen werden, um das dort zirkulierende Wasser zu entgasen.

Ebenfalls ist es denkbar, in Geothermieanlagen Gas aus dem dort vorhandenen Flüssigkeitsstrom zu extrahieren.

Die Flydrozyklon-Entgasungsvorrichtung weist bevorzugt einen Volumenstrom von mindestens zehn Litern pro Minute, bevorzugt von mindestens 20 Litern pro Minute auf. Bei anderen Anwendungen ist auch ein Volumenstrom von mindestens 50 Li tern pro Sekunde, bevorzugt von mindestens 100 Litern pro Sekunde, denkbar.