Die Erfindung betrifft eine Entlüftungseinrichtung für einen Fluid-Kreislauf, welcher zum Temperieren einer Temperier-Zone in einer Fahrzeug-Kabine dient und in welchem ein eine Flüssigkeit, vorzugsweise eine Mischung von Wasser und Glykol, umfassendes Fluid zirkuliert, mit einer Verzweigung, welche folgendes umfasst: mindestens eine Zufluss-Öffnung, in welche im Betrieb das in dem Fluid-Kreislauf zirkulierende Fluid einströmt, mindestens einen Flüssigkeitsabfluss, durch welchen im Betrieb luft-befreites Fluid abfließt, und mindestens einen Luftabfluss, durch welchen im Betrieb eine Mischung von Luft und Flüssigkeit oder nur Luft abfließt. Ferner betrifft die Erfindung einen Fluid-Kreislauf zum Temperieren einer Temperier-Zone in einer Fahrzeug-Kabine mittels eines eine Flüssigkeit, vorzugsweise eine Mischung von Wasser und Glykol, umfassenden und in dem Fluid-Kreislauf zirkulierenden Fluids, mit einer Entlüftungseinrichtung zum Abführen von Luft aus dem in dem Fluid-Kreislauf zirkulierenden Fluid. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Temperier-Einrichtung für eine Fahrzeug-Kabine eines Fahrzeuges, mit einem Fluid-Kreislauf zum Temperieren einer Temperier-Zone in der Fahrzeug-Kabine.

Ein gattungsgemäßer Fluidkreislauf dient dem Transport von Wärme, um eine Temperier-Zone in einer Fahrzeug-Kabine auf einen bestimmten Temperaturwert oder einen Temperaturbereich zu temperieren. Für den Fall einer Kühlung stellt eine Temperier-Zone eine Wärmequelle dar. Falls eine Temperier-Zone geheizt werden soll, bildet sie eine Wärmesenke, an die das Fluid seine Wärme abgibt.

Eine Temperier-Zone innerhalb der Fahrzeug-Kabine kann z.B. einen Sitz, ein Lenkrad, eine Armauflage oder einen Wärmetauscher an einer Decke der Fahrzeug-Kabine sein.

Von einer Temperier-Zone entnommene oder eingeleitete Wärme kann dann im Gegenzug mit umgekehrtem Vorzeichen durch eine beabstandet zur Temperier- Zone angeordnete Wärmesenke oder Wärmequelle ein- oder ausgeleitet werden.

BESTATIGUNGSKOPIE Diese wird nachfolgend Umgebungsschnittstelle genannt. Umgebung meint in diesem Zusammenhang nicht zwangsläufig das Äußere eines Fahrzeuges. Es kann sich auch um einen Teil eines benachbarten oder übergeordneten Systems handeln. Sie kann z.B. ein Motor, eine Karosserie, eine Standheizung, ein Kompressor oder ein Wärmetauscher im Motorraum sein.

Zum Verbinden einer Temperier-Zone und einer Umgebungsschnittstelle ist mindestens eine Fluidleitung vorgesehen, vorzugsweise mindestens eine für die Hin- und eine weitere für die Rückleitung von Fluid (Vor- und Rücklauf). Vorzugsweise sind eine Vielzahl von Temperier-Zonen mit mindestens einer Umgebungsschnittstelle und/oder mindestens eine Temperier-Zone mit einer Vielzahl von Umgebungsschnittstellen verbunden. Dadurch ergibt sich ein verzweigtes Leitungssystem.

Eine Schwierigkeit in einem solchen Leitungssystem ist, dass bei seinem Befüllen mit Fluid leicht Luftblasen eingeschlossen werden, welche die Zirkulation des Fluids, eine Wärmeübertragung in Wärmetauschern oder einen geräuschlosen Betrieb nachteilig beeinflussen können.

Dies ist insbesondere der Fall, weil zumindest eine Fluidleitung zumindest abschnittsweise einen lichten Innendurchmesser aufweist, der in der Größenordnung von Luftblasen liegt, wie sie sich unter gleichartigen Durchverhältnissen auch in größeren Flüssigkeitsreservoirs bilden würden. Dieser lichte Durchmesser liegt vorzugsweise zwischen 2 - 25 mm, vorzugsweise zwischen 5 - 15 mm.

Luftblasen entsteht auch dadurch, dass das Fluid bei unterschiedlichen Temperaturen unterschiedliche Mengen an Gas in gelöster Form enthalten kann. Bei hohen Temperaturen kann mehr Gas im Fluid gelöst werden, bei geringeren weniger. Da das System durch Tag-Nacht-Zyklen und Jahreszeitenwechsel fortwährend zwischen unterschiedlichen Temperaturen schwankt, wird bei Abkühlen des Fluids immer wieder an unterschiedlichen Stellen Gas in Blasenform freiwerden. Zum Abführen von Luft aus deinem Fluid-Kreislauf kommen üblicherweise Entlüftungseinrichtungen zum Einsatz. Derartige Entlüftungseinrichtungen weisen mindestens eine Zweig-Leitung auf, über welche Luft oder ein Luft-Gas- Gemisch aus dem Fluid-Kreislauf entweichen kann. Es hat sich gezeigt, dass es für die Effizienz der Entlüftung von großem Einfluss ist, wie eine Zweigleitung an eine Fluidleitung angeschlossen ist.

Während ein einfaches T-Stück in vielen Situationen überraschender Weise kaum Luft entweichen lässt, bewirkt eine Y-förmige Fluid-Aufteilung kaum eine Entmischung. Beim Hausbau verwendete Entlüftungslösungen sind hier nicht verwendbar, da sie zu groß und zu schwer sind. Außerdem können Entlüfter, die mit Wasser arbeiten, nicht einfach mit Glykol betrieben werden, das Glykol zähflüssiger und klebriger ist als Wasser.

Entlüftungseinrichtungen für Fahrzeugklima-Anlagen können ebenfalls nicht benutzt werden, da hier ein Entgasungsbehälter gewöhnlich am höchsten Punkt eines Fluidkreislaufs angeordnet ist. In einer Temperier-Einrichtung nach der vorliegenden Erfindung ist am höchsten Punkt der Temperier-Einrichtung jedoch oft ein Wärmetauscher zur Kabinenluft-Temperierung angeordnet, der seinerseits ordentlich entlüftet sein muss, um effizient und geräuschlos funktionieren zu können.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht somit darin, die Effizienz bei der Entlüftung eines Fluid-Kreislaufs, welcher zum Temperieren einer Temperier-Zone in einer Fahrzeug-Kabine dient und in welchem eine Flüssigkeit, vorzugsweise eine Mischung von Wasser und Glykol, zirkuliert, zu steigern. Die Aufgabe wird gelöst durch eine Entlüftungseinrichtung der eingangs genannten Art, wobei die erfindungsgemäße Entlüftungseinrichtung eine Entmischungszone aufweist, welche zwischen der Zufluss-Öffnung, dem Flüssigkeitsabfluss und dem Luftabfluss angeordnet ist und in welcher sich im Betrieb Gasanteile von dem flüssigen Anteil des Fluids trennen. Dadurch, dass zwischen der Zufluss-Öffnung, dem Flüssigkeitsabfluss und dem Luftabfluss eine Entmischungszone liegt, erfolgt eine effektivere Abtrennung der Luft aus dem Fluid, sodass die Entlüftungswirkung erheblich gesteigert wird.

Die Zufluss-Öffnung ist vorzugsweise fluchtend zum Flüssigkeitsabfluss angeordnet. Die Strömung durch die Zufluss-Öffnung fluchtet vorzugsweise mit der Strömung durch den Flüssigkeitsabfluss. Für den Fall von Abweichungen zwischen den Strömungsrichtungen an diesen beiden Durchtrittsöffnungen beträgt der Neigungswinkel zwischen den beiden Strömungsrichtungen maximal 15, vorzugsweise maximal 10, besser maximal 5 Grad. Die Zufluss-Öffnung kann eine identische oder ähnliche Durchtrittsfläche wie der Flüssigkeitsabfluss haben. Die Größenunterschiede zwischen der Durchtrittsfläche der Zufluss-Öffnung und der Durchtrittsfläche des Flüssigkeitsabflusses liegen beispielsweise in einem Bereich zwischen 50% und 100% bezogen auf die kleinere Fläche. Das in dem Fluid-Kreislauf zirkulierende Fluid kann gasförmige Bestandteile enthalten, ist aber vorzugsweise zu einem möglichst hohen Anteil eine Flüssigkeit. Die Flüssigkeit ist vorzugsweise eine Mischung von Wasser und Glykol.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist die erfindungsgemäße Entlüftungseinrichtung einen Hauptkanal auf, welcher die Zufluss-Öffnung und den Flüssigkeitsabfluss miteinander verbindet. Die Verzweigung der Entlüftungsvorrichtung ist derart ausgebildet, dass das den Hauptkanal durchströmende Fluid nur mit solchen Grenzflächen und fluid-berührten Innenwandungen in Wechselwirkung tritt, die zumindest teilweise längs der Strömungsrichtung angeordnet sind und/oder deren Verlaufsrichtung die Normalebene auf die Senkrechte schneidet.

In einer Weiterbildung weist die erfindungsgemäße Entlüftungseinrichtung einen Seitenkanal auf, welcher den Hauptkanal mit dem Luftabfluss verbindet. Der Seitenkanal dient als Zweig-Leitung zum Abführen von überschüssiger Luft aus dem in dem Fluid-Kreislauf zirkulierenden Fluid. Der Seitenkanal verläuft in der Entmischungszone vorzugsweise zumindest abschnittsweise längs des Hauptkanals.

In ein anderen vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Entlüftungseinrichtung weitet sich der Seitenkanal in Strömungsrichtung auf. Der freie Strömungsquerschnitt innerhalb des Seitenkanals vergrößert sich also zumindest abschnittsweise in Strömungsrichtung. Vorzugsweise steht der von dem Hauptkanal abgewandte Teil der Wandung des Seitenkanals in einem Winkel zwischen 1 und 89 Grad in Strömungsrichtung auf dem Hauptkanal. Dadurch ergibt sich eine Verzweigung, bei welcher der Seitenkanal zumindest abschnittsweise in einem Winkel relativ zum Hauptkanal angeordnet ist, wobei der Winkel vorzugsweise kleiner ist als 90 Grad und größer als 0 Grad.

Es ist außerdem eine erfindungsgemäße Entlüftungseinrichtung bevorzugt, bei welcher der Seitenkanal im Betrieb zumindest abschnittsweise an einer höheren Position angeordnet ist als der Hauptkanal. Im Sinne der Erfindung ist mit „höher“ in diesem Fall „in einer Richtung liegend, die der wirkenden Schwerkraft entgegengesetzt verläuft“, insbesondere „weiter vom Erdboden weg“ gemeint.

In einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Entlüftungseinrichtung weist die Entmischungszone eine erste Verbindungsöffnung auf, die den Seitenkanal mit dem Hauptkanal verbindet. Vorzugsweise weist die Entmischungszone eine zweite Verbindungsöffnung auf, die den Seitenkanal mit dem Hauptkanal verbindet. Die erste

Verbindungsöffnung und die zweite Verbindungsöffnung sind dabei beabstandet voneinander angeordnet. Die erste Verbindungsöffnung ist in Strömungsrichtung vorzugsweise am Anfang der Entmischungszone angeordnet. Die zweite Verbindungsöffnung ist in Strömungsrichtung vorzugsweise am Ende der Entmischungszone angeordnet. Die erste Verbindungsöffnung zwischen dem Hauptkanal und dem Seitenkanal ist vorzugsweise länglich und längs der Strömungsrichtung im Hauptkanal angeordnet. Die erste Verbindungsöffnung zwischen dem Hauptkanal und Seitenkanal weist vorzugsweise eine Stelle auf, an welcher die erste Verbindungsöffnung eine maximale Weite entlang der Strömungsrichtung im Hauptkanal besitzt. Im Bereich der ersten Verbindungsöffnung verläuft der Hauptkanal bzw. die Strömungsrichtung im Hauptkanal vorzugsweise ohne Richtungswechsel oder Umlenkung. Die erste Verbindungsöffnung und die zweite Verbindungsöffnung können identische und/oder voneinander abweichende Formen und/oder Größen aufweisen. Die zweite Verbindungsöffnung kann kleiner sein als die erste Verbindungsöffnung, da durch die zweite Verbindungsöffnung nur noch Flüssigkeit ohne Gasanteil zurückgeleitet wird.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist die erfindungsgemäße Entlüftungseinrichtung eine Trennwand auf, welche den Hauptkanal und den Seitenkanal abschnittsweise voneinander trennt. Die Trennwand verläuft vorzugsweise geradlinig, wobei eine erste Bewandungsfläche der Trennwand in Richtung des Hauptkanals zeigt und eine zweite Bewandungsfläche in Richtung des Seitenkanals zeigt. Die Trennwand erstreckt sich vorzugsweise zwischen der ersten Verbindungsöffnung und der zweiten Verbindungsöffnung. In einer Weiterbildung weist die erfindungsgemäße Entlüftungseinrichtung eine fluidzuführend mit der Zufluss-Öffnung verbundene Fluid-Leitung auf. Alternativ oder zusätzlich weist die Entlüftungseinrichtung eine fluidabführend mit dem Flüssigkeitsabfluss verbundene Fluid-Leitung auf. Vorzugsweise ist die Gesamt- Querschnittsfläche der Entmischungszone größer als die Querschnittsfläche der Zufluss-Öffnung und/oder der fluidzuführend mit der Zufluss-Öffnung verbundenen Fluid-Leitung. Alternativ oder zusätzlich ist die Gesamt- Querschnittsfläche der Entmischungszone größer als die Querschnittsfläche des Flüssigkeitsabflusses und/oder der fluidabführend mit dem Flüssigkeitsabfluss verbundenen Fluid-Leitung. Damit verringert sich die Strömungsgeschwindigkeit in der Entmischungszone und Gasanteile haben ausreichend lange Zeit, sich vom flüssigen Anteil des Fluids zu trennen.

Die erfindungsgemäße Entlüftungseinrichtung wird ferner dadurch vorteilhaft weitergebildet, dass der Luftabfluss im Betrieb an einer höheren Position angeordnet ist als der Flüssigkeitsabfluss. Im Sinne der Erfindung ist mit „höher" in diesem Fall „in einer Richtung liegend, die der wirkenden Schwerkraft entgegengesetzt verläuft“, insbesondere „weiter vom Erdboden weg“ gemeint. Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird ferner durch einen Fluid- Kreislauf der eingangs genannten Art gelöst, wobei die Entlüftungseinrichtung des erfindungsgemäßen Fluid-Kreislaufs nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ausgebildet ist. Hinsichtlich der Vorteile und Modifikationen des erfindungsgemäßen Fluid-Kreislaufs wird somit zunächst auf die Vorteile und Modifikationen der erfindungsgemäßen Entlüftungseinrichtung verwiesen.

Vorzugsweise weist der Fluidkreislauf eine Mehrzahl von Entlüftungseinrichtungen und/oder Zweig-Leitungen auf, die über den Verlauf des Fluid-Kreislaufs verteilt sind, um Luft aus dem zirkulierenden Fluid abzuführen.

In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Fluid-Kreislaufs ist der Luftabfluss der Entlüftungseinrichtung mit einem Beruhigungsbehälter verbunden, welchem die aus der in dem Fluid-Kreislauf zirkulierenden Flüssigkeit abgezweigte Luft zuleitbar ist. Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird ferner durch eine Temperier- Einrichtung der eingangs genannten Art gelöst, wobei der Fluid-Kreislauf der erfindungsgemäßen Temperier-Einrichtung nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ausgebildet ist und/oder eine

Entlüftungseinrichtung nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen umfasst. Hinsichtlich der Vorteile und Modifikationen der erfindungsgemäßen Temperier-Einrichtung wird zunächst auf die Vorteile und Modifikationen des erfindungsgemäßen Fluid-Kreislaufs und die Vorteile und Modifikationen der erfindungsgemäßen Entlüftungseinrichtung verwiesen. Die Temperier-Einrichtung kann auch mehrere Fluid-Kreisläufe aufweisen. In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Temperier- Einrichtung befindet sich die Temperier-Zone an einem Sitz, einem Lenkrad, einer Armauflage oder einem Wärmetauscher an einer Decke der Fahrzeug- Kabine. Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert und beschrieben. Dabei zeigen:

Fig. 1a einen Längsschnitt durch eine Verzweigung einer Entlüftungseinrichtung von vorn; und

Fig. 1b einen Längsschnitt durch eine Verzweigung der Entlüftungseinrichtung von Fig.1a, wobei die Schnittebene um 90 Grad um die Strömungsrichtung gedreht ist, der Schnitt entlang des oberen Randes der Fluidleitung verläuft und die Ansicht von oben auf die Schnittstelle erfolgt.

Die Entlüftungseinrichtung hat mindestens eine: Verzweigung 10 mit mindestens einer Zufluss-Öffnung 12 und mindestens zwei Abfluss-Öffnungen 13, davon mindestens eine für luft-befreite Flüssigkeit als Flüssigkeitsabfluss 14 und mindestens eine für eine Mischung von Luft und Flüssigkeit oder nur Luft als Luftabfluss 15.

Bei dieser Verzweigung 10 sind - mindestens eine Zufluss-Öffnung 12 und ein Flüssigkeitsabfluss 14 einer

Fluidleitung zur Fluid-Zirkulation zugeordnet, die im Betrieb von einem Fluidstrom durchströmt wird, der von der Zufluss-Öffnung 12 zum Flüssigkeitsabfluss 14 gerichtet ist, und mindestens ein Luftabfluss 15 einer Zweig-Leitung zum Luftabtransport zugeordnet, die im Betrieb unerwünschte Luft aus der Fluidleitung abzweigt und einem Beruhigungsbehälter zuleitet.

Diese Verzweigung 10 hat - eine Entmischungszone 16, angeordnet zwischen Zufluss-Öffnung 12, Flüssigkeitsabfluss 14 und Luftabfluss 15.

Zweckmäßigerweise verfügt die Entmischungszone 16 über mindestens eine der folgenden Komponenten: - einen Hauptkanal 19, der diese Zufluss-Öffnung 12 und diesen Flüssigkeitsabfluss 14 miteinander verbindet, einen Seitenkanal 20, der den Hauptkanal 19 mit diesem Luftabfluss 15 verbindet, eine erste Verbindungsöffnung 22a, die den Seitenkanal 20 mit dem Hauptkanal 19 verbindet, eine zweite Verbindungsöffnung 22b, die den Seitenkanal 20 mit dem Hauptkanal 19 verbindet, eine Haupt- und Seitenkanal gemeinsame Trennwand 25, eine Gesamt-Querschnittsfläche, die größer ist als die Querschnittsfläche einer Fluid zuführendend oder abführenden Fluid-Leitung, damit sich die

Strömungsgeschwindigkeit in der Entmischungszone 16 verringert und Gasanteile Zeit haben, sich vom flüssigen Anteil des Fluids zu trennen. Alle Schnittflächen liegen dabei senkrecht zur Strömungsrichtung des sie durchfließenden Fluids. Wünschenswerter Weise besitzt diese Struktur mindestens eine der folgenden Eigenschaften: Ein Luftabfluss 15 ist im Betrieb an einer höheren Position angeordnet als ein Flüssigkeitsabfluss 14. „Höher“ meint „in einer Richtung liegend, die der wirkenden Schwerkraft entgegengesetzt verläuft“, insbesondere „weiter vom Erdboden weg“. - Ein Seitenkanal 20 ist vorzugsweise zumindest abschnittsweise an einer höheren Position angeordnet als Hauptkanal 19.

Mindestens einer Zufluss-Öffnung 12 hat eine ähnliche Durchtrittsfläche wie mindestens eine Flüssigkeitsabfluss 14. Eventuelle Unterschiede sind vorzugsweise kleiner als 100% der kleineren Fläche, vorzugsweise kleiner als 50%.

Die Strömung in der Fluidleitung an der Zufluss-Öffnung 12 fluchtet mit der Strömung in der Fluidleitung am Flüssigkeitsabfluss 14. Für den Fall von Abweichungen zwischen den Strömungsrichtungen an diesen beiden Durchtrittsöffnungen beträgt der Neigungswinkel zwischen den beiden Strömungsrichtungen maximal 15, vorzugsweise maximal 10, besser maximal 5 Grad.

Der Seitenkanal 20 verläuft in der Entmischungszone 16 zumindest abschnittsweise längs dem Hauptkanal 19.

Der Seitenkanal 20 weitet sich in Strömungsrichtung auf. Vorzugsweise steht seine von der Fluidleitung abgewandte Teil seiner Wandung in einem

Winkel zwischen 1 und 89 Grad in Strömungsrichtung auf der Fluidleitung. Dadurch ergibt sich eine Verzweigung, bei der Seitenkanal 20 und / oder die Zweigleitung zumindest abschnittsweise in einem Winkel relativ zur Fluidleitung angeordnet sind, der kleiner 90 Grad (und größer als 0) ist. - Die Zweigleitung ist in Strömungsrichtung am Ende der

Entmischungszone 16 am Seitenkanal 20 angeordnet.

Die erste Verbindungsöffnung 22a zwischen Haupt- und Seitenkanal 19, 20 ist vorzugsweise länglich und längs der Strömungsrichtung im Hauptkanal 19 angeordnet. Die erste Verbindungsöffnung 22a zwischen Haupt- und Seitenkanal 19, 20 weist eine Stelle 23 auf, an der die Verbindungsöffnung 22a eine maximale Weite entlang der Strömungsrichtung im Hauptkanal besitzt. Diese Stelle ist vorzugsweise sowohl vom Anfang als auch vom Ende der ersten Verbindungsöffnung 22a bezogen auf die Strömungsrichtung beabstandet.

Der Abstand von ihrem Ende ist vorzugsweise größer als der Abstand von Beginn.

Die Grenzflächen, die dem Hauptkanal 19 zum Fluid hin durch die erste Verbindungsöffnung 22a fehlen, verlaufen vorzugsweise entlang der Strömungsrichtung ohne Richtungswechsel, insbesondere ohne Knick oder

Biegung in der Fluidleitung.

Die Strömungsrichtung im Hauptkanal 19 verläuft dort, wo die erste Verbindungsöffnung 22a vorgesehen ist, ohne Richtungswechsel oder Umlenkung. - Die zweite Verbindungsöffnung 22b kann im Wesentlichen genauso gestaltet sein, wie die erste Verbindungsöffnung 22a. Sie ist am in Strömungsrichtung abgewandten Ende des Seitenkanals 20 angeordnet. Sie kann kleiner als die erste Verbindungsöffnung 22a sein, da sie hier nur noch Flüssigkeit ohne Gasanteil zurückgeleitet wird. - Die Zufluss-Öffnung 12 ist fluchtend zum Flüssigkeitsabfluss 14 angeordnet.

Im Bereich der Verzweigung gelangt ein den Hauptkanal 19 oder die Fluidleitung durchströmendes Fluid nur mit solchen Grenzflächen und fluidberührten Innenwandungen in Wechselwirkung, - die zumindest teilweise längs der Strömungsrichtung angeordnet sind, oder deren Verlaufsrichtung die Normalebene auf die Senkrechte schneidet, die also nicht senkrecht auf den Hauptkanal oder den Fluidkanal stoßen.

Die Position der Zufluss-Öffnung 12 ist eher nachrangig. Sie kann sogar höher als der Flüssigkeitsabfluss 14 und/ oder der Luftabfluss 15 vorgesehen sein.

Bezuqszeichen

10 Verzweigung

12 Zufluss-Öffnung

13 Abfluss-Öffnungen

14 Flüssigkeitsabfluss

15 Luftabfluss

16 Entmischungszone

19 Hauptkanal

20 Seitenkanal

22a, 22b Verbindungsöffnungen

23 Stelle

25 Trennwand