DE2430435B2 - HEAT EXCHANGER - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
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- F28D11/02—Heat-exchange apparatus employing moving conduits the movement being rotary, e.g. performed by a drum or roller
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Description
Die Erfindung bezieht
schür rtr" eirvr; i>re"n:rThe invention relates
schür rtr "eirvr;i> r e" n: r
einer: W'ärnieuuone: W'ärnieuu
ί'- T\V'. Sch'1.; ί'- T \ V '. Sch ' 1 .;
T Λ / 1 Γ T Λ / 1 Γ
DU IJO YOU IJO
versehenen Rotor zum Erzeugen einer durch den Rotor hindurchgerichteten Strömung eine-, ersten Arbeitsfluids zum Zwecke eines Wärmetausches zwischen dem über die Schaufeln des Rotors strümenden ersten Arbeitsfluid und einem zweiten Arbeitsfluid, das durch mehrere hohle Ringkanäie de:; Rotors geleitet ist, die koaxial zur Roiorachse in senkrecht auf der Rotorachse stehenden Ebener, in bestimmten Abständen entlang der Rotorachse angeordnet und ίο an denen die Schaufeln befestigt und koaxial zum Rotor derart ausgerichtet sind, daß sich Teile der Schaufeln parallefzur Längsachse des Rotors erstrekken, wobei die Ringkanäle über wenigstens einen Verteilerkana! für das eintretende zweite Arbeitsfluid und wenigstens einen Sammelkanal für das austretende zweite Arbeitsfluid miteinander zu einem inneren Kanalsystem verbunden sind, das über den Verteiler- bzw. Sammelkanal an Anschlußeinriclitungen angeschlossen ist.provided rotor for generating a through the rotor directed flow of a first working fluid for the purpose of a heat exchange between the flowing over the blades of the rotor first working fluid and a second working fluid, which is de :; Rotor is directed, the coaxial to the Roior axis in perpendicular to the rotor axis plane, in certain Spaces arranged along the rotor axis and ίο to which the blades are attached and coaxial to the Rotor are aligned in such a way that parts of the blades extend parallel to the longitudinal axis of the rotor, the ring channels via at least one distribution channel! for the incoming second working fluid and at least one collecting channel for the emerging second working fluid with each other to an inner one Are connected to the duct system, which is or collecting duct is connected to connection devices.
Aus der US-PS 32 53 64^ ist ein Wärmetauscher dieser Art bekannt, bei dem die Schaufeln hohl ausgebildet und von dem zweiten Arbeitsfluid selbst durchströmt werden. Diese Ausbildung bringt den Nachteil mit sich, daß der Rotor wegen des xomplizienen Aufbaus teuer in der Herstellung is:, da jeweils die ein/einen Schaufeln mit den jeweiligen Rinakanälen druckdicht verbunden werden müssen. EinVeiterer Nachteil ist darin zu sehen, daß wegen der relati" dicken Ausführung der Schaufeln auf der Umfangsfläche des Rotors nur vergleichsweise wenig Schaufeln Platz finden, da zwischen den Schaufeln ein siewisser Mindestabstand gewahrt bleibfa muß. damit das erste Arbeitsfluid zügig durchströmen kann.From US-PS 32 53 64 ^ is a heat exchanger of this type known, in which the blades are hollow and from the second working fluid itself are flowed through. This training has the disadvantage that the rotor because of the xomplizienen Construction is expensive to manufacture, since each one of the blades with the respective Rina channels must be connected pressure-tight. Another disadvantage is that because of the relatively thick design of the blades on the There is only a comparatively small amount of space for blades on the circumferential surface of the rotor, since there is space between the blades a certain minimum distance must be maintained. so that the first working fluid can flow through quickly.
In Anbetracht der vielen Verbindungsstellen zwischen den Schaufeln und den hohlen Ringkanälen besteht bei dem bekannten Wärmetauscher immer die Gefahr, daß eine dieser Verbindungsstellen leck wird und repariert werden muß. Es ist deshalb anzunehmen, daß der bekannte Wärmetauscher störanfällig ist.Considering the many joints between the blades and the hollow ring channels with the known heat exchanger there is always the risk that one of these connection points will leak and needs to be repaired. It is therefore to be assumed that the known heat exchanger is prone to failure.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wärmetauscher der eingangs genannten Art zu schaffen, der einfach und betriebssicher aufgebaut ist 4f. und trotzdem eine große Wärmetauschkapazität aufweist. The invention is based on the object of providing a heat exchanger of the type mentioned at the beginning that is simple and reliable 4f. and still has a large heat exchange capacity.
Diese .Aufgabe wird erfindungsgemäS dadurch gelost, daß der Verteiler- und der Sammelkanal parallel /ur Rotorachse angeordnet sind, wobei der Vcrteilerkanal dem Sammclkanal gegenüberliegt, und daß die Schaufeln als dünne Wärmeleitbleche ausgebildet sind.According to the invention, this task is solved by that the distributor and collecting ducts are arranged parallel to the rotor axis, with the distributor duct opposite the Sammclkanal, and that the blades are designed as thin heat conducting plates are.
Der erfindungsgemäße Wärmetauscher ist insofern einfach aufgebaut, als das zweite Arbeitsfluid vom Verteilerkanal über die hohlen Ringkanäie zum Sammelkanal fließt und deshalb sich eine geringere Anzahl an druckdichten Verbindungsstellen ergibt aK bei dem bekannten Wärmetauscher. Dies erhöht nicht nur die Betriebssicherheit, es ermöglicht auch eine billige Herstellung des Wärmetauschers.The heat exchanger according to the invention is simple in that the second working fluid from Distribution channel flows through the hollow Ringkanäie to the collecting channel and therefore a smaller one The number of pressure-tight connection points results in aK in the known heat exchanger. This increases not only the operational reliability, it also enables the heat exchanger to be manufactured cheaply.
Der Wärmetauscher gemäß der Erfindung besitzt früher hinaus noch eine große W'ärmetauschkapazi- ;;ύ. LJ.i das zweite Arbeitsfluid aufgrund der gleichmäßigen Anordnung den Rotor ausreichend durch-C; strömen kann. Da die Schaufeln dünn ausgebildet sind, können viele Schaufeln nebeneinander angeordnet λ erden, was den Wärmeübergang erleichtert. Die VTaufe!:· no-ü?;; ctabe, ivncrsciis (\\- c\n- qiu ■The heat exchanger according to the invention also has a large W'ärmetauschkapazi- ;; ύ earlier. LJ.i the second working fluid due to the uniform arrangement of the rotor sufficiently through-C; can flow. Since the blades are made thin, many blades can be arranged next to each other λ earth, which facilitates the heat transfer. The V-Baptism!: · No-ü? ;; ctabe, ivncrsciis ( \\ - c \ n- qiu ■
purchströmung des Rotors durch das erste Arbeitsfluid und andererseits für den guten Wärmeübertiuiii; innerhalb des Rotors.Purchströmung of the rotor through the first working fluid and on the other hand for the good heat transfer; inside the rotor.
Im folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung dargestellt. Es zeisiIn the following, exemplary embodiments of the invention are shown on the basis of a drawing. It zeisi
Fig. 1 eine schematische Gesamtschnittansicht eines bevorzugten Ausführungsbeisi iels des criintjungsgemäßen Wärmetauschers,Fig. 1 is a schematic overall sectional view of a preferred embodiment of the inventive concept Heat exchanger,
Fig. 2 und 3 perspektivische Teilansichten des Rotors nach Fig. 1,FIGS. 2 and 3 partial perspective views of the rotor according to FIG. 1,
Fig. 4a bis 4c schematische Ansichten einiser Ausführungsbeispiele für die Ausgestaltung der Fiihlunsseinrchlung am Auslaß,4a to 4c are schematic views of an exemplary embodiment for the configuration of the flow control at the outlet,
Fi g. 5 eine perspektivische Ansicht des Rotors gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiei der Erfindung, Fi g. 5 is a perspective view of the rotor according to a further exemplary embodiment of the invention,
F ι g. 6 und 7 schematische Darstellungen des Strotiungsverlaufes durch den erfindungsgemäßen Wärmetauscher, Fig. 6 and 7 are schematic representations of the course of the Strotiungs by the heat exchanger according to the invention,
Fig. S, 3 und 10 Diagramme, in welchen das Verhalten der durch den Wärmetauscher gemäß F i ti. 7 Hrömenden Gebläseluft in Kurvenzüüen wjedereeeeben i«t.Fig. S, 3 and 10 are diagrams in which the behavior through the heat exchanger according to F i ti. 7 Blowing air from the bends along the curves i «t.
Fig. H und 1 2a perspektivische Teilansichter. der Gebläseiuf !schaufeln.Fig. H and 1 2a perspective partial viewers. the fan shovel.
Fig. i2b eine Teilansicht, in welcher die Anordnung von Leitblechsegmenten auf den Gebläseiuiischaufein dargestellt ist,Fig. I2b is a partial view in which the arrangement of baffle segments on the fan blades is shown
Fig. 13 eine schematische Darstellung von verschiedenen Ausgestaltungen der Gebläseluft:m. häufeln und13 is a schematic representation of various Developments of the blower air: m. pile up and
Fig. 14 ein Diagramm, in welchem die mine's Je; erfindungsgemäßen Wärmetauschers gemäü F ι n. : abgeführte Wärmemenge für verschiedene Sehautcltypen über der Rotordrehzahl aufgetragen ist.14 is a diagram in which the mine's je; Heat exchanger according to the invention according to F ι n .: amount of heat dissipated for different types of skin is plotted over the rotor speed.
In der F i g. 1 ist eine schematische Schnitiansichi des gesamten Wärmetauschers gemäß der Erfindung dargestellt. Der Wärmetauscher weist ein Gehäusepaar 1 und 2 auf (in der Fi g. 1 ist nur das Gehäuse 2 dargestellt. Si:he auch Fig. 6 und 7). Zwischen diesen Gehäusen 1 und 2 wird ein Kanal 3 für das erste Arbeitsfluid gebildet, und an den gegenüberliegenden Enden des Kanals befinden sich ein Sauean^chluß 4 und ein Druckanschluß 5.In FIG. 1 is a schematic section of the entire heat exchanger shown according to the invention. The heat exchanger has a pair of housings 1 and 2 (only the housing 2 is shown in FIG. 1. See also FIGS. 6 and 7). Between these housings 1 and 2, a channel 3 is formed for the first working fluid, and on the opposite A suction connection 4 and a pressure connection 5 are located at the ends of the channel.
innerhalb des Kanals 3 ist in Querrichtung zum Kanal em Rotor 6 angeordnet, an dessen gegenüberliegenden axialen Enden hohle, zylinderförmiiie Pumpenkammern 7 und 8 vorgesehen s.ind. Ir, der Mitte der äußeren Stirnwände dieser Pumpenkammern 7 und 8 sind Hohlwellen IA bzw. SA befestigt, die in Lagern IB und SB gelagert sind.Inside the channel 3 is arranged in the transverse direction to the channel em rotor 6, at the opposite axial ends of which hollow, cylindrical pump chambers 7 and 8 are provided. Ir, the middle of the outer end walls of these pump chambers 7 and 8, hollow shafts IA and SA are attached, which are mounted in bearings IB and SB.
Ein an einem Träger 9 befestigtes stationäres Rohr 10 greift koaxial durch die Hohlwelle 7/1 hindurch. Ein Ende des stationären Rohres 10 greift in die Pumpenkammer 7 hinein, und an diesem Ende sind mehrere Verteilerkanäle 10/1 für das eintretende zweite Fluid befestigt, welche sich radial und senkrecht zur Achse des stationären Rohres 10 erstrecken. Jeder Verteilerkanal 10/1 hat eine Austrittsöflnung 10 B. die in radialer Richtung in die Pumpenkammer 7 einmündet.A stationary tube 10 fastened to a carrier 9 extends coaxially through the hollow shaft 7/1. One end of the stationary pipe 10 engages in the pump chamber 7, and a plurality of distribution channels 10/1 for the entering second fluid are attached to this end and extend radially and perpendicularly to the axis of the stationary pipe 10. Each distribution channel 10/1 has an outlet opening 10 B. which opens into the pump chamber 7 in the radial direction.
In der Pumpenkammer 7 ist eine Schaufel 11 angeordnet, die einen geraden oder gekrümmten Qui\ schnitt aufweist und das Fluid in radialer Ricir..:ng ablenkt. Die Schaufel 11 ist konzentrisch rum \ erteilerkanal 10-4 in einer solchen Laue ai^eordne·. daß das aus der Austritisöffnuim lft/i λι-ιγ.ηιι, Fluid in radialer Richtung geleitet wirA blade 11 is arranged in the pump chamber 7, the one straight or curved qui \ section and the fluid in radial Ricir ..: ng distracts. The shovel 11 is concentric around the distributor channel 10-4 in such a tau ai ^ eordne ·. that from the Austritisöffnuim lft / i λι-ιγ.ηιι, Fluid is directed in a radial direction
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Ein auf dem Träger 9 befestigtes stationäres Roh 12 ist koaxial in der Hohlwelle 8 A gelagert. Ei: Ende des stationären Rohres 12 greift in die Pum penkammer 8 ein und trägt innerhalb dieser Pumpen kammer 8 einen Leitkörper 13 für das austretend Fluid, weicher in einer sich senkrecht zur Achse de stationären Rohres 12 erstreckenden Ebene anpeord net ist (siehe I·'ig. 4b).A mounted on the carrier 9 is mounted coaxially stationary crude 12 in the hollow shaft 8 A. Egg: The end of the stationary pipe 12 engages in the Pum penkammer 8 and carries within this pump chamber 8 a guide body 13 for the exiting fluid, which is arranged in a plane perpendicular to the axis of the stationary pipe 12 (see I '' Fig. 4b).
Mit dem Bezugszeichen 14 sind Dichtungen be zeichnet, die ein Leck zwischen der Hohlwelle 7/ und dem stationären Rohr 10 und zwischen de Hohlwelle 8/1 und dem stationären Rohr 12 verhin den:. Auf der Hohlwelle HA ist eine Keilriemen scheibe !5 befestigt. Die Keilriemenscheibe 15 wire über einen Keilriemen mittels einer Antriebseinrich lung angetrieben, so daß sich der Rotor 6 mit der Hohlwellen 7/! und SA und mit der Schaufel 11 gemeinsam dreht.With the reference numeral 14 seals are be distinguished, which verhin a leak between the hollow shaft 7 / and the stationary tube 10 and between the de hollow shaft 8/1 and the stationary tube 12 :. A V-belt pulley! 5 is attached to the hollow shaft HA. The V-belt pulley 15 wire is driven via a V-belt by means of a Antriebseinrich treatment, so that the rotor 6 with the hollow shafts 7 /! and SA and rotates together with the blade 11.
Der Rotor 6 weist mehrere Schaufeln 16 und zahl reiche Ringkanäle 17 auf. Die Schaufeln 16, die je weils in Rotationsrichtung nach innen gekrümm sind, sind ringförmig um die Achse des Rotors ί herum parallel nebeneinander angeordnet. Die Ringkariäle 17. die jeweils hohl ausgebildet sind unc koaxial zur Achse des Rotors 6 in auf der Achsi senkrechten Ebenen verlaufen, sind in Axialrichtung in konstanter· Abständen zueinander angeordnet Diese .ί■'häufeln 16 und Ringkanäle 17 sind miteinander verbunden, so daß sie ein zusammenhängendes Koiistruktionsteil zylindrischer Gestalt bilden.The rotor 6 has several blades 16 and numerous annular channels 17. The blades 16, each because they are curved inwards in the direction of rotation, they are annular around the axis of the rotor ί arranged around parallel next to each other. The ring canals 17. which are each made hollow unc coaxial to the axis of the rotor 6 in on the axis perpendicular planes are in the axial direction arranged at constant distances from one another These .ί ■ 'pile 16 and ring channels 17 are together connected so that they are a coherent Form construction part of cylindrical shape.
Der Rotor 6 weist ferner einen Verteilerkanal IS !Lr das eintretende Fluid au: sowie einen Sammelkanai 19 :'W Ableitung des ! iuids, und beide Kanäle erstrecke:-! sich von der Pumpenkammer 7 zur Pumpenkammer 8 er.iiang der gleichen Umfangsfiäche des Rotors 6 und verlaufen parallel zur Rotorachse, wobei sie jeden Ringkanal 17 im rechten Winke! ■■chiieiden. Die Kanäle 18 und 19 sind symmetrisch zur Achse des Rotors 6 angeordnet. Sie sind hohl ausgebildet und bilden einen Verteilerkanal 18.-1 für Jas eintretende Fluid bzw. einen Sammler 19A zar Ableitung des Fluids.The rotor 6 also has a distribution channel IS! Lr for the incoming fluid: as well as a collecting channel 19 : 'W derivation of the! iuids, and both channels extend: -! extend from the pump chamber 7 to the pump chamber 8 along the same circumferential surface of the rotor 6 and run parallel to the rotor axis, with each ring channel 17 at right angles! ■■ chiieiden. The channels 18 and 19 are arranged symmetrically to the axis of the rotor 6. They are hollow and form a distribution channel 18.-1 for fluid entering Jas or a collector 19A for draining off the fluid.
Der Verteilerkanal 18 A ist an dem auf der Seite de; Pumpenkammer 8 gelegenen Ende abgeschlossen und münde! mit dem anderen Ende in die Pumpenkamme: 7. während der Sammler 19A an dem an der Pumpenkammer 7 gelegenen Ende abgeschlossen ist iiiik! mit dem anderen Ende in die Pumpenkammer 8 einmündet. Diese Kanäle 18/i und 19/4 stehen beis!>Ki-.v,use über die Öffnungen Π Β bzw. 17 C mit dem Rmgkanal 17/1 in Verbindung. Auf dieSL Weise :s; die Pumpenkammer 7 mit der Pumpenkammer 8 über den Verteilerkanal 18.Ί, die Öffnung 17ß, den Rmukanal 17.-1. die Öffnung 17C und den Sammlerkap al 19.i verbunden.The distribution channel 18 A is on the side de; Pump chamber 8 located at the end closed and open! with the other end into the pump chamber: 7. while the collector 19A is closed at the end located at the pump chamber 7 iiiik! the other end opens into the pump chamber 8. These channels 18 / i and 19/4 are connected to the Rmgkanal 17/1 via the openings Π Β and 17 C, respectively. In the SL way: s; the pump chamber 7 with the pump chamber 8 via the distribution channel 18.Ί, the opening 17ß, the Rmukanal 17.-1. the opening 17C and the collector cap al 19.i connected.
N.iciifülgciKi sol! der Strömungsverlauf des Arbeitslluids durch den Wärmetauscher beschrieben werden. Das /weite Arbeitsfluid, das durch das stationäre Rohr 10 in Richtung de-, Pfeiles A zugeführt wird, strömt durch den V'eueilerkanai IQA und tritt an der Austrittsöfl'nung IUB in die Pumpenkammer 7 ei;.. In de; Γ ,mpei:! aninut 7 wird das zweite Arivü-iiuiu infoige der / entnlugalkraft, die über die ■ii: mi! den? R■>;<:; 6 drehende Schaufel 11 in das i-iuii.; ungeicitLi ^ird. nach außen gedruckt.N.iciifülgciKi sol! the flow path of the working fluid through the heat exchanger can be described. The / wide working fluid, which is supplied through the stationary pipe 10 in the direction of arrow A , flows through the V'eueilerkanai IQA and enters the pump chamber 7 at the outlet opening IUB ei; .. In de; Γ, mpei :! aninut 7 becomes the second arivü-iiuiu infoige of the / denlugal force, which over the ■ ii: mi! the? R ■>;<:; 6 rotating blade 11 in the i-iuii .; ungeicitLi ^ ird. printed outwards.
Das zweite Anviisiluid tiitt unter dem Einfluß de; !•:ir>·. irkni!:: an Jer !''umpenk ninier 7 aus, strönuThe second anvisiluid takes place under the influence of de; ! •: ir> ·. irkni! :: an Jer! '' umpenk ninier 7 from, strönu
ui;u fließt durchui; u flows through
24 30 4324 30 43
penkammer8.penkammer8.
Andererseits wird das erste Arbeitsfluid am Saun anschluß 4 durch die Wirkung der ScKe Tl6 an gesaugt und strömt in den Kanal 3, diametral durch den Rotor 6 und tritt am Druckanschluß? aus Dabe erfolgt zwischen dem ersten und dem zweiten Arbe.tdh.id über die Ringkanäle 17 und die Sch uMn 16 ein Warmetausch.On the other hand, the first working fluid at the sauna connection 4 is sucked in by the action of the ScKe Tl 6 and flows into the channel 3, diametrically through the rotor 6 and occurs at the pressure connection? From this, heat is exchanged between the first and second work via the ring channels 17 and the Sch u Mn 16.
Das zweite Arbeitsfluid, das in den Sammlerkam] ISM geleitet wurde, tritt in die Pumpenkamme 8 em. Die Pumpenkammer 8 dreht sich gemeinsam mit dem Rotor 6, und das an dem äußeren Umfang 3es stationären Leitkörpers 13 befindliche FlSd ha einen höheren Druck als das am inneren Umfang des stationären Leitkörpers 13 befindliche Fluid, sodaß das Fluid infolge dieses Druckunterschiedes vom äußeren Umfang des stationären Leitkörpers 13 Z Mitte strömt und dann in Richtung des PfeHes B durch das stationäre Rohr 12 austrittThe second working fluid, which was passed into the collector chamber ISM, enters the pump chamber 8 em. The pump chamber 8 rotates together with the rotor 6, and the FlSd located on the outer circumference 3es stationary guide body 13 has a higher pressure than the fluid located on the inner circumference of the stationary guide body 13, so that the fluid as a result of this pressure difference from the outer circumference of the stationary Guide body 13 flows through Z center and then exits in the direction of PfeHes B through the stationary pipe 12
Die Schaufel 11 ist so geformt, daß der Fluiddruck im Rotor 6 ohne Verlust angehoben wird. Zu diesem Zweck kann die Schaufel 11 bogenförmig ausgebildet sein oder einen gekrümmten Querschnitt aufweisen oder es kann sich andererseits um eine gerade Schau^ fel handeln Im Gegensatz dazu ist der Leitkörper 13 so ausgestaltet daß das Fluid ungehemmt durch denThe blade 11 is shaped so that the fluid pressure in the rotor 6 is raised without loss. To this For this purpose, the blade 11 can be arcuate or have a curved cross section or, on the other hand, it can be a straight show ^ Act fel In contrast, the guide body 13 is designed so that the fluid uninhibited by the
Leitkorper hindurchtreten kann, ohne daß eine plötzliehe Richtungsänderung und eine plötzliche Geschwmdigkeitsänderung hervorgerufen werden Versuche haben gezeigt, daß die Ausgestaltung des Leitkorpers 13 einen erheblichen Einfluß auf de Pumpwirkung ausübt, welche durch die Drehung des Rotors 6 hervorgerufen wird. In Fig. 4a, 4b und 4cLeitkorper can pass without a sudden Change of direction and a sudden change in speed Experiments have shown that the design of the guide body 13 has a considerable influence on the pumping action exerts which is caused by the rotation of the rotor 6. In Figures 4a, 4b and 4c
sind Ausfuhrungsbeispiele für den Leitkörper 13 dargestellt, die bei den Versuchen verwendet wurdenexemplary embodiments are shown for the guide body 13, used in the experiments
e RierSU?KergebniSSe Zeigten' daß mit einem ge: maß F ι g. 4 b ausgestalteten Leitkörper 13 der größte ? e R i ERSU K results showed 'that with a Ge: measure F ι g. 4 b designed guide body 13 is the largest
Wirkungsgrad erzielt werden konnte, während mk den Ausführungen gemäß Fig. 4c und 4a zunehme.nd "«ne o re W'Aungsgrade erzielt wurden. Das bedeutet daß der Wu-kungsgrad abnimmt, wenn die Anzahl der E.ntnttskanäle UA des Leitkörpers 13 abnimmt. Die öffnung dieser Eintrittskanäle 13 A Begt in Tangentialnchtung der Fluiddrehung, und sie sind so ausgebildet, daß sie das Fluid eleichmäßio zur Mitte des Ixitkörpers 13 leiten, wobeTein mfnί maler Widerstand auftntt.Efficiency could be achieved, while the embodiments according to FIGS. 4c and 4a increase me . nd "" o ne re W'Aungsgrade were obtained. This means that the Wu-kung degree decreases as the number of E.ntnttskanäle UA decreases of the guide body 13, the opening of these inlet channels 13 A Begt Tangentialnchtung in the fluid rotation., and they are so designed that they conduct the fluid smoothly to the center of the Ixitkörpers 13, whereby a minimal resistance arises.
P„Snr *iOtOr kann k aU,Ch SO konst™ert sein, daß die Pumpenkammern beide auf einer Seite des Rotors angeordnet sind (Fig. 5). In einem solchen FaP "Sn r * i OtOr can be k aU , Ch SO constant that the pump chambers are both arranged on one side of the rotor (FIG. 5). In such a company
5rda er^r 10<ί ίSb|SOndere S0 konstruie« ^n ΪΆ tZ λ λ^^1 ,PumPeilkammer 107 austritt und über den Verteilerkanal 118^, die Rik s.»* Der Strömungsverlauf; der sich drehenden Rotor 6 und die festen .U"d 2 erzeuSl wird' 'St durch Strömungsm L H pm r e"tgegen dem Uhrzeigersinn 5r since he ^ r 10 <ί ί Sb | OTHER S0 construction «^ n ΪΆ tZ λ λ ^^ 1 , Pum P eilk ammer 107 exits and via the distribution channel 118 ^, the Rik s.» * The course of the flow; of the rotating rotor 6 and the fixed. U " d 2 generate S l becomes " St by flow m LH pm r e "t counterclockwise
Sehrich.uS ^ ^ ^ΛΧΐΜα 16 Sind in der Rot fid-», η inne"fkrün™t. Wenn sich derSehrich.uS ^ ^ ^ ΛΧΐΜα 16 Are in the red fid- », η inne " f krün ™ t. If the
Rank ne W bei 2H f ^" sogenannter "ankine-YVirbel 20 aus, dessen Mitte am innerenRank ne W at 2 H f ^ " so-called " ankine-YVirbel 20 out, the center of which is on the inside
°rS 6 in unm'ttelbarer Nähe des° rS 6 in the immediate vicinity of the
Sh d\e F fin
schaffen wPH ί "ISh d \ e F fin
create w P H ί "I
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Sfß.e^s S,Ä ?" ΐ^ f^ WirbeI beein" n* Str°mt dann durch den Kanal 3 und tritt Sfß.e ^ s S, Ä? "Ϊ́ ^ f ^ WirbeI stunning" n * Str ° then mt through the channel 3 and enters
S· Eine S°'che K°n^ruktion taiMnt und »« ^r nicht Es ist auch bekannt> daß S · A S ° 'che K ° n ^ Ruktion ta Mnt i and "" ^ r not It is also known> that
it *ΤΪ die AuSgeStal" esentI'ch beeinflußt wird. it is the ΤΪ AuSgeStal "esentI 'ch * affected.
ί I ein Warmetauscher ge-ί I am a warm exchanger
' ί·Γ derart ausSeIe8l ist' daß ^ mit niedngen Strömungswiderstand arbei- T-η Wa,rmetauschleistung in zunehmenden mence Ϊ" 7 ' Wenn d'e durchströmende Luft-2S Fluick ί ?rTemperatur des vom Gehäuse kommenden nen mS der" WS kon t Stant£n Niveau ha^ zu kön-"S &SsteH^n η ?aUlCher S° auSgelegt sein' daß moglfcht w rd g 7 ,durchstrr^nden Luftmenge er-'Ί · Γ such EIE from S 8 is l' that ^ 'If d' e throughflow ömende air ί 2S Fluick with niedn g en flow resistance arbei- η T-Wa, rmetausc hleistung in increasing Mence Ϊ "7? R temperature of the coming from the housing NEN m S of the "WS kon t Stant £ n level ha ^ to kön-" S & SsteH η ^ n? aU Cher l S ° designed to be 'that moglfcht ng g 7, r ^ throughflow quantity of air ER-
Hher -· -^ °k ist der Wärme"Higher - · - ^ ° k is the heat "
welche ^ 7 "Ύ Platte 21 ausgestattet, durch ufrH c Zunahme der Luftströmung ermöglicht ]ί ist fr>T T ei,nf DrosselklaPPe 22. Die Platte 21 M "aI 3 an8eordnet und um eine Achsewhich ^ 7 "Ύ plate 21 equipped, through ufrH c increase e of the air flow ] ί is fr > TT ei , n f throttle kla PP e 22. The plate 21 M" aI 3 an 8 eord net and around an axis
»nschl,«^ ''"^ Ste"e in der Nahe des SauS" Tn reiz vi a"geordSet ist und a" da^ Gehäuse 1 EL™" einer Position F in eine Position G»Nschl,« ^ ''"^ Ste " e near the Sau S " Tn Reiz vi a " geord S et is and a " da ^ housing 1 EL ™" from a position F to a position G
Wirbek M ' $° ■ · !? dadUrch die LaSe des Rankine-Advertise M ' $ ° ■ ·!? therefore the La S e des Rankine -
klänne22lfVfan rtcWfden kann· Die DrosselaSh.ä ς Ciner StelIe in der Nähe des D™ck-klänne22lf V f an rt c W f den kann · The throttle aSh.ä ς Ciner position near the D ™ ck-
ίΐ^"^"6' U"d um eine Achse 24 Stelle an'enr?^ ·8Ι\ daS Gehäuse 2 angrenzenden PosLnT ,ΐ fj VOn einer Position/ in eine fortsZ£ s.ch*enkb«. so daß die Luftströmung ίΐ ^ "^" 6 ' U " d around an axis 24 point at'enr? ^ · 8Ι \ the housing 2 adjoining PosLnT, ΐ fj from a position / in a forts Z £ s . ch * enk b«. so that the air flow
Sn kann "^ ^" Wert Nul1 verringert wer Can n S "^ ^" value Nul1 verrin g ert who
" Luftstr^fn eXperi.menteI1 ermittelt, daß sich die luftströmung gemäß den in Fi e 8 dargestellten"Luftstr ^ fn eXperi . MenteI1 determines that the air flow according to the in Fi e 8 shown
&E V ?"? ™ Verä"dert wen? d!f ur vergrößerung der Luftströmung dienende Platte 21 V & D? "? ™ verae" changed whom? The plate 21 used to increase the air flow
währenden F T Position G g^chwenkt wird, ni ♦ d Drosselklappe22 die Position/ ein Tf ^ Druckanschluß 5 volSS öffnet UCh ^Γαε ei" a-s z^vei SnandSwhile F T position G g ^ is pivoted, ni ♦ d throttle valve22 the position / a Tf ^ pressure connection 5 volSS opens UCh ^ Γαε ei " a -sz ^ vei SnandS
rh ^Γαε ei" a-s z^vei SnandS Bogenstücken gebildetes Gehäuse 1 und er loßanthmischen Spirale eebildetes Ge-r h ^ Γαε ei " a -sz ^ vei SnandS housing formed by curved pieces 1 and it lo ß a nthmischen spiral e formed structure
D. Fxg. 6 zel D. Fxg. 6 ze l
schematische Stirnseiten-schematic end face
. _. , ο dienenden Platte 21 Ü. _. , ο serving plate 21 Ü
in Richtung auf die Position G ge- ifftowards position G iff
684684
schwenkt wird. In dem Diagramm gemäß F i g. 9 gibt die Kurve die Beziehung zwischen der Position der Platte 21 und dem zum Wärmetausch dienenden Luftstrom zxx einem Zeitpunkt wieder, in welchem die Drosselklappe 22 vollständig geöffnet und die Drehzahl des Rotors konstant ist. In diesem Diagramm entsprechen die Bezugszeichen F und G den Positionen F und G in F i g. 7. Wenn andererseits die Drosselklappe 22 von der Position / in die Position H gemäß F i g. 7 geschwenkt wurde, dann verringerte sich der Luftstrom gemäß den Kurven I, II und III gemäß F i g. 8 von den Punkten X, Y und Z bis auf die Punkte U, V und W, bei welchen der Luftstrom Null ist. Es ergibt sich daraus, daß der Wärmetauscher eine Steuerung des Luftstromes in einem großen Bereich zuläßt.is panning. In the diagram according to FIG. 9, the curve shows the relationship between the position of the plate 21 and the air flow zxx serving for heat exchange at a point in time at which the throttle valve 22 is fully open and the speed of the rotor is constant. In this diagram, the reference symbols F and G correspond to the positions F and G in FIG. 7. On the other hand, when the throttle valve 22 is moved from position / to position H as shown in FIG. 7 was pivoted, then the air flow decreased according to curves I, II and III according to FIG. 8 from points X, Y and Z to points U, V and W, at which the air flow is zero. It follows that the heat exchanger allows the air flow to be controlled over a wide range.
Es ist bekannt, daß beim Betrieb eines Gebläses der vorgenannten Art das Moment des Rotors 6 abnimmt, wenn der Luftstrom durch eine Betätigung der Drosselklappe 22 verringert wird. Der Vorteil des Mechanismus besteht darin, daß die Rotorantriebskraft entsprechend den im Diagramm gemäß Fig. 10 gezeigten Kurven abnimmt, wenn die Drosselklappe zunehmend nach oben geschwenkt wird, während die zur Vergrößerung des Luftstromes dienende Platte 21 in eine Stellung gebracht ist, in welcher der größte Luftstrom ermöglicht wird.It is known that the moment of the rotor 6 decreases when a fan of the aforementioned type is operated, when the air flow is decreased by actuation of the throttle valve 22. The advantage of the The mechanism is that the rotor drive force corresponding to that in the diagram of FIG The curves shown decrease when the throttle valve is pivoted increasingly upwards during the to increase the air flow serving plate 21 is brought into a position in which the largest Airflow is enabled.
Der Wärmeaustausch erfolgt hauptsächlich über die Flächen der Schaufeln 16 des Rotors 6. Im allgemeinen ist die Gesamtfläche der Schaufeln 16 sehr groß, und deshalb braucht der Wärmetauscher nicht mit irgendwelchen zusätzlichen Wärmeleitblechen ausgestattet zu sein, wenn die Schaufeln 16 und die verschiedenen Kanäle aus einem Material wie z. B. Kupfer, Aluminium oder Messing bestehen.The heat exchange takes place mainly via the surfaces of the blades 16 of the rotor 6. In general the total area of the blades 16 is very large, and therefore the heat exchanger does not need to be equipped with any additional heat conducting plates when the blades 16 and the different channels made of one material such as B. made of copper, aluminum or brass.
Fig. 11 und 12 zeigen Ausführungsbeispiele solcher Schaufeln 16. Die Schaufel 16 gemäß Fig. 11 besteht aus einem langen Blechstreifen, der derart wellenförmig geformt ist, daß die V-förmigen Schaufeln jeweils nach innen zur Rotationsrichtung des Rotors 6 hin gekrümmt sind. In Fig. 12a ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Schaufel 16 dargestellt, die durch ein wellenförmiges Verbiegen eines langen Blechstreifens zur Ausbildung eines V-förmigen Querschnittes hergestellt ist, wobei bestimmte 8μ 11 and 12 show exemplary embodiments of such blades 16. The blade 16 according to FIG. In Fig. 12a a further embodiment of the blade 16 is shown, which is produced by a wave-shaped bending of a long sheet metal strip to form a V-shaped cross-section, with certain 8 μ
Teile in der Schaufelebene ausgeschnitten und derai gebogen sind, daß sie in Rotationsrichtung des Ro tors nach innen greifen. Diese Leitsegmente 16 A er strecken sich entlang gekrümmter Linien in Rota tionsrichtung des Rotors 6, wie dies in Fig. 12b zi erkennen ist. Im übrigen ist der Rotor 6 selbstreini gend, da Staub und Fremdkörper, die sich zwischei den Schaufeln 16 auf der Saugseite des Gehäuses an sammeln, von dem ersten Arbeitsfluid, das senkrechParts cut out in the blade plane and derai are bent so that they reach inwards in the direction of rotation of the Ro tor. These guide segments 16 A he stretch along curved lines in the direction of rotation of the rotor 6, as can be seen in Fig. 12b zi. Otherwise, the rotor 6 is self-cleaning, since dust and foreign bodies that collect between the blades 16 on the suction side of the housing from the first working fluid, the perpendicular
ίο zur Achse des Rotors 6 durch die Schaufeln hindurchströmt, zur Druckseite gefördert und entfern werden.ίο flows through the blades to the axis of the rotor 6, conveyed to the pressure side and removed.
In Fig. 14 sind in einem Diagramm die Versuchsergebnisse aufgetragen, die mit vier unterschiedlicher Wärmetauschern erzielt wurden, wobei diese Wärmetauscher folgende Kenngrößen aufwiesen:In Fig. 14, the test results are plotted in a diagram with four different Heat exchangers were achieved, these heat exchangers exhibiting the following parameters:
Außendurchmesser des Rotors ... 145 mmOutside diameter of the rotor ... 145 mm
Innendurchmesser des Rotors 110 mmInner diameter of the rotor 110 mm
Axiale Länge des Rotors 100 mmAxial length of the rotor 100 mm
Querschnitt des Verteilerkanals für das eintretende Fluid und für den Sammelkanal des austretendenCross section of the distribution channel for the entering fluid and for the Collecting duct of the exiting
Fluids 20 X 20 mmFluids 20 X 20 mm
Anzahl der Ringkanäle 10Number of ring channels 10
Querschnitt der Ringkanäle 4X15 mmCross-section of the ring channels 4X15 mm
Ausgestaltung der Schaufeln es wurden zweiDesign of the blades there were two
Typen M und NTypes M and N
verwendet (siehe Fig. 13)used (see Fig. 13)
Abstand zwischen zwei benachbarten Schaufeln 5 und 8 mmDistance between two adjacent blades 5 and 8 mm
In dem Diagramm gemäß Fig. 14 ist die Rotordrehzahl auf der Abszisse aufgetragen und die übertragene Wärmemenge auf der Ordinate. Die bei den Versuchen eingesetzten vier Wärmetauscher besaßen ein Gehäuse, das gemäß F i g. 6 aus den Gehäusen 1 und 2 bestand. Ferner wurden 51 Wasser/min bei 80° C in den Rotor 6 eingeleitet, und die Eintrittstemperatur der Luft, die diametral durch den Rotor strömte, betrug 20° C.In the diagram of FIG. 14 is the rotor speed Plotted on the abscissa and the amount of heat transferred on the ordinate. The two Four heat exchangers used in experiments had a housing which, according to FIG. 6 from the housings 1 and 2 consisted. Furthermore, 51 water / min at 80 ° C were introduced into the rotor 6, and the inlet temperature of the air, diametrically through the rotor flowed, was 20 ° C.
Hierzu 7 Blatt ZeichnungenIn addition 7 sheets of drawings
«09534/117«09534/117
Claims (7)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7242973A JPS5631509B2 (en) | 1973-06-26 | 1973-06-26 | |
| JP7242973 | 1973-06-26 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2430435A1 DE2430435A1 (en) | 1975-01-23 |
| DE2430435B2 true DE2430435B2 (en) | 1976-08-19 |
| DE2430435C3 DE2430435C3 (en) | 1977-03-31 |
Family
ID=
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11635262B2 (en) | 2018-12-20 | 2023-04-25 | Deere & Company | Rotary heat exchanger and system thereof |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11635262B2 (en) | 2018-12-20 | 2023-04-25 | Deere & Company | Rotary heat exchanger and system thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5021355A (en) | 1975-03-06 |
| DE2430435A1 (en) | 1975-01-23 |
| JPS5631509B2 (en) | 1981-07-22 |
| GB1462901A (en) | 1977-01-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
| 8381 | Inventor (new situation) |
Free format text: FUJIKAKE, KENJI AMAKI, ISAMU SUZUKI, MASATOSHI, NAGOYA, AICHI, JP |
|
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |