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Wärmeaustauscher
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Erfindung betrifftmit einem durch den in der Rotorwelle ausgebildeten Kanal ausgesaugten und durch die in den mittleren Lufteinlassraum des Rotors mündenden Öffnungen versprühten, durch die vorhergegangene Berührung mit der vom Kühl- oder Heizmedium durchströmten Leitung auf einer gewünschten vorbestimmten Temperatur gehaltenen Wärmeübertragungsmedium in innige Berührung zu bringen.
Die bei dieser Arbeitsweise erzielte hohe Intensität des Wärmeaustauschers kann auch mit bekannten Einrichtungen, in denen ein Medium einen Rotor durchläuft, nicht erreicht werden, weil hiebei nicht wie bei der Erfindung ein in ein beheizbares oder kühlbares Wärmeübertragungsmedium eintauchenden Kanal zum Ansaugen dieses Mediums und zum Versprühen desselben in das zu behandelnde Gas vorgesehen ist, vielmehr handelt es sich bei diesen bekannten Einrichtungen entweder um ein Kreislaufsystem durch Verbindung von Hin- und Rückleitungen innerhalb des Rotors mit einem äusseren Rohrkühler, zwischen dessen Rohren die Aussenluft in üblicher Weise frei durchströmt, zu einem in sich geschlossenen Umlaufsystem für den Wärmeaustausch mit einem Kältemittel,
das im nach aussen abgeschlossenen Rotorgehäuse in einen zweiten in sich geschlossenen Kreislauf versetzt wird, oder um eine Anordnung, bei der in der Rotorwelle ausgebildete Leitungsabschnitte ebenfalls in einem nach aussen abgeschlossenen Umlaufsystem liegen, in welchem ein Kältemittel in einem inerten, nicht kondensierbaren Gas verdampft, aus diesem abgetrennt und kondensiert wird, liegen, wobei die Luft an der Aussenfläche des Verdampfers abgekühlt wird.
Der erfindungsgemässe Wärmeaustauscher bildet ein offenes System und ist dadurch für verschiedene Verwendungszwecke geeignet. So kann der erfindungsgemässe Wärmeaustauscher z. B. zur Luftbefeuchtung verwendet werden, weil der Rotor gleichzeitig als Pumpe und als Ventilator wirksam ist, wobei die innige Berührung zwischen der zerstäubten Flüssigkeit (Wärmeübertragungsmedium) und der von aussen eingeführten Luft der ausströmenden Luft einen regelbaren, gewünschtenfalls hohen Feuchtigkeitsgrad verleiht, wobeidurchentsprechendeKühlungoderBeheizung des Wärmeübertragungsmediums, im vorliegenden Fall Wasser, die Luft in gewünschter Weise gekühlt oder erwärmt werden kann.
Der erfindungsgemässe Wärmeaustauscher kann ebenso auch zur Rückgewinnung flüchtiger Flüssigkeiten, bei einem Kühlturm od. dgl. verwendet werden. Bei Verwendung in einer Kälteanlage besteht ferner der Zweck des erfindungsgemässen Wärmeaustauschers nicht darin, den Kondensator zu ersetzen, sondern die Leistung des Verdampfers über das bei den üblichen Verdampferrohrschlangen durch Kühlrippen und Anblasen mit Luft mittels eines Gebläses maximal erzielbare Ausmass zu erhöhen.
Durch den Leitschirm wird erreicht, dass das abgekühlte bzw. erwärmte Mittel, das vom Rotor hinausgeschleudert wird, in seiner Geschwindigkeit abgebremst wird und in das im unteren Teil des Gehäuses befindliche Mittel zurückläuft, während gleichzeitig die abgekühlte bzw. erwärmte Luft durch die Auslassöffnung des Gehäuses entweicht.
Bei einer zweckmässigen Ausführungsform der Erfindung ist im oder am unteren Teil des Kanals in der RotorwelleeineEinspeiseeinrichtung, insbesondere in Form einer Schraube, angeordnet, um zu erreichen, dass das abgekühlte bzw. erwärmte Wärmeübertragungsmittel durch einen gewissen Druck in den Kanal hinaufgetrieben wird. Es wird dadurch eine bessere Spülwirkung des gekühlten bzw. erwärmten Wärme- übertragungsmittels erzielt.
Bei einer abgeänderten Ausführungsform des erfindungsgemäss Wärmeaustauschers ist die Rotorwelle an demjenigen Teil, der sich aufwärts und aus dem Gehäuse heraus erstreckt, mit einem Kanal zum Ein- führen des Wärmeübertragungsmittels versehen, so dass das abgekühlte bzw. erwärmte Wärmeübertragungs- mittel sich dann nicht notwendigerweise am Boden des Gehäuses zu befinden braucht, sondern mit Hilfe einer Pumpe aus einem Vorratsbehälter abgezogen werden kann, in welchem ein Rohrsystem zum Durchleiten eines zum Abkühlen bzw. Erwärmen des Wärmeübertragungsmittels geeigneten Mediums angeordnet sind.
Bei einer zweckmässigen Ausführungsform des erfindungsgemässen Wärmeaustauschers ist der Rotor nach aussen in Richtung zum Umkreis hin verschmälert, wodurch eine bessere Durchmischung zwischen des abgekühlten bzw. erwärmten Wärmeübertragungsmittels mit der Luft oder dem Gas, das behandelt werden soll, erzielt wird.
Oberhalb des Gehäuses ist die Rotorwelle an einen Elektromotor angeschlossen, um in Drehung versetzt werden zu können.
Wenn der Rotor in Umlauf versetzt wird, steigt das gekühlte bzw. erwärmte Wärmeübertragungsmittel durch die Bohrung der Welle hinauf und wird durch die Öffnungen im Hohlraum des Rotors hinausgeschleudert, so dass es dann in zerstäubter Form mit der eingesaugten Luft oder dem Gas in Berührung kommt. Zuerst kommen das zerstäubte Wärmeübertragungsmittel und die Luft über eine sehr grosse Oberfläche im Inneren des Rotors miteinander in innige Berührung, dann fliesst die Luft durch einen Flüssigkeitsschleier, der durch das von der Aussenkante des Rotors gegen den Leitschirm geschleuderteWärme-
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übertragungsmittel beim Ablaufen vom unteren Leitschirmrand gebildet wird. Das Mittel sammelt sich und läuft zum Behälter im Boden des Gehäuses zurück.
Im unteren Teil des Leitschirmes sind feststehende Leit- oder Wendeschaufeln angebracht, die in den Bodenbehälter hinunterführen. Die abgekühlte oder erwärmte Luft wird durch das Auslassrohr im oberen Teil des Gehäuses hinausgeleitet und wird von hier aus in den abzukühlenden bzw. zu erwärmenden Raum eingeleitet.
Aus dem oberen Teil dieses Raumes kann zweckmässig ein absperrbares Rohr zum Lufteinlass des Rotors zurückgeführt sein, so dass Luft aus diesem Raum in den Rotor zurückgeführt und vor dem Ausströmen aus dem Wärmeaustauscher erneut behandelt werden kann.
Die Erfindung wird nachstehend beispielsweise an Hand der Zeichnung näher erläutert, die einen
Schnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeigt.
Der dargestellte Wärmeaustauscher weist ein Gehäuse 1 mit einem Einfüllstutzen 2 für ein
Wärmeübertragungsmittel 4 auf. Im unteren Teil des Gehäuses 1 ist eine Kühlschlange oder Er- wärmungsschlange 3 angeordnet, und das Mittel 4 wird mengenmässig so bemessen, dass es die
Schlange bedeckt. Im oberen Teil des Gehäuses befinden sich ein Rotor 5 mit Schaufeln 6 sowie ein Einlasskanal 7 für die Luft oder das Gas, das abgekühlt oder erwärmt werden soll. Die Welle 8 des
Rotors ist an ihrem oberen Ende mit einem nicht dargestellten Elektromotor verbunden. Im unteren Teil der Welle ist ein mittlerer Kanal 9 vorgesehen, der im Hohlraum des Rotors Öffnungen 10 aufweist.
Am unteren Ende des mittleren Kanals ist eine schraubenartige Einrichtung 11 angeordnet. Oberhalb und ausserhalb der Zentrifuge ist ein Leitschirm 12 mit Leit- oder Wendeschaufeln 13 vorgesehen.
Wenn die Zentrifuge in Drehung versetzt wird, wird die abzukühlende oder zu erwärmende Luft oder das
Gas durch den Einlass 7 eingesaugt. Die Luft oder das Gas mischt sich mit dem abgekühlten bzw. er- wärmten Wärmeübertragungsmittel und wird in abgekühltem oder erwärmtem Zustand nach Durchgang durch Öffnungen 14 durch ein Auslassrohr 15 hinausgeleitet.
Das durch die Rohrleitungen oder Rohrschlangen 3 geführte Medium kommt, wenn es sich um Ab- i kühlungbandelt, aus einer Kompressoranlage mit Kondensator, wobei dann das kondensierte Medium ent- weder durch die Öffnung A oder die Öffnung B in das Rohrsystem eingeführt wird. Zur Erwärmung kann das Rohrsystem 3 mit übererhitztem Dampf beschickt werden oder es kann auch eine elektrische
Erhitzung oder eine andere zweckmässige Erhitzung angewendet werden, je nach der erwünschten Tempe- ratur, die erzielt werden soll.
Der Rotor 5 ist ein am Umkreis offener und an beiden Seiten geschlossener Rotor, wobei die eine
Seitenbegrenzung des Rotors von dem Leitschirm 12 gebildet werden kann.
Der Wärmeaustauscher ist ausser für gewöhnliche Kühlanlagen auch zum Abkühlen von Gasen, heissen
Dämpfen od. dgl. ausgezeichnet geeignet, wobei jeweils für den verschiedenen Bedarf das dafür geeig- nete Wärmeübertragungsmittel (Kühlflüssigkeit) eingefüllt wird. Bei der Verwendung dieses Systems kann i man auch verschiedene Flüssigkeiten mit sehr niedriger Verdampfungstemperatur, z. B. Trichloräthylen, wiedergewinnen oder absorbieren, indem die gleiche Flüssigkeit dann als Kühlflüssigkeit verwendet wird.
Wenn es sich um Abkühlung von Dampf handelt, so dass die Kühlflüssigkeit den Dampf aufnimmt, soll ein Überlaufventil vorhanden sein, so dass die Flüssigkeit im Bodenbehälter auf einer maximalen Höhe gehalten wird.