DE1751109C3 - Vorrichtung zum Wärmeaustausch zwischen einer in Rotation befindlichen Oberfläche und einem Wärmeträgerfluid - Google Patents

Vorrichtung zum Wärmeaustausch zwischen einer in Rotation befindlichen Oberfläche und einem Wärmeträgerfluid

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DE1751109C3
DE1751109C3 DE19681751109 DE1751109A DE1751109C3 DE 1751109 C3 DE1751109 C3 DE 1751109C3 DE 19681751109 DE19681751109 DE 19681751109 DE 1751109 A DE1751109 A DE 1751109A DE 1751109 C3 DE1751109 C3 DE 1751109C3
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Gabriel St-Etienne Rüget (Frankreich)
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Creusot-Loire SA, Paris
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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum intensiven Wärmeaustausch zwischen einer in Rotation befindlichen, insbesondere zylindrischen Oberfläche und einem Wärmeträgerfluid. Zweck der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es, für die Abkühlung oder Erwärmung eines sich drehenden Körpers zu sorgen. Eine derartige Funktion muß beispielsweise bei elektrischen Magnetpulverkupplungen, bei Wirbel-Stromkupplungen oder bei Schaltkupplungen oder Rutschkupplungen, die mit Reibungskräften arbeiten, erfüllt werden. In diesen Fällen muß Wärme von einem sich drehenden Bauteil abgeleitet werden. Der gegenteilige Fall, d. h. die möglichst schnelle Erwärmung eines rotierenden Körpers ist beispielsweise bei Trockentrommeln gegeben. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist jedoch nicht auf die genannten Anwendungsfälle beschränkt, die lediglich Beispiele darstellen.
Um eine wirksame Kühlung einer sich um ihre Drehachse drehenden Oberfläche zu bewirken, wird in der Regel ein Wärmeträgerfluid zur Abfuhr der Wärme verwendet. In bestimmten Fällen ist es möglich, das Wärmeträgerfluid auf die zu kühlende Oberfläche fließen zu lassen. Dieses Vorgehen ermöglicht es jedoch nicht, größere Wärmemengen abzuführen, da die Zentrifugalkraft zu sehr kurzer Berührungszeit zwischen dem Wärmeträgerfluid und der zu kühlenden Oberfläche führt.
Ferner ist es möglich, um die zu kühlende Oberfläche herum einen Mantel aus Wärmeträgerfluid zu bilden, das in Umlauf gehalten wird. Dabei wird günstige Wärmeabfuhr erreicht. Dieses Vorgehen erfordert jedoch die Verwendung von Wellendichtungen od. dgl..
j deneil die bekannten Probleme des Verschleißes und der Undichtheit bestehen.
Der Erfindung hegt die Aufgabe zugrunde, eine V rrichtung der genannten Art so auszubilden, daß sie
nerseits einen hohen Wärmeübergang ermöglicht und e eurerseits keine drehenden, sich berührenden Dicha Esteile erfordert, wobei dennoch eine befriedigende Abdichtung erreicht werden soll. Diese Abdichtung soll dabei einfach herstellbar sein.
Diese Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen gekennzeichnete Vorrichtung gelöst.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht einen hohen Wärmeübergang zwischen einer konkaven oder konvexen, in Drehung um ihre Drehachse befindlichen Oberfläche und einem Wärmelrägerfluid. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist so ausgebildet, daß ein an der zu kühlenden oder zu erwärmenden Oberfläche anliegender Ring aus Wärmeträgerfluid gebildet wird, der im Betrieb von zwei Überlaufstegen in seiner Gleichgewichtslage gehalten wird, die die Breite und Dicke dieses Ringes bestimmen, dessen Temperatur durch Zufuhr einer der zu transportierenden Wärmemenge entsprechenden mehr oder weniger großen Menge geregelt wird, wobei die Flüchtigkeit des verwendeten Wärmeträgerfluids mitberücksichtigt wird. Die Dichtungen bestehen bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung aus Anordnungen aus Ringmänteln und Ablenkplatten, die nach Art einer Labyrinthdichtung angeordnet sind und Kammern begrenzen, die das Wärmeträgerfluid zu einem Gehäuse leiten, aus dem es abgeführt werden kann.
Bei einer ersten Ausführungsform der Erfindung, die einen Wärmeaustausch zwischen einem Wärmeträgerfluid und einer konvexen Oberfläche ermöglicht, wird der Ring aus Wärmeträgerfluid von einem festen, die Oberfläche umgebenden Ringmantel mit gleicher Längsachse wie die Rotationsfläche und Überlaufstegen begrenzt. Das Wärmeträgerfluid wird vom oberen Teil des Ringmantels über Öffnungen eingeführt, deren Anzahl und Lage unter Berücksichtigung der Oberfläehe bestimmt sind. Ferner trägt der feste Ringmantel eine bestimmte Anzahl von Ablenkplatten, die vorzugsweise in zur Längs- bzw. Drehachse senkrechten Ebenen angeordnet sind und die mit Ablenkplatten zusammenwirken, die in entsprechender Weise von einem beweglichen Ringmantel getragen werden, der an den Seitenwänden des die Oberfläche aufweisenden Körpers befestigt ist. Die Ablenkplatten dienen einerseits als Dichtung und tragen ferner dazu bei, das Wärmeträgerfluid zu einem Gehäuse zu leiten, das im unteren Bereich des festen Ringmantels angeordnet ist.
Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung, die für einen Wärmeaustausch zwischen dem Wärmeträgerfluid und einer konkaven Oberfläche bestimmt ist, wird der Ring aus Wärmeträgerfluid von einem Ringmantel, der fest mit der rotierenden Oberfläche verbunden ist, und Überlaufütegen begrenzt, die am genannten Ringmantel befestigt sind. Diesen rotierenden Ringmantel umgibt ein stationärer Ringmantel, der ebenfalls Ablenkplatten trägt, die zu den Ablenkplatten 6e am umlaufenden Ringmantel geringen axialen Abstand haben Die Zufuhr und Abfuhr des Wärmeträgerfluids erfolgt auf ähnliche Weise wie bei der erstgenannten Ausführungsform. .
In vorteilhafter AUSDiiaung uci uiiinuim6i.>i .~.e--hen daß das Wärmeträgerfluid entweder von einer äußeren Quelle ständig zugeführt wird oder im geschlossenen Kreislauf umgewälzt wird. Im letztgenannten Fall wird vorzugsweis* ein Wärmeträgerfluid benutzt, das bei der Betriebstemperatur nur wenig flüchtig ist.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigen
F i g. 1 einen senkrechten Schnitt durch ein stationäres Teil einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in dessen Mittelebene, die die Drehachse der Rotationsfläche enthält;
F i g. 2 einen Schnitt durch das Teil gemäß F i g. 1 in einer zur Drehachse senkrechten Ebene;
Fig.3 einen Horizontalschnitt durch die erste Ausführungsform der Erfindung;
Fig.4a, 4b, 4c, 4d und 4e verschiedene Ausbildungen der Übergangsstellen von Ablenkplatten, wenn diese aus zwei Teilen zusammengefügt sind;
Fig. 5 einen senkrechten Schnitt durch eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei im unteren Teil der Darstellung die beweglichen Elemente weggelassen sind;
Fig.6 einen senkrechten Halbschnitt quer zur Drehachse der Ausführungsform gemäß F i g. 5; und
F i g. 7 eine Draufsicht und einen waagerechten Schnitt der Ausführungsform gemäß F i g. 5.
Zunächst soll eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben werden, die dazu bestimmt ist, die zylindrische Außenfläche eines sich um seine Zylinderachse drehenden zylindrischen Körpers mit Hilfe eines Wärmeträgerfluids zu kühlen, bei dem es sich beispielsweise um Wasser handeln kann. Im folgenden werden dabei auch die Grenzen der Anwendbarkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung untersucht, sowohl hinsichtlich des zu verwendenden Fluids als auch hinsichtlich der Oberflächen, die gekühlt werden können.
Aus den Fig. 1, 2 und 3 ist erkennbar, daß die erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung einen festen Teil A sowie zwei Teile B und B' aufweist, die drehfest mit einem Rotationszylinder C verbunden sind, der die zu kühlende Oberfläche hat. Das feste Teil A, das ausführlich allein in den F i g. 1 und 2 dargestellt ist, umfaßt einen ersten Ringmantel 1, der völlig den zu kühlenden Rotationszylinder C umgibt und die gleiche Längsachse wie dieser aufweist. Auf der konkaven Fläche dieses Ringmantels 1 sind vorzugsweise senkrecht zu dessen Achse zwei Überlaufstege 2 befestigt, an die sich jeweils zwei Ablenkplatten 3 und 4 anschließen. Der Ringmantel 1 und die Überlaufstege 2 begrenzen einen ringförmigen Raum 9 um die zu kühlende Flache (siehe F i g. 3).
Damit der Rotationszylinder in den Ringmantel und die zugehörigen Teile eingesetzt werden kann, ist das Teil A, das ein Gehäuse bildet, aus zwei Teiler hergestellt, die vorzugsweise längs einer Ebent zusammengefügt sind, die die Längsachse des Rota tionszylinders C enthält. Die Abdichtung in dei Verbindungsebene dieser beiden Teile erhält man durcl übliche Mittel, die der Art des Wärmeträgerfluids unc dem Material des Teils A angepaßt sind. In de Verbindungsebene kann dadurch jede Lücke ode Fehlfluchtung vermieden werden, daß an den Über gangssteilen der Ablenkplatten und des Überlaufstege geeignete Ausbildungen vorgesehen werden, wie si schematisch im Schnitt in den F i g. 4a, 4b, 4c, 4d und 4 dargestellt sind.
Die beweglichen Teile B und B' sind spiegelbildlic ausgebildet und bilden gemeinsam einen Ringmantel
mit Ablenkplatten 7 und 8, die in einer zur Längsachse des Rotationszylinders senkrechten Ebene liegend auf der konvexen Fläche des Ringmantels befestigt sind. Jedes der beweglichen Teile B und B' ist über einen Flansch 6 an einer Seitenfläche des Rotationszylinders C so befestigt, daß es die gleiche Dreh- bzw. Längsachse wie die aus dem Rotationszylinder C und dem Teil A bestehende Anordnung aufweist. Die Ablenkplatten 3, 4, 7 und 8 sind so angeordnet, daß zwischen den festen Ablenkplatten 3 und 4 und den beweglichen Ablenkplatten 7 und 8 nur geringe Abstände bestehen.
Auf dem oberen Teil des Ringmantels 1 ist ein Gehäuse 12 angeordnet, das das Wärmeträgerfluid, beispielsweise Wasser, aufnehmen kann. Aus dem Gehäuse 12 kann dieses Wasser durch öffnungen 13 im Ringmantel 1 in den ringförmigen Raum 9 gelangen. Das Gehäuse 12 und die öffnungen 13 bilden zusammen eine Zuführungseinrichtung für das Wärmeträgerfluid.
Im unteren Teil des Ringmantels 1 befinden sich zwei Schlitze 14 (siehe Fig. 1). Diese Schlitze 14 bilden eine Verbindung zwischen Ringkammern 10 und 11 (siehe Fig.3), die von den Ringmänteln, den Ablenkplatten und den Überlaufstegen begrenzt werden, und einem weiteren Gehäuse 15 am unteren Teil des Ringmantels 1, an das eine Fluidabführleitung 16 angeschlossen ist.
Die Befestigung der gesamten Vorrichtung an einem Gestell, die Zufuhr des Wärmeträgerfluids und die Abfuhr des Wärmeträgerfluids erfolgen über das feste Teil A, und zwar entweder gleichzeitig über dessen beide Teile oder nur über einen von dessen Teilen.
Die Bestandteile der beschriebenen Vorrichtung müssen aus einem Material bestehen, das den physikalisch-chemischen Einwirkungen des Wärmeträgerfluids und den mechanischen Beanspruchungen aufgrund der Zentrifugalkraft widerstehen kann. In gewissen Fällen kann eine Oberflächenbehandlung der in Kontakt mit dem Wärmeträgerfluid stehenden Oberflächen erforderlich sein, damit diese vor zu starkem Verschleiß geschützt werden.
Im folgenden wird die Funktionsweise der vorstehend beschriebenen Vorrichtung erläutert.
Auf das Wärmeträgerfluid, das durch die öffnung 13 in den ringförmigen Raum 9 eingeleitet wird, wirken mehrere Kräfte: Die Zentrifugalkraft schleudert das Wärmeträgerfluid gegen den Ringmantel 1; die Schwerkraft führt es in den unteren Bereich des ringförmigen Raumes 9, und die Viskositätskräfte versuchen einerseits, das in Kontakt mit der zu kühlenden Oberfläche stehende Wärmeträgerfluid bei deren Drehung mitzunehmen, und andererseits, das in Kontakt mit dem Ringmantel stehende Wärmeträgerfluid zu verzögern bzw. festzuhalten. Unter der Einwirkung dieser Kräfte wird das Wärmeträgerfluid gegen die Außenwand des ringförmigen Raumes 9 gedrückt und versucht, sich darin gleichmäßig zu verteilen, sobald die Drehgeschwindigkeit des zylindrischen Rotationskörpers C einen Minimalwert überschreitet. Dadurch bildet sich um den zylindrischen Rotationskörper C herum ein Ring aus Wärmetrilgcrfluid, der in dauernder Berührung mit der umlaufenden Oberfläche steht und diese dadurch kühlt. Die Dicke des Ringes aus Wärmeträgerfluid wird durch die Höhe der Überlaufstege 2 bestimmt. Der Wärmeaustausch zwischen dem Rotationszylinder und dem Ring aus Wilrmeträgerfluid erfordert je nach der anfallenden Wärmemenge eine Erneuerung des Wärmeträgerfluids, um dessen Erwärmung auf einen annehmbaren Wert zu begrenzen.
Das Wärmeträgerfluid, das aufgrund seiner Berührung mit dem Rotationszylinder erwärmt wurde, tritt über die Überlaufstege 2 und gelangt dadurch in die Ringkammern 10. Der Teil des Wärmeträgerfluids, der in Berührung mit dem Ringmantel 5 und den Ablenkplatten 7 kommt, wird auf den Ringmantel 1 geschleudert und fließt entlang dem Ringmantel 1 zu der. Schlitzen 14. In Axialrichtung werden die Ringkammern 10 von den Ablenkplatten 3 und 7
ίο begrenzt, die zwischen sich einen Spalt bilden. Wenn es bei gewissen Geschwindigkeiten Fluidpartikeln gelingt, auch noch durch diesen Spalt zu gelangen, so werden diese Fluidpartikel in den Ringkammern U gesammelt, von denen sie zu den Schlitzen 14 geführt werden.
Das abfließende Wärmeträgerfluid wird somit durch feste und bewegliche Ringmäntel geleitet und die Abdichtung erfolgt durch die sich nicht berührenden Ablenkplatten in Verbindung mit geeigneter Dimensionierung der Ringkammern. Je größer die Anzahl der
ίο Ringkammern ist, desto besser ist die Abdichtung. Ausgezeichnete Ergebnisse werden jedoch auch schon mit zwei zweckmäßig dimensionierten Ringkammern und sogar mit einer einzigen Ringkammer erreicht, wenn die Drehgeschwindigkeit nicht sehr groß ist.
*5 Wenn die Kontaktfläche zwischen dem Wärmeträgerfluid und der zu kühlenden Oberfläche des Rotationszylinders vergrößert wird, so wird dadurch auch die Kühlwirkung erhöht. In vorteilhafter Ausbildung der Erfindung können daher auf der Oberfläche des Rotationszylinders Rippen angeordnet werden, deren Form der Bewegung des Fluids im ringförmigen Raum unter Berücksichtigung des Herstellungsverfahrens angepaßt ist. Um eine größtmögliche wirksame Wärmeaustauschfläche zu erreichen, wird die Höhe der Überlaufstege 2 so festgelegt, daß auch die Wurzeln der Rippen in das Wärmeträgerfluid im Betrieb eingetaucht sind. Besonders vorteilhaft ist es, das Wärmeträgerfluid im oberen Bereich des Ringmantels 1 zuzuführen und in dessen unterem Bereich abzuführen. Dies hat zur Folge, daß dann, wenn die Drehgeschwindigkeit abnimmt, die Oberfläche des Rotationszylinders C selbst dann noch durch herabrieselndes Wärmeträgerfluid gekühlt wird, wenn die Drehgeschwindigkeit gegen Null geht.
Vorstehend wurde erläutert, wie die beschriebene Vorrichtung dazu benutzt werden kann, die Oberfläche des Rotationszylinders C durch ein Wärmeträgerfluid zu kühlen. Auf entsprechende Weise kann die gleiche Vorrichtung jedoch auch dazu benutzt werden, die Oberfläche des Rotationszylinders C mittels eines Wärmeträgerfluids zu erwärmen.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es ferner möglich, eine sich um ihre Achse drehende Innenfläche zu kühlen, beispielsweise die zylindrische Innenfläche eines Ringes, der von einer Anordnung mit tragenden
5$ und antreibenden Rollen abgestützt und angetrieben wird, die am Umfang des Ringes angeordnet sind. Die F i g. 5,6 und 7 zeigen eine zweite Ausl'ührungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der dies realisiert ist. Diese Vorrichtung umfaßt zwei feste Teile A\ und A Ί sowie zwei fest mit den seitlichen Stirnflächen des drehbaren Ringes Ci verbundene Teile B\ und B\. Die Antriebseinrichtung für den Ring Ci ist nicht dargestellt.
Die beweglichen Teile B\ und B\ bilden den ersten
Ringmantel 25 mit zwei Übcrlaufstcgen 22 und zwei Ablenkplatten 27 und 28 auf jeder Seite des Ringes Ci Die beweglichen Teile B\ und B\ sind fest mit dem zt kühlenden Ring Ci über Flansche 2(5 verbunden, die jeweils an einer Stirnfläche des Ringes Ci befestigt sind.
Auf einem zu einem Gehäuse 35 gehörenden Zylinder sind die zwei festen Teile A\ und A'\ so befestigt, daß jedes der festen Teile ein zugehöriges bewegliches Teil umgibt. Das Wärmeträgerfluid wird in einen Ringraum 29 über eine Zuführungsleitung 32 eingeführt. Die Zufuhr und die Abfuhr des Wärmeträgerfluids, die Befestigung der Anordnung an einem Gestell usw. erfolgen auf gleiche oder entsprechende Weise, wie sie vorstehend für das erste Ausführungsbeispiel beschrieben wurde.
Jedes der festen Teile A\ und A\ ist in gleicher Weise wie das feste Teil A der vorstehend unter Bezugnahme auf die F i g. 1 bis 3 beschriebenen Ausführungsform ausgebildet. Die festen Teile A\ und A\ bilden einen Ringmantel 21, dessen Mittelachse mit der Drehachse des Ringes Q zusammenfällt. Auf der konvexen Seite jedes der festen Teile A\ und ΛΊ ist vorzugsweise in einer zur Drehachse senkrechten Ebene jeweils ein Paar Ablenkplatten 23 und 24 angeordnet. Von den Ringmänteln 21 und 25 sowie den Ablenkplatten begrenzte Ringkammern 30 und 31 stehen über Schlitze 34 mit dem unteren Bereich des Gehäuse!) 35 in Verbindung, von dem eine Fluidabführleitung 36 ausgeht.
Durch die Drehung des Ringes d wird das Wärmeträgerfluid gegen dessen gesamte innere Oberfläche geschleudert, was zu einer hervorragenden Abkühlung führt.
Sobald das Wärmeträgerfluid den ringförmigen Raum 29 zwischen den beiden Überlaufstegen 22 verläßt, wird es von den Ablenkplatten 27 und von der Außenseite des Ringmantels 25 gegen den festen Ringmantel 21 geschleudert, der das Wärmeträgerfluid zu den Schlitzen 34 leitet. Wie bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform dienen die Axialspiel aufweisenden Ablenkplatten 23, 24, 27 und 28 als Dichtung. Mit dieser Vorrichtung wird eine wirksame Abkühlung der Innenfläche des beweglichen Ringes Q erreicht, sofern nur in den ringförmigen Raum 29 eine ausreichende Menge Wärmeträgerfluid eingeleitet wird.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist sowohl zur Kühlung einer zylindrischen Innenfläche als auch zur Kühlung einer zylindrischen Außenfläche geeignet. Sie kann zur Kühlung oder Erwärmung einer beliebigen Oberfläche benutzt werden, sofern diese sich um ihre Drehachse dreht. Die Lage der öffnungen, durch die Wärmeträgerfluid zugeführt wird, muß lediglich unter Berücksichtigung der Geometrie der zu kühlenden Oberfläche so gewählt sein, daß die Zentrifugalkraft das Wärmeträgerfluid in dem gesamten seitlich durch die Übcrlaufstcge begrenzten Raum verteilt. Die Dichtung kann immer durch Axialspiel aufweisende Ablenkplatten erfolgen, die das Wärmeträgerfluid zu einer Fluidabführleitung leiten. Es versteht sich, daß die Kühlung der zu kühlenden Oberfläche unabhängig von deren Drehsinn ist und auch dann noch möglich ist, wenn der Drehsinn umgekehrt wird.
Die vorstehende Beschreibung hat gezeigt, daß die sich bewegenden Teile nicht in Kontakt mit den festen Teilen der Vorrichtung stehen. Die zu kühlende Oberfläche wird gekühlt, ohne daß mechanische Reibung oder mechanischer Verschleiß auftreten können, wodurch die erfindungsgemäße Vorrichtung sehr zuverlässig ist.
Vorstehend wurde als Beispiel für das Wärmeträgerfluid Wasser genannt. Es versteht sich jedoch, daß jedes andere Wärmeträgerfluid benutzt werden kann, sofern es physikalische und chemische Eigenschaften hat, die der Temperatur der zu kühlenden Oberfläche und den Materialien der Teile der Vorrichtung angepaßt sind.
Damit das Wärmeträgerfluid ständig im Umlauf gehalten wird, kann entweder eine äußere Quelle oder ein geschlossener Kreis vorgesehen sein. Im letzteren Fall muß darauf geachtet werden, daß die Verdunstung des Wärmeträgerfluids nicht zu einer zu schnellen Verminderung der umlaufenden Fluidmenge führt, da dies die Gefahr mit sich bringen würde, daß die Kühlung aufhört. Um die Verdunstung zu verringern, kann der Durchsatz erhöht werden, wodurch die Höchsttemperatur des Wärmeträgerfluids gesenkt wird, oder es kann ein weniger flüchtiges Kühlmittel verwendet werden, beispielsweise ein Mineralöl anstatt von Wasser.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht nicht nur eine Kühlung, sondern sie ermöglicht auch ganz allgemein einen Wärmeaustausch zwischen einem Wärmeträgerfluid und einem Feststoff sowie die Erwärmung und Abkühlung eines festen Stoffes, der von einer Drehfläche begrenzt wird, wobei in jedem Fall die Abdichtung günstig und verschleißfrei ist.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen 709 642/63

Claims (8)

Patentansprüche:
1. Vorrichtung zum intensiven Wärmeaustausch zwischen einer in Rotation befindlichen, insbesondere zylindrischen Oberfläche und einem Wärmeträgerfluid, gekennzeichnet durch einen ersten Ringmantel (I125), der auf seiner Innenfläche mit zwei kreisförmigen, die Oberfläche (C, Q) einfassenden Überlaufstegen (2, 22) versehen ist, wobei diese Oberfläche (C, Q) und der erste Ringmantel (1, 25) koaxial und derart ausgebildet sind, daß infolge von Zentrifugalkräften eine gewisse Menge Wärmeträgerfluid in Ringform mitgerissen wird, durch eine sich nicht mitdrehende Zuführungseinrichtung (12, 13, 32) zum Zuführen von Fluid in den durch die Oberfläche (C, Q), den ersten Ringmantel (1, 25) und die beiden Überlaufstege (2, 22) gebildeten Raum (9, 29), durch beidseitig der Oberfläche angeordnete Ringkammern (10, 11; 30, 31), die vom ersten Ringmantel, einem zweiten Ringmantel (5, 21) und labyrinthartig angeordneten Ablenkplatten (3, 4, 7, 8; 23, 24, 27, 28) begrenzt werden, wobei bewegliche und feste Ablenkplatten abwechselnd angeordnet sind und das durch die Überlaufstege (2, 22) abgezogene Fluid zu einem Gehäuse (15, 35) geleitet wird, das an die Fluidabführleitung (16,36) angeschlossen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die in Drehrichtung befindliche Fläche konvex ist, dadurch gekennzeichnet, daß der die beiden kreisförmigen Überlaufstege (2) tragende erste Ringmantel (1) außen die Oberfläche (C) umgibt und wenigstens zwei ringförmige Ablenkplatten (3, 4) zu beiden Seiten der Überlaufstege (2) auf der konkaven Seite trägt, wobei die Zuführungseinrichtung (12, 13) für das Fluid in den durch die Oberfläche (C), den ersten Ringmantel (1) und die Überlaufstege (2) begrenzten Ringraum in Form von im ersten Ringmantel (1) vorgesehenen öffnungen (13), vorzugsweise auf dessen Oberseite, gebildet ist, und daß der die beidseitig der rotierenden Oberfläche angeordneten Ringkammern (10, 11) begrenzende zweite Ringmantel (5) fest mit der Oberfläche (C) verbunden ist und wenigstens zwei ringförmige Ablenkplatten (7, 8) auf seiner konvexen Seite trägt, die jeweils mit einer der Ablenkplatten (3,4) auf derselben Seite des die Überlaufstege (2) tragenden ersten Ringmantels (1) derart zusammenwirken, daß Hindernisse gebildet werden, welche das über den entsprechenden Überlaufsteg (2) überlaufende Fluid zum Gehäuse (15) leiten.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die in Drehung befindliche Oberfläche konkav ist, dadurch gekennzeichnet, daß der die beiden Überlaufstege (22) tragende erste Ringmantel (25) aus zwei Teilen besteht, die zu beiden Seiten der Oberfläche (C\) angeordnet und fest mit dieser verbunden sind, wobei jedes Teil wenigstens zwei ringförmige Ablenkplatten (27, 28) auf der konvexen Seite trägt, daß koaxial im inneren der Oberfläche (Q) ein festes zylindrisches Gehäuse (35) angeordnet ist, das einerseits die Zuführungseinrichtung (32) und andererseits den zweiten Ringmantel (21) so trägt, daß die beiden Ringkammern (30, 311) zu beiden Seiten der rotierenden Oberfläche ('Ci) angeordnet sind, wobei der zweite Ringmantel außerhalb der Ablenkplatten (27, 28) des entsprechenden die Überlaufstege (22) tragenden ersten Ringmantels
(25) verläuft und auf seiner konkaven Seite wenigstens zwei ringförmige Ablenkplatten (23, 24] trägt, die jeweils mit einer der Ablenkplatten (27,28) des die Überlaufstege (22) tragenden ersten Ringmantels (25) derart zusammenwirken, daß für das überlaufende Fluid labyrinthartige Hindernisse gebildet werden, über welche das Fluid in das Gehäuse (25) geleitet wird.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ίο gekennzeichnet durch Einspeisung des Wärme-
trägerfluids von einer äußeren Quelle aus.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei als Wärmeträgerfluid eine Flüssigkeit mit niedrigem Dampfdruck verwendet wird, gekenn-
zeichnet durch Führung des Wärmeträgerfluids im geschlossenen Kreislauf.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die festen und beweglichen Bauteile aus einem gegen die mechani-
sehen und chemischen, durch das Wärmeträgerfluid verursachten Wirkungen beständigen Material bestehen.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis, 6, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweils äußere Ringmantel (1, 21) und die dami'. fest verbundenen Teile (2, 3, 4, 23, 24) aus zwei dichtend miteinander verbundenen Halbschalen aufgebaut ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet; daß auf der zylindrischen Oberfläche (C, C) Rippen ausgebildet sind, die im Betrieb in das Wärmeträgerfluid im ringförmigen Raum (9,29) eintauchen.
DE19681751109 1967-04-07 1968-04-04 Vorrichtung zum Wärmeaustausch zwischen einer in Rotation befindlichen Oberfläche und einem Wärmeträgerfluid Expired DE1751109C3 (de)

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FR101918A FR1525372A (fr) 1967-04-07 1967-04-07 Dispositif pour assurer les échanges thermiques entre une surface de révolution en rotation autour de son axe et un fluide véhiculant les calories
FR101918 1967-04-07

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE1751109A1 DE1751109A1 (de) 1971-04-22
DE1751109B2 DE1751109B2 (de) 1977-03-03
DE1751109C3 true DE1751109C3 (de) 1977-10-20

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