DE19715749C1

DE19715749C1 - Portable heater

Info

Publication number: DE19715749C1
Application number: DE19715749A
Authority: DE
Original assignee: TAVIRA HOLDINGS Ltd
Current assignee: TAVIRA HOLDINGS Ltd
Priority date: 1997-04-16
Filing date: 1997-04-16
Publication date: 1998-09-03
Anticipated expiration: 2017-04-17
Also published as: WO1998046945A2

Abstract

Disclosed is a heating device comprisinga heat exchanger (1) with a pump (3) connected to its outlet (7). A heat generator (2), comprised of a body and a tube (24), is connected to the inlet (8) of said heat exchanger. The working fluid moves in a closed circuit through ducts (4, 5, 6). A rotor (50) and the body of the pump (3) surrounding said rotor is the shape of stacks of plates that divide the working fluid into thin streams or layers. Similarly, and for the same purpose, the body of the heat generator (2) is made in the shape of a stack of flow-orientating alternating plates (14) which are separated by dividing plates (19). The resultant vortex is transferred into a pipe (24) equipped with longitudinal slit-like slots (32), said pipe being arranged across the entire length at the inlet portion of the heat exchanger (1). The heating device may further be equipped with elements moving and/or transporting it.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine orts bewegliche Heizvorrichtung aus einem mit einer Heizflüs sigkeit gefüllten Heizkörper.The present invention relates to a location Movable heater from one with a heater liquid filled radiator.

Bekannte Heizvorrichtungen dieser Art sind verfahrbare Heizkörper in Form von Radiatoren, in denen sich eine mittels elektrischer Widerstandsheizung aufheizbare Öl füllung befindet. Solche Heizvorrichtungen finden vor allem in Haushalten zur Raumheizung Verwendung, wo sie einfach und flexibel einsetzbar sind. Ein Nachteil die ser Heizvorrichtungen ist der niedrige Wirkungsgrad, mit dem die elektrische Energie in Wärmeenergie umgesetzt wird. Dies hat eine beträchtliche Verschwendung von elektrischer Energie zur Folge.Known heaters of this type are movable Radiators in the form of radiators, in which there is a Oil that can be heated using electrical resistance heating filling located. Such heaters are found especially in households for space heating use where they are easy and flexible to use. One downside this heaters is the low efficiency, with which the electrical energy is converted into thermal energy becomes. This has a considerable waste of money electrical energy.

Ähnliches gilt für eine aus DE 195 35 062 C1 bekannte stationäre Wärmeerzeugungsvorrichtung, bei der in einem Sammelbehälter befindliches Synthetiköl von einer elek tromotorgetriebenen Pumpe in einem mit einer Drossel versehenen Kreislauf umgetrieben wird, sich dabei auf heizt und in den Sammelbehälter zurückfließt. Ein ande rer aus dem Sammelbehälter gespeister Kreislauf mit motorgetriebener Pumpe treibt das Öl durch einen Wärme tauscher, in dem es seine Wärme an das zur Raumheizung dienende Wasser abgibt. Die Leitungen dieses Kreislaufs sind mit Turbulenzerzeugern versehen. Insgesamt wird hier die Wärme nur durch Reibung und Turbulenz erzeugt.The same applies to one known from DE 195 35 062 C1 stationary heat generating device in which in a Synthetic oil collection container from an elec motor-driven pump in one with a throttle provided circuit is driven on heats and flows back into the collection container. Another circuit fed from the collection container motor driven pump drives the oil through a heat exchanger in which it transfers its heat to that for space heating dispenses serving water. The lines of this circuit are equipped with turbulence generators. Overall will here the heat is generated only by friction and turbulence.

Eine bessere Ausnutzung der zugeführten Energie weist eine aus dem RU-Patent 2 045 715 bekannte Wärmeerzeu gungsvorrichtung auf, deren Hauptbestandteil ein Wirbel rohr ist. Wirbelrohre dienen zur Aufteilung eines unter Druck zugeführten und in eine Wirbelbewegung versetzten Fluidstroms in einen kalten und einen heißen Teilstrom, wobei in Heizungsanlagen der kalte Teilstrom ungenutzt bleiben oder abgesperrt werden kann.A better use of the energy supplied shows a heat generator known from RU patent 2,045,715 tion device, the main component of which is a vortex pipe is. Vortex tubes serve to divide one among Pressurized and swirled Fluid flow into a cold and a hot partial flow, whereby the cold partial flow is not used in heating systems can stay or be cordoned off.

Bei der aus der RU-PS 2 045 715 bekannten Ausbildung ist der Wirbelerzeuger ein einfacher Zyklon, dem Wasser über einen Injektorstutzen zugeführt wird und tangential in das Spiralgehäuse des Zyklons eintritt. Ein Teil des Stroms verläßt das Zyklongehäuse als Heißstrom längs der Wirbelachse nach einer Seite in ein mit einer Bremsvor richtung versehenes zylindrisches Heißstromrohr und der andere Teil verläßt das Gehäuse zur anderen Seite in ein Überströmrohr, in welchem nahe der Anschlußstelle an den Zyklon eine zusätzliche Bremsvorrichtung angeordnet ist. Stromabwärts von der Bremsvorrichtung des Heißstromrohrs endet dieses mit einem Boden, in dem eine Austrittsöff nung ausgeführt ist, deren Durchmesser kleiner als der des Heißstromrohrs ist. Die Austrittsöffnung mündet in eine zu Wärmetauschern führende Abfuhrleitung. In diese mündet auch das Überströmrohr. Die Abfuhrleitung speist ein mit Absperrventilen versehenes System von Wärmetau schern, aus denen das Wasser im geschlossenen Kreislauf zurück zur Pumpe geführt wird.In the training known from RU-PS 2 045 715 the vortex generator is a simple cyclone, the water above an injector nozzle is fed and tangential in the cyclone's spiral casing enters. Part of the Stroms leaves the cyclone housing as a hot stream along the Swivel axis to one side in one with a brake front directional cylindrical hot flow tube and the other part leaves the housing to the other side in one Overflow pipe, in which near the connection point to the Cyclone an additional braking device is arranged. Downstream from the hot flow tube braking device this ends with a floor in which an outlet opening is executed, the diameter of which is smaller than that of the hot flow pipe. The outlet opens into a discharge line leading to heat exchangers. In these also opens the overflow pipe. The discharge line feeds a system by Wärmetau with shut-off valves shear from which the water in a closed circuit is returned to the pump.

Der Wirkungsgrad dieser bekannten Wärmeerzeugungsvor richtung ist nicht befriedigend, vor allem deswegen, weil die von einem Elektromotor angetriebene Pumpe un abhängig vom Wirbelerzeuger des Wirbelrohrs arbeitet und nicht an die spezifischen Bedingungen des Wirbelrohr betriebs angepaßt ist. In den Rohrleitungen und in den Rohrleitungsarmaturen treten Verluste auf, die den Wir kungsgrad herabsetzen. Die elektrische Energie wird in die mechanische Antriebsleistung für die Pumpe umge setzt, die ihrerseits die Energie des strömenden Ar beitsfluids erhöht, welche im Wirbelrohr in Wärme umge wandelt wird. Der Gesamtwirkungsgrad ergibt sich dabei als Produkt der drei Wirkungsgrade des antreibenden Elektromotors, der Pumpe und des Wärmeerzeugers. Die aus den vorgenannten Gründen niedrigen Einzelwirkungsgrade ergeben somit einen unbefriedigenden Gesamtwirkungsgrad.The efficiency of this known heat generation direction is not satisfactory, especially because because the pump driven by an electric motor depending on the vortex generator of the vortex tube works and not to the specific conditions of the vortex tube is operationally adapted. In the pipelines and in the Pipe fittings occur losses that the We reduce degree of efficiency. The electrical energy is in the mechanical drive power for the pump vice versa which in turn sets the energy of the flowing Ar beitsfluids increased, which in the vortex tube in heat is changed. The overall efficiency is the result as the product of the three efficiencies of the driving Electric motor, the pump and the heat generator. From the aforementioned reasons low individual efficiencies result in an unsatisfactory overall efficiency.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer kompakten und autonomen Heizvorrichtung, in der der Prozess der Wärmeerzeugung mit hoher Intensität und verbessertem Wirkungsgrad verläuft. Wärmeverluste und im Zusammenhang mit der Überwindung hydraulischer Wider stände verbundene Verluste sollen vermieden sein. Die Vorrichtung soll sich als mobile, insbesondere verfahr bare Heizvorrichtung eignen.The object of the present invention is to create a compact and autonomous heating device in which the process of generating heat with high intensity and improved efficiency. Heat losses and in Connection with overcoming hydraulic contradictions Related losses should be avoided. The The device is said to be mobile, in particular to move bare heater are suitable.

Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt durch die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale.The task is solved by the in the features specified in the claims.

Die Erfindung wird nachfolgend durch die Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der beigegebenen Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigt:The invention will hereinafter be described by the description of an embodiment based on the attached Drawings explained further. It shows:

Fig. 1 eine Ansicht der Heizvorrichtung, teilweise in ihrer Symmetrieebene geschnitten; Figure 1 is a view of the heater, partially cut in its plane of symmetry.

Fig. 2 einen Schnitt des Wirbelrohr-Wärmeerzeugers in einer die Eintrittskanalachse und die Wirbel achse enthaltenden Ebene; Fig. 2 shows a section of the vortex tube type heat generator in the inlet channel axis and the vertebral plane containing the axis;

Fig. 3 den Schnitt nach Linie 1-1 in Fig. 2; . Fig. 3 is a section along line 1-1 in Figure 2;

Fig. 4 die Ansicht einer Trennplatte des Wirbelrohr- Wärmeerzeugers; Figure 4 is a view of a partition plate of the vortex tube heat generator.

Fig. 5 den Schnitt nach Linie 2-2 in Fig. 4; . Fig. 5 is a section along line 2-2 in Figure 4;

Fig. 6 die Ansicht einer Strömungsleitplatte des Wirbelrohr-Wärmeerzeugers; Fig. 6 is a view of a baffle plate of the vortex tube type heat generator;

Fig. 7 den Schnitt nach Linie 3-3 in Fig. 6; Fig. 7 shows the section along line 3-3 in Fig. 6;

Fig. 8 einen Längsschnitt der Wärmeerzeugerpumpe; Fig. 8 is a longitudinal section of the heat source pump;

Fig. 9 den Querschnitt nach Linie 4-4 in Fig. 8; Fig. 9 shows the cross section along line 4-4 in Fig. 8;

Fig. 10 die Ansicht einer Trennplatte des Pumpengehäu ses; Fig. 10 is a view of a partition plate of the Pumpengehäu ses;

Fig. 11 den Schnitt nach Linie 5-5 in Fig. 9. Fig. 11 is a section along line 5-5 in Fig. 9.

Die Heizvorrichtung hat einen Heizkörper 1 in Form eines aus fünf Rippen aufgebauten Radiators, der vorzugsweise ein nicht gezeigtes Fahrgestell besitzt, um bei Bedarf an einem gewünschten Ort eingesetzt zu werden. Die Auf heizeinrichtung für die im Heizkörper eingeschlossene Wärmeflüssigkeit besteht aus einer Wärmeerzeugerpumpe 3, die am unteren Anschlußstutzen 7 der in Fig. 1 rechten Endrippe eingeschraubt ist, und einem Wirbelrohr-Wär meerzeuger 2, der am darüberliegenden oberen Anschluß stutzen 8 dieser Endrippe angeschraubt ist. Die Wärmeer zeugerpumpe 3 ist mit dem Wirbelrohr-Wärmeerzeuger 2 mittels einer Überleitung verbunden, die aus zwei Rohr knien 4, zwei Verbindungsstücken 5 und einem Ventil 6 besteht. Ein nicht gezeigter Elektromotor dient zum An trieb der Wärmeerzeugerpumpe 3. Die Anschlußstutzen 9 und 10 der linken Endrippe sind mittels Abschlußstopfen 11 verschlossen.The heating device has a radiator 1 in the form of a radiator constructed from five fins, which preferably has a chassis (not shown) in order to be used at a desired location if required. On the heating device for the heat fluid enclosed in the radiator consists of a heat generator pump 3 , which is screwed onto the lower connection piece 7 of the right-hand end rib in FIG. 1, and a vortex tube heat generator 2 , which is screwed onto the overlying upper connection piece 8 of this end rib. The heat generator pump 3 is connected to the vortex tube heat generator 2 by means of a transition which consists of two tube knees 4 , two connecting pieces 5 and a valve 6 . An electric motor, not shown, serves to drive the heat generator pump 3 . The connecting pieces 9 and 10 of the left end rib are closed by means of end plugs 11 .

Der Wirbelrohr-Wärmeerzeuger 2 hat ein Gehäuse, das auf gebaut ist als Plattenpaket mit zwischen zwei Deckplat ten, einer Eintrittsdeckplatte 13 und einer Austritts deckplatte 12, eingespannten und abwechselnd angeordne ten Strömungsleitplatten 14 und Trennplatten 19. In je der Eintrittsdeckplatte 13 ist eine Eintrittsöffnung 34 konzentrisch zu einer Eintrittskanalachse 35 vorhanden, durch welche die Arbeitsflüssigkeit aus einem an das obere Rohrknie 4 angeschlossenen Zufuhrstutzen 36 zu geführt wird. In der Austrittsdeckplatte 12 ist konzen trisch zu einer Wirbelachse 23 eine Wirbelaustrittsöff nung 22 ausgeführt, an welche ein Schlitzrohr 24 mit Längsschlitzen 32 angeschlossen ist. Die Eintrittskanal achse 35 und die Wirbelachse 23 liegen parallel zuein ander. Der an die Austrittsdeckplatte 12 angrenzende Anfang des Schlitzrohrs 24 trägt ein Außengewinde 25, mit dem der Wirbelrohr-Wärmeerzeuger 2 in den oberen An schlußstutzen 8 des Heizkörpers 1 eingeschraubt ist. Die Längsschlitze 32 beginnen anschließend an den Gewinde abschnitt. The vortex tube heat generator 2 has a housing that is built on as a plate pack with th between two cover plates, an inlet cover plate 13 and an outlet cover plate 12 , clamped and alternately arranged flow guide plates 14 and separating plates 19 . In each of the inlet cover plates 13 there is an inlet opening 34 concentric with an inlet channel axis 35 , through which the working fluid is fed from a supply nozzle 36 connected to the upper elbow 4 . In the outlet cover plate 12 is concentric to a vortex axis 23, a vortex outlet opening 22 , to which a slotted tube 24 with longitudinal slots 32 is connected. The entry channel axis 35 and the swirl axis 23 are parallel to each other. The adjacent to the outlet cover plate 12 beginning of the slotted tube 24 carries an external thread 25 with which the vortex tube heat generator 2 is screwed into the upper connection piece 8 of the radiator 1 . The longitudinal slots 32 then begin to cut the thread.

Jede Trennplatte 19 hat eine konzentrisch zur Eintritts kanalachse 35 liegende Eintrittskanalöffnung 20 und eine konzentrisch zur Wirbelachse 23 liegende Wirbelkanalöff nung 21. Jede Strömungsleitplatte 14 hat einen Kontur ausschnitt, dessen Berandung 15 einen Strömungsweg be grenzt, auf dem unterschieden werden können ein Ein trittsbereich 18, ein Konfusorabschnitt 17 und ein Spi ralabschnitt 16.Each partition plate 19 has an inlet channel opening 20 lying concentrically to the inlet channel axis 35 and an opening 21 lying concentrically to the vortex axis 23 . Each flow guide plate 14 has a contour section, the boundary 15 borders a flow path be on which can be distinguished an entry area 18 , a confusing section 17 and a spiral section 16 .

Der Eintrittsbereich 18 ist etwa halbkreisförmig ausge rundet mit einem Krümmungsradius und Krümmungsmittel punkt entsprechend den Eintrittskanalöffnungen 20, sodaß in diesem Bereich die Wand des Eintrittskanals bis zur Austrittsdeckplatte 12 durchgehend verläuft. Gegenüber diesem Bereich öffnen sich so viele schmale Strömungs kanäle wie es Strömungsleitplatten 14 gibt und diese Kanäle sind begrenzt von jeweils zwei benachbarten Trennplatten 19 bzw. einer solchen und einer Deckplatte 12 oder 13 sowie den Rändern des Konfusorabschnitts 17. Diese Strömungskanäle münden in die von den Wirbelkanal öffnungen 21 definierte Wirbelkammer, wobei die Strö mungswegberandung 15 des Spiralabschnitts 16 unter all mählicher Abnahme ihres Krümmungsradius tangential in den Umfang dieser Wirbelkammer mündet.The entry area 18 is rounded out approximately semicircularly with a radius of curvature and point of curvature corresponding to the entry channel openings 20 , so that in this area the wall of the entry channel extends continuously to the exit cover plate 12 . Compared to this area, as many narrow flow channels as there are flow guide plates 14 open and these channels are delimited by two adjacent separating plates 19 or one and a cover plate 12 or 13 and the edges of the confuser section 17 . These flow channels open into the vortex chamber defined by the vortex channel openings 21 , the flow path boundary 15 of the spiral section 16 opening tangentially into the circumference of this vortex chamber with a gradual decrease in its radius of curvature.

Die Wirbelkammer geht durch die mit ihm fluchtende Wir belaustrittsöffnung 22 über in das Schlitzrohr 24 mit seinen gleichmäßig auf dem Umfang verteilten Längs schlitzen 32. Deren Gesamtfläche ist vorzugsweise gleich der Fläche des lichten Querschnitts des Schlitzrohrs selbst. Das Schlitzrohr erstreckt sich durch praktisch die gesamte Länge des Heizkörpers 1 in dessen oberem Bereich.The vortex chamber passes through the aligned we belausgangsöffnung 22 in the slot tube 24 with its evenly distributed on the circumference longitudinal slots 32nd Their total area is preferably equal to the area of the clear cross section of the slotted tube itself. The slotted tube extends through practically the entire length of the radiator 1 in its upper region.

Im Ende des Schlitzrohrs 24 ist eine Absperr- und Regel vorrichtung 26 eingebaut, zu der ein verschieblicher Einstellkolben 27 gehört, welcher das Ende des Wirbel kanalraums darstellt und die Einstellung von dessen wirksamer Länge gestattet. Der Einstellkolben nimmt den lichten Querschnitt des Schlitzrohrs 24 ein.In the end of the slotted tube 24 , a shut-off and control device 26 is installed, to which a displaceable adjusting piston 27 belongs, which represents the end of the vortex channel space and allows the setting of its effective length. The adjusting piston takes up the clear cross section of the slotted tube 24 .

Zur Begrenzung des Wegs des Einstellkolbens 27 ist am Ende des Schlitzrohrs 24 eine Anschlagplatte 31 befe stigt. Der Einstellkolben 27 kann bei gleichbleibenden Einsatzbedingungen der Heizvorrichtung bei deren Montage einmalig fest eingestellt werden und bleibt dann in der gewählten Stellung. Zur Anpassung an wechselnde Bedin gungen kann jedoch auch vorgesehen sein, daß seine Ein stellung bei Bedarf veränderlich ist; zu diesem Zweck weist er dann eine Betätigungsstange 28 auf, die abge dichtet durch den oberen Abschlußstopfen 11 nach außen geführt ist.To limit the path of the adjusting piston 27 is a stop plate 31 BEFE Stigt at the end of the slotted tube 24 . The adjusting piston 27 can be set once when the heater is in use, when it is installed, and then remains in the selected position. To adapt to changing conditions, however, it can also be provided that its position is variable if necessary; For this purpose, it then has an actuating rod 28 , which is guided through the upper sealing plug 11 to the outside.

Ein zweites, ebenfalls bei Bedarf verschiebliches Ele ment der Absperr- und Regelvorrichtung 26 ist eine Bremsscheibe 30 kleineren Durchmessers, die an einer Stange 29 befestigt ist, welche durch die als Hohlstange 28 ausgeführte Einstellkolbenstange verläuft und mit der die Bemsscheibe unabhängig vom Einstellkolben in den Wirbelkanalraum eingeschoben werden kann. Im Einstell kolben 27 ist eine Ausnehmung für die Bremsscheibe 30 ausgespart, sodaß diese in ihrer vollständig zurückgezo genen Stellung im Einstellkolben versenkt ist und ihre Stirnflächen 33 in einer Ebene liegen. Die Längsschlitze 32 enden an der Stelle, wo die Stirnflächen 33 in der rückwärtigen Endstellung von Einstellkolben und Brems scheibe liegen.A second, also if necessary displaceable element of the shut-off and control device 26 is a brake disk 30 of smaller diameter, which is fastened to a rod 29 which runs through the adjusting piston rod designed as a hollow rod 28 and with which the brake disc is independent of the adjusting piston in the spinal canal space can be inserted. In the adjusting piston 27 , a recess for the brake disc 30 is recessed so that it is sunk in its fully retracted position in the adjusting piston and its end faces 33 lie in one plane. The longitudinal slots 32 end at the point where the end faces 33 are in the rear end position of the adjusting piston and brake disc.

Die Wärmeerzeugerpumpe 3 hat ebenfalls ein als Platten paket ausgeführtes Gehäuse, in dem zwischen einer Ein trittsdeckplatte 37 und einer Austrittsdeckplatte 38 abwechselnd Auslaufleitplatten 39 und Trennplatten 40 aufeinanderfolgen. Die Eintrittsdeckplatte 37 hat kon zentrisch zu einer Rotorachse 44 eine Eintrittsöffnung 63 und einen an diese anschließenden Anschlußstutzen 64 mit Außengewinde, mittels dessen die Wärmeerzeugerpumpe in den unteren Anschlußstutzen 7 des Heizkörpers 1 ein geschraubt ist.The heat generator pump 3 also has a plate package designed housing, in which an outlet cover plate 37 and an outlet cover plate 38 alternate outlet guide plates 39 and partition plates 40 in succession. The inlet cover plate 37 has a centric to a rotor axis 44, an inlet opening 63 and an adjoining this connecting piece 64 with an external thread, by means of which the heat generator pump is screwed into the lower connecting piece 7 of the radiator 1 .

In der Austrittsdeckplatte 38 ist mit Abstand zur Rotor achse eine Austrittsöffnung 65 ausgeführt, an die ein Druckstutzen 66 mit Außengewinde anschließt, auf welchen das untere Rohrknie 4 aufgeschraubt ist.In the outlet cover plate 38 an outlet opening 65 is spaced from the rotor axis running, to which a pressure connection 66 connects with an external thread, onto which the lower tube elbow 4 is screwed.

Die Trennplatten 40 haben eine zentrale Rotorkammeröff nung 43, welche eine Rotorkammer 49 umgrenzen und die die Rotorachse 44 als Zentrum haben, und eine versetzte Austrittskanalöffnung 45, welche die Druckstutzenachse 46 als Zentrum haben.The partition plates 40 have a central Rotorkammeröff opening 43 which delimit a rotor chamber 49 and which have the rotor axis 44 as the center, and an offset outlet channel opening 45 which have the pressure port axis 46 as the center.

Die Auslaufleitplatten 39 haben einen Formausschnitt, dessen Berandung 48 einen Spiralauslauf 41 für die aus dem Radialverdichterrotor 50 austretende Arbeitsflüssig keit bildet. Diese Spiralauslaufberandung 48 geht innen von einer Umfangsstelle der Rotorkammer 49 tangential unter allmählicher Vergrößerung ihres Krümmungsradius aus und endet außen in einer Umlenkausrundung 42, deren Krümmungsmittelpunkt auf der Druckstutzenachse 46 liegt. Der Krümmungsradius dieser Ausrundung 42 entspricht dem Radius der Austrittskanalöffnungen 45, sodaß die Aus rundungen 42 mit einer Umfangshälfte der Austrittskanal öffnungen 45 fluchten, welche wiederum mit der Aus trittsöffnung 65 der Austrittsdeckplatte 38 fluchtet und die Strömung hier aus der Ebene der Platten umgelenkt wird in den Druckstutzen 66. Die Druckstutzenachse 46 liegt auf einer Linie 47, welche aus dem die Rotorachse 44 definierenden Mittelpunkt durch den Anfang der Spi ralauslaufberandungslinie 48 gezogen ist.The outlet guide plates 39 have a shape cutout, the edge 48 of which forms a spiral outlet 41 for the working fluid emerging from the radial compressor rotor 50 . This spiral outlet boundary 48 starts tangentially on the inside from a circumferential point of the rotor chamber 49 while gradually increasing its radius of curvature and ends on the outside in a deflection fillet 42 whose center of curvature lies on the pressure port axis 46 . The radius of curvature of this fillet 42 corresponds to the radius of the outlet channel openings 45 , so that the curves 42 are aligned with a circumferential half of the outlet channel openings 45 , which in turn aligns with the outlet opening 65 from the outlet cover plate 38 and the flow is deflected here from the plane of the plates into the Pressure port 66 . The pressure port axis 46 lies on a line 47 which is drawn from the center defining the rotor axis 44 through the beginning of the spiral outlet boundary line 48 .

Der Radialverdichterrotor 50 besteht aus einer fliegend gelagerten Rotorbasisscheibe 51, in deren Rückenfläche eine als Sackbohrung ausgeführte Paßbohrung 58 für das Ende der Antriebswelle 59 eingearbeitet ist. Auf der Basisscheibe 51 sitzt eine der Anzahl der Auslaufleit platten 39 entsprechende Anzahl von Schaufelkränzen 53 aus Schaufeln 57. Die Schaufelkränze sind voneinander getrennt durch Trennringscheiben 54 mit einer Zentral öffnung 55. Jeder Schaufelkranz 53 liegt auf der Höhe einer Auslaufleitplatte und ist von gleicher Dicke wie diese, und jede Trennringscheibe 54 liegt auf der Höhe einer Trennplatte 40 und ist von gleicher Dicke wie die se. Der vorderste Schaufelkranz 53 ist überdeckt von einer Rotoreintrittsscheibe 52 mit einer zentralen, im Längsschnitt kegelstumpfförmigen Ansaugöffnung 62, die die Fortsetzung der im Längsschnitt kegelstumpfförmigen Eintrittsöffnung 63 der Eintrittsdeckplatte 37 dar stellt.The radial compressor rotor 50 consists of a cantilevered rotor base disk 51 , in the back surface of which a fitting bore 58, designed as a blind bore, is machined for the end of the drive shaft 59 . On the base plate 51 one of the number of outlet guide plates 39 corresponds to the number of blade rings 53 made of blades 57 . The blade rings are separated from one another by separating ring disks 54 with a central opening 55 . Each blade ring 53 lies at the level of an outlet guide plate and is of the same thickness as this, and each separating ring disk 54 lies at the level of a partition plate 40 and is of the same thickness as this. The foremost blade ring 53 is covered by a rotor entry disk 52 with a central one , In the longitudinal section frustoconical suction opening 62 , which represents the continuation of the frusto-conical inlet opening 63 of the inlet cover plate 37 is.

Vom Zentrum der Rotorbasisscheibe 51 ragt ein nabenarti ger Umströmungskörper 60 auf, dessen Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser der Zentralöffnungen 55 der Trennringscheiben 54. Dadurch ist ein Eintritts-Ring spalt 61 für das aus der Öffnung 63 eintretende Arbeits fluid vorhanden, aus dem dieses sich schichtenweise in die Schaufelkanäle des Rotors und die Strömungswege der Auslaufleitplatten 39 verteilen kann.From the center of the rotor base disk 51 , a hub-like flow body 60 rises, the diameter of which is smaller than the diameter of the central openings 55 of the separating ring disks 54 . As a result, an entry ring gap 61 is present for the working fluid entering from the opening 63 , from which it can be distributed in layers into the blade channels of the rotor and the flow paths of the outlet guide plates 39 .

Die Schaufelkränze 53 und die Trennringscheiben 54 des Rotors 50 sind einstückig aus einem Werkstoff mit nied rigem Wärmeleitkoeffizienten hergestellt. Die Dicke der Trennringscheiben 54 und der Trennplatten 40 kann we sentlich kleiner sein als die Dicke der Auslaufleitplat ten 39 und der Schaufelkränze 53.The blade rings 53 and the separating ring disks 54 of the rotor 50 are made in one piece from a material with a low thermal conductivity coefficient. The thickness of the separating ring disks 54 and the separating plates 40 can be considerably smaller than the thickness of the outlet guide plates 39 and the blade rings 53 .

Im Betrieb der beschriebenen Heizvorrichtung wird der Rotor 50 von einem geeigneten Motor, insbesondere einem eingebauten oder außen angeflanschten Elektromotor über die Welle 59 angetrieben und das Arbeitsfluid wird aus dem Anschlußstutzen 64 über den sich düsenartig veren genden Abschnitt aus Eintrittsöffnung 63 und Ansaugöff nung 62 in den Eintritts-Ringspalt 61 angesaugt und ver teilt sich in diesem auf die einzelnen Schaufelkränze 53. Unter der Wirkung der Zentrifugalkräfte strömt es in den Kanälen zwischen den Schaufeln 57 zum Umfang, wobei es durch den Rotorantrieb auf ein höheres Energieniveau gebracht wird. Danach geht die Strömung über in den Spi ralauslauf 41.In the operation of the heating device described, the rotor 50 is driven by a suitable motor, in particular a built-in or externally flanged electric motor via the shaft 59 , and the working fluid is drawn from the connecting piece 64 via the nozzle-like narrowing portion of the inlet opening 63 and the suction opening 62 into the Entry annular gap 61 is sucked in and divides it into the individual blade rings 53 . Under the action of the centrifugal forces, it flows in the channels between the blades 57 to the periphery, being brought to a higher energy level by the rotor drive. Then the flow passes into the spiral outlet 41 .

Das aus dem Rotor schichtartig austretende Arbeitsfluid ist wegen der großen Gesamtoberfläche der Schaufelkanäle und der in ihnen auftretenden Reibung schon sehr effek tiv aufgeheizt. Nach Passieren der Spiralauslaufab schnitte 41 gelangen die Schichtströmungen in die Um lenkausrundungen 42 und in den Druckstutzen 66. Aus die sem strömt die Arbeitsflüssigkeit durch die Überleitung aus Rohrknien 4, Verbindungsstücken 5 und Ventil 6 zum Wirbelrohr-Wärmeerzeuger 2.The working fluid emerging from the rotor in layers is heated up very effectively because of the large total surface area of the blade channels and the friction occurring in them. After passing the Spiralauslaufab sections 41 , the layer flows into the order rounding 42 and in the pressure port 66th From the sem flows the working fluid through the transition from pipe elbows 4 , connectors 5 and valve 6 to the vortex tube heat generator 2nd

Im Wirbelrohr-Wärmeerzeuger 2 gelangt die Arbeitsflüs sigkeit durch den Zufuhrstutzen 36 in die Eintrittsbe reiche 18 der Strömungsleitplatten 14 und in die Konfu sorabschnitte 17, wo sie eine Beschleunigung erfährt. Aus den Konfusorabschnitten 17 des Strömungswegs tritt die Arbeitsflüssigkeit mit erhöhter Geschwindigkeit in die Spiralabschnitte 16 ein, wo sie in eine rotierende Bewegung gezwungen wird, in deren Zentrum die Temperatur absinkt, während sie in den peripheren Bereichen noch weiter ansteigt. Der Wirbel pflanzt sich fort in das Schlitzrohr 24.In the vortex tube heat generator 2 , the Arbeitsflüs liquid passes through the supply nozzle 36 in the Eingangsbe areas 18 of the flow guide plates 14 and in the confectioner sections 17 , where it experiences an acceleration. From the confusion sections 17 of the flow path, the working fluid enters the spiral sections 16 at an increased speed, where it is forced into a rotating movement, in the center of which the temperature drops while it rises further in the peripheral areas. The vortex propagates into the slotted tube 24 .

Der abgekühlte Kernbereich der Strömung wird von der Bremsscheibe 30 abgebremst, die in die erforderliche Position eingestellt ist und den kalten Anteil am Aus tritt durch die Längsschlitze 32 hindert. Der Einstell kolben 27 dient zur Anpassung und Optimierung der Be triebsverhältnisse an den konkreten Anwendungsfall, ins besondere an die physikalisch-mechanischen Eigenschaften der Arbeitsflüssigkeit. Ein Vorschieben des Einstell kolbens 27 verringert das Volumen des Wirbelraums und verkürzt die wirksame Länge der Längsschlitze 32, durch die der maximal aufgeheizte periphere Strömungsteil in den Heizkörper 1 gelangt.The cooled core area of the flow is braked by the brake disc 30 , which is set in the required position and prevents the cold portion from passing through the longitudinal slots 32 . The adjusting piston 27 is used to adapt and optimize the operating conditions to the specific application, in particular to the physical-mechanical properties of the working fluid. Pushing the adjusting piston 27 reduces the volume of the swirl space and shortens the effective length of the longitudinal slots 32 through which the maximally heated peripheral flow part reaches the radiator 1 .

Es ist zu sehen, wie die Arbeitsflüssigkeit im geschlos senen Kreislauf geführt ist und den Heizkörper 1 in ei nem maximal effektiv aufgeheizten Zustand durchströmt. Der Wärmeerzeugungsprozess ist von größter Intensität und die Wärmeverluste sowie Energieverluste zur Über windung von hydraulischen Widerständen minimal. Im Er gebnis ist die Wirksamkeit und Wirtschaftlichkeit der Heizvorrichtung erheblich verbessert.It can be seen how the working fluid is guided in the closed circuit and flows through the radiator 1 in a maximum effective heated state. The heat generation process is extremely intense and the heat losses and energy losses for overcoming hydraulic resistances are minimal. As a result, the effectiveness and economy of the heater is significantly improved.

Claims

1. Portable heater with a radiator ( 1 ), which is filled with a heatable working fluid, which is guided in a closed circuit,
characterized in that the heater consists of egg ner heat generator pump ( 3 ) and a vortex tube heat generator ( 2 ) and the working fluid in a closed circuit is passed through this and the radiator ( 1 ),
wherein the heat generator pump ( 3 ) to a lower connection piece ( 7 ) of the radiator ( 1 ) is connected and is designed as a radial compressor with a Ge housing, which is constructed as a plate pack from an inlet and an outlet cover plate ( 37 ; 38 ) and between arranged and alternating successive outlet guide plates ( 39 ) and partition plates ( 40 ),
wherein in the outlet guide plates ( 39 ) there is an opening, the edge ( 48 ) of which forms a spiral outlet ( 41 ) which ends in a deflection fillet ( 42 ), and the separating plates ( 40 ) have a central rotor chamber opening ( 43 ) and an outlet channel opening ( 45 ), the circumference of which coincides with the deflection fillets ( 42 ) of the outlet guide plates ( 39 ),
and a rotor ( 50 ) is mounted in a rotor chamber ( 49 ) formed by the spiral outlets ( 41 ) and the outlet channel openings ( 45 ) and is made up of blade rings ( 53 ), the number of which corresponds to the number of guide plates ( 39 ), and between these separating ring disks ( 54 ), the number of which corresponds to the number of separating plates ( 40 ), the rock rings ( 53 ) and the outlet guide plates ( 39 ) as well as the separating ring disks ( 54 ) and the separating plates ( 40 ) each having the same thickness are and are at the same height,
and wherein in the inlet cover plate ( 37 ) concentrically to the rotor axis ( 44 ) forms an inlet opening ( 63 ) which is in communication with the lower connecting piece ( 7 ) of the radiator ( 1 ) and in the outlet cover plate ( 38 ) in an extension of the Outlet channel openings ( 45 ) an outlet opening is provided which is connected via a transition ( 4 , 5 ) to an inlet opening ( 34 ) of the vortex tube heat generator ( 2 ),
which vortex tube heat generator ( 2 ) is connected to an upper connecting piece ( 8 ) of the radiator ( 1 ) and is constructed as a plate pack delimited by two cover plates ( 13 , 12 ), in which flow guide plates ( 14 ) and separating plates ( 19 ) alternately follow one another ,
wherein the flow guide plates ( 14 ) have a Konturaus cut, in which an inlet area ( 18 ), a confuser section ( 17 ) and a spiral section ( 16 ) follow one another
and the dividing plates ( 19 ) have an inlet channel opening ( 20 ) and a swirl channel opening ( 21 ) such that the inlet regions ( 18 ) and the inlet channel openings ( 20 ) lie one on top of the other and the space they form comprises an inlet opening ( 34 ) in the inlet cover plate ( 13 ) continue the inlet channel ( 11 ) around an inlet channel axis ( 35 )
and the space formed by the spiral section ( 16 ) and the vortex channel openings ( 21 ) forms a vortex chamber about a vortex axis ( 23 ), which has a vortex outlet opening ( 22 ) in the outlet cover plate ( 12 ) with a longitudinal slot ( 32 ) having a tube ( 24 ) is in connection, which extends into the interior of the radiator ( 1 ).

2. Heating device according to claim 1, characterized in that the slotted tube ( 24 ) extends horizontally in the upper region of the radiator ( 1 ) over its length.

3. Radiator according to claim 1 or 2, characterized in that in the end of the slotted tube ( 24 ) a shut-off and control device ( 26 ) is installed, which has an adjusting piston ( 27 ) on a rod ( 28 ) which in the axial direction in Slot tube ( 24 ) for shortening the effective length of the longitudinal slots ( 32 ) is slidable ver.

4. Heating device according to claim 3, characterized by a coaxial to the adjusting piston ( 27 ) axially displaceable brake disc ( 30 ) of smaller diameter, which sits on a rod ( 29 ) which in the hollow rod ( 28 ) designed rod of the adjusting piston ( 27 ) runs.

5. A heater according to claim 3 or 4, characterized in that the Einstellkolbenstange (28) and both bars (28, 29) are led out of the radiator (1) to the outside.

6. Heating device according to one of the preceding claims, characterized in that the on the outlet cover plate ( 12 ) of the vortex tube heat generator ( 2 ) adjacent the beginning of the slotted tube ( 24 ) has an external thread ( 25 ) with which the vortex tube Heat sea generator ( 2 ) is screwed into the upper connecting piece ( 8 ) of the radiator ( 1 ) and the longitudinal slots ( 32 ) extend from the end of the external thread ( 25 ) to the end face ( 33 ) of the shut-off and control device ( 26 ) in the latter rearmost position.

7. Heating device according to one of the preceding claims, characterized by a stop plate ( 31 ) attached to the end of the slotted tube ( 24 ) for the shut-off and control device ( 26 ).

8. Heating device according to one of the preceding claims, characterized in that the heat generator pump ( 3 ) with the vortex tube heat generator ( 2 ) is connected by means of a conduit to which two pipe elbows ( 4 ), connecting pieces ( 5 ) and a valve ( 6 ) belong.

9. Heating device according to one of the preceding claims, characterized in that a step cover plate ( 37 ) of the heat generator pump ( 3 ) has a connecting piece ( 64 ) with which it is screwed into the unte ren connecting piece ( 7 ) of the radiator ( 1 ) is.

10. Heating device according to one of the preceding claims, characterized in that from the rotor base disc ( 51 ) of the rotor ( 50 ), a central flow body ( 60 ) rises, which between itself and the inner edges of the separating ring discs ( 54 ) and the leading edges ( 56 ) the blades ( 57 ) of the blade rings ( 53 ) forms an entry annular gap ( 61 ).

11. Heating device according to one of the preceding claims, characterized in that the ro tor ( 50 ) is overhung and in the back surface of its rotor base disc ( 51 ) a fitting bore ( 58 ) is made, in which the end of the rotor drive shaft ( 59 ) takes hold.

12. Heating device according to one of the preceding claims, characterized in that the one step-side end of the rotor ( 50 ) from a Rotorein tread plate ( 52 ) is formed with a suction opening ( 62 ) and in the inlet cover plate ( 37 ) has an inlet opening ( 63 ) into which the connecting piece ( 64 ) opens, the inlet opening ( 63 ) having a truncated conical cross-sectional shape in the flow direction and the suction opening ( 62 ) continuing this profile in the direction of the inlet annular gap ( 61 ).

13. Heater according to one of the preceding claims, characterized in that in the lower end of the boundary ( 48 ) of the spiral outlet ( 41 ) of the outlet guide plates ( 39 ) of the heat generator pump ( 3 ) tan potential of the through the rotor chamber openings ( 43 ) of the separating plates ( 40 ) defined rotor chamber ( 49 ) starts with an approximately corresponding radius of curvature and the deflection fillet ( 42 ) at the outer end of the spiral border ( 48 ) coincides with the corresponding half the circumference of the outlet channel openings ( 45 ) of the separating plates ( 40 ).

14. Heating device according to one of the preceding claims, characterized in that the blade rings ( 53 ) and the separating ring disks ( 54 ) of the rotor ( 50 ) are made in one piece from a material of low thermal conductivity.

15. Heating device according to one of the preceding claims, characterized in that the Ro torachse ( 44 ) and the axis ( 46 ) of the pressure port ( 66 ) of the heat generator pump ( 3 ) and the vortex axis ( 23 ) and the inlet channel axis ( 35 ) of the vortex tube -Warm sea generator ( 2 ) run parallel to each other.

16. Heater according to one of the previously outgoing claims, characterized in that they is designed to be portable, in particular movable.