DE2166539A1 - RECIRCULATING HEAT PUMP - Google Patents
RECIRCULATING HEAT PUMPInfo
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Description
Patentanmeldung P 21 66 539.* 3 MOfJ-- ^: ΓPatent application P 21 66 539. * 3 MOfJ-- ^: Γ
r. W. PFFIFPDr. W. PFFIFPD
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DK 6929/2a-3 UNGERERstr 25 TEIiFON 333020DK 6929 / 2a-3 UN GERERstr 25 TEIiFON 333020
Principia-Stiftung zur Förderung der Erfindungen und der WissenschaftenPrincipia Foundation for the Promotion of Invention and Science
Glarus / SchweizGlarus / Switzerland
Umlaufende WärmepumpeCirculating heat pump
Die Erfindung betrifft eine umlaufende Wärmepumpe, bei der zwei als Wärmetauscher ausgebildete Gebläseläufer und eine Kompressionskältemaschine eine gemeinsam gelagerte umlaufende Einheit bilden.The invention relates to a circulating heat pump in which two fan rotors designed as heat exchangers and a compression refrigeration machine a jointly mounted rotating one Form unity.
Umlaufende Wärmetauscher an sich sind bekannt; bekannt sind Wärmepumpen, die aus zwei umlaufenden Wärmetauschern und e^iv mitumlaufenden Kompressor bestehen. Die drei Elemente bilder. ein umlaufendes System, dessen einer Wärmetauscher innerhalb des zu klimatisierenden Raumes angeordnet ist und über einen eine Bohrung in der Gebäudewand durchsetzenden Nabenbereich mit dem an der Außenseite des Gebäudes angeordneten zweiten Wärmetauscher eine rotierende Einheit bildet.Circulating heat exchangers are known per se; are known Heat pumps consisting of two circulating heat exchangers and e ^ iv circulating compressor. The three elements pictures. a circulating system, one of which is a heat exchanger inside of the room to be air-conditioned is arranged and via a hub area penetrating a hole in the building wall forms a rotating unit with the second heat exchanger arranged on the outside of the building.
Die Aufgabe der Erdindung wird in dem Bau der Wärmetauscher gesehen. Dabei soll eine einfache Mengenfertigung möglich seiThe task of the earth connection is seen in the construction of the heat exchanger. A simple quantity production should be possible
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Ein umlaufender Wärmetauscher nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,daß die ümlaufwännetauscher aus annähernd in Rotationsebene verlaufenden Ringen aufgebaut sind, die von annähernd axial verlaufenden einseitig"geschlossenen Hohlkörpern durchsetzt werden. ·A circulating heat exchanger according to the invention is characterized in that the circulating heat exchanger consists of rings running approximately in the plane of rotation are constructed, which are closed by approximately axially extending rings on one side Hollow bodies are penetrated. ·
Die Erfindung soll anhand von Pigurenbeispielen näher erläutert werden.The invention is to be explained in more detail with reference to pigment examples.
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Figur 1 zeigt die zerlegten Bauelemente des Gerätes.Figure 1 shows the disassembled components of the device.
Figur 2 zeigt das Gerät im eingebauten Zustand.Figure 2 shows the device in the installed state.
Figur 3 zeigt einen axial verlaufenden Schnitt im Peripheriebereich.FIG. 3 shows an axially extending section in the peripheral area.
Figur 1: In einem Flansch 1, der zum Schutz gegen Verschmutzung in einen Kotflügel 2 übergeht, ist die Hohlwelle 3 gelagert. Auf dieser Welle wird durch die magnetisch durchlässige Kalotte 4 und die Wandung 5 ein hermetisch geschlossener Raum 6 gebildet, in dem sich einElektromotorenanker 7 mix Käfigwicklung 8, der Kompressorläufer S und der Kompressorstator 10 befinden. Die Wandung δ bildet mit einer Radscheibe 11-eine Einheit. Die Radscheibe Ii waist Kanäle 12 auf, die mit einseitig geschlossenen Rohren 13 kommunizieren. Mit den Rohren 13 stehen ring- oder wendeiförmige Rippen 14, vorzugsweise aus sehr dünnem Aluminiumblech, in gut wärmeleitender Verbindung. Am entgegengesetzten Ende der Welle 3. ist die Welle mit einer Scheibe 15 verbünden, diese Scheibe 15 ist mit einem konischen Gehäuse 16, welches von einem Rohr 17 durchsetzt" wird, hermetisch dicht verbunden. Vom Kompressor führt eine Leitung 18 in die Kanäle 12, an der Peripherie 19 wird ein in Figur 3 gezeigter Ringraum gebildet, von dem eine Kapillare 20 zu den Düsen 21 führt, während eine zweite Kapillare 22 von dieser Stelle bis zum Lagerspalu des Kompressors führt. Der Stator 23 ist mit dem. Flansch fest verbunden. Soll die beschriebene Baugruppe in Betrieb genommen werden, so muss der Innenraum 6 sowie der kegelige Hilfswärmeiauscher 24 zusammen mit den Kanälen 12 und 13 evakuiert werden und mit Sattdampf eines Wärmeträgers, z.B. Frigen (Freon) 22 in bekannter Weise gefüllt werden. Werden alsdann die.Spulen 25 des Stators 23 mit Energie versorgt, so rotiert der Anker 7 mit der Asynchrondrehzahl, z.B. 2900 relativ.zum Stator 23. Über den Läufer £Figure 1: The hollow shaft 3 is mounted in a flange 1, which merges into a fender 2 to protect against contamination. A hermetically sealed space 6 is formed on this shaft by the magnetically permeable dome 4 and the wall 5, in which an electric motor armature 7 mix cage winding 8, the compressor rotor S and the compressor stator 10 are located. The wall δ forms a unit with a wheel disk 1 1-. The wheel disk Ii waist channels 12 which communicate with tubes 13 closed on one side. With the tubes 13 are annular or helical ribs 14, preferably made of very thin aluminum sheet, in good heat-conducting connection. At the opposite end of the shaft 3, the shaft is connected to a disk 15, this disk 15 is hermetically sealed to a conical housing 16 through which a tube 17 passes. A line 18 leads from the compressor into the channels 12, 3 is formed at the periphery 19, from which a capillary 20 leads to the nozzles 21, while a second capillary 22 leads from this point to the compressor's bearing pallet. The stator 23 is firmly connected to the flange. If the assembly described is to be put into operation, the interior 6 and the conical auxiliary heat exchanger 24 together with the channels 12 and 13 must be evacuated and filled with saturated steam from a heat carrier, e.g. Frigen (Freon) 22 in a known manner. Coils 25 of the stator 23 are supplied with energy, the armature 7 rotates at the asynchronous speed, for example 2900 relative to the stator 23. Via the rotor £
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des Kompressors wird ein Reaktionsmoment auf das Gehäuse 10 des !•Compressor's übertragen, dieses veranlasst eine gleiche innige Umdrehung des umlaufenden Wärmetauschers 11, 13, 14. Durch die Rotation des Wärmetauschers wird Luft gemäss Pfeil 26 angesaugt und gemäss Pfeil 27 ausgeblasen.. Das verdichtete Wärmeträgergas kondensiert in den Kanälen 13 und sammelt sich aufgrund der Fliehkraft im Peripheriebereich 19, gelangt dann durch die Kapillare 20 zu den Düsen 21, spritzt dort an die Innenwand des Hilfswärmetauschers 16 und verdampft dort unter Wärmeentzug. Die Baueinheit A bildet also eine Kältemaschine.of the compressor, a reaction torque is transmitted to the housing 10 of the! Heat transfer gas condenses in the channels 13 and collects due to the centrifugal force in the peripheral area 19, then passes through the capillary 20 to the nozzles 21, where it sprays onto the inner wall of the auxiliary heat exchanger 16 and evaporates there with removal of heat. The unit A thus forms a refrigeration machine.
Die Baueinheit B besteht wiederum aus einem rotierenden Wärmetauscher mit Rohren 28., die in die Kanäle 29 der hohlen Radscheibe 30 hineinragen und je eine nach innen weisende Öffnung 31 aufweisen. Das Innere der hohlen Radscheibe 30 kommuniziert mit dem Inneren eines zweiten Hilfswärmetausehers 32, der nach innen hin durch eine Wandung 33 aus elastisch verformbarem Material, z.B. sehr dünnwandigem Edelstahl, begrenzt ist. Im Inneren 28, 29, 30, 32 der Baueinheit B befindet sich eine geringe Menge niedersiedender Flüssigkeit, im übrigen deren Sattdampf.The unit B in turn consists of a rotating heat exchanger with tubes 28, which in the channels 29 of the hollow wheel disc 30 protrude and each have an inwardly facing opening 31. The interior of the hollow wheel disk 30 communicates with the interior a second auxiliary heat exchanger 32, the inside by a Wall 33 made of elastically deformable material, e.g. very thin-walled stainless steel, is limited. Inside 28, 29, 30, 32 of the Unit B contains a small amount of low-boiling liquid, as well as its saturated steam.
Baueinheit C bildet ein Gehäuse für den umlaufenden Wärmetauscher, Einheit B.Baueinheit D besteht aus einem Flansch 34, aus Muttern 35 und aus einer Gehäuseplatte 36, zur Montage wird Baueinheit A durch eine relativ kleine Öffnung 37 der Wandung E hindurchgesteckt und durch die Baueinheit D mit der Wandung E befestigt. Danach wird Baueinheit B mit Baueinheit A durch Mutter F zusammenmontiert. Die Wandung 33 gelangt dadurch in unmittelbaren metallischen Kontakt mitUnit C forms a housing for the circulating heat exchanger, Unit B. Assembly unit D consists of a flange 34, nuts 35 and a housing plate 36, assembly A is assembled using a relatively small opening 37 of the wall E is inserted and fastened to the wall E by the structural unit D. Then it becomes a structural unit B assembled with unit A by nut F. The wall 33 thereby comes into direct metallic contact with
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der Wandung 16, Der metallische Kontakt kann dadurch verbessert werden., dass eine der sich berührenden Oberflächen mit einer dünnen Schicht eines sehr niedersehmelzenden Metalles überzogen ist* Durch einmaliges geringes Aufheizen bis auf oberhalb des Schmelzpunktes dieses Metalles füllt dann dieses Metall alle verbleibenden Zwischenräume aus oder'führt sogar zu einer Verlötung. Das Gehäuse, Baueinheit C, wird alsdann an der Gehäuseplatte 36 befestigt und das Filter 38 in die Frontplatte eingesetzt.of the wall 16, the metallic contact can thereby be improved be. that one of the touching surfaces with a thin Layer of a very low-melting metal is coated this metal then fills this metal from all remaining spaces or even leads to soldering. The case, Unit C is then attached to the housing plate 36 and the Filter 38 inserted into the front panel.
Nunmehr kann die Maschine in Betrieb genommen werden. An der Wandung 33 erfolgt gemäss der symbolischen Tröpfchen 3S Kondensation. Das Kondensat wird durch Fliehkraft gemäss Pfeile 40 in die Öffnungen 31 geschleudert, verteilt sich in den Rohren 28 und verdampft dort. Der Dampf strömt durch die Kanäle 29 und das Innere der Radscheibe 30 in den Raum 32 zurück.The machine can now be put into operation. At the Wall 33 takes place according to the symbolic droplets 3S condensation. The condensate is thrown into the openings 31 by centrifugal force according to arrows 40, is distributed in the pipes 28 and evaporates there. The steam flows back into the space 32 through the channels 29 and the interior of the wheel disk 30.
Wenn das Gerät zur Wärmeerzeugung eingesetzt werden soll, ist der Kreislauf in der Baueinheit A in bekannter Weise umzuschalten. Im Hilfswärmetauseher 24 entsteht alsdann Wärme. Auf der Oberfläche der Wandung 33 erfolgt alsdann Verdampfung und in den Rohren 28 Kondensation. Der Rücktransport des Kondensates würde dann in der vonHeatpipes bekannten Weise durch saugfähige innere Oberflächen der Rohre 28, der Kanäle 29 und der inneren Oberflächen des Raumes 32 erfolgen.·If the device is to be used to generate heat, the circuit in unit A must be switched over in a known manner. Heat then arises in the auxiliary heat exchanger 24. On the surface the wall 33 then evaporates and in the tubes 28 condensation. The condensate would then be transported back in in the manner known from heat pipes by absorbent interior surfaces of the tubes 28, channels 29 and interior surfaces of room 32. ·
Das Gehäuse C weist eine gewellte perforierte Wandung 42 auf,- durch die'die Luft hindurchtritt, das Spritzwasser jedoch aufgefangen wird. Dieses sammelt sich in der Rinne 43 und wird durch die Spritzscheibe 44 hochgespritzt und durch einen Schlauch 48 nach aussen, vorzugsweise auf die Rippen 14, befördert.The housing C has a corrugated perforated wall 42 - through die'die air passes through, but the splash water is caught. This collects in the channel 43 and is sprayed up through the spray disk 44 and to the outside through a hose 48, preferably on the ribs 14, promoted.
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Figur 2 zeigt den Einbau des Gerätes unterhalb eines Fensters. Aus-, serhalb des Hauses befindet sich die Baueinheit A, innerhalb des Gehäuses C die Baueinheit B. Figure 2 shows the installation of the device below a window. Outside the house is the unit A, inside the housing C is the unit B.
Figur 3 zeigt einen in der Rotationsachse liegenden Schnitt, ein Rohr 13, die ringförmigen Rippen 14 und den Peripheriebereich IS mit den Kapillarrohre η 20 und 22. Ander Peripherie sammelt sich das in den Rohren 13 entstehende Wärrneträgerkondensat 45, welches einen äusseren Ring 46 bildet, während sich weiter nach innen-ein Schmieröl ring 47 abscheidet. Dementsprechend ragt die Kapillare 22 auch nur bis in den Schmierölring 47 hinein. FIG. 3 shows a section lying in the axis of rotation, a tube 13, the annular ribs 14 and the peripheral area IS with the capillary tubes η 20 and 22. On the periphery, the heat transfer condensate 45 that forms in the tubes 13 collects, which forms an outer ring 46, while a lubricating oil ring 47 separates further inwards. Accordingly, the capillary 22 also only protrudes into the lubricating oil ring 47.
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