DE2511057A1

DE2511057A1 - Umlaufende waermetauscher

Info

Publication number: DE2511057A1
Application number: DE19752511057
Authority: DE
Inventors: Nikolaus Laing
Original assignee: BETEILIGUNGS AG HAUSTECHNIK
Current assignee: BETEILIGUNGS AG HAUSTECHNIK
Priority date: 1974-03-18
Filing date: 1975-03-13
Publication date: 1975-10-02
Also published as: JPS5924355B2; FR2265053B1; ATA222574A; DE2511057C2; FR2265053A1; JPS50133550A; AT328476B; GB1497813A

Description

DK 6924/1a

Dr. W. PFEi-FSS

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Beteiligungs-Aktiengesellschaft für Haustechnik

Genf / Schweiz

Umlaufende Wärmetauscher

Zusammenfassung

Bei einem Gebiäsewärmetauscher sind mehrere in radialer Richtung hintereinander angeordnete, voneinander abgesetzte Ringrippenbereiche vorgesehen, wodurch der Wärmetausch verbessert wird.

Stand der Technik

Gebläsewärmetauscher mit von Rohren durchdrungenen Ringrippen sind bekannt. Sie gewinnen zunehmend an Bedeutung, da sie zwei Funktionen gleichzeitig übernehmen, nämlich die Luftförderung und den Wärmetausch. Der Impulsaustausch erfolgt bei umlaufenden Wärmetauschern in der Rege' durch Seherspannung, also durch Reibung, durch dieselbe Erscheinung also, die notwendig ist, um Wärmetausch zu bewerkstelligen. Dadurch wird das Verhältnis von invest^e; ter mechanischer Leistung zu abgegebener kalorischer Leistung sehr günstig.

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Ziele der Erfindung

Die Erfindung bezweckt einen umlaufenden Wärmetauscher, dessen Wärmeübergangszahlen sehr viel größer sind als bei bekannten umlaufenden Wärmetauschern, so daß sich der erforderliche Materialaufwand wesentlich verringern läßt.

Beschreibung der Erfindung

Bei einem Gebläsewärmetauscher mit einem Ringrippenkörper, der aus in axialer Richtung nebeneinander oder wendelförmig angeordneten Ringrippen gebildet wird, die von Rohren durchdrungen sind, in welchen ein fließbarer Wärmeträger strömt, wird die Erfindung darin gesehen, daß der Rippenkörper in radialer Richtung in mindestens zwei konzentrische voneinander getrennte Ringbereiche unterteilt ist. Hierdurch erfährt jeder Ringbereich eine neue Anströmung, was zu einer Erhöhung des Wärmetauschs und damit zu einer Herabsetzung des Materialaufwandes führt.

Eine weitere Verbesserung der Erfindung besteht darin, daß zwischen den radial aufeinander folgenden Ringbereichen ein relativ zum Wärmetauscher sich drehender Umlenkschaufelkranz eingesetzt wird.Hierdurch wird die Anströmgeschwindigkeit im zweiten Ringbereich erheblich vergrößert und dementsprechend der Wärmetausch zusätzlich verbessert. An die Stelle von Umlenkschaufeln können auch Ringe oder Wendeln treten, die eine ähnliche Wirkung haben, wie die Umlenkschaufeln, mit dem Unterschied jedoch, daß sie eine geringere Umlenkung der Stromröhren bewerkstelligen.

Eine Ausführungsform dieser Variante besteht darin, daß 509840/0353

der den Wärmetausch bewirkende Ringkörper feststeht und die mit Umlenkschaufeln versehene Radscheibe umläuft.

Bei einer Ausführungsform nach der Erfindung sind die Ringlamellen in zwei radial gesehen hintereinander angeordneten Ringbereichen versetzt gegeneinander angeordnet. Diese Anordnung bringt auch bereits den Vorteil, wenn beide Ringbereiche gemeinsam miteinander auf einer Achse angeordnet sind und gemeinsam miteinander umlaufen. Diese Ausführungsform läßt sich noch dadurch verbessern, daß die Ringbereiche eine Relativgeschwindigkeit zueinander haben.

Die Erfindung wird anhand der Figuren erläutert.

Figur 1 zeigt einen Längsteilschnitt durch eine Ausführungsform eines Wärmetauschergebläses nach der Erfindung.

Figur 1a zeigt eine ähnliche Ausführungsform wie Figur 1 mit einem stationären Leitschaufelkranz und einem stationären Ringbereich.

Figur 2 zeigt einen Schnitt längs der Linie II-II in Figur 1a. _ _s ----"

Die Figuren 3 und 4 zeigen zwei Längsteilschnitte durch zwei weitere Ausfuhrungsformen nach der Erfindung.

Die Figur 1 zeigt einen umlaufenden Gebläsewärmetauscher mit drei in radialer Richtung aufeinander folgenden Ringbereichen 1, 2 und 3, die mit einer Radscheibe 4 fest verbunden sind und mit dieser eine umlaufende Einheit

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bilden. Die Rohre 5 verlaufen gegenläufig durch die Ringrippen 1', 2', 3" und sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel in Reihe geschaltet, so daß der Anfang 5' und das Ende 5" der Rohre mit von einer Wellenabdichtung 6 voneinander dicht getrennten Bereichen 11 und 11' verbunden sind. Der Abstand zwischen den aufeinander folgenden Richbereichen 1, 2, 3 kann sehr klein ausgebildet sein, vorzugsweise sind die Ringe 1', 2' und 3¹ gegeneinander axial so versetzt, daß der Ring 2¹ in der Mittelebene 8 zwischen benachbarten Ringen 3¹ liegt.

Die in Figur 1a dargestellte Ausführungsform hat eine Radscheibe 4, die zu einer Verbesserung dadurch führt, daß zwischen den Ringbereichen 1, 2 und 3 stationäre Leitschaufeln 20 und/ oder stationäre Ringe oder Wendeln 21 eingesetzt sind. Diese erfordern zwar einen größeren Abstand 22 zwischen den benachbarten Ringen 2 und 3, sie bewirken aber eine erhebliche Verbesserung der Wärmeübergangszahlen. Die radiale Erstreckung der Ringbereiche 21 kann im Verhältnis zur radialen Erstreckung der Ringbereiche 1,2 und 3 sehr klein sein, vergleichsweise ein Zehntel.

Figur 2 zeigt einen Schnitt -in der Schnittebene II-II der Figur 1a, und zwar nur in einem Umfangssektor des in Figur 1a gezeigten Halbschnitts, einschließlich des Richtungspfeiles 24 und der Speichen 25, zwischen denen die Luft eintritt. Der Schaufelkranz 20 bzw. der Ringbereich 21 sind feststehend. Es können in einer Ausführungsform auch nur stationäre Leitschaufeln 20 oder Ringrippen 21 vorgesehen sein.

Figur 3 zeigt einen erfindungsgemäßen Wärmetauscher, bei

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dem die Läufer 30 und 31 gegensinnig angetrieben werden. Hierdurch wird erreicht, daß alle von der durchströmenden Luft 32 und 32' bestrichenen Oberflächen gleichzei~- tig Wärmetausch-Oberflachen sind. Die Rohre 35 und 36 kommunizieren mit im Nabenbereich liegenden Kanälen 37 und 37" bzw. 38 und 38'. Der Läufer 30 ist über Speichen 4: mit der Nabe 40 verbunden, der Antrieb erfolgt über die Keilriemenscheibe 41, der Läufer 31 ist über die Speichen 43 mit der Keilriemenscheibe 44 verbunden. Die beiden Rotoren sind durch die Lager 45 und 45' gelagert, gleichzeitig sind sie zueinander durch die Lager 46 und 46' gelagert. Die Kanäle 38 und 38' kommunizieren miteinander, ebenso die Rohre 35 und 35' sowie 36 und 36'. Zwischen den umlaufenden Radscheiben 30 und 31 befinden sich zwei axiale Wellenabdichtungen 47 und 48. während die feststehenden Rohrstücke 49 und 49' über die Wellenabdichtungen 50 und 51 zum umlaufenden System der Radscheibe 31 gedichtet sind. Die Wärmeträgerkanäle 52 und 53 sind in gleicher Weise wie in Figur 1 haarnadelförmig verlaufend, jedoch nur gestrichelt dargestellt.

Figur 4 zeigt die inverse Anordnung des Wärmetauschers nach Figur 1a. Die Radscheibe 60 rotiert. Sie kann entweder, wie in Figur 1a gezeigt, mit Umlenkschaufeln 80 oder alternativ mit axial nebeneinander angeordneten Ringen 81 ausgestaltet werden. Vorzugsweise haben größere Einheiten mehrere Kränze von Umlenkschaufeln 80, beispielsweise sechs Kränze. Der Wärmetauscher 61 ist genau so aufgebaut wie der Wärmetauscher 4 in Figur 1. Er enthält eine Radscheibe 64, die Rohre 65' und 65" und ebenfalls Wanddurchbrüche, die der Luft 66 den Durchtritt ermöglichen, ist jedoch auf dem Support 67 stationär angeordnet. Im übrigen gilt sinngemäß das in der Figurenbeschreibung gemäß Figuren 1 und 1a Gesagte.

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Claims

Patentansprüche

Gebläsewärmetauscher mit einem Ringrippenkörper, der aus in axialer Richtung nebeneinander oder wendelförmig angeordneten Ringrippen gebildet wird, die von Rohren durchdrungen sind, in welchen ein fließbarer Wärmeträger strömt, dadurch gekennzeichnet, daß der Rippenkörper in radialer Richtung in mindestens zwei konzentrische voneinander getrennte Ringbereiche unterteilt ist.
2. Gebläsewärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringrippen von in radialer Richtung aufeinanderfolgenden Ringbereichen axial, vorzugsweise um etwa einen halben axialen Abstand, versetzt zueinander angeordnet sind.
3. Gebläsewärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringrippen in mindestens einem Ringbereich umlaufen.
4. Gebläsewärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekenn-' zeichnet, daß zwischen wenigstens zwei Ringbereichen ein sich relativ zu diesen drehender Umlenk-Schaufelkranz angeordnet ist.
5. Gebläsewärmetauscher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator ein Umlenkschaufelgitter aufweist, welches die Strömung gegen die Umfangsrichtung umlenkt.

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6. Gebläsewärmetauscher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Umlenk-Schaufelkranζ feststeht.
7. Gebläsewärmetauscher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Umlenk-Schaufelkranζ sich dreht und die Ringbereiche mit den Ringrippen feststehen.
8. Gebläsewärmetauscher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß derSchaufelkranz und die Ringrippen sich in entgegengesetzter Richtung drehen.
9. Gebläsewärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringrippen umlaufen und zwischen den Ringbereichen mindestens ein aus in einem weiteren Ringbereich als Ringrippenkranz ausgebildeter Ringkörper vorgesehen ist, der sich relativ zu den Ringrippen dreht.
10. Umlaufende Wärmetauscher nach Anspruch 3 bzw. 9, dadurch gekennzeichnet, daß beide Ringverbände als Wärmetauscher ausgebildet, gegensinnig umlaufend angeordnet sind.

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