DE9112504U1 - Device for generating a cooled gas stream - Google Patents
Device for generating a cooled gas streamInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Description
GLAWE, DELFS, MOLL & PARTNER PATENTANWÄLTEGLAWE, DELFS, MOLL & PARTNER PATENT ATTORNEYS
RICHARD GLAWE KLAUS DELFSRICHARD GLAWE KLAUS DELFS
Dr.-Ing. (1952-1985) Dipl.-Ing.Dr.-Ing. (1952-1985) Dipl.-Ing.
WALTER MOLL ULRICH MENGDEHLWALTER MOLL ULRICH MENGDEHL
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HAMBURGHAMBURG
Gerät zum Erzeugen eines gekühlten Gasstroms.Device for generating a cooled gas stream.
Die Erfindung betrifft ein als Wirbelrohr ausgebildetes Gerät zum Erzeugen eines gekühlten Gasstroms mit einem Druckgaseinlaß, mit einem mit einer Drossel versehenen Auslaß für warmes Gas an einem Ende und mit einer Blende mit einem mittigen Auslaß für das kalte Gas am anderen Ende.The invention relates to a device designed as a vortex tube for generating a cooled gas flow with a compressed gas inlet, with an outlet provided with a throttle for warm gas at one end and with an orifice with a central outlet for the cold gas at the other end.
Es ist bekannt, daß man mit Hilfe eines unter Druck stehenden Gasstromes in einem Wirbelrohr einen gekühlten Gasstrom herstellen kann. Zu diesem Zweck wird das Druckgas, normalerweise Preßluft, tangential in ein Rohr über eine Düse eingeblasen, das an einer Seite mit einer Blende mit einem mittigen Loch verschlossen ist und am anderen Ende eine Drossel aufweist, die am Umfang des Wirbelrohres einen Ringspalt freiläßt. Durch diesen Ringspalt strömt warme Luft aus, während durch das mittige Loch der Lochblende Kaltluft ausströmt, die zum Kühlen verwendet werden kann.It is known that a cooled gas flow can be produced using a pressurized gas flow in a vortex tube. To do this, the pressurized gas, normally compressed air, is blown tangentially into a tube via a nozzle, which is closed on one side by a diaphragm with a central hole and has a throttle at the other end, which leaves an annular gap around the circumference of the vortex tube. Warm air flows out through this annular gap, while cold air, which can be used for cooling, flows out through the central hole of the perforated diaphragm.
Der Nachteil dieser Anordnung ist, daß man zur Erzeugung unterschiedlicher Temperaturen unterschiedliche Wirbelrohre bzw. Teile von Wirbelrohren (z.B. unterschiedliche Lochblenden oder Drosseln) benötigt. Für viele Fälle, insbesondere für Labor- und Prüfzwecke ist es aber erforderlich, unterschied-The disadvantage of this arrangement is that different vortex tubes or parts of vortex tubes (e.g. different apertures or throttles) are required to generate different temperatures. However, for many cases, especially for laboratory and test purposes, it is necessary to use different
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liehe Temperaturen erzeugen zu können. Dabei sollten diese Temperaturen nach Möglichkeit auch erreicht werden, wenn die Temperatur des Druckgases, z.B. der Preßluft unterschiedlich ist. Es versteht sich, daß wegen der erforderlichen großen Anzahl von Teilen bzw. ganzen Wirbelrohren die Benutzung dieses Effektes im Labor sehr kompliziert ist.to be able to generate different temperatures. If possible, these temperatures should also be achieved when the temperature of the compressed gas, e.g. the compressed air, is different. It goes without saying that the use of this effect in the laboratory is very complicated due to the large number of parts or entire vortex tubes required.
Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines Geräts der eingangs genannten Art, bei dem die Temperatur des gekühlten Gasstromes einfach gesteuert oder geregelt werden kann.The object of the invention is to create a device of the type mentioned at the beginning, in which the temperature of the cooled gas flow can be easily controlled or regulated.
Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß das Gerät eine verstellbare Einrichtung zur Steuerung der Gasströmung aufweist .The solution according to the invention consists in the device having an adjustable device for controlling the gas flow.
Die Erfindung geht dabei von der überraschenden Erkenntnis aus, daß das Wirbelrohr nicht nur unter genau definierten Betriebsbedingungen optimal arbeitet bzw. die Kühleigenschaften in erster Linie eine Folge der Geometrie des Wirbelrohres sind. Es wurde vielmehr überraschenderweise herausgefunden, daß durch Steuerung der Gasströmung die Temperatur des Kaltgases geändert werden kann.The invention is based on the surprising discovery that the vortex tube not only works optimally under precisely defined operating conditions, or that the cooling properties are primarily a result of the geometry of the vortex tube. Rather, it was surprisingly discovered that the temperature of the cold gas can be changed by controlling the gas flow.
So kann insbesondere der Durchströmquerschnitt der Drossel veränderbar sein. Daß man auf diese Weise die Menge des herausströmenden warmen Gases variieren kann, überrascht wohl nicht. Erstaunlicherweise kann aber auf diese Weise auch die Menge und/oder Temperatur des herausströmenden Kaltgases beeinflußt werden.In particular, the flow cross-section of the throttle can be changed. It is not surprising that the amount of warm gas flowing out can be varied in this way. Surprisingly, however, the amount and/or temperature of the cold gas flowing out can also be influenced in this way.
Gleichzeitig damit oder unabhängig davon kann auch die Menge des einströmenden Gases steuerbar sein. Steuert man gleichzeitig den Durchströmquerschnitt der Drossel und auch die Menge des einströmenden Gases, so können die Luftmenge an gekühltem Gas und die Temperatur in gewissen Grenzen unabhängig voneinander geregelt werden.At the same time or independently, the amount of gas flowing in can also be controlled. If the flow cross-section of the throttle and the amount of gas flowing in are controlled at the same time, the amount of cooled gas and the temperature can be controlled independently of each other within certain limits.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Lochblende am Kaltgasausgang veränderlichen Querschnitt auf, wobei hier insbesondere eine Lochblende vorgesehen sein kann, die ähnlich arbeitet wie die Irisblende einer Kamera. Auch durch eine solche veränderliche Öffnung für den gekühlten Gasstrom können die Menge des gekühlten Gasstromes als auch seine Temperatur varriiert werden.According to a further embodiment, the aperture at the cold gas outlet has a variable cross-section, whereby a aperture can be provided that works in a similar way to the iris diaphragm of a camera. The amount of the cooled gas flow and its temperature can also be varied by means of such a variable opening for the cooled gas flow.
Zweckmäßigerweise weist der Kaltgasausgang und/oder der Druckgaseingang einen Temperaturfühler auf, so daß die Temperatur des gekühlten Gases abgelesen werden kann. Durch Ablesen der Temperatur des zugeführten Druckgases kann dann gleichzeitig die Kühlwirkung beurteilt werden. Insbesondere dann, wenn am Kaltgasausgang ein Temperaturfühler angeordnet ist, kann eine Regelung für die Temperatur des gekühlten Gasstroms vorgesehen werden.The cold gas outlet and/or the compressed gas inlet are expediently equipped with a temperature sensor so that the temperature of the cooled gas can be read. By reading the temperature of the supplied compressed gas, the cooling effect can then be assessed at the same time. In particular, if a temperature sensor is arranged at the cold gas outlet, a control for the temperature of the cooled gas flow can be provided.
Zweckmäßigerweise wird das Gerät pistolenförmig ausgebildet, da es auf diese Weise besonders zweckmäßig und einfach Labor- und Prüfzwecken dienen kann.The device is conveniently designed in the shape of a pistol, as this makes it particularly practical and easy to use for laboratory and testing purposes.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von vorteilhaften Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:The invention is described below using advantageous embodiments with reference to the accompanying drawings. They show:
Fig. 1 im Längsschnitt ein Gerät der Erfindung;Fig. 1 shows a device according to the invention in longitudinal section;
Fig. 2 im Längsschnitt im Detail eine andere Art einer Drossel; undFig. 2 shows a longitudinal section in detail of another type of throttle; and
Fig. 3 in Draufsicht von vorne eine andere Blende als bei der Ausführungsform der Fig. 1.Fig. 3 shows a front view of a different panel than the embodiment in Fig. 1.
Das Wirbelrohr, das in Fig. 1 gezeigt ist, besteht im wesentlichen aus einem zylindrischen Rohr 1. Dieses Rohr ist auf der einen Seite von einer hier konusförmig gezeigten Drossel 2 begrenzt, die an ihrer Konusspitze eine Gewindespindel 3 trägt,The vortex tube shown in Fig. 1 consists essentially of a cylindrical tube 1. This tube is limited on one side by a throttle 2, shown here in a conical shape, which carries a threaded spindle 3 at its conical tip.
die in einen Querträger 4 innerhalb des Wirbelrohres 1 eingeschraubt ist. Durch Drehen der Drossel 2 kann der Querschnitt des Spaltes zwischen Rohr 1 und Drossel 2 eingestellt werden.which is screwed into a cross member 4 inside the vortex tube 1. By turning the throttle 2, the cross section of the gap between tube 1 and throttle 2 can be adjusted.
Auf der gegenüberliegenden Seite ist das Wirbelrohr 1 von einer Blende 5 versehen, d.h. einer Platte, die ein mittiges Loch 6 aufweist. An dieses Loch 6 schließt sich nach außen hin bei der Ausführungsform der Fig. 1 ein Rohr 7 an.On the opposite side, the vortex tube 1 is provided with a cover 5, i.e. a plate that has a central hole 6. In the embodiment of Fig. 1, a tube 7 is connected to this hole 6 on the outside.
Von unten kann durch eine Düse 8 tangential ein Druckgas in Richtung des Pfeiles 9 eingeblasen werden, das sich dann im Wirbelrohr 1 in zwei Ströme aufteilt, nämlich einen gekühlten Gasstrom, der das Wirbelrohr 1 durch die Öffnung 6 und das Rohr 7 in Richtung des Pfeiles 10 verläßt, während die warme Luft das Wirbelrohr 1 zwischen Wirbelrohr 1 und Drossel 2 in Richtung der Pfeile 11 verläßt.From below, a compressed gas can be blown in tangentially through a nozzle 8 in the direction of arrow 9, which then splits into two streams in the vortex tube 1, namely a cooled gas stream that leaves the vortex tube 1 through the opening 6 and the tube 7 in the direction of arrow 10, while the warm air leaves the vortex tube 1 between the vortex tube 1 and the throttle 2 in the direction of arrows 11.
Die Kühlwirkung und auch die Menge des strömenden Gases kann einerseits durch Hereinschrauben oder Herausschrauben der Drossel 2 oder aber durch ein Ventil 12 geregelt werden, mit dem die Menge des einströmenden Druckgases gesteuert wird, das hinter dem Ventil 12 durch die Düse 8 tangential in das Wirbelrohr 1 eingeblasen wird.The cooling effect and also the amount of gas flowing can be regulated by screwing in or unscrewing the throttle 2 or by a valve 12, which controls the amount of incoming compressed gas that is blown tangentially into the vortex tube 1 through the nozzle 8 behind the valve 12.
Am Kaltgasausgang, insbesondere auf dem Rohr 7 oder aber auch innerhalb desselben kann ein Temperaturfühler 13 vorgesehen sein, mit dem die Temperatur des Kaltgases gemessen und in einer Anzeige 14 angezeigt werden. In ähnlicher Weise kann am Druckgaseingang ein Temperaturfühler 15 und eine Temperaturanzeige 16 vorgesehen sein. Es ist, wie dies durch gestrichelte Linien und die ebenfalls gestrichelte Regelungseinheit 17 angedeutet ist, möglich, die Temperatur des durch das Rohr 7 ausströmenden Gases zu regeln, indem die Drossel 2 und das Ventil 12 durch die Einheit 17 verstellt werden.A temperature sensor 13 can be provided at the cold gas outlet, in particular on the pipe 7 or even inside it, with which the temperature of the cold gas is measured and displayed on a display 14. In a similar way, a temperature sensor 15 and a temperature display 16 can be provided at the compressed gas inlet. As indicated by dashed lines and the control unit 17, which is also dashed, it is possible to regulate the temperature of the gas flowing out through the pipe 7 by adjusting the throttle 2 and the valve 12 using the unit 17.
Für die Regelung könnten selbstverständlich auch noch andere Parameter verwendet werden, wie z.B. die Menge des einströmenden Druckgases.Of course, other parameters could also be used for control, such as the amount of incoming compressed gas.
Bei der Ausführungsform der Fig· 2 ist die Drossel als Schalldämpfer ausgebildet bzw. mit einem Schalldämpfer versehen. Das Rohr 1 verengt sich an seinem Hochtemperaturausgang. Die Drossel ist als Scheibe 2 ausgebildet, die wieder mit einer Gewindestange 3 an einem Querträger 4 gelagert ist. Gleichzeitig ist die Drosselscheibe 2 aber mit einem geschlossenen Keramikzylinder 18 verbunden, der aus Stabilitätsgründen noch von einem Drahtkorb umgeben sein kann und durch den die warme Luft entweicht, wobei der Schall der entweichenden Luft durch das Durchströmen durch den porösen Kermaikzylinder 18 gedämpft wird. Die Drossel 2 kann durch Verdrehen des Keramikrohres eingestellt werden.In the embodiment of Fig. 2, the throttle is designed as a silencer or is provided with a silencer. The pipe 1 narrows at its high-temperature outlet. The throttle is designed as a disk 2, which is again mounted on a cross member 4 with a threaded rod 3. At the same time, the throttle disk 2 is connected to a closed ceramic cylinder 18, which for stability reasons can also be surrounded by a wire basket and through which the warm air escapes, whereby the sound of the escaping air is dampened by flowing through the porous ceramic cylinder 18. The throttle 2 can be adjusted by turning the ceramic tube.
Bei der Ausführungsform der Fig. 3 ist die Blende 5 mit dem mittigen Loch als Irisblende 20 ausgebildet, deren mittiges Loch 6 mit Hilfe eines Einstellhebels 19 in der Größe verändert werden kann. Selbstverständlich ist bei dieser Ausführungsform keine Röhre 7 am Kaltgasausgang vorgesehen.In the embodiment of Fig. 3, the diaphragm 5 with the central hole is designed as an iris diaphragm 20, the size of the central hole 6 of which can be changed using an adjustment lever 19. Of course, in this embodiment, no tube 7 is provided at the cold gas outlet.
Claims (10)
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE9112504U DE9112504U1 (en) | 1991-10-08 | 1991-10-08 | Device for generating a cooled gas stream |
Applications Claiming Priority (1)
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| DE9112504U DE9112504U1 (en) | 1991-10-08 | 1991-10-08 | Device for generating a cooled gas stream |
Publications (1)
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| DE9112504U1 true DE9112504U1 (en) | 1992-01-23 |
Family
ID=6872030
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE9112504U Expired - Lifetime DE9112504U1 (en) | 1991-10-08 | 1991-10-08 | Device for generating a cooled gas stream |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE9112504U1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003038350A1 (en) * | 2001-11-02 | 2003-05-08 | Sonico Limited | Apparatus for generating ultrasound |
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| US11400322B2 (en) | 2016-08-19 | 2022-08-02 | Sata Gmbh & Co. Kg | Temperature-control device for heating and/or cooling gases or gas mixtures preferably for the use in the field of respiratory protection |
-
1991
- 1991-10-08 DE DE9112504U patent/DE9112504U1/en not_active Expired - Lifetime
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