EP3022446A1 - Device for pumping two fluid flows - Google Patents

Device for pumping two fluid flows

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Publication number
EP3022446A1
EP3022446A1 EP14705703.8A EP14705703A EP3022446A1 EP 3022446 A1 EP3022446 A1 EP 3022446A1 EP 14705703 A EP14705703 A EP 14705703A EP 3022446 A1 EP3022446 A1 EP 3022446A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fluid
flow
impeller
rotor
fluid channel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP14705703.8A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Claus BAKEBERG
Marcus BECHER
Stefan Becker
Reinhard Pauer
Eberhard Schlücker
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Friedrich Alexander Univeritaet Erlangen Nuernberg FAU
Original Assignee
Friedrich Alexander Univeritaet Erlangen Nuernberg FAU
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Friedrich Alexander Univeritaet Erlangen Nuernberg FAU filed Critical Friedrich Alexander Univeritaet Erlangen Nuernberg FAU
Publication of EP3022446A1 publication Critical patent/EP3022446A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D5/00—Pumps with circumferential or transverse flow
    • F04D5/001—Shear force pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D17/00—Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps
    • F04D17/08—Centrifugal pumps
    • F04D17/16—Centrifugal pumps for displacing without appreciable compression
    • F04D17/161—Shear force pumps

Definitions

  • the invention relates to a device for conveying a first fluid stream and a second fluid stream, in particular therefore a turbomachine, which supplies mechanical energy to at least two fluid streams.
  • the device should be suitable for a decentralized ventilation of rooms.
  • the device should be used with appropriate structural design in the field of water and wastewater technology. Further fields of application are the combination of different fluid streams, whereby combinations of gases and liquids can also be realized.
  • the invention relates to a ventilation system for ventilation of an interior with such a device or turbomachine.
  • the recommended air exchange can be ensured by opening the building envelope (windows, doors) or by special ventilation systems.
  • ventilation systems allows the corresponding technical design at the same time the transmission of a part of the transported with the exhaust air flow Heat to the supply air flow and thus a reduction in the heat losses of the building (ventilation systems with heat recovery).
  • the exhaust air is discharged through an exhaust air strand from the interior of the building into the environment, sucked in the supply air from the environment and transported by a supply air strand in the building interior.
  • the strands comprise different components such as pipes, manifolds, filters, suction and exhaust elements, protective grids, etc.
  • a common component of both strands is a heat exchanger that transfers heat from the warmer to the colder air stream.
  • the heat exchangers are predominantly designed in countercurrent or cross-flow design, sometimes as a rotary heat exchanger.
  • All components of the strands are so-called passive components that cause total pressure losses when flowing through. In both strands, therefore, a fan must be installed, which compensates the flow losses.
  • the invention has for its object to provide a cost-effective device for promoting eipes first fluid flow and a second fluid flow to give, which shows only a small noise.
  • the device is also intended to allow efficient heat transfer between the two fluid streams.
  • the invention is based on the further object of specifying a cost-effective ventilation system for ventilation of buildings, which operates quietly and allows efficient heat recovery from the exhaust air flow.
  • the first object is achieved according to the invention by a device for conveying a first fluid flow and a second fluid flow having a first fluid channel for guiding the first fluid flow along a first flow direction and a second fluid channel separated from the first fluid channel for guiding the second fluid flow along a second flow direction - summarizes, wherein a rotor is provided with a paddle-less, in each case teilbeetzschlagten of two fluid streams impeller in a cross-flow arrangement with respect to both flow directions.
  • the invention is based on the idea of using a paddle-free impeller in a cross-flow arrangement for conveying the fluid streams.
  • the work transfer from the impeller to the fluid flows via friction voltages.
  • the fluid stream flowing through the impeller enters and exits through a cylinder jacket surface with the outer diameter of the impeller.
  • the flow in the impeller is in an axis normal plane and thus has no velocity component in the direction of the impeller axis. Apart from the drive, such a cross-flow impeller runs largely silent.
  • the impeller is partially pressurized by both fluid streams.
  • each fluid stream flowing through the impeller wets only one circular segment of the impeller.
  • the impeller is flowed through by two separate fluid streams, each of which wets a circular ring segment of the impeller.
  • the impeller may be referred to herein as an at least partially teilbeetztes impeller.
  • the invention additionally offers the further advantage of efficient heat transfer between fluid streams having a temperature difference.
  • the impeller is used as a regenerative heat exchanger. In the area acted upon by a warm fluid flow, heat is transferred to the impeller, whereby the warm fluid flow is cooled. In the area acted upon by a cold fluid flow, the impeller releases stored heat, thereby heating the cold fluid stream.
  • an impeller is a rotating component of a turbomachine, which is traversed by a fluid which, when flowing through the impeller, supplies mechanical energy (pump impeller) or withdrawn (turbine impeller).
  • the specified device acts as a pump, ie as a turbomachine, which supplies mechanical energy to a fluid flow.
  • a rotor is understood to mean an assembly of a turbomachine which comprises one or more impellers to which mechanical energy is supplied or withdrawn, for example, via a shaft. Impeller and rotor are used in this case as synonyms.
  • boundary layer Since viscous fluids adhere to solid surfaces, a movement of solid surfaces against a fluid in the near-surface region (so-called boundary layer) causes the formation of shear stresses in the fluid. The moving solid surface exerts a drag on the fluid and causes movement of the fluid in the same direction as the movement of the solid surface.
  • the surface elements of the rotor pass alternately into both fluid streams during each revolution. If the fluid flows have different temperatures, the surface temperature of the rotor is increased in the region of the warmer fluid flow. It creates a heat flow from the hot fluid to the rotor and the temperature of the fluid decreases. If the heated surface elements of the rotor subsequently enter the region of the colder fluid flow, heat is transferred from the rotor to the colder fluid; the rotor temperature decreases and the fluid temperature is increased.
  • the specified device is thus able to take over the function of a regenerative heat exchanger in addition to the promotion of the two fluid streams.
  • the separate fluid streams only touch the part of the rotor located in the respective fluid channel.
  • the rotor delivers two separate fluid streams, and the device thus acts as a double-charged, cross-flow friction pump.
  • the at least two partially teilbeetzte cross-flow friction pump can thus, in particular in a ventilation system, the functions of Zu Kunststoff- and
  • the invention thus relates to a device for conveying a first fluid flow and a second fluid flow, at the same time enabling heat transfer from one fluid flow to the other.
  • An essential feature of the invention is to use the part of the impeller surfaces, which is not used for energy transfer during partial charging, to convey a second fluid flow.
  • the device In terms of properties as a heat exchanger, the device is classified as a cross-flow rotary heat exchanger. Unlike conventional The rotary fluid heat exchangers do not flow through the rotor in the direction of the axis of rotation, but perpendicular to it.
  • the arrangement of the first fluid channel and the second fluid channel relative to each other can be freely designed.
  • the first fluid channel and the second fluid channel are formed at least in the region of the impeller parallel to each other and in the opposite direction.
  • the rotor or the impeller can thus be used over the entire surface for conveying the two fluid streams.
  • one half of the rotor immersed in the one fluid flow and the other half of the rotor in the other fluid flow can be used.
  • a heat transfer between the two fluid streams can be constructively created.
  • the first fluid channel and the second fluid channel are separated from one another by a partition wall, at least in the area of the impeller, whereby the impeller passes through the partition wall.
  • the axis of rotation of the rotor lies in the partition wall plane and is perpendicular to the channel axis, the rotor is thus flowed through in cross-flow.
  • the dividing wall is preferably designed such that contact-free rotation of the rotor with respect to the dividing wall is enabled, but mixing of the fluid flows is largely prevented.
  • the fluid streams are in particular carried out in countercurrent in a channel which is divided by a partition in two sub-channels.
  • a sealing means for sealing the two fluid channels to each other is used between the impeller and the partition wall.
  • the sealing means preferably comprises self-adjusting separating bodies.
  • the rotational axis of the impeller are mounted axially displaceable. During operation, the gap widths between the rotating disks or running wheels and the separating bodies then set themselves within the framework of the available overall clearance.
  • the rotor preferably comprises a number of rotating disks or ribs arranged on a shaft, at or between which the fluid streams to be conveyed flow. Since liquids and gases adhere to solid surfaces (adhesive condition of viscous fluids), the rotating disks exert a dragging action on the surrounding fluid. The drag effect is caused by velocity gradients in the flow and is confined to a wall region in the flow field (PRANDTL boundary layer). In the case of several disks, the distance between the disks therefore has to be made sufficiently small, depending on the peripheral speed of the disks and the flow rate of the fluid in the impeller (adaptation to the boundary layer thickness).
  • the wheels of normal turbomachinery are equipped with blades. As the impellers flow through, they build up around the paddles pressure fields that rotate with the blades. From a dormant observer (absolute system), the flow is unsteady. The caused by the rotating pressure fields periodic pressure fluctuations are perceived as noise.
  • friction pumps or friction fans there are no blades. From the stationary system, the flow is stationary. As a result, friction pumps or friction fans have excellent acoustic properties. They are particularly suitable for applications in which low noise is required.
  • the rotor is designed as a disk rotor.
  • the rotor is designed as a drum rotor.
  • the rotor of the friction pump preferably consists of a number of rotating circular disks, which are arranged at a mutual distance on a shaft, or from a circumferentially finned rotating circular cylinder.
  • the disc rotor consists of a package of discs, which are positively mounted on a shaft.
  • the drum rotor is constructed in principle the same, but has an enlarged hub diameter compared to the disc rotor.
  • the hub can be designed as a hollow body (drum) and serve to receive a drive motor (external rotor motor). The friction with the flow take over circumferentially on the drum patch ribs.
  • separating bodies For disc rotors, a seal between the separate Fuidkanälen done by means of continuous separating body.
  • Wedge-shaped separating bodies act like air-lubricated slide bearings and stabilize the disks in the axial direction. If discs and separating body designed so that the discs or wheels on the rotor shaft and the separating body relative to the housing partition in the axial direction are displaced, so put in operation, the gap widths between the rotating discs and the separating bodies within the available overall game automatically.
  • the sealant may be provided by one or more comb-shaped sealing strips, which are firmly connected to the partition wall.
  • the tines of the sealing strips preferably extend to the rotor hub and allow only tight sealing gaps between the rotor and sealing strip. When flowing through the sealing gaps is a strong throttling, whereby the flow rate is reduced.
  • the purge line is fluidly connected to an off-axis portion of a wheel side chamber of the rotor.
  • a solid-state vortex which rotates at half the angular velocity of the rotor and causes a pressure gradient of the rotor shaft in the direction of the outer drum radius.
  • Achsfern can be removed fluid with increased pressure. If fluid is supplied to the wheel-side chamber in the region near the axis, the same amount of fluid can be taken off again at elevated pressure in the region remote from the axis and used for flushing.
  • the first fluid channel and the second fluid channel are each formed at least in the region of the impeller with a rectangular cross section.
  • a rectangular cross-section allows a structurally simple arrangement of the particular multi-flow rotor. Also, only a common separation Wand needed to separate the two fluid streams from each other or to lead the two fluid channels along each other.
  • the double-loaded cross-flow friction pump automatically acts as a regenerative heat exchanger between the two delivery flows.
  • the surface elements of the rotor come alternately in contact with the first and with the second fluid flow at each revolution.
  • the impeller is designed as a cross-flow rotary heat exchanger for the regenerative transfer of heat from the fluid flow of the one fluid channel to the fluid flow of the other fluid channel.
  • the intensity of the heat transfer from the fluid to the rotor or in the reverse direction is dependent on the thermal conductivity of the rotor material and the heat transfer coefficients between the fluid and the rotor.
  • the rotor should therefore consist of a material with good thermal conductivity.
  • the heat transfer between the fluid and the rotor correlates with the magnitude of the wall shear stress. Since high shear stresses are generated by the function as a friction pump, the impeller in its function as a heat exchanger reaches substantially higher heating surface loads than conventional flow or rotary heat exchangers.
  • the device comprises a line section in which the first fluid channel and the second fluid channel are arranged concentrically with one another.
  • the principle of a counterpart Heat exchanger in addition heat transfer between the fluid streams can be achieved
  • This line section with concentric guidance of the two fluid channels can preferably be configured as a discharge or introduction of the fluid streams.
  • the cross section of the line section widens to an opening region in which the inner fluid channel is designed as an inlet nozzle and the outer fluid channel as a diffuser. Due to the slowing down of the outflowing fluid flow in the area of the diffuser, efficient heat transfer to the fluid flow flowing in via the inlet nozzle can take place there.
  • the second object is achieved by a ventilation system for ventilation of an interior, wherein a device described above is used to exchange a supply air flow and an exhaust air flow. With respect to the interior, air is supplied via the one fluid channel and air is discharged via the other fluid channel.
  • the line section is formed with the concentric arrangement of the first fluid channel and the second fluid channel as a wall passage piece.
  • This allows a simple and cost-effective integration of at least two partially-charged cross-flow friction pump.
  • the concentric line sections merge into the first fluid channel and into the second fluid channel of a respective cross section, to the simultaneous promotion of which the impeller or the rotor is inserted.
  • An efficient heat transfer between the exhaust air and the supply air takes place via the impeller or the rotor of the cross-flow friction pump. Heat is also transferred from the exhaust air to the supply air in the concentric line section of the wall penetration piece.
  • FIG. 4 schematically shows a partially loaded cross-flow friction pump
  • FIG. 5 shows schematically a double-part-loaded cross-flow friction pump
  • FIG. 10 shows, from two different perspectives, the sealing area of a cross-flow friction pump with a drum rotor, wherein the sealing area is ventilated
  • FIG. 11 shows schematically a ventilation system for ventilation of an interior
  • Fig. 12 is a characteristic of a 20-speed disc rotor
  • Fig. 13 is a temperature characteristic of a 20-speed disc rotor.
  • the pressure number is by: and the delivery number
  • FIG. 1 shows schematically the rotor 1 of a cross-flow friction pump.
  • the rotor 1 comprises two arranged on a shaft 2 as disks formed rotating wheels 3, between which flows the fluid to be delivered.
  • the axis of rotation 4 of the rotor 1 is located.
  • the rotating disks or impellers 3 exert a dragging action on the surrounding fluid.
  • the drag effect is caused by velocity gradients in the flow and is confined to a region near the wall in the flow field.
  • the distance of the discs must therefore be made sufficiently small depending on the peripheral speed of the discs and the flow rate of the fluid in the rotor 1. As a result, the flow is limited by a two-flute rotor 1 with two disks.
  • Fig. 2 shows schematically the rotor 1 of a nine-flow cross-flow friction pump.
  • a total of ten discs or wheels 3 are mounted parallel to each other.
  • the impellers 3 and rotors 1 of friction pumps have no blades. As described, the energy transfer between an impeller 3 and a fluid flow takes place by wall shear stresses on the surfaces of the disks. From the stationary system, the flow is stationary. Friction pumps or friction fans therefore have excellent acoustic properties. properties. They are particularly suitable for applications in which low noise is required.
  • FIG. 3 shows a cross-flow friction pump 5, wherein the impeller 3 and the rotor 1 is inserted into a housing 6.
  • a fluid channel 8 acts as an inlet.
  • a fluid channel 9 acts as a drain.
  • the fluid channels 8, 9 are separated by a common partition 10.
  • a fluid 12 flows from the fluid channel 8 transversely to the rotor axis through a part of the rotor surface in the impeller 3.
  • the engaging into the impeller channels partition 10 separates the inflowing from the outflow fluid flow 12.
  • the outflow also takes place through the outer surface of the impeller 3 on the Fluid channel 9.
  • the impeller 3 deflects the fluid flow 12.
  • the rotational movement of the impeller 3 energy is introduced to promote the fluid flow 12.
  • the first flow direction 13 in the fluid channel 8 is directed counter to the second flow direction 14 in the fluid channel 9.
  • Fig. 4 in which another cross-flow friction pump 15 is shown, shows how the flow guidance of the fluid flow 12 can be modified and a so-called partial application of the impeller 3 can be realized.
  • the fluid flow 12 wets in the embodiment shown no longer the entire, but only a part of the surfaces of the discs of the rotor first
  • a device 20 which is designed as a two-part-loaded cross-flow friction pump.
  • the rotor 1 or the impeller 3 in this case passes through the dividing wall 10 between a first fluid channel 21 and a second fluid channel 22 parallel thereto.
  • a first fluid stream 24 flows along a first flow direction 25 through the first fluid channel 21.
  • a second fluid stream 26 flows through the second fluid channel 22 along a second flow direction 27.
  • the second flow direction 27 is directed counter to the first flow direction 25.
  • the impeller 3 passes through the partition wall 10 in the marked area 28.
  • the direction of rotation of the impeller 3 for the simultaneous delivery of the first fluid flow 24 and the second fluid flow 26 is shown.
  • the illustrated in Fig. 5 twice teilbeetzschlagte cross-flow friction pump and the device 20 can take over the functions of supply air and exhaust fans in particular in a ventilation system.
  • the impeller 3 and the discs automatically assume the function of a heat exchanger.
  • the warmer fluid flow 24, for example, heat is removed and transferred by the rotation of the impeller 3 to the colder fluid flow 26.
  • FIG. 6 For the practical application of the device 20 according to FIG. 5 as a cross-flow friction fan, which also acts as a cross-flow heat exchanger, in a ventilation system, a multi-flow design of the friction fan is required.
  • FIG. 6 an eight-pulley disk rotor 31 with nine disks arranged in parallel is shown as the rotor 1 for this purpose.
  • the bearing sections 30 of the disk rotor 31 can be seen.
  • FIG. 7 shows an alternative embodiment of a rotor 1 for the practical application of the device 20 according to FIG. 5 in a ventilation system.
  • the rotor 1 according to FIG. 7 is designed as an eight-flow drum rotor 33 with nine disks or ribs arranged in parallel on a drum 34.
  • the bearing sections 30 will also be apparent.
  • the drum 34 is hollow. The result is a Radretesch 36, which can find an advantageous use described below.
  • the drum 34 may serve to receive a drive motor, in particular an external rotor motor.
  • FIGS. 8 and 9 it can be seen how the fluid flows to be conveyed simultaneously between the first fluid channel 21 and the second fluid channel 22 are separated from one another in the region of the rotor 1.
  • the partition 10 between the two Fluid channels 21, 22 is structurally designed so that the impeller 3 and the disc rotor 31 in Fig. 8 or drum rotor 33 as shown in FIG. 9 can rotate freely and a non-contact seal between the partition and the impeller 3 is secured.
  • the sealing can be effected by means of a sealing means 38, which has individual, continuous separating bodies 40.
  • a sealing means 38 which has individual, continuous separating bodies 40.
  • Each of a spline 42 having separating body 40 act as air-lubricated plain bearings and stabilize the discs or wheels 3 of the rotor 1 in the axial direction.
  • Both the discs or wheels 3 and the separator 40 are slidably mounted relative to the partition 10 in the axial direction.
  • the gap widths between the rotating disks and the separating bodies 40 automatically set within the scope of the available overall clearance.
  • the sealing means 38 mounted in the partition wall 10 on the impeller 3 according to FIG. 9 is designed as one or more comb-shaped sealing strips, which are each fixedly connected to the partition wall 10. The tines of the sealing strips extend to the scar of the impeller 3 and the drum rotor 33 and leave only narrow sealing gaps between the
  • Leakage flow between the fluid streams can be reduced.
  • complete sealing is generally not possible with non-contact seals.
  • the sealing means 38 is formed at least on one side by two spaced sealing strips.
  • a purge line 47 opens out of the drum rotor 33. Via the purge line 47, supply air with increased pressure is introduced into the space 45 between the sealing strips as purge air. The purge air is removed via the purge line 47 to a region 48 of the wheel side chamber 36 which is remote from the axis.
  • a solid-state vortex is formed in the wheel-side chamber 36, which rotates at half the angular speed of the drum rotor 33 and causes a pressure gradient of the rotor shaft in the direction of the drum outer radius. If the wheel side chamber 36 in the near-axis region 50 via a discharge line 49 air from the second fluid channel 22, in this case from the supply air discharge nozzle supplied, so the same amount of air can be removed with increased pressure in the off-axis area 48 again and used as purge air.
  • a ventilation system 51 for ventilation of an interior 52 through a wall 53 is shown schematically.
  • a device 20 is used as described above.
  • the device 20 comprises in a wall opening 24 a line section 26 which is formed as a wall passage piece 57.
  • this line section 56 the first fluid channel 21 and the second fluid channel 22 extend concentrically, whereby a further possibility for a heat transfer from the exhaust air 24 is created in the supply air 26.
  • the rotor 1 of the device 20 acts as a regenerative heat exchanger in a cross-flow arrangement as already described.
  • the ventilation system 51 is designed as a heat exchanger system that serves the air flow of the supply and exhaust air stream (26, 24) and the heat recovery.
  • the line section 56 expands outward to an opening portion 60.
  • the inner second fluid channel 22, which serves the supply air guide expands in the outer region to an inlet nozzle 61.
  • the exhaust air guide serving outer, first fluid channel 21 follows in the outer region of the shape of the inlet nozzle 61 and fulfills the function of a diagonal / radial diffuser. As a result, the exit loss of the exhaust air stream 24 is reduced.
  • outlet diffuser 62 and inlet nozzle 61 is located a few centimeters away from the wall 53. By the distance of the exit surface of the wall 53 a safe drainage of condensate is ensured.
  • the transition of the air flow from two concentric annulus tubes to two parallel rectangular channels takes place constructively in the form shown in the figure.
  • the transition can be combined with the arrangement of pollen filters 64 and humidifiers.
  • the invention enables the replacement of three assemblies conventional ventilation systems with heat recovery by a single assembly, which is also extremely simple and compact.
  • the module combines the functions of the supply air fan and exhaust fan. Furthermore, the module acts as a heat exchanger between supply and exhaust air flow.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

The invention relates to a device (20) for pumping a first fluid flow (24) and a second fluid flow (26), said device comprising a first fluid channel (21) for conducting the first fluid flow (24) along a first flow direction (25) and a second fluid channel (22), which is separate from the first fluid channel (21), for conducting the second fluid flow (26) along a second flow direction (27). A rotor (1) with a vaneless impeller (3), upon which each fluid flow (24, 26) partially impinges, is provided in a transverse flow arrangement relative to the two flow directions (25, 27) in order to pump the fluid flows (24, 26). The invention further relates to a ventilating system (51) for supplying and extracting air to/from an interior (52), said system comprising such a device (20). The device (20) functions simultaneously as a transverse flow friction pump and as a transverse flow regenerative heat exchanger.

Description

Beschreibung  description
Vorrichtung zur Förderung zweier Fluidströme  Device for conveying two fluid streams
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Förderung eines ersten Fluidstroms und eines zweiten Fluidstroms, insbesondere also eine Turbomaschine, die wenigstens zwei Fluidströmen mechanische Energie zuführt. Die Vorrichtung soll sich zu einer dezentralen Be- und Entlüftung von Räumen eignen. Die Vorrichtung soll aber bei entsprechender konstruktiver Ausführung auch im Bereich der Wasser- und Abwassertechnik Verwendung finden. Weitere Anwendungsgebiete erschließen sich bei Kombination unterschiedlicher Fluidströme, wobei auch Kombinationen von Gasen und Flüssigkeiten realisierbar sind. Weiter betrifft die Erfindung eine Lüftungsanlage zur Be- und Entlüftung eines Innenraums mit einer derartigen Vorrichtung oder Turbomaschine. The invention relates to a device for conveying a first fluid stream and a second fluid stream, in particular therefore a turbomachine, which supplies mechanical energy to at least two fluid streams. The device should be suitable for a decentralized ventilation of rooms. However, the device should be used with appropriate structural design in the field of water and wastewater technology. Further fields of application are the combination of different fluid streams, whereby combinations of gases and liquids can also be realized. Furthermore, the invention relates to a ventilation system for ventilation of an interior with such a device or turbomachine.
Die Durchsetzung von Energieeinsparmaßnahmen (z.B. nach deutschem Recht entsprechend der Energieeinsparverordnung EnEV 2007 und ihrer Novellierungen) führt im Bauwesen allgemein zu einer verbesserten Wärmeisolation und zur Erhöhung der Dichtheit der Gebäudehüllen. Enforcement of energy saving measures (for example, under German law in accordance with the Energy Saving Ordinance EnEV 2007 and its amendments) generally leads to improved thermal insulation and to increase the tightness of building envelopes in construction.
Einerseits kann dadurch der Transmissionswärmebedarf von Bauwerken gesenkt werden. Andererseits wird aber der natürliche Austausch der Luft im Gebäudeinneren mit der Umgebungsluft weitgehend unterbunden. Zur Gewährleistung eines günstigen Raumklimas und zur Vermeidung von Feuchteschäden wird jedoch - abhängig von der Nutzung des jeweiligen Raumes - ein vollständiger Austausch der Raumluft durch Umgebungsluft in einem Zeitraum von 0,25 bis 2 Stunden empfohlen. On the one hand, this can reduce the transmission heat requirement of buildings. On the other hand, however, the natural exchange of air inside the building with the ambient air is largely prevented. However, to ensure a favorable indoor climate and avoid moisture damage, depending on the use of the room in question, a complete exchange of indoor air with ambient air over a period of 0.25 to 2 hours is recommended.
Der empfohlene Luftwechsel kann durch Öffnen der Gebäudehülle (Fenster, Türen) oder durch spezielle Lüftungsanlagen gewährleistet werden. Der Einsatz von Lüftungsanlagen ermöglicht bei entsprechender technischer Ausführung zugleich die Übertragung eines Teiles der mit der mit dem Abluftstrom transportierten Wärme an den Zuluftstrom und damit eine Senkung der Wärmeverluste des Gebäudes (Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung). The recommended air exchange can be ensured by opening the building envelope (windows, doors) or by special ventilation systems. The use of ventilation systems allows the corresponding technical design at the same time the transmission of a part of the transported with the exhaust air flow Heat to the supply air flow and thus a reduction in the heat losses of the building (ventilation systems with heat recovery).
Alle Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinn sind vom Funktionsprinzip her gleich aufgebaut. Die Abluft wird durch einen Abluft-Strang aus dem Gebäudeinneren in die Umgebung abgeführt, die Zuluft aus der Umgebung angesaugt und durch einen Zuluft-Strang in das Gebäudeinnere transportiert. All ventilation systems with heat recovery have the same functional design. The exhaust air is discharged through an exhaust air strand from the interior of the building into the environment, sucked in the supply air from the environment and transported by a supply air strand in the building interior.
Die Stränge umfassen unterschiedliche Bauelemente wie Rohrleitungen, Krümmer, Filter, Ansaug- und Ausblaselemente, Schutzgitter usw. Gemeinsames Bauelement beider Stränge ist ein Wärmeübertrager, der Wärme vom jeweils wärmeren an den kälteren Luftstrom überträgt. The strands comprise different components such as pipes, manifolds, filters, suction and exhaust elements, protective grids, etc. A common component of both strands is a heat exchanger that transfers heat from the warmer to the colder air stream.
Die Wärmeübertrager werden überwiegend in Gegenstrom- oder Kreuzstrombauweise ausgeführt, zuweilen auch als Rotations-Wärmeübertrager. The heat exchangers are predominantly designed in countercurrent or cross-flow design, sometimes as a rotary heat exchanger.
Alle Bauelemente der Stränge sind sogenannte passive Bauelemente, die bei Durchströmung Gesamtdruckverluste verursachen. In beide Stränge muss daher jeweils ein Ventilator eingebaut werden, der die Durchströmverluste kompensiert. All components of the strands are so-called passive components that cause total pressure losses when flowing through. In both strands, therefore, a fan must be installed, which compensates the flow losses.
Als Ventilatoren kommen überwiegend Axial- oder Radiallüfter zum Einsatz. Auf Grund ihres Wirkprinzips (die Rotoren erzeugen periodisch umlaufende Druckschwankungen) können diese Maschinen - insbesondere bei größeren Leistungseinheiten - nachteiligerweise erheblichen Lärm verursachen. As fans mainly axial or radial fans are used. Due to their principle of operation (the rotors generate periodically circulating pressure fluctuations), these machines - especially with larger power units - disadvantageously cause considerable noise.
Viele der im Handel erhältlichen dezentralen Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung befinden sich auf hohem technischem Niveau und erreichen bei gutem Bedienungskomfort eine beachtliche Energieeffizienz. Dem Einsatz derartiger Anlagen stehen aber oftmals erhebliche Anschaffungskosten und störend große Abmessungen der Geräte entgegen. Many of the commercially available decentralized ventilation systems with heat recovery are at a high technical level and achieve considerable energy efficiency with good ease of operation. However, the use of such systems is often precluded by considerable acquisition costs and disruptively large dimensions of the devices.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine möglichst kostengünstige Vorrichtung zur Förderung eipes ersten Fluidstroms und eines zweiten Fluidstroms anzu- geben, die nur eine geringe Geräuschentwicklung zeigt. Die Vorrichtung soll darüber hinaus eine effiziente Wärmeübertragung zwischen den beiden Fluidströmen ermöglichen. Der Erfindung liegt die weitere Aufgabe zugrunde, eine möglichst kostengünstige Lüftungsanlage zur Be- und Entlüftung von Gebäuden anzugeben, die geräuscharm arbeitet und die eine effiziente Wärmerückgewinnung aus dem Abluftstrom ermöglicht. The invention has for its object to provide a cost-effective device for promoting eipes first fluid flow and a second fluid flow to give, which shows only a small noise. The device is also intended to allow efficient heat transfer between the two fluid streams. The invention is based on the further object of specifying a cost-effective ventilation system for ventilation of buildings, which operates quietly and allows efficient heat recovery from the exhaust air flow.
Die erstgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung zur Förderung eines ersten Fluidstroms und eines zweiten Fluidstroms gelöst, die einen ersten Fluidkanal zur Führung des ersten Fluidstroms entlang einer ersten Strömungsrichtung und einen vom ersten Fluidkanal getrennten zweiten Fluidkanal zur Führung des zweiten Fluidstroms entlang einer zweiten Strömungsrichtung um- fasst, wobei ein Rotor mit einem schaufellosen, von beiden Fluidströmen jeweils teilbeaufschlagten Laufrad in einer Querstromanordnung bezüglich beider Strömungsrichtungen vorgesehen ist. The first object is achieved according to the invention by a device for conveying a first fluid flow and a second fluid flow having a first fluid channel for guiding the first fluid flow along a first flow direction and a second fluid channel separated from the first fluid channel for guiding the second fluid flow along a second flow direction - summarizes, wherein a rotor is provided with a paddle-less, in each case teilbeaufschlagten of two fluid streams impeller in a cross-flow arrangement with respect to both flow directions.
Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, ein schaufelloses Laufrad in einer Querstromanordnung zur Förderung der Fluidströme einzusetzen. Die Arbeitsübertragung vom Laufrad an die Fluidströme erfolgt über Reibungsspannungen. Bei einem Querstrom-Laufrad tritt der das Laufrad durchströmende Fluid- strom durch eine Zylindermantelfläche mit dem Außendurchmesser des Laufrades ein und aus. Die Strömung im Laufrad liegt in einer Achsnormal-Ebene und hat somit keine Geschwindigkeitskomponente in Richtung der Laufradachse. Abgesehen vom Antrieb läuft ein derartiges Querstrom-Laufrad weitestgehend geräuschlos. The invention is based on the idea of using a paddle-free impeller in a cross-flow arrangement for conveying the fluid streams. The work transfer from the impeller to the fluid flows via friction voltages. In the case of a cross-flow impeller, the fluid stream flowing through the impeller enters and exits through a cylinder jacket surface with the outer diameter of the impeller. The flow in the impeller is in an axis normal plane and thus has no velocity component in the direction of the impeller axis. Apart from the drive, such a cross-flow impeller runs largely silent.
Das Laufrad wird von beiden Fluidströmen teilbeaufschlagt. Somit benetzt jeder das Laufrad durchströmende Fluidstrom nur ein Kreisringsegment des Laufrads. Das Laufrad wird von zwei getrennten Fluidströmen, die jeweils ein Kreisringsegment des Laufrades benetzen, durchströmt. Das Laufrad kann vorliegend entsprechend als ein wenigstens zweifach teilbeaufschlagtes Laufrad bezeichnet werden. Durch das Vorsehen eines zweifach teilbeaufschlagten Laufrades in Querstromanordnung bietet die Erfindung zusätzlich den weiteren Vorteil eines effizienten Wärmeübertrags zwischen Fluidströmen, die eine Temperaturdifferenz aufweisen. Hierbei ist das Laufrad als regenerativer Wärmeübertrager eingesetzt. In dem von einem warmen Fluidstrom beaufschlagten Bereich wird Wärme auf das Laufrad übertragen, wobei der warme Fluidstrom abgekühlt wird. Im von einem kalten Fluidstrom beaufschlagten Bereich gibt das Laufrad gespeicherte Wärme ab, wodurch der kalte Fluidstrom erwärmt wird. The impeller is partially pressurized by both fluid streams. Thus, each fluid stream flowing through the impeller wets only one circular segment of the impeller. The impeller is flowed through by two separate fluid streams, each of which wets a circular ring segment of the impeller. The impeller may be referred to herein as an at least partially teilbeaufschlagtes impeller. By providing a dual-part impeller in transverse flow arrangement, the invention additionally offers the further advantage of efficient heat transfer between fluid streams having a temperature difference. Here, the impeller is used as a regenerative heat exchanger. In the area acted upon by a warm fluid flow, heat is transferred to the impeller, whereby the warm fluid flow is cooled. In the area acted upon by a cold fluid flow, the impeller releases stored heat, thereby heating the cold fluid stream.
Der Begriff eines Fluids wird vorliegend als Oberbegriff für Flüssigkeiten und Gase verwendet. Allgemein wird unter einem Laufrad ein rotierendes Bauteil einer Turbomaschine bezeichnet, das von einem Fluid durchströmt wird, dem beim Durchströmen des Laufrades mechanische Energie zugeführt (Pumpenlaufrad) oder entzogen (Turbinenlaufrad) wird. Die angegebene Vorrichtung wirkt als eine Pumpe, also als eine Turbomaschine, die einem Fluidstrom mechanische Energie zuführt. The term of a fluid is used herein as a generic term for liquids and gases. In general, an impeller is a rotating component of a turbomachine, which is traversed by a fluid which, when flowing through the impeller, supplies mechanical energy (pump impeller) or withdrawn (turbine impeller). The specified device acts as a pump, ie as a turbomachine, which supplies mechanical energy to a fluid flow.
Unter einem Rotor wird eine Baugruppe einer Turbomaschine verstanden, die ein oder mehrere Laufräder umfasst, denen beispielsweise über eine Welle mechanische Energie zugeführt oder entzogen wird. Laufrad und Rotor werden vorliegend auch als Synonyme verwendet. A rotor is understood to mean an assembly of a turbomachine which comprises one or more impellers to which mechanical energy is supplied or withdrawn, for example, via a shaft. Impeller and rotor are used in this case as synonyms.
Da viskose Fluide an festen Oberflächen haften bewirkt eine Bewegung fester Oberflächen gegenüber einem Fluid im oberflächennahen Bereich (sog. Grenzschicht) die Ausbildung von Schubspannungen im Fluid. Die bewegte feste Oberfläche übt eine Schleppwirkung auf das Fluid aus und verursacht eine Bewegung des Fluids in gleicher Richtung wie die Bewegung der festen Oberfläche. Since viscous fluids adhere to solid surfaces, a movement of solid surfaces against a fluid in the near-surface region (so-called boundary layer) causes the formation of shear stresses in the fluid. The moving solid surface exerts a drag on the fluid and causes movement of the fluid in the same direction as the movement of the solid surface.
Infolge der Rotation gelangen die Oberflächenelemente des Rotors bei jeder Umdrehung abwechselnd in beide Fluidströme. Haben die Fluidströme unterschiedliche Temperatur, so wird im Bereich des wärmeren Fluidstromes die Oberflächentemperatur des Rotors erhöht. Es entsteht ein Wärmestrom vom warmen Fluid an den Rotor und die Temperatur des Fluids vermindert sich. Geraten die erwärmten Oberflächenelemente des Rotors anschließend in den Bereich des kälteren Fluidstromes, so wird Wärme vom Rotor an das kältere Fluid abgegeben; die Rotortemperatur vermindert sich und die Fluidtemperatur wird erhöht. As a result of the rotation, the surface elements of the rotor pass alternately into both fluid streams during each revolution. If the fluid flows have different temperatures, the surface temperature of the rotor is increased in the region of the warmer fluid flow. It creates a heat flow from the hot fluid to the rotor and the temperature of the fluid decreases. If the heated surface elements of the rotor subsequently enter the region of the colder fluid flow, heat is transferred from the rotor to the colder fluid; the rotor temperature decreases and the fluid temperature is increased.
Anschließend erreichen die abgekühlten Oberflächenelemente des Rotors wieder den wärmeren Fluidstrom, und der Zyklus wiederholt sich. Subsequently, the cooled surface elements of the rotor again reach the warmer fluid flow, and the cycle is repeated.
Die angegebene Vorrichtung ist somit in der Lage, neben der Förderung der beiden Fluidströme auch noch die Funktion eines Regenerativ-Wärmeübertragers zu übernehmen. The specified device is thus able to take over the function of a regenerative heat exchanger in addition to the promotion of the two fluid streams.
Die getrennten Fluidströme berühren nur den im jeweiligen Fluidkanal befindlichen Teil des Rotors. Der Rotor fördert zwei getrennte Fluidströme und die Vorrichtung fungiert somit als zweifach teilbeaufschlagte Querstrom-Reibungspumpe. Durch Realisierung einer zweifachen Teilbeaufschlagung können durch ein Laufrad gleichzeitig zwei getrennte Fluidströme gefördert werden. The separate fluid streams only touch the part of the rotor located in the respective fluid channel. The rotor delivers two separate fluid streams, and the device thus acts as a double-charged, cross-flow friction pump. By realizing a double Teilbeaufschlagung can be promoted by an impeller simultaneously two separate fluid streams.
Die wenigstens zweifach teilbeaufschlagte Querstrom-Reibungspumpe kann somit insbesondere in einer Lüftungsanlage die Funktionen von Zuluft- und The at least two partially teilbeaufschlagte cross-flow friction pump can thus, in particular in a ventilation system, the functions of Zuluft- and
Abluftventilator übernehmen. Take over exhaust fan.
Bei der Erfindung handelt es sich somit um eine Vorrichtung zur Förderung eines ersten Fluidstroms und eines zweiten Fluidstroms, wobei gleichzeitig eine Wärmeübertragung von einem Fluidstrom zum anderen ermöglicht ist. The invention thus relates to a device for conveying a first fluid flow and a second fluid flow, at the same time enabling heat transfer from one fluid flow to the other.
Wesentliches Merkmal der Erfindung ist es, den bei Teilbeaufschlagung nicht zur Energieübertragung genutzten Teil der Laufradoberflächen zur Förderung eines zweiten Fluidstromes heranzuziehen. An essential feature of the invention is to use the part of the impeller surfaces, which is not used for energy transfer during partial charging, to convey a second fluid flow.
Hinsichtlich der Eigenschaften als Wärmeübertrager ist das Gerät als ein Querstrom-Rotationswärmeübertrager zu klassifizieren. Im Gegensatz zu herkömmli- chen Rotationswärmeübertragern durchströmen die Fluidströme den Rotor nicht in Richtung der Rotationsachse, sondern senkrecht dazu. In terms of properties as a heat exchanger, the device is classified as a cross-flow rotary heat exchanger. Unlike conventional The rotary fluid heat exchangers do not flow through the rotor in the direction of the axis of rotation, but perpendicular to it.
Grundsätzlich ist die Anordnung des ersten Fluidkanals und des zweiten Fluidka- nals zueinander frei gestaltbar. Im Sinne einer konstruktiv einfachen Ausgestaltung und einer effizienten Energieübertragung zur Förderung der beiden Fluidströme ist es jedoch zu bevorzugen, wenn der erste Fluidkanal und der zweite Fluidkanal zumindest im Bereich des Laufrads parallel zueinander und in entgegensetzte Richtung durchströmbar ausgebildet sind. Der Rotor bzw. das Laufrad kann somit vollflächig zur Förderung der beiden Fluidströme eingesetzt werden. Dabei taucht die eine Hälfte des Rotors in den einen Fluidstrom und die andere Hälfte des Rotors in den anderen Fluidstrom ein. Auch wird es möglich, einen Großteil des Rotors zur Wärmeübertragung zwischen den beiden Fluidströmen zu verwenden. Auch durch die parallele Führung der beiden Fluidströme in Gegen- stromrichtung kann konstruktiv eine Wärmeübertragung zwischen den beiden Fluidströmen geschaffen werden. In principle, the arrangement of the first fluid channel and the second fluid channel relative to each other can be freely designed. In terms of a structurally simple embodiment and an efficient energy transfer to promote the two fluid streams, however, it is preferable if the first fluid channel and the second fluid channel are formed at least in the region of the impeller parallel to each other and in the opposite direction. The rotor or the impeller can thus be used over the entire surface for conveying the two fluid streams. In this case, one half of the rotor immersed in the one fluid flow and the other half of the rotor in the other fluid flow. Also, it becomes possible to use a majority of the rotor for heat transfer between the two fluid streams. Also by the parallel guidance of the two fluid streams in the counterflow direction, a heat transfer between the two fluid streams can be constructively created.
Zweckmäßigerweise sind der erste Fluidkanal und der zweite Fluidkanal zumindest im Bereich des Laufrads durch eine Trennwand voneinander separiert, wobei das Laufrad die Trennwand durchsetzt. Expediently, the first fluid channel and the second fluid channel are separated from one another by a partition wall, at least in the area of the impeller, whereby the impeller passes through the partition wall.
Die Drehachse des Rotors liegt dabei in der Trennwandebene und steht senkrecht zur Kanalachse, der Rotor wird somit im Querstrom durchströmt. Im Bereich des Rotors ist die Trennwand bevorzugt dergestalt ausgearbeitet, dass eine berührungslose Drehung des Rotors gegenüber der Trennwand ermöglicht, eine Vermischung der Fluidströme aber weitgehend verhindert wird. Die Fluidströme werden insbesondere im Gegenstromprinzip in einem Kanal, der durch eine Trennwand in zwei Teilkanäle unterteilt ist, geführt. The axis of rotation of the rotor lies in the partition wall plane and is perpendicular to the channel axis, the rotor is thus flowed through in cross-flow. In the area of the rotor, the dividing wall is preferably designed such that contact-free rotation of the rotor with respect to the dividing wall is enabled, but mixing of the fluid flows is largely prevented. The fluid streams are in particular carried out in countercurrent in a channel which is divided by a partition in two sub-channels.
Bevorzugt ist zwischen das Laufrad und die Trennwand ein Dichtmittel zur Abdichtung der beiden Fluidkanäle zueinander eingesetzt. Hierdurch wird eine Durchmischung der Fluidströme im Bereich des die Trennwand durchsetzenden Laufrads möglichst gering gehalten. Bevorzugt umfasst hierbei das Dichtmittel selbstjustierende Trennkörper. Insbesondere sind das Laufrad und/oder die Trennkörper bzgl. der Drehachse des Laufrades axial verschiebbar gelagert. Im Betrieb stellen sich dann die Spaltweiten zwischen den rotierenden Scheiben bzw. Laufrädem und den Trennkörpern im Rahmen des verfügbaren Gesamtspiels selbsttätig ein. Preferably, a sealing means for sealing the two fluid channels to each other is used between the impeller and the partition wall. As a result, a thorough mixing of the fluid streams in the region of the impeller passing through the partition wall is kept as low as possible. In this case, the sealing means preferably comprises self-adjusting separating bodies. In particular, the impeller and / or the separating body with respect. The rotational axis of the impeller are mounted axially displaceable. During operation, the gap widths between the rotating disks or running wheels and the separating bodies then set themselves within the framework of the available overall clearance.
Der Rotor umfasst vorzugsweise eine Anzahl von auf einer Welle angeordneten rotierenden Scheiben oder Rippen, an oder zwischen denen die zu fördernden Fluidströme strömen. Da Flüssigkeiten und Gase an festen Oberflächen haften (Haftbedingung viskoser Fluide), üben die rotierenden Scheiben eine Schleppwirkung auf das umgebende Fluid aus. Die Schleppwirkung wird durch Geschwindigkeitsgradienten in der Strömung verursacht und beschränkt sich auf einen wandnahen Bereich im Strömungsfeld (PRANDTL'sche Grenzschicht). Bei mehreren Scheiben muss der Abstand der Scheiben deshalb abhängig von der Umfangsgeschwindigkeit der Scheiben und der Durchflussgeschwindigkeit des Fluids im Laufrad hinreichend klein ausgeführt werden (Anpassung an die Grenzschichtdicke). The rotor preferably comprises a number of rotating disks or ribs arranged on a shaft, at or between which the fluid streams to be conveyed flow. Since liquids and gases adhere to solid surfaces (adhesive condition of viscous fluids), the rotating disks exert a dragging action on the surrounding fluid. The drag effect is caused by velocity gradients in the flow and is confined to a wall region in the flow field (PRANDTL boundary layer). In the case of several disks, the distance between the disks therefore has to be made sufficiently small, depending on the peripheral speed of the disks and the flow rate of the fluid in the impeller (adaptation to the boundary layer thickness).
Größere Volumenströme lassen sich durch Aufteilung des Gesamtförderstromes auf mehrere parallel geschaltete Laufräder realisieren, die auf der gleichen Welle angeordnet sind (mehrflutige Bauweise von Turbomaschinen). Der Rotor ist demnach vorteilhafterweise mehrflutig ausgebildet, also mit einer Mehrzahl von Scheiben oder Rippen versehen. Larger volume flows can be achieved by dividing the total flow rate on several parallel-connected impellers, which are arranged on the same shaft (multi-flow design of turbomachinery). The rotor is thus advantageously designed with multiple flow, that is provided with a plurality of discs or ribs.
Da bei einer Querstromanordnung die Zu- und die Abströmung nur durch die Aus- senmantelfläche der Laufräder erfolgt, lassen sich problemlos beliebig viele Laufräder bzw. Scheiben oder Rippen in einem Rotor zusammenfassen. Laufschaufeln sind nicht vorgesehen. Die Energieübertragung zwischen dem Laufrad und dem Fluidstrom erfolgt ausschließlich durch Wandschubspannungen an den Scheiben- Oberflächen. Since in a cross-flow arrangement the inflow and outflow only occur through the outer surface of the impellers, any number of impellers or disks or ribs in a rotor can be combined without difficulty. Blades are not provided. The energy transfer between the impeller and the fluid flow takes place exclusively by wall shear stresses on the disc surfaces.
Im Gegensatz dazu sind die Laufräder normaler Turbomaschinen mit Laufschaufeln ausgerüstet. Bei der Durchströmung der Laufräder bauen sich um die Lauf- schaufeln Druckfelder auf, die mit den Laufschaufeln umlaufen. Von einem ruhenden Beobachter aus betrachtet (Absolutsystem) ist die Strömung instationär. Die durch die umlaufenden Druckfelder hervorgerufenen periodischen Druckschwankungen werden als Lärm wahrgenommen. In contrast, the wheels of normal turbomachinery are equipped with blades. As the impellers flow through, they build up around the paddles pressure fields that rotate with the blades. From a dormant observer (absolute system), the flow is unsteady. The caused by the rotating pressure fields periodic pressure fluctuations are perceived as noise.
Bei Reibungspumpen oder Reibungsventilatoren existieren keine Laufschaufeln. Vom ruhenden System aus betrachtet ist die Strömung stationär. Dadurch haben Reibungspumpen oder Reibungsventilatoren hervorragende akustische Eigenschaften. Sie eignen sich besonders für Einsatzgebiete, bei denen geringe Lärmentwicklung gefordert wird. With friction pumps or friction fans, there are no blades. From the stationary system, the flow is stationary. As a result, friction pumps or friction fans have excellent acoustic properties. They are particularly suitable for applications in which low noise is required.
Gemäß einer ersten bevorzugten Variante ist der Rotor als ein Scheibenrotor ausgebildet. In einer anderen vorteilhaften Variante ist der Rotor als ein Trommelrotor ausgebildet. Mit anderen Worten besteht der Rotor der Reibungspumpe bevorzugt aus einer Anzahl rotierender Kreisscheiben, die mit gegenseitigem Abstand auf einer Welle angeordnet sind, oder aus einem in Umfangsrichtung mit Rippen versehenen rotierenden Kreiszylinder. According to a first preferred variant, the rotor is designed as a disk rotor. In another advantageous variant, the rotor is designed as a drum rotor. In other words, the rotor of the friction pump preferably consists of a number of rotating circular disks, which are arranged at a mutual distance on a shaft, or from a circumferentially finned rotating circular cylinder.
Der Scheibenrotor besteht aus einem Paket von Kreisscheiben, die formschlüssig auf einer Welle befestigt sind. The disc rotor consists of a package of discs, which are positively mounted on a shaft.
Der Trommelrotor ist vom Prinzip her gleich aufgebaut, hat jedoch im Vergleich mit dem Scheibenrotor einen vergrößerten Nabendurchmesser. Die Nabe kann als Hohlkörper (Trommel) ausgeführt werden und zur Aufnahme eines Antriebsmotors (Außenläufermotor) dienen. Die Reibung mit dem Förderstrom übernehmen in Umfangsrichtung auf die Trommel aufgesetzte Rippen. The drum rotor is constructed in principle the same, but has an enlarged hub diameter compared to the disc rotor. The hub can be designed as a hollow body (drum) and serve to receive a drive motor (external rotor motor). The friction with the flow take over circumferentially on the drum patch ribs.
Für Scheibenrotoren kann eine Abdichtung zwischen den getrennten Fuidkanälen mittels durchgehender Trennkörper erfolgen. Keilförmig ausgeführte Trennkörper wirken wie luftgeschmierte Gleitlager und stabilisieren die Scheiben in axialer Richtung. Werden Scheiben und Trennkörper konstruktiv so ausgeführt, dass die Scheiben oder Laufräder auf der Rotorwelle bzw. die Trennkörper gegenüber der Gehäuse- Trennwand in axialer Richtung verschiebbar sind, so stellen sich im Betrieb die Spaltweiten zwischen den rotierenden Scheiben und den Trennkörpern im Rahmen des verfügbaren Gesamtspiels selbsttätig ein. For disc rotors, a seal between the separate Fuidkanälen done by means of continuous separating body. Wedge-shaped separating bodies act like air-lubricated slide bearings and stabilize the disks in the axial direction. If discs and separating body designed so that the discs or wheels on the rotor shaft and the separating body relative to the housing partition in the axial direction are displaced, so put in operation, the gap widths between the rotating discs and the separating bodies within the available overall game automatically.
Bei Trommelrotoren ist eine Abdichtung nach dem Prinzip einer Labyrinthdichtung vorteilhafter. Das Dichtmittel kann durch eine oder mehrere kammförmige Dichtleisten gegeben sein, die fest mit der Trennwand verbunden sind. Die Zinken der Dichtleisten reichen bevorzugt bis zur Rotomabe und lassen nur enge Dichtspalte zwischen Rotor und Dichtleiste zu. Beim Durchströmen der Dichtspalte erfolgt eine starke Drosselung, wodurch die Durchflussmenge reduziert wird. In drum rotors a seal according to the principle of a labyrinth seal is more advantageous. The sealant may be provided by one or more comb-shaped sealing strips, which are firmly connected to the partition wall. The tines of the sealing strips preferably extend to the rotor hub and allow only tight sealing gaps between the rotor and sealing strip. When flowing through the sealing gaps is a strong throttling, whereby the flow rate is reduced.
Eine vollständige Abdichtung ist bei berührungsfreien Dichtungen nicht möglich. Der Leckstrom zwischen den Fluidströmen kann jedoch verhindert werden, indem in einen Bereich zwischen dem Laufrad und dem Dichtmittel eine Spülleitung mündet. Über diese Spülleitung kann ein Fluid mit erhöhtem Druck in den Raum zwischen dem Dichtmittel und dem Laufrad eingebracht werden, wodurch eine Durchmischung der Fluidströme verhindert ist. Complete sealing is not possible with non-contact seals. However, the leakage current between the fluid streams can be prevented by opening a purge line into a region between the impeller and the sealant. About this purge line, a fluid with increased pressure in the space between the sealant and the impeller are introduced, whereby mixing of the fluid streams is prevented.
Bevorzugt ist die Spülleitung fluidtechnisch mit einem achsfernen Bereich einer Radseitenkammer des Rotors verbunden. Dort entsteht im Betrieb ein Festkörperwirbel, der mit der halben Winkelgeschwindigkeit des Rotors umläuft und einen Druckgradienten von der Rotorwelle in Richtung Trommelaußenradius verursacht. Achsfern kann ein Fluid mit erhöhtem Druck entnommen werden. Wird der Radseitenkammer im achsnahen Bereich Fluid zugeführt, so kann die gleiche Fluid- menge mit erhöhtem Druck im achsfernen Bereich wieder entnommen und zur Spülung genutzt werden. Preferably, the purge line is fluidly connected to an off-axis portion of a wheel side chamber of the rotor. There arises in operation, a solid-state vortex, which rotates at half the angular velocity of the rotor and causes a pressure gradient of the rotor shaft in the direction of the outer drum radius. Achsfern can be removed fluid with increased pressure. If fluid is supplied to the wheel-side chamber in the region near the axis, the same amount of fluid can be taken off again at elevated pressure in the region remote from the axis and used for flushing.
Zweckmäßigerweise sind der erste Fluidkanal und der zweite Fluidkanal zumindest im Bereich des Laufrads jeweils mit einem rechteckigen Querschnitt ausgebildet. Ein rechteckiger Querschnitt erlaubt eine konstruktiv einfache Anordnung des insbesondere mehrflutigen Rotors. Auch wird nur eine gemeinsame Trenn- wand benötigt, um die beiden Fluidstrome voneinander zu trennen bzw. die beiden Fluidkanäle aneinander entlang zu führen. Expediently, the first fluid channel and the second fluid channel are each formed at least in the region of the impeller with a rectangular cross section. A rectangular cross-section allows a structurally simple arrangement of the particular multi-flow rotor. Also, only a common separation Wand needed to separate the two fluid streams from each other or to lead the two fluid channels along each other.
Die zweifach teilbeaufschlagte Querstrom-Reibungspumpe wirkt aufgrund ihres Funktionsprinzips automatisch als Regenerativ-Wärmeübertrager zwischen den beiden Förderströmen. Die Oberflächenelemente des Rotors kommen bei jeder Umdrehung abwechselnd mit dem ersten und mit dem zweiten Fluidstrom in Berührung. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Vorrichtung ist das Laufrad als ein Querstrom-Rotationswärmeübertrager zur regenerativen Übertragung von Wärme aus dem Fluidstrom des einen Fluidkanals auf den Fluidstrom des anderen Fluidkanals ausgebildet. Due to its functional principle, the double-loaded cross-flow friction pump automatically acts as a regenerative heat exchanger between the two delivery flows. The surface elements of the rotor come alternately in contact with the first and with the second fluid flow at each revolution. In a preferred embodiment of the device, the impeller is designed as a cross-flow rotary heat exchanger for the regenerative transfer of heat from the fluid flow of the one fluid channel to the fluid flow of the other fluid channel.
Die Intensität der Wärmeübertragung von dem Fluid an den Rotor oder in umgekehrter Richtung ist abhängig von der Wärmeleitfähigkeit des Rotormaterials und den Wärmeübergangskoeffizienten zwischen dem Fluid und dem Rotor. Vorteilhafterweise sollte der Rotor daher aus einem Material mit guter Wärmeleitfähigkeit bestehen. The intensity of the heat transfer from the fluid to the rotor or in the reverse direction is dependent on the thermal conductivity of the rotor material and the heat transfer coefficients between the fluid and the rotor. Advantageously, the rotor should therefore consist of a material with good thermal conductivity.
Da die Zyklen bei hohen Drehzahlen des Rotors bzw. des Laufrads sehr kurz sind, wirkt sich die periodische Temperaturänderung der Rotorelemente nur im oberflächennahen Bereich des Rotors aus. Zweckmäßigerweise genügt deshalb eine Beschichtung der Rotor-Oberfläche bzw. des Laufrads mit einem gut wärmeleitenden Material. Since the cycles are very short at high speeds of rotation of the rotor or of the impeller, the periodic temperature change of the rotor elements only has an effect in the area near the surface of the rotor. Appropriately, therefore, a coating of the rotor surface or the impeller with a good heat-conducting material is sufficient.
Nach der Reynolds-Analogie korreliert der Wärmeübergang zwischen dem Fluid und dem Rotor mit der Größe der Wandschubspannung. Da durch die Funktion als Reibungspumpe hohe Schubspannungen erzeugt werden, erreicht das Laufrad in seiner Funktion als Wärmeübertrager wesentlich höhere Heizflächenbelastungen als übliche Durchfluss- oder Rotationswärmeübertrager. According to the Reynolds analogy, the heat transfer between the fluid and the rotor correlates with the magnitude of the wall shear stress. Since high shear stresses are generated by the function as a friction pump, the impeller in its function as a heat exchanger reaches substantially higher heating surface loads than conventional flow or rotary heat exchangers.
Zweckmäßigerweise umfasst die Vorrichtung einen Leitungsabschnitt, in dem der erste Fluidkanal und der zweite Fluidkanal konzentrisch zueinander angeordnet sind. In einem solchen Leitungsabschnitt kann nach dem Prinzip eines Gegen- Stromwärmetauschers zusätzlich eine Wärmeübertragung zwischen den Fluid- strömen erzielt werden Expediently, the device comprises a line section in which the first fluid channel and the second fluid channel are arranged concentrically with one another. In such a section of line, the principle of a counterpart Heat exchanger in addition heat transfer between the fluid streams can be achieved
Dieser Leitungsabschnitt mit konzentrischer Führung der beiden Fluidkanäle kann vorzugsweise als eine Aus- bzw. Einleitung der Fluidströme ausgestaltet sein. Dazu erweitert sich der Querschnitt des Leitungsabschnitts in einer bevorzugten Variante zu einem Öffnungsbereich, in dem der innenliegende Fluidkanal als eine Einlaufdüse und der außenliegende Fluidkanal als ein Diffusor ausgebildet ist. Durch die Verlangsamung des ausströmenden Fluidstroms im Bereich des Diffu- sors kann dort eine effiziente Wärmeübertragung auf den über die Einlaufdüse einströmenden Fluidstrom erfolgen. This line section with concentric guidance of the two fluid channels can preferably be configured as a discharge or introduction of the fluid streams. For this purpose, in a preferred variant, the cross section of the line section widens to an opening region in which the inner fluid channel is designed as an inlet nozzle and the outer fluid channel as a diffuser. Due to the slowing down of the outflowing fluid flow in the area of the diffuser, efficient heat transfer to the fluid flow flowing in via the inlet nozzle can take place there.
Die zweitgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Lüftungsanlage zur Be- und Entlüftung eines Innenraums gelöst, wobei eine vorbeschriebene Vorrichtung zum Austausch eines Zuluftstroms und eines Abluftstroms eingesetzt ist. Bezüglich des Innenraums wird über den einen Fluidkanal Luft zugeführt und über den anderen Fluidkanal Luft abgeführt. The second object is achieved by a ventilation system for ventilation of an interior, wherein a device described above is used to exchange a supply air flow and an exhaust air flow. With respect to the interior, air is supplied via the one fluid channel and air is discharged via the other fluid channel.
Zweckmäßigerweise ist der Leitungsabschnitt mit der konzentrischen Anordnung des ersten Fluidkanals und des zweiten Fluidkanals als ein Wanddurchgangsstück ausgebildet. Dies erlaubt eine einfache und kostengünstige Einbindung der wenigstens zweifach teilbeaufschlagten Querstrom-Reibungspumpe. Im Bereich des Innenraums gehen die konzentrischen Leitungsabschnitte in den ersten Fluidkanal und in den zweiten Fluidkanal eines jeweiligen Querschnitts über, zu deren gleichzeitiger Förderung das Laufrad bzw. der Rotor eingesetzt ist. Über das Laufrad bzw. den Rotor der Querstrom-Reibungspumpe findet ein effizienter Wärmeübergang zwischen der Abluft und der Zuluft statt. Auch im konzentrischen Leitungsabschnitt des Wanddurchbruchstücks wird Wärme von der Abluft auf die Zuluft übertragen. Conveniently, the line section is formed with the concentric arrangement of the first fluid channel and the second fluid channel as a wall passage piece. This allows a simple and cost-effective integration of at least two partially-charged cross-flow friction pump. In the region of the interior, the concentric line sections merge into the first fluid channel and into the second fluid channel of a respective cross section, to the simultaneous promotion of which the impeller or the rotor is inserted. An efficient heat transfer between the exhaust air and the supply air takes place via the impeller or the rotor of the cross-flow friction pump. Heat is also transferred from the exhaust air to the supply air in the concentric line section of the wall penetration piece.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen: Fig. 1 das Laufrad einer Querstrom-Reibungspumpe, Embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to a drawing. Showing: 1 shows the impeller of a cross-flow friction pump,
Fig. 2 das Laufrad einer neunflutigen Querstrom-Reibungspumpe,  2 shows the impeller of a nine-flow cross-flow friction pump,
Fig. 3 schematisch eine vollbeaufschlagte Querstrom-Reibungspumpe, 3 schematically shows a fully loaded cross-flow friction pump,
Fig. 4 schematisch eine teilbeaufschlagte Querstrom-Reibungspumpe, Fig. 5 schematisch eine zweifach teilbeaufschlagte Querstrom- Reibungspumpe, 4 schematically shows a partially loaded cross-flow friction pump, FIG. 5 shows schematically a double-part-loaded cross-flow friction pump,
Fig. 6 ein als Scheibenrotor ausgebildetes Laufrad einer Querstrom- 6 is a trained as a disk rotor impeller of a cross-flow
Reibungspumpe, Friction pump,
Fig. 7 ein als Trommelrotor ausgebildetes Laufrad einer Querstrom- 7 is a trained as a drum rotor impeller of a cross-flow
Reibungspumpe, Friction pump,
Fig. 8 aus zwei verschiedenen Perspektiven den Dichtbereich einer zweifach teilbeaufschlagten Querstrom-Reibungspumpe mit Scheibenrotor,  8 shows from two different perspectives the sealing area of a double-part-loaded cross-flow friction pump with disc rotor,
Fig. 9 aus drei verschiedenen Perspektiven den Dichtbereich einer Querstrom-Reibungspumpe mit einem Trommelrotor,  9 shows the sealing region of a cross-flow friction pump with a drum rotor from three different perspectives,
Fig. 10 aus zwei verschiedenen Perspektiven den Dichtbereich einer Querstrom-Reibungspumpe mit einem Trommelrotor, wobei der Dichtbereich belüftet wird,  10 shows, from two different perspectives, the sealing area of a cross-flow friction pump with a drum rotor, wherein the sealing area is ventilated,
Fig. 11 schematisch eine Lüftungsanlage zur Be- und Entlüftung eines Innenraums,  11 shows schematically a ventilation system for ventilation of an interior,
Fig. 12 eine Kennlinie eines zwanzigflutigen Scheibenrotors und  Fig. 12 is a characteristic of a 20-speed disc rotor and
Fig. 13 eine Temperaturkennlinie eines zwanzigflutigen Scheibenrotors.  Fig. 13 is a temperature characteristic of a 20-speed disc rotor.
Die nachfolgenden Ausführungen beziehen sich teilweise auf den Einsatz der vorbeschriebenen Vorrichtung in dezentralen Anlagen zur Be- und Entlüftung von Gebäuden. Statt der Oberbegriffe werden deshalb gelegentlich die für diesen Spezialfall zutreffenden und in der Luft- und Klimatechnik üblichen Bezeichnungen Zuluftstrom, Abluftstrom, Ventilator bzw. Lüfter verwendet. Dies soll jedoch die Erfindung nicht bezüglich ihrer Verwendung oder Auslegung einschränken. Die Erfindung ist ebenso in der Wasser- oder Abwassertechnik oder für Kombinationen unterschiedlicher Fluide, insbesondere für eine Kombination eines Gases und einer Flüssigkeit einschränken. Bei einer experimentellen Bestimmung der Kennlinien zweifach teilbeaufschlagter Querstrom-Reibungslüfter wurden für jeden der beiden Teilströme in einem einzelnen Laufrad (Strömung zwischen zwei von jedem Teilstrom zur Hälfte benetzten Scheiben) Druck- und Lieferzahlen in der Größenordnung Ψ * 0,04 und φ*= 0,02 ermittelt. The following statements relate in part to the use of the device described above in decentralized systems for ventilation of buildings. Instead of the generic terms, therefore, the terms applicable for this special case and in air conditioning and air conditioning common names air inlet, exhaust air, fan or fan are used occasionally. However, this is not intended to limit the invention in terms of its use or design. The invention is also limited in the water or wastewater technology or for combinations of different fluids, in particular for a combination of a gas and a liquid. In an experimental determination of the characteristics of double-loaded cross-flow friction fans, for each of the two partial flows in a single impeller (flow between two disks half-wetted by each partial flow) pressure and delivery numbers were on the order Ψ * 0.04 and φ * = 0 , 02 determined.
Die Druckzahl ist dabei durch: und die Lieferzahl durch The pressure number is by: and the delivery number
4 i rr r 4 i r r r
a  a
definiert. Are defined.
Die Darstellung der experimentell an einem Laufrad-Prototyp mit dem Durchmesser Da und der Drehzahl n ermittelten Werte für die Gesamtdruckdifferenz Apges bzw. den Volumenstrom V* in Form der dimensionslosen Kenngrößen Druckzahl und Lieferzahl erlaubt nach den Gesetzmäßigkeiten der Ähnlichkeitsmechanik die Umrechnung der Versuchsergebnisse auf geometrisch ähnliche Laufräder mit anderen Durchmessern und bei anderen Drehzahlen, p ist die Dichte des Fördermediums. Die Verwendung dimensionsloser Kennzahlen ermöglicht somit eine erhebliche Reduzierung der für die Geräteentwicklung erforderlichen experimentellen Untersuchungen. The representation of the experimentally determined on an impeller prototype with the diameter D a and the speed n values for the total pressure difference Ap ges and the flow rate V * in the form of dimensionless parameters pressure number and delivery number allows according to the laws of the similarity mechanics, the conversion of the test results geometrically similar impellers with different diameters and at different speeds, p is the density of the pumped medium. The use of dimensionless metrics thus allows a significant reduction of the experimental investigations required for device development.
In den Figuren 12 und 13 sind die an einem Geräte-Prototyp (20-flutiger Quer- stromreibungslüfters mit Scheibenrotor) ermittelten Apges - V* -Kennlinien und die Temperaturkennlinien bei unterschiedlicher Drehzahl des Rotors dargestellt. In the figures 12 and 13 to a device-prototype (20 flutiger cross-flow fan with friction disc rotor) are determined Ap sat - V * characteristic curves and the temperature curves shown at different rotational speeds of the rotor.
Aus Fig. 13 wird ersichtlich, dass bei 20°C Temperaturdifferenz zwischen Abluft und Zuluft ca. 30% der mit dem Abluftstrom abtransportierten Wärme auf den Zuluftstrom übertragen werden. Fig. 1 zeigt schematisch den Rotor 1 einer Querstrom-Reibungspumpe. Der Rotor 1 umfasst zwei auf einer Welle 2 angeordnete als Scheiben ausgebildete rotierende Laufräder 3, zwischen denen das zu fördernde Fluid strömt. Die Drehachse 4 des Rotors 1 ist eingezeichnet. From Fig. 13 it is apparent that at 20 ° C temperature difference between the exhaust air and supply air about 30% of the transported away with the exhaust air heat to the supply air flow. Fig. 1 shows schematically the rotor 1 of a cross-flow friction pump. The rotor 1 comprises two arranged on a shaft 2 as disks formed rotating wheels 3, between which flows the fluid to be delivered. The axis of rotation 4 of the rotor 1 is located.
Da Flüssigkeiten und Gase an festen Oberflächen haften, üben die rotierenden Scheiben bzw. Laufräder 3 eine Schleppwirkung auf das umgebende Fluid aus. Die Schleppwirkung wird durch Geschwindigkeitsgradienten in der Strömung verursacht und beschränkt sich auf einen wandnahen Bereich im Strömungsfeld. Der Abstand der Scheiben muss deshalb abhängig von der Umfangsgeschwindigkeit der Scheiben und der Durchflussgeschwindigkeit des Fluids im Rotor 1 hinreichend klein ausgeführt werden. Dadurch ist der Durchfluss durch einen zwei- flutigen Rotor 1 mit zwei Scheiben begrenzt. Since liquids and gases adhere to solid surfaces, the rotating disks or impellers 3 exert a dragging action on the surrounding fluid. The drag effect is caused by velocity gradients in the flow and is confined to a region near the wall in the flow field. The distance of the discs must therefore be made sufficiently small depending on the peripheral speed of the discs and the flow rate of the fluid in the rotor 1. As a result, the flow is limited by a two-flute rotor 1 with two disks.
Größere Volumenströme lassen sich durch Aufteilung des Gesamtförderstroms auf mehrere parallel geschaltete Laufräder 3 bzw. auf mehrflutige Rotoren 1 realisieren, wobei mehrere Scheiben bzw. Laufräder 3 auf der gleichen Welle 2 angeordnet sind. Larger volume flows can be realized by dividing the total delivery flow to a plurality of parallel-connected impellers 3 or more multi-rotor rotors 1, wherein a plurality of disks or wheels 3 are arranged on the same shaft 2.
Da bei Querstrom-Reibungspumpen die Zu- und die Abströmung durch die Außenmantelfläche des Laufrads 3 erfolgt, lassen sich problemlos beliebig viele Scheiben in einem Rotor 1 zusammenfassen. Since in cross-flow friction pumps the inflow and outflow takes place through the outer circumferential surface of the impeller 3, any number of disks can be combined in a rotor 1 without any problem.
Fig. 2 zeigt schematisch den Rotor 1 einer neunflutigen Querstrom- Reibungspumpe. Auf einer gemeinsamen Welle 2 sind parallel nebeneinander insgesamt zehn Scheiben bzw. Laufräder 3 montiert. Fig. 2 shows schematically the rotor 1 of a nine-flow cross-flow friction pump. On a common shaft 2, a total of ten discs or wheels 3 are mounted parallel to each other.
Die Laufräder 3 bzw. Rotoren 1 von Reibungspumpen haben keine Laufschaufeln. Wie beschrieben erfolgt die Energieübertragung zwischen einem Laufrad 3 und einem Fluidstrom durch Wandschubspannungen an den Oberflächen der Scheiben. Vom ruhenden System aus betrachtet ist die Strömung stationär. Reibungspumpen bzw. Reibungsventilatoren haben deshalb hervorragende akustische Ei- genschaften. Sie eignen sich besonders für Einsatzgebiete, bei denen eine geringe Lärmentwicklung gefordert ist. The impellers 3 and rotors 1 of friction pumps have no blades. As described, the energy transfer between an impeller 3 and a fluid flow takes place by wall shear stresses on the surfaces of the disks. From the stationary system, the flow is stationary. Friction pumps or friction fans therefore have excellent acoustic properties. properties. They are particularly suitable for applications in which low noise is required.
Eine Wirkung als Reibungspumpe bzw. als Reibungsventilator erreicht das rotierende Laufrad 3 einer Querstrom-Reibungspumpe insbesondere durch Interaktion mit einem feststehenden Gehäuse. Dazu zeigt Fig. 3 eine Querstrom-Reibungspumpe 5, wobei das Laufrad 3 bzw. der Rotor 1 in ein Gehäuse 6 eingesetzt ist. Ein Fluidkanal 8 wirkt als Zulauf. Ein Fluidkanal 9 wirkt als Ablauf. Die Fluidkanäle 8, 9 sind durch eine gemeinsame Trennwand 10 getrennt. Ein Fluid 12 strömt vom Fluidkanal 8 quer zur Rotordrehachse durch einen Teil der Rotor-Mantelfläche in das Laufrad 3. Die bis in die Laufradkanäle eingreifende Trennwand 10 trennt den zufließenden vom abfließenden Fluidstrom 12. Die Abströmung erfolgt ebenfalls durch die Außenmantelfläche des Laufrads 3 über den Fluidkanal 9. Das Laufrad 3 lenkt den Fluidstrom 12 um. Über die Drehbewegung des Laufrads 3 wird Energie zur Förderung des Fluidstroms 12 eingebracht. Die erste Strömungsrichtung 13 im Fluidkanal 8 ist der zweiten Strömungsrichtung 14 im Fluidkanal 9 entgegen gerichtet. An effect as a friction pump or as a friction fan reaches the rotating impeller 3 of a cross-flow friction pump, in particular by interaction with a stationary housing. 3 shows a cross-flow friction pump 5, wherein the impeller 3 and the rotor 1 is inserted into a housing 6. A fluid channel 8 acts as an inlet. A fluid channel 9 acts as a drain. The fluid channels 8, 9 are separated by a common partition 10. A fluid 12 flows from the fluid channel 8 transversely to the rotor axis through a part of the rotor surface in the impeller 3. The engaging into the impeller channels partition 10 separates the inflowing from the outflow fluid flow 12. The outflow also takes place through the outer surface of the impeller 3 on the Fluid channel 9. The impeller 3 deflects the fluid flow 12. The rotational movement of the impeller 3 energy is introduced to promote the fluid flow 12. The first flow direction 13 in the fluid channel 8 is directed counter to the second flow direction 14 in the fluid channel 9.
Fig. 4, in der eine andere Querstrom-Reibungspumpe 15 dargestellt ist, zeigt, wie die Strömungsführung des Fluidstroms 12 modifiziert und eine sogenannte Teilbeaufschlagung des Laufrads 3 realisiert werden kann. Der Fluidstrom 12 benetzt in der gezeigten Ausgestaltung nicht mehr die gesamte, sondern nur einen Teil der Oberflächen der Scheiben des Rotors 1. Fig. 4, in which another cross-flow friction pump 15 is shown, shows how the flow guidance of the fluid flow 12 can be modified and a so-called partial application of the impeller 3 can be realized. The fluid flow 12 wets in the embodiment shown no longer the entire, but only a part of the surfaces of the discs of the rotor first
In Fig. 5 ist eine Vorrichtung 20 dargestellt, die als eine zweifach teilbeaufschlagte Querstrom-Reibungspumpe ausgestaltet ist. Durch Realisierung einer zweifachen Teilbeaufschlagung können durch ein Laufrad 3 gleichzeitig zwei getrennte Fluid- ströme gefördert werden. Der Rotor 1 bzw. das Laufrad 3 durchsetzt hierbei die Trennwand 10 zwischen einem ersten Fluidkanal 21 und einem hierzu parallelen zweiten Fluidkanal 22. Ein erster Fluidstrom 24 strömt entlang einer ersten Strömungsrichtung 25 durch den ersten Fluidkanal 21. Ein zweiter Fluidstrom 26 durchströmt den zweiten Fluidkanal 22 entlang einer zweiten Strömungsrichtung 27. Die zweite Strömungsrichtung 27 ist der ersten Strömungsrichtung 25 entgegen gerichtet. In Fig. 5, a device 20 is shown, which is designed as a two-part-loaded cross-flow friction pump. By realizing a double partial admission, two separate fluid streams can be conveyed simultaneously by one impeller 3. The rotor 1 or the impeller 3 in this case passes through the dividing wall 10 between a first fluid channel 21 and a second fluid channel 22 parallel thereto. A first fluid stream 24 flows along a first flow direction 25 through the first fluid channel 21. A second fluid stream 26 flows through the second fluid channel 22 along a second flow direction 27. The second flow direction 27 is directed counter to the first flow direction 25.
Das Laufrad 3 durchsetzt die Trennwand 10 im eingezeichneten Bereich 28. Die Drehrichtung des Laufrads 3 zur gleichzeitigen Förderung des ersten Fluidstroms 24 und des zweiten Fluidstroms 26 ist eingezeichnet. The impeller 3 passes through the partition wall 10 in the marked area 28. The direction of rotation of the impeller 3 for the simultaneous delivery of the first fluid flow 24 and the second fluid flow 26 is shown.
Die in Fig. 5 dargestellte zweifach teilbeaufschlagte Querstrom-Reibungspumpe bzw. die Vorrichtung 20 kann insbesondere in einer Lüftungsanlage die Funktionen von Zuluft- und Abluftventilatoren übernehmen. Das Laufrad 3 bzw. die Scheiben übernehmen hierbei automatisch die Funktion eines Wärmeübertragers. Dem beispielsweise wärmeren Fluidstrom 24 wird Wärme entnommen und durch die Drehung des Laufrads 3 auf den kälteren Fluidstrom 26 übertragen. The illustrated in Fig. 5 twice teilbeaufschlagte cross-flow friction pump and the device 20 can take over the functions of supply air and exhaust fans in particular in a ventilation system. The impeller 3 and the discs automatically assume the function of a heat exchanger. The warmer fluid flow 24, for example, heat is removed and transferred by the rotation of the impeller 3 to the colder fluid flow 26.
Für die praktische Anwendung der Vorrichtung 20 gemäß Fig. 5 als ein Querstrom-Reibungsventilator, der zugleich als Querstrom-Wärmeübertrager wirkt, in einer Lüftungsanlage, ist eine mehrflutige Ausführung des Reibungsventilators erforderlich. In Fig. 6 ist hierzu als Rotor 1 ein achtflutiger Scheibenrotor 31 mit neun parallel angeordneten Scheiben dargestellt. Es sind die Lagerabschnitte 30 des Scheibenrotors 31 ersichtlich. For the practical application of the device 20 according to FIG. 5 as a cross-flow friction fan, which also acts as a cross-flow heat exchanger, in a ventilation system, a multi-flow design of the friction fan is required. In FIG. 6, an eight-pulley disk rotor 31 with nine disks arranged in parallel is shown as the rotor 1 for this purpose. The bearing sections 30 of the disk rotor 31 can be seen.
In Fig. 7 ist eine alternative Ausgestaltung eines Rotors 1 für die praktische Anwendung der Vorrichtung 20 entsprechend Fig. 5 in einer Lüftungsanlage dargestellt. Der Rotor 1 gemäß Fig. 7 ist als ein achtflutiger Trommelrotor 33 mit neun auf einer Trommel 34 parallel angeordneten Scheiben bzw. Rippen ausgestaltet. Es werden ebenfalls die Lagerabschnitte 30 ersichtlich. Die Trommel 34 ist hohl ausgeführt. Es ergibt sich eine Radseitenkammer 36, die eine im Weiteren noch beschriebene vorteilhafte Verwendung finden kann. Die Trommel 34 kann zur Aufnahme eines Antriebsmotors, insbesondere eines Außenläufermotors, dienen. FIG. 7 shows an alternative embodiment of a rotor 1 for the practical application of the device 20 according to FIG. 5 in a ventilation system. The rotor 1 according to FIG. 7 is designed as an eight-flow drum rotor 33 with nine disks or ribs arranged in parallel on a drum 34. The bearing sections 30 will also be apparent. The drum 34 is hollow. The result is a Radseitenkammer 36, which can find an advantageous use described below. The drum 34 may serve to receive a drive motor, in particular an external rotor motor.
Aus den Fig. 8 und 9 wird ersichtlich, wie die gleichzeitig zu fördernden Fluidströ- me zwischen dem ersten Fluidkanal 21 und dem zweiten Fluidkanal 22 im Bereich des Rotors 1 voneinander separiert sind. Die Trennwand 10 zwischen den beiden Fluidkanälen 21 , 22 ist dabei konstruktiv so gestaltet, dass sich das Laufrad 3 bzw. der Scheibenrotor 31 in Fig. 8 oder Trommelrotor 33 entsprechend Fig. 9 frei drehen kann und eine berührungsfreie Abdichtung zwischen der Trennwand und dem Laufrad 3 gesichert ist. From FIGS. 8 and 9 it can be seen how the fluid flows to be conveyed simultaneously between the first fluid channel 21 and the second fluid channel 22 are separated from one another in the region of the rotor 1. The partition 10 between the two Fluid channels 21, 22 is structurally designed so that the impeller 3 and the disc rotor 31 in Fig. 8 or drum rotor 33 as shown in FIG. 9 can rotate freely and a non-contact seal between the partition and the impeller 3 is secured.
Für einen Scheibenrotor 31 , wie er in Fig. 8 dargestellt ist, kann die Abdichtung mittels eines Dichtmittels 38 erfolgen, welches einzelne, durchgehende Trennkörper 40 aufweist. Die jeweils ein Keilprofil 42 aufweisenden Trennkörper 40 wirken wie luftgeschmierte Gleitlager und stabilisieren die Scheiben bzw. Laufräder 3 des Rotors 1 in axialer Richtung. For a disk rotor 31, as shown in FIG. 8, the sealing can be effected by means of a sealing means 38, which has individual, continuous separating bodies 40. Each of a spline 42 having separating body 40 act as air-lubricated plain bearings and stabilize the discs or wheels 3 of the rotor 1 in the axial direction.
Sowohl die Scheiben bzw. Laufräder 3 als auch die Trennkörper 40 sind gegenüber der Trennwand 10 in axialer Richtung verschiebbar gelagert. Im Betrieb stellen sich aufgrund der Strömungsverhältnisse und aufgrund der gewählten Keilprofile 42 die Spaltweiten zwischen den rotierenden Scheiben und den Trennkörpern 40 im Rahmen des verfügbaren Gesamtspiels selbsttätig ein. Both the discs or wheels 3 and the separator 40 are slidably mounted relative to the partition 10 in the axial direction. In operation, due to the flow conditions and due to the selected wedge profiles 42, the gap widths between the rotating disks and the separating bodies 40 automatically set within the scope of the available overall clearance.
Im Falle eines Trommelrotors 33 entsprechend Fig. 9 ist eine Abdichtung nach dem Prinzip einer Labyrinthdichtung zu bevorzugen. Das in die Trennwand 10 am Laufrad 3 montierte Dichtmittel 38 entsprechend Fig. 9 ist als eine oder mehrere kammförmige Dichtleisten ausgestaltet, die jeweils fest mit der Trennwand 10 verbunden sind. Die Zinken der Dichtleisten reichen bis zur Narbe des Laufrads 3 bzw. des Trommelrotors 33 und lassen nur enge Dichtspalte zwischen dem In the case of a drum rotor 33 according to FIG. 9, a seal according to the principle of a labyrinth seal is to be preferred. The sealing means 38 mounted in the partition wall 10 on the impeller 3 according to FIG. 9 is designed as one or more comb-shaped sealing strips, which are each fixedly connected to the partition wall 10. The tines of the sealing strips extend to the scar of the impeller 3 and the drum rotor 33 and leave only narrow sealing gaps between the
Trommelrotor 33 und der Dichtleiste zu. Beim Durchströmen der Dichtspalte erfolgt eine starke Drosselung, wodurch die Durchflussmenge und damit der Drum rotor 33 and the sealing strip to. When flowing through the sealing gaps is a strong throttling, whereby the flow rate and thus the
Leckstrom zwischen den Fluidströmen reduziert werden. Eine vollständige Abdichtung ist bei berührungsfreien Dichtungen jedoch grundsätzlich nicht möglich. Leakage flow between the fluid streams can be reduced. However, complete sealing is generally not possible with non-contact seals.
Im Falle der Ausgestaltung des Rotors 1 als ein Trommelrotor 33 entsprechend Fig. 9 kann jedoch der Leckstrom zwischen den Fluidströmen in den beiden Fluidkanälen 21 , 22 unterbunden werden. Aus Fig. 10 wird hierzu ersichtlich, dass dazu das Dichtmittel 38 zumindest einseitig durch zwei beabstandete Dichtleisten gebildet ist. In einem Bereich 45 zwischen dem Dichtmittel 38 und dem Laufrad 3 bzw. dem Trommelrotor 33 mündet eine Spülleitung 47. Über die Spülleitung 47 wird in den Raum 45 zwischen den Dichtleisten Zuluft mit erhöhtem Druck als Spülluft eingeleitet. Die Spülluft wird über die Spülleitung 47 einem achsfernen Bereich 48 der Radseitenkammer 36 entnommen. In the case of the embodiment of the rotor 1 as a drum rotor 33 according to FIG. 9, however, the leakage current between the fluid flows in the two fluid channels 21, 22 can be prevented. From Fig. 10 it can be seen that for this purpose the sealing means 38 is formed at least on one side by two spaced sealing strips. In a region 45 between the sealant 38 and the impeller 3 and A purge line 47 opens out of the drum rotor 33. Via the purge line 47, supply air with increased pressure is introduced into the space 45 between the sealing strips as purge air. The purge air is removed via the purge line 47 to a region 48 of the wheel side chamber 36 which is remote from the axis.
In der Radseitenkammer 36 bildet sich im Betrieb ein Festkörperwirbel aus, der mit der halben Winkelgeschwindigkeit des Trommelrotors 33 umläuft und einen Druckgradienten von der Rotorwelle in Richtung des Trommelaußenradius verursacht. Wird der Radseitenkammer 36 im achsnahen Bereich 50 über eine Abzugsleitung 49 Luft aus dem zweiten Fluidkanal 22, vorliegend also aus dem Zuluft- Druckstutzen, zugeführt, so kann die gleiche Luftmenge mit erhöhtem Druck im achsfernen Bereich 48 wieder entnommen und als Spülluft genutzt werden. In operation, a solid-state vortex is formed in the wheel-side chamber 36, which rotates at half the angular speed of the drum rotor 33 and causes a pressure gradient of the rotor shaft in the direction of the drum outer radius. If the wheel side chamber 36 in the near-axis region 50 via a discharge line 49 air from the second fluid channel 22, in this case from the supply air discharge nozzle supplied, so the same amount of air can be removed with increased pressure in the off-axis area 48 again and used as purge air.
In Fig. 11 ist schematisch eine Lüftungsanlage 51 zur Be- und Entlüftung eines Innenraums 52 durch eine Wand 53 hindurch dargestellt. Zur Förderung sowohl des Abluftstroms (erster Fluidstrom 24) als auch des Zuluftstroms (zweiter Fluid- strom 26) ist eine Vorrichtung 20 wie vorbeschrieben eingesetzt. In Fig. 11, a ventilation system 51 for ventilation of an interior 52 through a wall 53 is shown schematically. For conveying both the exhaust air flow (first fluid flow 24) and the supply air flow (second fluid flow 26), a device 20 is used as described above.
Die Vorrichtung 20 umfasst dabei in einem Wanddurchbruch 24 einen Leitungsabschnitt 26 der als ein Wanddurchgangsstück 57 ausgebildet ist. In diesem Leitungsabschnitt 56 verlaufen der erste Fluidkanal 21 und der zweite Fluidkanal 22 konzentrisch, wodurch eine weitere Möglichkeit zu einem Wärmeübergang aus der Abluft 24 in die Zuluft 26 geschaffen ist. Ebenfalls wirkt der Rotor 1 der Vorrichtung 20 als ein regenerativer Wärmeübertrager in Querstrom-Anordnung wie dies bereits beschrieben ist. The device 20 comprises in a wall opening 24 a line section 26 which is formed as a wall passage piece 57. In this line section 56, the first fluid channel 21 and the second fluid channel 22 extend concentrically, whereby a further possibility for a heat transfer from the exhaust air 24 is created in the supply air 26. Also, the rotor 1 of the device 20 acts as a regenerative heat exchanger in a cross-flow arrangement as already described.
Insgesamt ist demnach die Lüftungsanlage 51 als Wärmetauscher-Anlage konzipiert, die der Luftführung des Zu- und des Abluft-Stromes (26, 24) und der Wärmerückgewinnung dient. Overall, therefore, the ventilation system 51 is designed as a heat exchanger system that serves the air flow of the supply and exhaust air stream (26, 24) and the heat recovery.
Der Leitungsabschnitt 56 erweitert sich nach außen zu einem Öffnungsbereich 60. Der innenliegende zweite Fluidkanal 22, der der Zuluftführung dient, erweitert sich im Außenbereich zu einer Einlaufdüse 61. Der der Abluftführung dienende äußere, erste Fluidkanal 21 folgt im Außenbereich der Form der Einlaufdüse 61 und erfüllt die Funktion eines Diagonal-/Radialdiffusors. Dadurch wird der Austrittsverlust des Abluftstromes 24 reduziert. The line section 56 expands outward to an opening portion 60. The inner second fluid channel 22, which serves the supply air guide expands in the outer region to an inlet nozzle 61. The exhaust air guide serving outer, first fluid channel 21 follows in the outer region of the shape of the inlet nozzle 61 and fulfills the function of a diagonal / radial diffuser. As a result, the exit loss of the exhaust air stream 24 is reduced.
Die Kombination von Austrittsdiffusor 62 und Einlaufdüse 61 ist einige Zentimeter von der Wand 53 entfernt angebracht. Durch den Abstand der Austrittsfläche von der Wand 53 wird ein sicheres Abtropfen von Kondensat gewährleistet. The combination of outlet diffuser 62 and inlet nozzle 61 is located a few centimeters away from the wall 53. By the distance of the exit surface of the wall 53 a safe drainage of condensate is ensured.
Durch die Luftführung in konzentrischen Rohren ist nur ein Wanddurchbruch 54 erforderlich. Zu- und Abluftöffnung sind unmittelbar benachbart. Der Einfluss ungleichförmiger Druckverteilung auf der Bauwerk-Außenfläche infolge von Windeinflüssen wird dadurch weitgehend kompensiert. Due to the air duct in concentric tubes only a wall opening 54 is required. Supply and exhaust openings are immediately adjacent. The influence of non-uniform pressure distribution on the outer surface of the building as a result of wind influences is thereby largely compensated.
Der Übergang der Luftführung von zwei konzentrischen Kreisringrohren auf zwei parallele rechteckige Kanäle erfolgt konstruktiv in der in der Abbildung dargestellten Form. Der Übergang kann mit der Anordnung von Pollenfiltern 64 und Luftbefeuchtungseinrichtungen kombiniert werden. The transition of the air flow from two concentric annulus tubes to two parallel rectangular channels takes place constructively in the form shown in the figure. The transition can be combined with the arrangement of pollen filters 64 and humidifiers.
Die Erfindung ermöglicht den Ersatz dreier Baugruppen konventioneller Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung durch eine einzige Baugruppe, die zudem außerordentlich einfach und kompakt aufgebaut ist. Die Baugruppe vereinigt die Funktionen des Zuluft- und des Abluftventilators. Weiterhin fungiert die Baugruppe als Wärmeübertrager zwischen Zuluft- und Abluftstrom. The invention enables the replacement of three assemblies conventional ventilation systems with heat recovery by a single assembly, which is also extremely simple and compact. The module combines the functions of the supply air fan and exhaust fan. Furthermore, the module acts as a heat exchanger between supply and exhaust air flow.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Rotor 42 Keilprofil 1 rotor 42 spline
2 Welle 45 Bereich, Laufrad/Dichtmittel 2 shaft 45 area, impeller / sealant
3 Laufrad (Scheibe) 47 Spülleitung 3 impeller (washer) 47 purge line
4 Drehachse 48 Bereich, Radseitenkam- 4 axis of rotation 48 area, Radseitenenkam-
5 Pumpe mer/achsfern 5 pump mer / off axis
6 Gehäuse 49 Abzugsleitung  6 housing 49 discharge line
8 Fluidkanal, Zulauf 50 Bereich, Radseitenkam- 8 fluid channel, inlet 50 area, Radseitenenkam-
9 Fluidkanal, Ablauf mer/achsnah 9 Fluid channel, drain / close to the axis
10 Trennwand 51 Lüftungsanlage  10 Partition 51 Ventilation system
12 Fluidstrom 52 Innenraum  12 fluid flow 52 interior
13 erste Strömungsrichtung 53 Wand  13 first flow direction 53 wall
14 zweite Strömungsrichtung 54 Wanddurchbruch  14 second flow direction 54 wall breakthrough
15 Pumpe 56 Leitungsabschnitt  15 pump 56 line section
20 Vorrichtung zur Förderung 57 Wanddurchgangsstück  20 Device for conveying 57 wall passage piece
zweier Fluidströme 60 Öffnungsbereich  two fluid streams 60 opening area
21 erster Fluidkanal 61 Einlaufdüse  21 first fluid channel 61 inlet nozzle
22 zweiter Fluidkanal 62 Diffusor  22 second fluid channel 62 diffuser
24 erster Fluidstrom 64 Pollenfilter  24 first fluid stream 64 pollen filter
25 erste Strömungsrichtung  25 first flow direction
26 zweiter Fluidstrom  26 second fluid flow
27 zweite Strömungsrichtung  27 second flow direction
28 Laufradbereich  28 impeller area
30 Lagerabschnitt  30 bearing section
31 Scheibenrotor  31 disc rotor
32 Beschichtung  32 coating
33 Trommelrotor  33 drum rotor
34 Trommel  34 drum
36 Radseitenkammer  36 Radseitenkammer
38 Dichtmittel  38 sealant
40 Trennkörper  40 separating bodies

Claims

Ansprüche claims
1. Vorrichtung (20) zur Förderung eines ersten Fluidstroms (24) und eines zweiten Fluidstroms (26), umfassend einen ersten Fluidkanal (21 ) zur Führung des ersten Fluidstroms (24) entlang einer ersten Strömungsrichtung (25) und einen vom ersten Fluidkanal (21 ) getrennten zweiten Fluidkanal (22) zur Führung des zweiten Fluidstroms (26) entlang einer zweiten Strömungsrichtung (27), und einen Rotor (1 ) mit einem schaufellosen, von beiden Fluidströmen (24, 26) jeweils teilbeaufschlagten Laufrad (3) in einer Querstromanordnung bezüglich beider Strömungsrichtungen (25, 27). 1. A device (20) for conveying a first fluid flow (24) and a second fluid flow (26), comprising a first fluid channel (21) for guiding the first fluid flow (24) along a first flow direction (25) and one of the first fluid channel ( 21) separate second fluid channel (22) for guiding the second fluid flow (26) along a second flow direction (27), and a rotor (1) with a paddle-less, of two fluid streams (24, 26) each teilbeaufschlagten impeller (3) in one Cross-flow arrangement with respect to both flow directions (25, 27).
2. Vorrichtung (20) nach Anspruch 1 , 2. Device (20) according to claim 1,
wobei der erste Fluidkanal (21 ) und der zweite Fluidkanal (22) zumindest im Bereich des Laufrads (3) parallel zueinander angeordnet und in entgegengesetzte Richtung (25, 27) durchströmbar ausgebildet sind.  wherein the first fluid channel (21) and the second fluid channel (22) at least in the region of the impeller (3) arranged parallel to each other and in the opposite direction (25, 27) are formed through-flow.
3. Vorrichtung (20) nach Anspruch 1 oder 2, 3. Device (20) according to claim 1 or 2,
wobei der erste Fluidkanal (21 ) und der zweite Fluidkanal (22) zumindest im Bereich des Laufrads (3) durch eine Trennwand (10) voneinander separiert sind, und wobei das Laufrad (3) die Trennwand (10) durchsetzt.  wherein the first fluid channel (21) and the second fluid channel (22) at least in the region of the impeller (3) by a partition (10) are separated from each other, and wherein the impeller (3) passes through the partition wall (10).
4. Vorrichtung (20) nach Anspruch 3, 4. Device (20) according to claim 3,
wobei zwischen das Laufrad (3) und die Trennwand (10) ein Dichtmittel (38) zur Abdichtung der beiden Fluidkanäle (21 , 22) zueinander eingesetzt ist.  wherein between the impeller (3) and the partition wall (10) a sealing means (38) for sealing the two fluid channels (21, 22) is inserted to each other.
5. Vorrichtung (20) nach Anspruch 4, wobei das Dichtmittel (38) selbstjustierende Trennkörper (40) umfasst, insbesondere das Laufrad (3) und/oder die Trennkörper (40) bezüglich der Drehachse (4) des Laufrads (3) axial verschiebbar gelagert sind. 5. Device (20) according to claim 4, wherein the sealing means (38) comprises self-adjusting separating bodies (40), in particular the impeller (3) and / or the separating bodies (40) are mounted axially displaceable with respect to the axis of rotation (4) of the impeller (3).
6. Vorrichtung (20) nach Anspruch 5, 6. Device (20) according to claim 5,
wobei in einen Bereich (45) zwischen dem Laufrad (3) und dem Dichtmittel (38) eine Spülleitung (47) mündet.  wherein in a region (45) between the impeller (3) and the sealing means (38) a purge line (47) opens.
7. Vorrichtung (20) nach Anspruch 6, 7. Device (20) according to claim 6,
wobei die Spülleitung (47) fluidtechnisch mit einem achsfernen Bereich (48) einer Radseitenkammer (36) des Rotors (1 ) verbunden ist.  wherein the purge line (47) is fluidly connected to an off-axis portion (48) of a Radseitenkammer (36) of the rotor (1).
8. Vorrichtung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 8. Device (20) according to one of the preceding claims,
wobei der erste Fluidkanal (21) und der zweite Fluidkanal (22) zumindest im Bereich des Laufrads (3) jeweils mit einem rechteckigen Querschnitt ausgebildet sind.  wherein the first fluid channel (21) and the second fluid channel (22) are each formed at least in the region of the impeller (3) with a rectangular cross-section.
9. Vorrichtung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 9. Device (20) according to one of the preceding claims,
wobei der Rotor (1 ) als ein Scheibenrotor (31 ) oder als ein Trommelrotor (33) ausgebildet ist.  wherein the rotor (1) is formed as a disk rotor (31) or as a drum rotor (33).
10. Vorrichtung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 10. Device (20) according to one of the preceding claims,
wobei der Rotor (1) mehrflutig ausgebildet ist.  wherein the rotor (1) is formed mehrflutig.
11. Vorrichtung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 11. Device (20) according to one of the preceding claims,
wobei das Laufrad (3) als ein Querstrom-Rotationswärmeübertrager zur regenerativen Übertragung von Wärme aus dem Fluidstrom (z.B. 24) des einen Fluidkanals (z.B. 21 ) auf den Fluidstrom (z.B. 26) des anderen Fluid- kanals (z.B. 22) ausgebildet ist.  wherein the impeller (3) is formed as a cross-flow rotary heat exchanger for regeneratively transferring heat from the fluid flow (e.g., 24) of the one fluid passage (e.g., 21) to the fluid flow (e.g., 26) of the other fluid passage (e.g., 22).
12. Vorrichtung (20) nach Anspruch 11 , 12. Device (20) according to claim 11,
wobei das Laufrad (3) mit einer wärmeleitenden Beschichtung (32) versehen ist. wherein the impeller (3) is provided with a heat conductive coating (32).
13. Vorrichtung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter umfassend einen Leitungsabschnitt (56), in dem der erste Fluidkanal (21 ) und der zweite Fluidkanal (22) konzentrisch zueinander angeordnet sind. 13. Device (20) according to one of the preceding claims, further comprising a line section (56), in which the first fluid channel (21) and the second fluid channel (22) are arranged concentrically to one another.
14. Vorrichtung (20) nach Anspruch 13, 14. Device (20) according to claim 13,
wobei sich der Querschnitt des Leitungsabschnitts (56) zu einem Öffnungsbereich (60) erweitert, in dem der innenliegende Fluidkanal (z.B. 22) als eine Einlaufdüse (61 ) und der außen liegende Fluidkanal (z.B. 21 ) als ein Dif- fusor (62) ausgebildet ist.  wherein the cross section of the conduit section (56) widens to an opening region (60) in which the internal fluid channel (eg 22) as an inlet nozzle (61) and the external fluid channel (eg 21) as a diffuser (62) is.
15. Lüftungsanlage (51 ) zur Be- und Entlüftung eines Innenraums (52), umfassend eine Vorrichtung (20) gemäß den Merkmalen eines der vorhergehenden Ansprüche, wobei bezüglich des Innenraums (52) über den einen Fluidkanal (z.B. 22) Luft zugeführt und über den anderen Fluidkanal (z.B. 21 ) Luft abgeführt ist. 15. Ventilation system (51) for ventilation of an interior (52), comprising a device (20) according to the features of one of the preceding claims, wherein with respect to the interior (52) via the one fluid channel (eg 22) fed air and over the other fluid channel (eg 21) air is discharged.
16. Lüftungsanlage (51 ) nach Anspruch 15, 16. Ventilation system (51) according to claim 15,
wobei der Leitungsabschnitt (56) mit der konzentrischen Anordnung des ersten Fluidkanals (21 ) und des zweiten Fluidkanals (22) als ein Wanddurchgangsstück (57) ausgebildet ist.  wherein the conduit portion (56) is formed with the concentric arrangement of the first fluid passage (21) and the second fluid passage (22) as a wall passage piece (57).
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