ES2728425T3

ES2728425T3 - Dispositivo y método para transportar calor

Info

Publication number: ES2728425T3
Application number: ES09731754T
Authority: ES
Inventors: Åge Skomsvold
Original assignee: Rotoboost AS
Current assignee: Rotoboost AS
Priority date: 2008-04-14
Filing date: 2009-04-14
Publication date: 2019-10-24
Anticipated expiration: 2029-04-14
Also published as: EP2300769A4; UA99522C2; EP2300769A1; PL2300769T3; CN102007362A; JP5584198B2; AU2009236725B2; AU2009236725A1; EA201071193A1; NO20081799L; KR101728169B1; EP2300769B1; DK2300769T3; CN102007362B; US9429342B2; WO2009128726A1; PT2300769T; US20110067847A1; JP2011516818A; TR201908668T4

Abstract

Un dispositivo para transportar calor entre un fluido de enfriamiento y un fluido de calentamiento, que incluye al menos dos estructuras de canal en U suspendidas (107) dispuestas radialmente y en equilibrio alrededor de un eje de rotación, y medios para hacer rotar las estructuras de canal en U (107), en el que cada estructura de canal en U (107) incluye un número de canales en U (104, 105, 108, 109) que conducen desde el eje de rotación a una periferia del dispositivo y a continuación retornan de nuevo, estando conectados los canales en U (107) a los canales de entrada (102, 101) y de salida (112, 111) respectivos en el eje de rotación para el transporte de los citados fluidos por medio de los canales en U (104, 105, 108, 109), en el que al menos un primer canal en U (105 ) contiene el fluido de enfriamiento en el que se desarrolla el calor debido a la compresión centrífuga en el canal U (105), al menos un segundo canal en U (104) contiene el fluido de calentamiento con una temperatura más baja, en el que el al menos un primer canal en U ( 105) que contiene fluido de enfriamiento hacia la periferia (107) está en contacto térmico con el al menos un segundo canal U (104) que contiene un fluido de calentamiento que forma al menos un intercambiador de calor (106), en el que los citados canales en U primero y segundo están aislados térmicamente uno del otro desde la periferia hacia el eje de rotación, estando presurizado el fluido de calentamiento antes de la salida (111) por el calor recibido del intercambiador de calor (106), en el que el calor en el fluido de calentamiento y / o en el fluido de enfriamiento es aprovechado, en el que el dispositivo incluye medios para presurizar el fluido de enfriamiento antes de la entrada (102) para compensar el calor perdido en el intercambiador de calor (106), el dispositivo incluye además una cubierta protectora anclada con baja presión en su interior, y que está dispuesta con cojinetes contra el árbol, y está obturada contra las estructuras del canal en U en la entrada y en 20 la salida, encerrando la cubierta protectora a las citadas estructuras de canal en U, caracterizado por que el dispositivo incluye además medios para agregar un fluido líquido en forma atomizada directamente al fluido de enfriamiento desde la entrada, y además incluir un número de boquillas para conducir el citado fluido líquido a través de la periferia con material precipitado y algo de fluido de enfriamiento, y por que la cubierta protectora está sujeta a un difusor - eyector en forma de disco dispuesto fuera de las citadas boquillas en el dispositivo de rotación para recibir el citado material del mismo, lo que también produce una baja presión en el interior de la cubierta protectora.

Description

DESCRIPCIÓN

Dispositivo y método para transportar calor

Campo de la invención

La presente invención se refiere a la generación de calor en un fluido presurizado por medio de fuerza centrífuga. Antecedentes técnicos

Hay dispositivos conocidos que rotan para utilizar la fuerza centrífuga para comprimir un fluido, que a continuación se calienta y entrega el calor a otro fluido o medio en la periferia del dispositivo.

Es común en estos dispositivos que uno de los fluidos accione el dispositivo por medio de boquillas situadas en la periferia y que el fluido sea transportado a través del dispositivo solo por la fuerza centrífuga.

Puesto la diferencia de presión es grande entre el interior y el exterior de las citadas boquillas en la periferia, se crea una elevada velocidad en el fluido, con una gran fricción y turbulencia correspondientes. En caso de que las boquillas sean giradas hacia atrás en la dirección de rotación, esto también creará una resistencia a la rotación, así como fricción. El resultado de lo indicado reducirá la eficiencia.

Cuando el fluido es un gas que está relativamente húmedo, el gas al emitir calor al otro fluido condensará el agua debido a la reducción de la temperatura y al aumento de la presión. Además, la entalpía del fluido condensado reducirá la caída de temperatura en el gas después de las citadas boquillas periféricas. Esto reducirá la eficiencia de enfriamiento.

Las boquillas en la periferia están adaptadas óptimamente para un fluido a una temperatura y presión específicas a una velocidad de rotación. Esto también resultará en mala flexibilidad.

Por los documentos FR 2167517 y US 3828573 se conocen dispositivos para producir calentamiento o enfriamiento al hacer pasar dos fluidos en una relación de intercambio de calor de uno con el otro en el interior de un rotor rotativo en el que los citados fluidos se comprimen a una presión más alta. El primer fluido es un fluido compresible, tal como el aire, que cuando se comprime también tendrá un aumento de temperatura; el segundo fluido puede ser un fluido compresible o puede ser un fluido no compresible, que cuando se comprime puede no tener un aumento de temperatura o el aumento de temperatura en el citado segundo fluido será menor que en el citado primer fluido. A continuación, el calor se transferirá desde el citado primer fluido al citado segundo fluido, de modo que cuando los citados fluidos se descarguen del citado rotor, el citado primer fluido estará a una temperatura más baja en la salida que en la entrada; Además, el citado segundo fluido saldrá del citado rotor a una temperatura más alta que a la que ingresó el citado fluido.

Otros dispositivos similares son conocidos por los documentos WO 98/30846, US 3933008, US 3 926010, US 3861147 y US 3961485.

Sumario de la invención

Un objeto de la invención es obtener un dispositivo rotativo para transportar calor que evite las desventajas que se han citado más arriba de los dispositivos de la técnica anterior.

Esto se puede lograr con un dispositivo y método de acuerdo con la invención tal como aparece en las reivindicaciones que siguen.

En la presente invención, la eficiencia se mejora entre otras cosas porque la entrada y la salida se encuentran primariamente en el eje de rotación en el que el fluido se transporta a/desde la periferia por medio de canales, y porque puede haber más de dos fluidos en los que al menos uno de ellos es compresible para proporcionar calor. Un fluido compresible puede intercambiar calor directamente con otro fluido incompresible en forma de niebla hacia la periferia. El dispositivo de rotación está montado en cojinetes en una carcasa vacía circundante con obturación.

Breve revisión del dibujo

La invención se describirá a continuación en detalle de acuerdo con el dibujo, en el que:

la figura 1 muestra un esquema de principio de una sección axial longitudinal de una realización de la invención; solo se muestran dos estructuras de canal en U en un lado del eje de rotación; el lado opuesto del eje de rotación será igual simétricamente al lado que se muestra.

Descripción detallada

La figura 1 muestra las partes principales de la invención, es decir, un tambor cilíndrico o estructura en forma de disco, o discos con pistas / palas, o tuberías montadas radialmente o axialmente rodeando el eje de rotación, o una combinación de lo que se ha mencionado más arriba para formar estructuras de canal en U 107 que están conectadas a los canales de entrada 101, 102 en el extremo de entrada del árbol 103, y los canales de salida 111, 112 en la salida del árbol 110. Los extremos del árbol 103, 110 están suspendidos en los cojinetes 113 y conectados con medios de accionamiento que están adaptados para hacer rotar las estructuras de canal en U (no mostradas). La estructura incluye un canal de entrada 101 para el suministro de fluido de calentamiento desde el centro del árbol 103 al canal de bajada 104, que rodea el extremo del árbol 103 del canal de entrada 102 para el suministro de fluido de enfriamiento a su canal de bajada 105, que además puede rodear o estar en contacto térmico de otra manera con el canal de bajada 104 del fluido de calentamiento que puede montarse en él con aletas de intercambio de calor. El canal de bajada 104 del fluido de calentamiento también puede incluir aletas de calor para un mejor intercambio de calor, y esto forma un intercambiador de calor 106 entre los canales de bajada 104, 105, y para el refuerzo de la estructura. Si los fluidos tienen la misma temperatura antes de la entrada, y el fluido de enfriamiento en su canal de bajada 105 es más compresible debido a la fuerza centrífuga, y además tiene una cp más baja con relación al fluido caliente en su canal de bajada 104, el fluido de enfriamiento estará más caliente y transferirá calor al fluido de calentamiento continuamente en su recorrido hacia la periferia 107, en el que el intercambio de calor se detiene y los fluidos fluyen aún más, aislados térmicamente uno del otro, desde la periferia hacia el interior hacia el eje de rotación en el canal de subida del fluido de calentamiento 108 y el canal de subida del fluido de enfriamiento 109 y a su salida en la cual el canal de salida 111 del fluido de calentamiento está encerrado por el canal de salida 112 del fluido de enfriamiento en el extremo del árbol de salida 110. A continuación, el fluido de enfriamiento se utiliza para enfriar y el fluido de calentamiento para calentar. Para el flujo ajustado del fluido de enfriamiento, se debe proporcionar una presión ajustada antes de la entrada 102 para contrarrestar una mayor densidad de gravedad específica en su canal de subida 109 que proporciona una mayor fuerza centrífuga contra su canal de bajada 105. Y para el fluido de calentamiento será lo opuesto, formando así una sobrepresión en la salida 111, y la densidad de gravedad específica en su canal de elevación 108 será más baja que en el canal de bajada 104, y mediante la regulación de la presión ajustada (no mostrada) en la salida 111, o haciendo que el fluido de calentamiento pase por una turbina / turbo - cargador adaptado que proporcionará aproximadamente el mismo trabajo que la citada presión ajustada del fluido de enfriamiento antes de la entrada 102. La salida del fluido de enfriamiento también puede estar dispuesta radialmente hacia fuera para lograr la citada circulación, pero esto proporciona menos eficiencia.

Los canales de entrada 101, 102 de fluido y los canales de salida 111, 112 de fluido pueden estar dispuestos para encerrar sus extremos de árbol 103, 110 (no mostrados), o que el árbol sea un tubo adaptado que está cerrado en el medio con una pared ajustada, y uno de los canales de entrada se puede utilizar para uno de los extremos, y el otro extremo para los canales de salida. Los extremos de las tuberías están conectados a sus canales de bajada y de subida respectivos. Las citadas estructuras de canal en U o canales de bajada 104, 105 o canales de subida 108, 109 pueden estar adaptados para ser doblados radialmente total o parcialmente hacia atrás con respecto a la dirección de rotación (no mostrada).

El canal desde la entrada a la salida que no se encuentra en un sistema cerrado como se mencionará más adelante, el material precipitado y algo de fluido pueden pasar a través de una fila de boquillas adaptadas sobre la periferia 107, hacia un difusor - eyector en forma de disco circular (no mostrado) a lo largo de la superficie exterior de la periferia y de la serie de boquillas del dispositivo de rotación / estructuras de canal en U, que recibe material de la serie de boquillas, que forma una presión baja dentro de la carcasa vacía (no mostrada) que no rota y a la que el difusor - eyector está unido, y en la carcasa vacía los canales en U están dispuestos radialmente y en equilibrio alrededor del eje de rotación que se sella en la entrada y en la salida y está suspendido por cojinetes al citado alojamiento vacío anclado, en el que la baja presión/vacío reducen la resistencia a la rotación.

Los citados materiales que precipitan pueden ser polvo y agua, si por ejemplo se usa aire húmedo en la entrada 102. También se puede agregar una cantidad ajustada de agua atomizada u otro medio incompresible o fluido licuado (no mostrado) al fluido / aire en la entrada 102; la atomización del medio se mantiene permitiendo que pase tangencialmente en canales adaptados en o alrededor de palas o tuberías que atomizan el medio continuo hacia fuera hacia la periferia. El medio / agua tendrá un movimiento hacia fuera tangencial en forma de espiral, a través del fluido / aire que fluye de una manera más radial. El medio / agua que tiene un área superficial relativamente grande recibe calor rápida y directamente del fluido / aire, y posiblemente además indirectamente de otro fluido de enfriamiento desde el canal de bajada 105 que también mantiene la temperatura total o parcialmente que el fluido de calentamiento habría tenido sin el medio / agua en el canal 104. Por la atomización óptima ajustada del medio / agua, de manera que esté suspendido más tiempo en el fluido, aumentará la presión y la temperatura hacia la periferia 107, en el que debería ser un tramo de canal axial adaptado de manera que el medio / agua pueda precipitar y la velocidad se reduzca y se dirija adicionalmente sobre la periferia 107 en las citadas boquillas. Cuando el medio / agua y algún otro fluido, después del citado difusor - eyector se separen y tengan una alta presión, entre otras cosas, se puede usar total o parcialmente para participar en la rotación y / o circulación de los fluidos / medios del dispositivo u otros medios de conversión de energía. El agua caliente puede ser aprovechada después de haber realizado su trabajo de presión después del difusor - eyector. Al usar solo el aire como un fluido de enfriamiento al que se agrega niebla de agua, se convierte en un fluido de calentamiento desde la entrada, como ha indicado, también tomará agua del aire, y más a una temperatura más alta y una humedad relativa más alta.

Uno de los fluidos puede fluir al revés de lo que se ha mencionado hasta ahora. De esta manera formará un intercambiador de calor a contracorriente 106. La solución actual requiere que el fluido de calentamiento sea tal que nada, o una cantidad limitada, de calor se emita al interior del fluido de enfriamiento hacia el eje de rotación del intercambiador de calor 106. Esto se elimina si los canales están aislados térmicamente unos de los otros con material adecuado desde un punto en el radio y radialmente hacia dentro el fluido de enfriamiento se enfría contra el fluido de calentamiento. Con la solución de flujo a contracorriente, el fluido de calentamiento en el canal 109 también debe estar aislado térmicamente con respecto el canal 108 del fluido de enfriamiento.

Ambos canales de fluido de calentamiento desde la entrada 101 a la salida 111 como los canales de fluido de enfriamiento 102, 112 o uno de los canales de fluido pueden estar en un circuito cerrado (no mostrado) en el que el fluido es conducido en cada canal a su intercambiador de calor, ya sea en canales desde los extremos del árbol con un ajuste adaptado contra los canales externos y estáticos e intercambiadores de calor, o el fluido es conducido en los canales hacia y desde cada lado de los extremos del árbol del dispositivo rotativo por medio de intercambiadores de calor de extremo centrado cilíndrico montados, con aletas de calor circulares / en forma de disco adaptadas en el exterior, en el que un medio de intercambio de calor, que puede ser aire ambiental del entorno, fluirá al interior de un canal radial / tangencial sobre la superficie exterior de los intercambiadores de calor rotativos en una carcasa similar a un ventilador, y el aire sale de la carcasa del ventilador en un canal en dirección opuesta tangencialmente / radialmente al otro lado de una pared de partición que está montada en la cubierta del ventilador y en los canales de entrada / salida del medio y paralelos al árbol y con pistas para las aletas de enfriamiento circulares, que se han construido radialmente contra el intercambiador de calor del rotor con una pequeña separación entre la misma y la aleta de enfriamiento en la que el aire recibirá calor del lado del fluido de calentamiento, y frío del intercambiador de calor del fluido de enfriamiento en el extremo opuesto del árbol del dispositivo de rotación. Al utilizar la holgura adaptada entre las aletas de enfriamiento que están adaptadas para ello, el intercambiador de calor del rotor puede realizar la circulación del medio / aire de intercambio de calor, y también proporciona un área superficial relativamente grande que es ventajosa para el intercambio de calor y los intercambiadores de calor también se hacen compactos. En una alternativa que no es de acuerdo con la invención, los fluidos pueden adaptarse con un circuito cerrado a una presión más alta, lo que hace que el dispositivo sea más compacto. En este caso, con el circuito cerrado para ambos fluidos, no hay necesidad de un difusor - eyector, y la baja presión dentro de la carcasa vacía debe ser realizada con los recursos adecuados, tales como una bomba de vacío. Debido a la circulación del fluido de enfriamiento, se debe realizar con los recursos adecuados como se mencionará más adelante.

Al utilizar un dispositivo rotativo en forma de disco que contiene los citados canales en U, los cojinetes y el árbol podrían ser construidos axialmente en un lado del dispositivo rotativo con al menos dos cojinetes. También es beneficioso si hay un dispositivo rotativo en cada extremo del árbol para la eliminación de las fuerzas axiales y que la entrada 101, 102, esté libre con respecto al árbol.

En un circuito cerrado, el fluido de enfriamiento también debe tener una presión de circulación que esté adaptada en relación con la auto - circulación del fluido de calentamiento, y el mejor efecto de intercambio de calor es cuando el compresor se conecta después del intercambiador de calor para el enfriamiento y, posiblemente, el fluido de calentamiento, como en el caso de los citados intercambiadores de calor externos, se puede disponer un compresor en el circuito cerrado antes de la entrada del fluido de enfriamiento, o el compresor puede estar dispuesto en cojinetes suspendidos en el dispositivo de rotación con un rotor centrífugo con palas delante del canal de bajada de los medios de enfriamiento con un radio significativamente más pequeño que el canal de bajada, y en el que el rotor centrífugo tiene una rotación más alta que el dispositivo en la misma dirección y el enfriador es lanzado en la carga resultante radial y tangencial también puede impulsar la rotación del dispositivo del canal en U cuando el enfriador es recibido en sus canales de bajada. También puede ser de esta manera con un circuito abierto. La operación de rotación del rotor centrífugo se realiza con medios adecuados, de tal manera que su árbol es introducido en la entrada, o por medio del árbol a los dispositivos de rotación, otros extremos de los árboles con rodamiento y obturación entre ellos, en el que el árbol del rotor está conectado a un motor directamente y / o por medio de un engranaje, y / o cualquier parte de la energía de rotación se suministra por medio de una turbina desde la presión / circulación del fluido de calentamiento, y la turbina está conectada al árbol del rotor centrífugo. También puede ser una turbina axial conectada delante de la entrada del fluido de enfriamiento, con un árbol unido con obturación al árbol del dispositivo rotativo en el que el árbol de la turbina se conecta a una turbina axial conectada después de la salida del fluido de calentamiento. El árbol de turbina también está en contacto con los medios adecuados para el suministro de energía residual para mantener la rotación constante de los canales en U y las turbinas del dispositivo rotativo, o se puede aumentar la presión en el fluido. La ventaja de esta solución es que la entrada / salida puede tener un radio más pequeño, convergente / divergente y la velocidad axial de los fluidos puede ser elevada sin pérdidas significativas, y la velocidad radial disminuye con un área de sección transversal mayor, ambas hacia fuera. y hacia dentro desde la periferia 107. La evacuación del aire y el rellenado del fluido apropiado en sus canales, que también se pueden adaptar para que sea presurizado, se puede realizar con una válvula adecuada dispuesta en el eje de rotación de cada fluido, o tanque de presión como se mencionará más adelante.

Al menos un intercambiador de calor tubular o de discos 106 (no mostrado) que es transversal y está centrado alrededor del eje de rotación, y que contiene al menos un canal circular en la periferia 107 para el fluido de enfriamiento y al menos un canal circular para el fluido de calentamiento, en el que el canal de suministro desde la entrada para el fluido de enfriamiento está conectado al canal de fluido de enfriamiento se encuentra en el intercambiador de calor más próximo al eje de rotación, y está conectado a la periferia desde el canal circular de fluido de enfriamiento en el intercambiador de calor y al eje de rotación y a la salida. Los canales circulares del fluido de calentamiento en el intercambiador de calor actual pueden estar conectados de la misma manera que los citados canales circulares del fluido de enfriamiento y la dirección del flujo puede ser la misma o la opuesta del fluido de enfriamiento. En la dirección de flujo opuesta de los fluidos, el fluido de enfriamiento en el canal circular del fluido de enfriamiento intentará mantener su velocidad periférica lenta hacia fuera contra la periferia, y formará una circulación relativa contra la dirección de rotación. Para el fluido de calentamiento que ingresa desde la periferia a su canal o canales en el intercambiador de calor, el fluido de calentamiento intentará mantener su velocidad periférica elevada, de modo que el fluido de calentamiento se moverá relativamente con la dirección de rotación y en la dirección opuesta a la del fluido de enfriamiento, lo cual incrementará el efecto de intercambio de calor. Los intercambiadores de calor más circulares se pueden conectar en serie hacia dentro hacia el eje de rotación.

Los intercambiadores de calor circulares pueden estar dispuestos con varios tubos de diferentes diámetros (no mostrados), en el que los más grandes rodean a los más pequeños, y rodean y están centrados a lo largo de toda la longitud alrededor del árbol / eje de rotación con los discos centrados en el árbol, y los discos que soportan y están dispuestos en cada extremo de los árboles de los tubos, lo cual obtura los gases y el exterior. Los discos que se pueden disponer juntos de una o más de las pistas requeridas para formar los canales radiales y que ponen los fluidos en rotación, y conducen el fluido desde el espacio entre dos tubos, también el espacio entre el tubo más interior y los canales de formación del árbol para fluidos. Los árboles también pueden ser un tubo, como se ha indicado. Los fluidos que fluyen a través de los tubos son tangenciales / axiales, y además los fluidos se moverán desde el extremo de su tubo radialmente hacia fuera / hacia dentro a su siguiente canal de tubo de intercambiador de calor que es radial fuera / hacia dentro del segundo canal de fluidos, o los fluidos son dirigidos fuera / al interior del eje de rotación. Mediante el de intercambio de calor con flujo a contracorriente hacia fuera hacia la periferia en este caso, los fluidos comienzan en el canal del tubo más cercano al árbol / eje de rotación y el segundo fluido comienza en un canal del tubo radialmente hacia fuera, y el fluido en el interior sale de este, y así sucesivamente. Los fluidos se moverán axialmente en sentido opuesto en relación con los canales de tubo de los que provienen. Después de un cierto número de canales de tubo, los fluidos se ramificarán en sus canales aislados, radialmente desde cada uno de sus lados axiales en la periferia hacia dentro, hacia el eje de rotación retornando a su entrada, con lo que los fluidos pueden fluir a través de los citados intercambiadores de calor extremos de los de los extremos de árbol del dispositivo de rotación. en el que están dispuestos y soportados, en el que los intercambiadores de calor también están montados y soportados contra la superficie exterior de los citados disco / discos en el extremo del árbol, y cada intercambiador de calor está dividido axialmente con un tubo divisor de canal que también está unido y soportado a los citados discos y el tubo divisor está dispuesto entre el lado interior del intercambiador de calor cilíndrico y el árbol / eje de rotación, que tiene un área de sección transversal igual a la del espacio radial del citado tubo en el lado exterior e interior, la misma área también se encuentra en la abertura entre el extremo de la sección del tubo y el extremo del intercambiador de calor.

Esto forma un canal de flujo en los intercambiadores de calor, en el que el fluido entra desde el intercambiador de calor de los canales en U en el canal exterior hasta el extremo del intercambiador de calor, y a continuación se dirige radialmente hacia dentro, y adicionalmente axialmente al canal central para retornar de nuevo a los canales en U para producir un nuevo intercambio de calor en el exterior hacia la periferia y en un circuito cerrado, como se ha citado. En los canales de tubo más interiores hacia la periferia, los fluidos residuales se calientan / enfrían por medio de intercambio de calor de unos de los otros, de modo que obtienen la misma temperatura antes de ser dirigidos en los canales de tubo hacia la periferia, en el que un fluido se calienta, y así sucesivamente como se ha indicado más arriba. La suma de estas combinaciones proporcionará un área superficial relativamente grande y el fluido puede tener un mayor caudal y presión. La compresión para el movimiento del fluido de enfriamiento se puede realizar como se ha indicado más arriba, o como se indica a continuación. Los cojinetes, la baja presión / vacío dentro de la carcasa vacía y la obturación de esta, y la rotación del dispositivo rotativo pueden ser como se ha descrito más arriba o como se describirá más adelante.

Dentro de los citados extremos interiores de los canales centrales de los intercambiadores de calor, en los que una turbina axial podría estar dispuesta para comprimir y mover el fluido de enfriamiento, la compresión del fluido de calentamiento puede convertirse en energía (no mostrada). Y cuando el dispositivo debe estar absolutamente estanco para utilizar los gases volátiles, se pueden conectar al árbol de las turbinas radialmente una cantidad de imanes / electroimanes que se colocan contra la tapa extrema ajustado del intercambiador de calor con poca holgura, y cuando la tapa extrema es de un material que permite que pase el campo magnético, se encuentra sobre la superficie exterior de la tapa extrema y tiene un número equivalente de electroimanes con la misma distancia radial que los imanes en el otro lado de la tapa extrema, y los imanes en cada lado se encontrarán de izquierda a derecha cada uno y con contacto magnético para impulsar las turbinas cuando la superficie exterior de los imanes esté conectada a los fondos apropiados para la rotación y una conversión de energía que para el lado del fluido de enfriamiento, puede ser un motor eléctrico, y para el lado del fluido de calentamiento puede ser un generador de turbina eléctrica que rotará de la misma manera que el dispositivo de rotación a velocidades más altas que generan electricidad para el motor eléctrico del fluido de enfriamiento que opera su turbina contra la dirección de rotación del dispositivo rotativo. Para un flujo óptimo entre los fluidos, se puede regular uno para proporcionar electricidad adicional en una cantidad ajustada desde la fuente externa para el motor eléctrico del fluido de enfriamiento, mientras que simultáneamente la electricidad del generador del fluido de calentamiento disminuye en una cantidad ajustada. Las citadas turbinas pueden rotar en sentido opuesto como se ha indicado, o en el mismo sentido, o con el dispositivo de rotación a velocidades más altas, y en el último caso podrá realizar la rotación del dispositivo rotativo con los canales en U cuando se añada electricidad adicional al motor eléctrico del fluido de enfriamiento, u otro medio de rotación adecuado al que se suministra energía. Esto es cuando se cumplen los otros criterios para reducir la resistencia a la rotación, como se ha citado más arriba y se hará más adelante.

Para lograr el área de intercambio de calor más grande posible, y de manera óptima en relación con la resistencia al flujo más baja posible que puede proporcionar que pase un mayor flujo, los intercambiadores de calor con canales en U 106 pueden tener una forma cónica que rodea y está centrada alrededor del árbol, en el que la entrada 101, 102 es desde el extremo puntiagudo, y el extremo romo hacia fuera, hacia la periferia 107, en el que un extremo romo de la forma cónica de los canales de subida están conectados y aislados unos de los otros y dirigidos de manera cónica hacia la salida 111, 112. Las formas cónicas pueden estar compuestas por al menos tres tubos cónicos igualmente largos para cada extremo del árbol con los extremos romos orientados unos hacia los otros, y los tubos tienen dimensiones adaptadas, en fila unos con los otros por tamaño contra el árbol, y el espacio entre ellos forma un canal de fluido de enfriamiento adaptado que puede ser radialmente hacia el exterior, y a continuación el fluido de calentamiento entra en el canal en el espacio radial interior. Los tubos pueden estar soportados / unidos al árbol y centrarse con una variedad de palas, y en el que las palas se encuentran, o se unen al lado interior del tubo interior, lo mismo en la dirección radial hacia fuera, los canales de fluido se unen a las palas fuera que ponen los fluidos en rotación, y los tubos están soportados y reforzados.

La presente invención puede incluir dos árboles / tubos estáticos y huecos 103, 110 (no mostrados) que no rotan y están fijados a un regulador axial reforzado para cada árbol en ambos lados de las estructuras del canal en U y con el cojinete dispuesto en los extremos del citado árbol estático y construido centrado sobre el eje de rotación hacia la superficie exterior de las estructuras de soporte del canal en U 107, y dentro de los citados extremos huecos de árbol 103, 110, se construye y se centra un canal estático que forma el canal de entrada 101 para el fluido de calentamiento en un lado, y el canal de salida 111 en el otro lado de las estructuras del canal en U, y en el espacio entre el lado interior de los citados extremos de árbol estático hueco y fuera del canal de fluido de calentamiento 101, 111 se forma el canal de entrada 102 para el fluido de enfriamiento en un lado, y el canal de salida 112 en el otro lado de las estructuras del canal en U, y en el extremo del citado canal de entrada 101, 102 está montado un álabe del estator ajustable que está adaptado para controlar los fluidos de entrada presurizados en la dirección de rotación a la estructura del canal en U del lado de entrada para ejecutar una rotación adaptada, y en la entrada y salida de los canales en U se montan palas completamente o parcialmente dobladas hacia atrás hacia la dirección de la rotación, y más allá las palas en el extremo de los citados canales de salida 111, 112 se monta el álabe del estator adaptado para controlar los fluidos de salida presurizados a lo largo de los canales de salida, y la carcasa de protección que se ha mencionado se monta en obturación en el citado regulador axial que adapta el árbol axialmente en cada lado de las estructuras del canal en U. O la obturación se dispone entre el dispositivo de rotación para los canales en U y en las aberturas centrales de la carcasa vacía.

En la presente invención, con el fluido de enfriamiento en un sistema cerrado en el que se puede usar argón presurizado o gas pesado similar con una cp baja, y el fluido de calentamiento en un sistema abierto en el que se puede usar aire, de manera que el fluido de calentamiento calentado / aire de la periferia puede intercambiar calor en el intercambiador de calor del fluido de enfriamiento al lado o fuera de la salida del fluido de calentamiento. En el intercambio de calor óptimo, el fluido de calentamiento se entregará presurizado adicionalmente a la temperatura circundante. Lo mismo sucede si el fluido de enfriamiento opuesto es aire, y el hidrógeno o helio presurizado u otro gas adecuado está calentando el fluido en un sistema cerrado que calienta el fluido de enfriamiento en la salida, y a continuación la citada turbina para calentar el fluido se puede conectar como se ha indicado, a un compresor axial que comprime el aire / fluido de enfriamiento a la entrada. Y la energía de rotación restante se puede conectar al otro lado del árbol del compresor axial. Esto crea un compresor térmico muy efectivo en ambos casos que, también podría conectarse ventajosamente antes de la entrada del fluido, o integrarse en otros dispositivos termodinámicos.

La presente invención se puede conectar en serie, con lo que se puede intercambiar el calor tanto para calentar como para enfriar el fluido para el calentamiento / enfriamiento externo / interior entre uno o más de los pasos de la serie, y varios enlaces en serie pueden cruzar el intercambio de calor entre los pasos. en un enlace en serie ya sea para una temperatura mayor o menor y un incremento de la presión para al menos uno de los fluidos.

La invención también puede ser un fluido de calentamiento licuado que puede adaptarse a una mezcla de amoníaco y agua con un punto de ebullición bajo u otros fluidos licuados adecuados, que realizan el cambio de fase a vapor/ gas al comienzo de su canal de subida en la periferia, si existe la diferencia de temperaturas suficiente entre el fluido de enfriamiento, y el punto de ebullición se alcanza en relación con la presión formada en la periferia, en el canal de subida y en la salida del fluido de calentamiento, que a continuación puede ser suministrado a alta presión a través de una turbina, en el que el fluido de calentamiento puede condensarse de nuevo a líquido en la expansión y por un posible intercambio de calor con algún fluido de enfriamiento antes o después de la turbina. Para limitar la presión y adaptar la presión contra la periferia del fluido y su punto de ebullición en relación con la temperatura alcanzada por el fluido de enfriamiento, la columna de agua en el fluido puede adaptarse a una altura radial desde la periferia que sea relativa a la presión de vapor que se forma, y la presión de los líquidos, actuando como un pistón contra el vapor más ligero con menor fuerza centrífuga. La columna de agua también se puede adaptar para formar una baja presión en la entrada y el líquido puede ser condensado con el medio de enfriamiento desde un punto radial adecuado en el intercambiador de calor y hacia dentro hacia la entrada del fluido de calentamiento, en el que la temperatura del fluido de enfriamiento se puede igualar con la del fluido de calentamiento y puede retornar al circuito cerrado, o traer calor al dispositivo de rotación desde el entorno, o calor de una fuente externa, y el calor, más el calor de compresión hacia la periferia del intercambiador de calor, o bien ahora puede ser un intercambiador de calor de flujo en contracorriente desde un extremo del árbol al otro extremo del árbol a través de la periferia, ahora el fluido de calentamiento también puede estar un poco elevado en su canal de subida.

Los cojinetes suspendidos de los canales en U del dispositivo rotativo pueden ser cojinetes de rodillos adaptados, cojinetes deslizantes, cojinetes magnéticos.

El dispositivo de rotación se puede disponer con un mecanismo de auto-equilibrado, que puede ser al menos un canal circular centrado y transversal alrededor del eje de rotación, que está medio lleno con un líquido adecuado o una bola compacta de un material metálico similar.

La energía de compresión antes de la entrada del fluido de enfriamiento para compensar una mayor densidad en su canal de subida será significativamente menor, en comparación con la compresión tradicional con enfriamiento y expansión del fluido de enfriamiento a la misma diferencia de temperaturas. Puesto que se requiere una energía relativamente mínima para lograr la presión y la temperatura en el fluido de enfriamiento en los canales en la periferia con la rotación, y una mayor densidad media de masa en el canal de subida del fluido de enfriamiento hacia el canal de bajada compensada por compresión antes de la entrada para aumentar la densidad así como la presión, y eso con la misma dirección del flujo de calor que intercambia el fluido de enfriamiento, se enfriará continuamente hacia la periferia, lo que teóricamente dará una reducción del 50% de la energía del trabajo de compresión de la entrada, con relación al intercambio de calor que solo se puede realizar en la periferia.

Pero por otro lado, el intercambio de calor solo se puede ejecutar en la periferia, cuando el citado trabajo de expansión de la turbina del fluido de calentamiento se puede aplicar total o parcialmente a la compresión del compresor del fluido de enfriamiento antes de la entrada en la que se puede aplicar energía de compresión adicional en el mismo eje y, en cualquier caso, se suministra poca energía necesaria para mantener la circulación del fluido y la rotación de la citada turbina / compresor y la unidad rotativa con canales en U, y se pueden utilizarlos citados canales de tubo axial con discos que rodean el árbol, en el que tres tubos forman dos canales de intercambiador de calor axial para fluidos en la periferia. Y los canales de bajada y los canales de subida de los fluidos están aislados térmicamente unos de los otros. Tanto la presión como la temperatura en el fluido de calentamiento en la salida aumentarán, y viceversa, teóricamente, en la salida del fluido de enfriamiento se encontrarán a menor presión y temperatura, pero se compensa con la presión del compresor desde la entrada. En un sistema cerrado, ambos fluidos pueden producir calor / frío para intercambiar calor con el ambiente, igualarse como se ha indicado en los 2 canales axiales de tubo similares en el eje de rotación antes de que el fluido aislado sea conducido en sus los canales de bajada hacia el intercambiador de calor periférico. En este caso, es beneficioso el intercambio de calor en contracorriente como se ha indicado. Y si solo uno de los fluidos está adaptado presurizado en un sistema cerrado aquí, y dependiendo del fluido en el sistema cerrado, es con un sistema abierto en el otro canal en U con gas o aire ambiente ya sea de un fluido de enfriamiento o de calentamiento conducido desde la periferia a través de un canal fuera del eje de rotación, en el que el gas / aire es suministrado ya sea frío o caliente, o el fluido intercambia calor con el otro intercambiador de calor exterior / extremo del otro fluido, en el que el intercambio de calor desde la periferia se iguala, y el fluido presurizado se conduce a una temperatura ambiente que puede continuarse en varios dispositivos similares conectados en serie con el mismo método que genera la presión. Esto da una compresión térmica muy limpia y eficiente. En el último paso de la serie, el fluido se puede calentar a partir de un fluido de enfriamiento en el sistema cerrado que produce el frío al ambiente, y ahora el fluido de la entrada de la serie es un fluido de calentamiento que se calienta aún más en la periferia lo que aumenta la temperatura y la presión en la salida, que puede convertirse en energía. Hay un fluido de calentamiento en el sistema cerrado tal como intercambiador de calor al ambiente de la misma manera que en el último paso. Entonces, el fluido en la serie será un fluido de enfriamiento con una expansión adiabática desde la periferia hasta la salida en el que el fluido de enfriamiento pasa por una turbina axial para la utilización de energía, y el fluido de enfriamiento podría enfriarse tanto que los gases podrían fraccionarse posteriormente. Por ejemplo, CO²si el fluido de enfriamiento estaba agotado. Mediante la citada serie de acoplamientos cruzados, de esta manera es posible enfriar los gases de tal manera que la mayoría de los gases se pueden fraccionar con este método y aparato.

En un sistema cerrado, al principio del inicio de la rotación, se formará en los canales que no están afectados por la fuerza centrífuga una baja presión y la temperatura disminuirá, lo que depende del volumen de estos canales con respecto al volumen de los canales más allá, hacia la periferia. Pero después de un período de circulación de fluidos que reciben calor, la temperatura del fluido se estabilizará y eventualmente recibirá o entregará calor, como se ha indicado. Dependiendo de la densidad y la compresibilidad de los fluidos, el volumen en los canales fuera de la fuerza centrífuga debe adaptarse en volumen para evitar una dilución adversa del fluido apropiado, lo que reduce el intercambio de calor de estos canales e intercambiadores de calor. Por lo tanto, puede ser beneficioso utilizar un fluido pesado y presurizado, tal como desde / hacia los extremos del árbol y a través del citado circuito externo y el intercambiador de calor y después de esto, el fluido apropiado pasa por un tanque de acumulación, en el que también se puede disponer un intercambiador de calor. Para fluidos de enfriamiento, ya que esto es lo más apropiado, el compresor también se puede colocar entre el intercambiador de calor y el tanque de presión. Al usar un fluido inofensivo, tal como el argón, se puede permitir una fuga limitada al obturar la entrada y la salida del árbol para el fluido en la operación. Y la recarga / complementación podría ejecutarse en el tanque de presión de una serie adaptada de aparatos de rotación de acoplamiento cruzado que fraccionan el argón del aire ambiente como se ha indicado.

A la g elevada y presión en las que se realiza el intercambio de calor, la velocidad de convección y la turbulencia conducirán a un mayor efecto de intercambio de calor, que requiere menos área frente a las soluciones de 1 g. Fluido de enfriamiento que estará más frío después de la salida en relación con lo que estaba antes de la entrada, y debido a que el fluido de enfriamiento se calentará por la presión hacia la periferia, debe ser comprimible, y es beneficioso si el fluido de enfriamiento también tiene una densidad de masa alta y un alto exponente adiabático / baja cp, y algunos fluidos que pueden ser relevantes y que pueden calentarse antes de la entrada son: - Aire que no requiere reciclaje. - Argón como reciclable. - O fluido utilizado en las bombas de calor actuales y en ciclo cerrado. Fluido de calentamiento que estará más caliente después de la salida en relación con lo que estaba antes de la entrada, y puesto que el fluido de calentamiento no debe ser calentado, o lo será de manera limitada por la presurización hacia la periferia, no debería ser compresible, o lo será en menor medida, por la fuerza centrífuga, y es beneficioso si el fluido de calentamiento también tiene una densidad de masa baja y un exponente adiabático bajo / cp alta si es compresible y algunos fluidos que pueden ser relevantes son: - Agua que no necesita reciclarse, pero el agua crea elevada presión hidrostática, y los canales de fluido de calentamiento alrededor de la periferia deben tener un área transversal mínima para evitar una estructura masiva que restrinja el intercambio de calor, o la columna de agua de la periferia es baja, o la niebla de agua se atomiza directamente en el fluido de enfriamiento. - Los gases ligeros, tales como el hidrógeno y el helio, proporcionarán un aumento de presión relativamente pequeño hacia la periferia y, por lo tanto, disminuirán la temperatura con respecto al fluido de enfriamiento si tienen la misma temperatura en la entrada. - Aire, o cualquier fluido, si el fluido de calentamiento es más frío que el fluido de enfriamiento en la periferia, y el fluido de calentamiento se puede enfriar adaptado antes de la entrada y lograrlo, y eso se puede realizar con parte del fluido de enfriamiento desde la salida hasta el intercambio de calor indirecto. Ventajas de la invención

La presente invención también puede proporcionar calor, frío y presión sin realizar el cambio de fase de / a un fluido líquido. En el ciclo / proceso, la presente invención tendrá así una mayor flexibilidad y el uso de gases ecológicos con el medio ambiente, tal como el aire. La invención también tiene una eficiencia más alta, menos compleja, más fiable, más compacta, menos costosa en la producción y en las operaciones en comparación con los sistemas conocidos en la actualidad.

Cuando la salida está en el eje de rotación, la velocidad de los fluidos puede ser inferior a aquella con la que se envían sobre la periferia, esto proporciona menos fricción y es más efectivo, incluso cuando los fluidos retenidos tangencialmente desde la periferia y hacia dentro se equilibran con aceleración tangencial hacia el exterior hacia la periferia. Solo puede ser con el calentamiento del fluido de calentamiento en la periferia del fluido de enfriamiento lo que produce la circulación del fluido de calentamiento.

A continuación, el dispositivo rotativo se dispone y encierra en una carcasa vacía (no mostrada), entonces habrá una resistencia de rotación, ruido y pérdida de calor mínimos. Con obturaciones adecuadas, habrá pocos porcentajes de la energía total que sean necesarios para mantener una presión baja y una rotación constante. El dispositivo es compacto y con pocas piezas mecánicas móviles, lo que proporciona una baja frecuencia de mantenimiento. En la invención, la presión producida en el fluido fuera del dispositivo puede ser utilizada como energía.

La presente invención puede ser producida a partir de materiales con la resistencia requerida para soportar las fuerzas que se producen por la rotación a alta velocidad y la presión en los canales. La estructura debe tener baja densidad de masa para limitar las fuerzas que se han mencionado más arriba. La estructura puede diseñarse en metal, o de un material cerámico, compuesto o nano - técnico, o una combinación de estos. Los intercambiadores de calor deben tener una alta conductividad térmica, y los canales externos a estos deben estar aislados térmicamente unos de los otros con los materiales adecuados. Las fuerzas centrífugas establecen la velocidad de rotación y el diámetro de las estructuras de los canales en U, que se adaptan a las fuerzas que se permiten en los materiales en uso.

Las figuras deben verse como dibujos esquemáticos que ilustran los principios de la invención solamente, y no necesariamente muestran las realizaciones físicas de la invención en el mundo real. La invención se puede realizar utilizando muchos materiales y disposiciones diferentes de sus componentes. Las citadas realizaciones deben estar dentro de las capacidades de cualquier persona experta en la técnica.

Ejemplos:

Ejemplo 1: El cálculo que sigue muestra un ejemplo de temperaturas teóricas para el hidrógeno y el argón en un sistema cerrado con intercambio de calor en la periferia y a una velocidad periférica (vp) de 400 m/s. 1 = entrada. 2 = periferia. 3 = salida. Como la velocidad de flujo en los canales de fluido puede ser relativamente baja, la resistencia, la presión y la temperatura caen en unos pocos porcentajes y, por lo tanto, son ignoradas.

AT 1 - 2 = AT 3 - 2 con la misma cp (cp = capacidad térmica a presión constante)

vp = 400 m/s, cp h2 = 14320 J / kg K, cp Ar = 520 J / kg K

AT h2 (1 - 2) = vp2 (2 x cp) = 4002 m/s / (2 x 14320 J / kg K) = 5,6 K

AT Ar (1 - 2) = vp2 / (2 x cp) = 4002 m/s / (2 x 520 J / kg K) = 154 K

Con la misma cp de masa, el máximo intercambio de calor en T es igual a:

T = ((( AAr -(ATh2 x cp masa Ar) / (cp masa h2))) / 2 = (154K - 5,6K) / 2 = 74,2 K

Esto significa que la h²se puede suministrar a 74,2 K más caliente que el ambiente desde su intercambiador de calor en un extremo del árbol, y en el otro extremo del árbol el argón está 74,2 K más frío en su intercambiador de calor que el ambiente.

Ejemplo 2: Utilizando aire como fluido de calentamiento en un sistema abierto tal como un intercambiador de calor con argón como fluido de enfriamiento presurizado en un circuito cerrado con el doble de la masa cp = (1000 x 2 kJ / kg K) / (520 kJ K) = 3,85 en el intercambiador de calor 106.

vp = 400 m/s, cp luft = 1000 J / kg K, cp Ar = 520 J / kg K

AT Ar (1 - 2) = vp2 (2 x cp) = 4002 m/s / (2 x 520 J / kg K) = 154 K

AT aire (1 - 2) = vp2 (2 x cp) = 4002 m/s / (2 x 1000 J / kg K) = 80 K

+ / - AT = ((( AAr -(AT luft x cp masa aire) / (cp masa Ar))) / 2

+ / - AT = ((( 154K-(80Kx 1000 J / kg K))/((3,85 x 520 J / kg K)))/2 = 57 K

Esto significa que el aire está 57K más caliente que el ambiente y el Argón está 57k más frío que el ambiente en la salida de su intercambiador de calor, y los aires deben suministrarse presurizados a la periferia para su calentamiento.

Pero si el aire a presión constante es enfriado por argón a través de su intercambiador de calor en o fuera de la salida, tanto el aire como el argón tendrán un poco más de T, ya que el ambiente y el aire se suministran presurizados a la T del ambiente y en un exponente isentrópico (k) = 1,4. Y T de aire ambiente = 291 K y 1 bar. Entonces el aire será entregado caliente o frío a la presión que sigue:

T2 aire = 291K 80K 57K = 428K,

Esto da p2 = 1 bar x ((291K 80K) / 291K)A(1,4 /(1,4 -1)) = 2,34 bar

Y al calentar a T 1 -2 se obtiene p3 = 2,34 bar ((428K - 80K) / 428K)) a (1,4/ (1,4-1)) =1,134 bar.

Con calentamiento, o a la T ambiente, en el que el aire se presuriza hacia adelante en una fila de dispositivos similares conectados en serie. Cuando la relación de presión = p3 / p1 = 1,134 también está en cada paso de la conexión en serie cuando la cp es igual en cada paso. Por lo tanto, el número de pasos puede estar en la potencia de la relación de presión en el primer paso. Así en el ejemplo en 10 pasos en serie.

P3 en el paso 10 = 1,134 a 10 bar = 3,52 bar Con pocos K sobre el aire ambiente T.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un dispositivo para transportar calor entre un fluido de enfriamiento y un fluido de calentamiento, que incluye al menos dos estructuras de canal en U suspendidas (107) dispuestas radialmente y en equilibrio alrededor de un eje de rotación, y medios para hacer rotar las estructuras de canal en U (107), en el que cada estructura de canal en U (107) incluye un número de canales en U (104, 105, 108, 109) que conducen desde el eje de rotación a una periferia del dispositivo y a continuación retornan de nuevo, estando conectados los canales en U (107) a los canales de entrada (102, 101) y de salida (112, 111) respectivos en el eje de rotación para el transporte de los citados fluidos por medio de los canales en U (104, 105, 108, 109), en el que al menos un primer canal en U (105 ) contiene el fluido de enfriamiento en el que se desarrolla el calor debido a la compresión centrífuga en el canal U (105), al menos un segundo canal en U (104) contiene el fluido de calentamiento con una temperatura más baja, en el que el al menos un primer canal en U ( 105) que contiene fluido de enfriamiento hacia la periferia (107) está en contacto térmico con el al menos un segundo canal U (104) que contiene un fluido de calentamiento que forma al menos un intercambiador de calor (106), en el que los citados canales en U primero y segundo están aislados térmicamente uno del otro desde la periferia hacia el eje de rotación, estando presurizado el fluido de calentamiento antes de la salida (111) por el calor recibido del intercambiador de calor (106), en el que el calor en el fluido de calentamiento y / o en el fluido de enfriamiento es aprovechado, en el que el dispositivo incluye medios para presurizar el fluido de enfriamiento antes de la entrada (102) para compensar el calor perdido en el intercambiador de calor (106), el dispositivo incluye además una cubierta protectora anclada con baja presión en su interior, y que está dispuesta con cojinetes contra el árbol, y está obturada contra las estructuras del canal en U en la entrada y en la salida, encerrando la cubierta protectora a las citadas estructuras de canal en U, caracterizado por que el dispositivo incluye además medios para agregar un fluido líquido en forma atomizada directamente al fluido de enfriamiento desde la entrada, y además incluir un número de boquillas para conducir el citado fluido líquido a través de la periferia con material precipitado y algo de fluido de enfriamiento, y por que la cubierta protectora está sujeta a un difusor - eyector en forma de disco dispuesto fuera de las citadas boquillas en el dispositivo de rotación para recibir el citado material del mismo, lo que también produce una baja presión en el interior de la cubierta protectora.

2. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, en el que las citadas estructuras de canal en U están completa o parcialmente dobladas radialmente hacia atrás en la dirección de rotación.

3. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el citado intercambiador de calor (106) está diseñado como un intercambiador de calor de disco o en forma de tubo (106) que es transversal y está centrado alrededor del eje de rotación, y que contiene al menos un canal circular para el fluido de enfriamiento y al menos un canal circular para el fluido de calentamiento, en el que el fluido de enfriamiento que se suministra al canal de entrada se ramifica hacia el intercambiador de calor y se acopla al canal de fluido de enfriamiento en el intercambiador de calor más cercano al eje de rotación, y está conectado además en la periferia desde el canal circular del fluido de enfriamiento en el intercambiador de calor en canales que se ramifican hacia el eje de rotación y a la salida, y además el canal de suministro de fluido de calentamiento se ramificará desde la entrada hacia el intercambiador de calor y se conectará en la periferia al canal de fluido de calentamiento en el intercambiador de calor, y estará conectado lo más cerca del eje de rotación desde el canal del círculo de fluido de enfriamiento en el intercambiador de calor a los canales que se ramifican hacia el eje de rotación y a la salida.

4. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, en el que al menos uno de los canales en U que contiene fluido de enfriamiento o fluido de calentamiento está diseñado como un circuito cerrado, en el que la entrada y la salida del fluido están en el mismo extremo del árbol, en el que está dispuesto un intercambiador de calor con forma de cilindro. con una serie de aletas de calentamiento en forma de disco montadas en su exterior.

5. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el citado dispositivo incluye además dos ejes / tubos (103, 110) estáticos y huecos que no rotan y están montados en un regulador axial reforzado para cada eje en ambos lados de las estructuras del canal en U y con cojinetes en los extremos de los citados ejes / tubos estáticos y construidos centrados sobre el eje de rotación hacia un lado exterior de las estructuras de canal en U soportadas (107), en el que dentro de los citados extremos de árbol huecos (103, 110) hay construido un canal centrado y estático que forma el canal de entrada (102) para el fluido de enfriamiento en un lado y el canal de salida (112) en el otro lado de las estructuras de canal en U, y el espacio entre el lado interior de los citados árboles huecos estáticos y el exterior del fluido de enfriamiento (102, 112) que forma el canal de entrada (101) para el fluido de calentamiento en un lado y el canal de salida (111) en el otro lado de las estructuras de canal en U, y en el extremo de los citados canales de entrada (101, 102) se montan álabes de estator ajustables orientados para controlar los fluidos de entrada presurizados en la dirección de rotación del lado de entrada de la estructura de canal en U para producir una rotación ajustada, y al lado de la entrada del canal en U hay palas que están dobladas hacia adelante y al lado de la salida hay palas montadas que están completamente o parcialmente doblado hacia atrás en la dirección de rotación, y fuera de las palas en el extremo de los citados canales de salida (101, 102) hay álabes de estator montados adaptados para controlar los fluidos de salida presurizados a lo largo de los canales de salida, y la cubierta protectora está equipada con obturaciones en los citados reguladores axiales que ajustan los árboles axialmente en cada lado de las estructuras del canal en U.

6. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, incluyendo el citado dispositivo al menos un dispositivo de conversión de presión que está orientado para utilizar energía de la presión de al menos uno de los fluidos desde la salida.

7. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 6, incluyendo el citado dispositivo al menos un intercambiador de calor que transfiere calor desde al menos uno de los fluidos entre los citados medios de presurización y el canal de entrada para al menos uno de los fluidos, y el dispositivo incluye además al menos un intercambiador de calor entre la salida y el citado dispositivo de conversión de energía de presión para al menos uno de los fluidos.

8. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el intercambiador de calor (106) en la periferia está conectado a canales de bajada (104, 105) y canales de subida (108, 109) térmicamente aislados para el transporte de fluido de calentamiento y de fluido de enfriamiento desde su entrada hasta su salida.

9. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el citado intercambiador de calor (106) es un intercambiador de calor en contracorriente.

10. Un método para transportar calor entre un fluido de enfriamiento y un fluido de calentamiento, en el que los citados fluidos son suministrados a un dispositivo (107) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que el dispositivo es rotado como una unidad para que el fluido se exponga a las fuerzas centrífugas, en el que el calor desarrollado en el fluido de enfriamiento debido a la compresión centrífuga es transferido al fluido de calentamiento, en el que el fluido está expuesto a fuerzas centrífugas, en el que el fluido de calentamiento es presurizado por el calor recibido del fluido de enfriamiento, y en el que el calor en el fluido de calentamiento y / o el fluido de enfriamiento es aprovechado, caracterizado por que el trabajo de expansión en el fluido de calentamiento en la salida del dispositivo se utiliza para presurizar el fluido de enfriamiento en la entrada del dispositivo.